由于生物信号种类繁多，信号的强弱不一（有些生物电信号非常微弱，比如兔减压神经放电，其信号强度为微伏级，如果不进行信号的前置放大，根本无法观察），频率混叠（由于在生物信号中夹杂有众多声、光、电等干扰信号，比如电网的50Hz信号，这些干扰信号的幅度往往比生物电信号本身的强度还要大，如果不将这些干扰信号滤除掉，那么可能会因为过大的干扰信号致使有用的生物机能信号本身无法观察），因此信号采集前往往需要放大和滤波处理。
生物信号采集处理系统的基本原理是：首先将原始的生物机能信号，包括生物电信号和通过传感器引入的生物非电信号进行放大、滤波等处理，然后对处理的信号通过模数转换进行数字化并将数字化后的生物机能信号传输到计算机内部，计算机则通过专用的生物机能测验系统软件接收从生物信号放大、采集硬件传入的数字信号，然后对这些收到的信号进行实时处理。另外，生物信号采集系统的软件也可以接受使用者的指令向测验动物发出刺激信号。
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