脑是人体最复杂的器官,它由数百亿的神经元组成,每个神经元在其特定的位置进行电生理活动,电生理活动的直接体现就是脑电信号。由于脑电信号非常微弱,易被外界噪声(例如工频干扰)和其他生物电信号干扰(眼电信号、肌电信号和心电信号),因此需要使用高性能的脑电放大器采集脑电信号。本论文设计了一款高性能的64通道脑电放大器。本论文设计的脑电放大器由模拟电路部分、数字电路部分和电脑端软件采集部分三部分组成。其中,电路部分采用8块模拟板卡加1块数字板卡的层叠式设计方案。脑电放大器为了准确的采集脑电源信号,需要减小源阻抗,即降低电极和头皮的接触阻抗,本文采用常用的非侵入式Ag/AgCl湿电极。电极将采集到的脑电信号通过屏蔽线传输到模拟电路部分,模拟电路部分将接收到的脑电信号进行放大、滤波、单端转差分和模数转化等处理。同时为了保证电气安全,接触人体的模拟电路部分和不接触人体的数字电路部分采用电气隔离的方案;为了实现模拟板卡更换便捷,模拟电路部分增加拨码开关。数字部分由两部分组成,第一部分是脑电放大器的控制器部分,控制整个放大器并将接收的脑电信号和标志信号进行编码处理,本电路使用的FPGA芯片是Altera公司的Cyclone IV系列的EP4CE6E22C8;第二部分是USB接口电路部分,负责放大器和电脑之间的通信,该电路使用的USB芯片是Cypress公司的CY7C68013芯片。电脑端软件采集部分将通过USB接收的数字信号进行数据整合,并将数据实时显示和保存。本文设计64通道脑电放大器,采样率为1KHz,带宽为0.5Hz-100Hz,模数转换器分辨率为24位,系统共模抑制比可达110dB以上。为了验证脑电放大器的可行性,本文中分别进行了性能测试和脑电实验验证,其中,性能测试部分包括共模抑制比测试、噪声测试等,脑电实验验证部分包括自发脑电实验、稳态视觉诱发电位实验、oddball实验范式实验和单侧化准备电位实验。实验结果表明,本文中设计的64通道脑电放大器符合国标要求,可以应用到医疗和科研领域。