专利名称：用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医用心电诊断仪器，尤其涉及一种用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路。
背景技术：
目前在心电图记录诊断领域中，常用的心电诊断仪器通常采用的是数字化心电图系统。该数字化心电图系统是将记录到的病人体表心电电位经过放大、滤波，模数变换后变成数字信号，再将该病人心电数字信号传给计算机系统进一步进行处理，分析、打印报告及存贮。因此在记录心电同时，为了确保病人的安全，要求每个电极对大地的电流必须小于10微安(μA)，为了达到这一要求，心电图系统中与病人接触的电路系统必须与交流电源隔离。
现有技术数字化心电图系统中的隔离技术通常采用以下几种方法其一，是将经过无接地变压器变压后的电源偶合传送给与病人接触的电路中，其二，采用独立的电源供电，以供给心电图前级与病人接触的电路系统；其三，经过放大或转换成的数字信号再经光电耦合的方式传送给打印机或计算机系统。由此可见，现有技术所采用的隔离技术在实际使用中存在的缺陷是1.必须增加变压偶合电路或外加单独的电池电路，使之因增加设备而开销大，且不便维护操作；2.数字信号再经光电耦合的方式传送给打印机或计算机系统的隔离技术较复杂，使之影响其可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，它不仅能满足数字心电图系统安全电流必须小于10微安的要求，并且无需增加外加单独的电池电路，使之结构简单成本低，维护方便可靠性强。
本实用新型的目的是这样实现的一种用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，包括用于探测病人体表心电信号的电极，与电极连接的接收病人体表心电信号的心电数据采集电路，其特点是还包括一数据传送隔离电路，该数据传送隔离电路的输入端与心电数据采集电路输出端连接；一总线，该总线与数据传送隔离电路的输出端连接；一直流电源隔离电路，该直流电源隔离电路的电源输入端与总线电源端连接，该直流电源隔离电路的输出端与心电数据采集电路连接。
在上述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中，其中，所述的数据传送隔离电路包括光电偶合电路和控制器；所述的光电偶合电路由型号为6N136光电耦合器U2构成，该光电耦合器U2的输入端3脚与心电数据采集电路的串行数据端连接，接收心电数据采集电路送来的心电信号；所述的控制器由型号为AN2136的通用串行总线控制器U3构成，该通用串行总线控制器U3的RX端与光电偶合电路中光电耦合器U2的输出端6脚连接，它接收光电耦合器U2送出的串行数据信号，并将该串行数据信号传送给总线的D+和D-处。
在上述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中，其中，所述的总线采用的是通用串行总线，该通用串行总线还具有5V和GND的直流电源线。
在上述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中，其中，所述的直流电源隔离电路由型号为DCR010505U的1W隔离DC/DC转换器U1构成，该DC/DC转换器U1的第1和2脚与第26和27脚分别是直流电源输入端，它们分别与总线的5V和GND端连接，该DC/DC转换器U1的第14、13脚分别是直流电源输出端5V电源VCC和GND地，该DC/DC转换器U1的第28脚SYNC用于控制直流电源隔离电路的开关。
在上述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中，其中，在所述的光电偶合电路的光电耦合器U2的第3脚连接设置一电阻R1，电阻R1的另一端与电源连接。
在上述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中，其中，在所述的直流电源隔离电路的直流电源输出端即DC/DC转换器U1的第14、13脚之间设置一稳压电路，该稳压电路由稳压电容C1构成。
本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果1.本发明由于所采用的直流电源隔离电路是从USB总线上获得电源，使得数字心电图系统无需外加单独的电池电路，就能提供给用于探测病人体表心电信号的电极所需的安全且小的电流(＜10μA)，同时利用USB总线所提供的直流电源(5V，100mA)供给整个数字化心电图系统所需的直流电源，由此可节省电源的开支，并便于操作与维护；2.本发明由于所采用的数据传送隔离电路提供了将数字化的心电图信号经USB总线传给计算机系统进行后续的分析处理与贮存的途径，该数据传送隔离电路不仅简单且成本低，并且数据传送可靠。
通过以下对本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1是本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路的方框图；图2是图1用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中的数据传送隔离电路的电原理图。
图3是图1用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路中的直流电源隔离电路的电原理图。
图4是图1用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路的总电原理图。
具体实施方式
请参见图1所示，这是本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路的方框图。本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，包括用于探测病人体表心电信号的电极、与电极连接的接收病人体表心电信号的心电数据采集电路1、与心电数据采集电路1输出端连接的数据传送隔离电路2、与数据传送隔离电路2输出端连接的总线3、与总线3电源端连接的且输出端与心电数据采集电路1连接的直流电源隔离电路4。
请结合图1参见图2和图4所示，它们分别是本实用新型中数据传送隔离电路的电原理图和总电原理图。在本实用新型中，数据传送隔离电路所采用方法的目的与任务是隔离心电数据采集电路，使心电数据采集电路与数据传送隔离电路没有公共的电流回路，从而达到数据传送隔离的要求。图中，标号1是心电数据采集电路1，该心电数据采集电路1包括用于探测病人体表心电信号的电极，前置放大电路，共模抑制电路、带通滤波电路，A/D转换电路，最后以串行的方式输出数字信号，该心电数据采集电路1送出的串行数字信号由数据传送隔离电路2接收。所述的数据传送隔离电路2由光电偶合电路21和控制器22组成；所述的光电偶合电路21主要由型号为6N136光电耦合器U2构成，6N136光电耦合器U2具有低功耗和高速度的特点，平均输出电流8mA，最大速度可传输1mbits/s，该光电耦合器U2的输入端3脚与心电数据采集电路1的串行数据端连接，接收心电数据采集电路1送来的心电信号，而在光电耦合器U2的第3脚连接设置一阻值为220Ω的电阻R1，电阻R1的另一端与电源连接，这样就可以在光电耦合器U2的第6脚上取出与输入端第3脚同相的串行数据送至控制器22；所述的控制器22由美国Cypress半导体器件公司生产的型号为AN2136的通用串行总线(USB)控制器U3构成，该USB控制器U3的RX端与光电偶合电路21中光电耦合器U2的输出端6脚连接，USB控制器U3接收光电耦合器U2送出的串行数据信号，经过控制软件，并将该串行数据信号即数字化的心电信号传送给总线3的D+和D-处，即将隔离后的数字化心电图信号经光电耦合传到送到USB总线上。所述的总线3采用的是通用串行总线(USB总线)，USB总线3的D+和D-与数据传送隔离电路2中通用串行总线控制器U3的输出端连接，USB总线3还具有5V和GND的直流电源线。
请结合图1参见图3和图4所示，它们分别是本实用新型中直流电源隔离电路的电原理图和总电原理图。所述的直流电源隔离电路4由美国德州仪器公司生产的型号为DCR010505U的微小型1W隔离DC/DC转换器U1构成，该1W隔离DC/DC转换器U1是一个高效率输入隔离、输出稳压的直流/直流变换器，其输入电压是5V，正好与USB总线3的5V和GND的直流电压匹配，因此该DC/DC转换器U1的第1和2脚与第26和27脚分别与USB总线3的5V和GND连接，该DC/DC转换器U1的第28脚SYNC用于控制直流电源隔离电路的开关，该DC/DC转换器U1的第14、13脚分别是直流电源输出端(5V电源VCC和GND地)，上述两电源输出端第14、13脚与心电数据采集电路1连接，以提供心电数据采集电路1前级与病人接触的电极的所需的电源；在本发明中，DC/DC转换器U1的第14、13脚之间还设置一稳压电路，在本实施例中该稳压电路由稳压电容C1构成，使经过DC/DC转换器U1输出的直流电源更加稳定，从而能提供给心电数据采集电路1用于探测病人体表心电信号的电极所需的安全且小电流(＜10μA)的要求，同时利用USB总线3所提供的直流电源(5V，100mA)供给整个数字化心电图系统所需的直流电源。
综上所述，本实用新型用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，由于直流电源隔离电路直接从USB总线3上获得电源，使得数字心电图系统无需外加单独的电池电路，就能提供给用于探测病人体表心电信号的电极所需的安全且小的电流；并且由于数据传送隔离电路提供了将数字化的心电图信号经USB总线传给计算机系统进行后续的分析处理与贮存的途径；本实用新型结构简单且数据传送可靠，从而将使数字化的心电图系统得到进一步的推广，因此极为实用。
权利要求1.一种用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，包括用于探测病人体表心电信号的电极，与电极连接的接收病人体表心电信号的心电数据采集电路(1)，其特征在于还包括一数据传送隔离电路(2)，该数据传送隔离电路(2)的输入端与心电数据采集电路(1)输出端连接；一总线(3)，该总线(3)与数据传送隔离电路(2)的输出端连接；一直流电源隔离电路(4)，该直流电源隔离电路(4)的电源输入端与总线(3)电源端连接，该直流电源隔离电路(4)的输出端与心电数据采集电路(1)连接。
2.如权利要求1所述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，其特征在于所述的数据传送隔离电路(2)包括光电偶合电路(21)和控制器(22)；所述的光电偶合电路(21)由型号为6N136光电耦合器U2构成，该光电耦合器U2的输入端3脚与心电数据采集电路(1)的串行数据端连接，接收心电数据采集电路(1)送来的心电信号；所述的控制器(22)由型号为AN2136的通用串行总线控制器U3构成，该通用串行总线控制器U3的RX端与光电偶合电路(21)中光电耦合器U2的输出端6脚连接，它接收光电耦合器U2送出的串行数据信号，并将该串行数据信号传送给总线(3)的D+和D-处。
3.如权利要求1所述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，其特征在于所述的总线(3)采用的是通用串行总线，该通用串行总线(3)还具有5V和GND的直流电源线。
4.如权利要求1所述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，其特征在于所述的直流电源隔离电路(4)由型号为DCR010505U的1W隔离DC/DC转换器U1构成，该DC/DC转换器U1的第1和2脚与第26和27脚分别是直流电源输入端，它们分别与总线(3)的5V和GND端连接，该DC/DC转换器U1的第14、13脚分别是直流电源输出端5V电源VCC和GND地，该DC/DC转换器U1的第28脚SYNC用于控制直流电源隔离电路的开关。
5.如权利要求2所述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，其特征在于在所述的光电偶合电路(21)光电耦合器U2的第3脚连接设置一电阻R1，电阻R1的另一端与电源连接。
6.如权利要求4所述的用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，其特征在于在所述的直流电源隔离电路(4)的直流电源输出端即DC/DC转换器U1的第14、13脚之间设置一稳压电路，该稳压电路由稳压电容C1构成。
专利摘要本实用新型涉及一种用于数字心电图系统中的数据传送与电源的隔离电路，包括用于探测病人体表心电信号的电极，与电极连接的接收病人体表心电信号的心电数据采集电路，其特点是还包括一数据传送隔离电路，其输入端与心电数据采集电路输出端连接；一总线，该总线与数据传送隔离电路的输出端连接；一直流电源隔离电路，其输入端与总线电源端连接，输出端与心电数据采集电路连接；其中，数据传送隔离电路由光电偶合电路和通用串行总线控制器组成。本实用新型由于直流电源隔离电路直接从总线获得电源，从而能提供电极安全小电流；并且数据传送隔离电路提供了将数字化的心电图信号经总线传给计算机系统进行后续分析处理与贮存的途径，因此极为实用。
文档编号A61B5/0402GK2703498SQ20042002219
公开日2005年6月8日 申请日期2004年4月23日 优先权日2004年4月23日
发明者张若枚 申请人:张若枚