生物信号是指活体生物体（包括人体）内部自然产生的、携带特定生理或病理信息的物理或化学量，是生命体生理活动的直接表征，其具有微弱性、低频性、高噪声敏感性及非线性等特征。
一、生物信号分类与特征
根据物理属性与产生机制，生物信号大致可分为7个大类：
类别 | 代表信号 | 关键特征 |
生物电信号 | ECG（心电）、EEG（脑电）、EMG（肌电） | 微伏级电压，需高阻抗抗干扰采集 |
生物磁信号 | MCG（心磁图）、MEG（脑磁图） | 皮特斯拉级，需超导量子干涉设备 |
生物力学信号 | 血压、呼吸波、心音、体动 | 压力/位移信号，依赖力传感器 |
生化信号 | 血糖、血氧饱和度、pH值 | 化学浓度转换，需生物传感器 |
声学信号 | 肺音、肠鸣音 | 低频声波（20-2000Hz） |
热信号 | 体表/核心温度 | 毫摄氏度级精度需求 |
光信号 | PPG（光电容积脉搏波）、fNIRS（脑血氧） | 光学特性反映生理状态 |
二、生物信号采集
生物信号具有类型多样、形态复杂的特点，其幅值、频率等特征易受生理状态及环境因素影响而波动。鉴于生物信号幅值普遍处于微伏(μV)至毫伏(mV)量级，高精度采集设备需重点考量其微弱信号捕获能力。
以北京新超仁达USB-3205数据采集卡为例：
采用32位Δ-Σ ADC架构，最低有效位(LSB)达0.3μV，满足生物电信号（如ECG/EMG/EEG）的超低噪声采集需求；
4通道同步采样（每通道独立ADC），最高采样率10 kS/s/通道，支持多源信号相位同步分析；
全差分输入设计（共模抑制比≥120dB @ 50/60Hz），显著抑制环境共模干扰；
USB即插即用接口，兼容USB2.0/3.0总线供电模式，适用于便携式医疗设备集成。
典型信号参数表
信号 | 幅度 | 带宽(Hz) | 采样率要求 |
ECG | 0.5-5 mV | 0.05-150 | 500 Hz |
EEG | 5-300 μV | 0.5-100 | 250 Hz |
EMG | 0.1-5 mV | 10-500 | 2 kHz |
PPG | V级光强 | 0.01-20 | 100 Hz |
三、生物信号的应用场景
生物信号采集的应用极其广泛，深刻影响着医学、科研、健康管理等多种领域：
临床医疗诊断中的ECG判读心律失常，EMG诊断神经损伤、血压监测诊断高血压、血氧监测评估呼吸功能等。
医学研究中，可探索神经系统、心血管系统、肌肉系统等的工作原理。
康复与辅助技术有肌电假肢控制，可利用EMG信号控制假肢动作。
及神经反馈中的ADHD患者注意力训练系统，可利用EEG等信号训练患者自我调节脑活动，