一种微弱声音信号处理电路装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种微弱声音信号处理电路装置。


背景技术：

2.目前传统听诊器的临床痛点比较明显，例如：背景噪声大，周围环境噪声极容易掩盖细微的身体声音；年龄大的医生和听力下降的医生难以捕捉到细节；听诊器诊断无法录音，只能依靠临床经验及医生自己摸索；同时，新冠疫情期间出现的新问题是，医务人员穿着全套防护服后，根本无法使用传统听诊器。
3.将传统听诊器进行电子化，智能化改造是目前的一个创新方向。当前国内市场还没有量产型的医用级电子听诊器，而国外市场有几款已经投入量产的电子听诊器。
4.目前市场可见的电子听诊器，包括以下几种：
5.常规型电子听诊器：外观与传统听诊器类似，也由听诊头，导音管和耳挂组成，只是在听诊头中增加了信号采集和放大模块，可以将心跳声音放大，通过导音管的导线传输至耳挂听筒，让使用者可以听得更清楚。
6.无线型电子听诊器：取消了导音管，使用者仅需要手持听诊头，听诊头完成声音的采集和数字化传输，然后通过无线耳机或扬声器将心跳声音播放出来，并可以根据需要进行存储，是一种具有多种用途，较为理想的电子听诊器。
7.目前，无线型电子听诊器是厂家研发和推广的主要方向，其采用拾音器和低功耗控制器采集声音信号，将其转换成数字信号后，通过蓝牙收发模块无线传输给蓝牙耳机或音箱。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种微弱声音信号处理电路装置。
9.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种微弱声音信号处理电路装置，包括无线电子听诊器电路板和拾音器，所述无线电子听诊器电路板由电源系统，信号放大器，第一级滤波器，功率放大，有线耳机输出，增益调整，第二级滤波，数模转换器，单片机，锂聚合物电池，天线和蓝牙模块组成，所述拾音器为声音传感器，所述电源系统，信号放大器，第一级滤波器，功率放大，有线耳机输出，增益调整，第二级滤波，数模转换器和单片机都是集成电路，这些电路是由相关电阻，电容，连接器以及集成电路以一定的功能和连接组成。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述拾音器与信号放大器的连接方式为电连接，所述拾音器使用时，听诊头紧贴人体，心脏跳动或肺部呼吸所产生的振动传导至听诊头上的薄膜产生振动，从而产生的微弱声音信号，所述拾音器将此声音信号转换为电信号。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述信号放大器与第一级滤波器是电连接，所述信号放大器将拾音器输出的电信号进行放大，放大倍数为10倍，所述第一级滤波器将信号放大器输出的电信号进行滤波，所述第一级滤波器的类型为带通滤波器。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述功率放大与第一级滤波器、增益调整和有线耳机输出都是电连接，所述单片机可通过由数字电位器构成的增益调整电路，调节功率放大电路的信号增益，从而调整有线耳机输出音量的大小。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述第二级滤波与第一级滤波器是电连接，所述第二级滤波为带通滤波器，所述第二级滤波由二阶有源滤波器和一阶无源滤波器构成，所述第二级滤波与数模转换器是电连接，所述数模转换器采用专用音频转换器，将模拟量的声音信号转换为数字信号，并在其中进行必要的数字滤波处理，再经过通用串行总线传输至单片机。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述单片机采用通用低功耗处理器，完成数字音频信号的接收，编码和发送，并与后一级蓝牙模块完成双向数据传输，将音频信号通过天线发送出去，并接受外部的控制信号，所述蓝牙模块采用通用低功耗全双工蓝牙收发模块。
20.作为上述技术方案的进一步描述：
21.所述锂聚合物电池作为电源，所述电源系统将电池的7.4v电压通过dc/dc芯片和ldo芯片转换为电路板其他电路所需要的5v，3.3v等不同电压。
22.本实用新型具有如下有益效果：
23.本实用新型系统由拾音器和无线电子听诊器电路板组成。拾音器为声音传感器，无线电子听诊器电路板由信号放大器电路，第一级滤波器电路，功率放大电路，有线耳机输出电路，增益调整电路，第二级滤波器电路，模数转换器电路，单片机电路，蓝牙模块电路，天线电路，电源系统电路以及锂聚合物电池组成。
24.本实用新型涉及声音传感器、模拟放大电路、滤波器、功率放大电路以及单片机控制等相结合的技术，采用高精度信号采集和放大技术，设计了一种电子听诊器。该电子听诊器通过声音传感器采集微弱的心脏跳动声音信号并将其转换成电信号，再将电信号进行放大，滤波，采集，功率放大和数字转换等一系列处理，最后将其存储和播放。在这个过程中消除环境和仪器本身带来的噪声，将真实的心跳信号进行高保真放大和数字化存储，满足医生临床诊断，医院教学和居家健康监测等用途。
附图说明
25.图1为本实用新型提出的一种微弱声音信号处理电路装置的整体结构示意图。
26.图例说明：
27.1、无线电子听诊器电路板；2、拾音器；3、电源系统；4、信号放大器；5、第一级滤波器；6、功率放大；7、有线耳机输出；8、数模转换器；9、第二级滤波；10、增益调整；11、锂聚合物电池；12、天线；13、蓝牙模块；40、单片机。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.参照图1-1，本实用新型提供的一种实施例：一种微弱声音信号处理电路装置，包括无线电子听诊器电路板1和拾音器2，所述无线电子听诊器电路板1由电源系统3，信号放大器4，第一级滤波器5，功率放大6，有线耳机输出7，增益调整10，第二级滤波9，数模转换器8，单片机40，锂聚合物电池11，天线12和蓝牙模块13组成，所述拾音器2为声音传感器，所述电源系统3，信号放大器4，第一级滤波器5，功率放大6，有线耳机输出7，增益调整10，第二级滤波9，数模转换器8和单片机40都是集成电路，这些电路是由相关电阻，电容，连接器以及集成电路以一定的功能和连接组成。
31.本实用新型中，拾音器2与信号放大器4的连接方式为电连接，拾音器2使用时，听诊头紧贴人体，心脏跳动或肺部呼吸所产生的振动传导至听诊头上的薄膜产生振动，从而产生的微弱声音信号，拾音器2将此声音信号转换为电信号，本实用新型里拾音器采用通用的压电晶体模拟拾音器，成本低，易采购。拾音器输出的电信号传输至信号放大器。
32.进一步的，信号放大器4与第一级滤波器5是电连接，信号放大器4将拾音器2输出的电信号进行放大，放大倍数为10倍，第一级滤波器5将信号放大器4出的电信号进行滤波，第一级滤波器5的类型为带通滤波器。
33.进一步的，功率放大6与第一级滤波器5、增益调整10和有线耳机输出7都是电连接，单片机40可通过由数字电位器构成的增益调整10电路，调节功率放大6电路的信号增益，从而调整有线耳机输出7音量的大小，本实用新型设计有两种听诊方式，可通过有线耳机听诊也可通过无线耳机和扬声器听诊。因此第一级滤波器后可选择将声音信号输出至功率放大器进行信号放大，该放大器由专用音频放大器构成，可直接推动有线耳机输出。
34.进一步的，第二级滤波9与第一级滤波器5是电连接，第二级滤波9为带通滤波器，第二级滤波9由二阶有源滤波器和一阶无源滤波器构成，第二级滤波9与数模转换器8是电连接，数模转换器8采用专用音频转换器，将模拟量的声音信号转换为数字信号，并在其中进行必要的数字滤波处理，再经过通用串行总线传输至单片机40。
35.进一步的，单片机40采用通用低功耗处理器，完成数字音频信号的接收，编码和发送，并与后一级蓝牙模块13完成双向数据传输，将音频信号通过天线12发送出去，并接受外
部的控制信号，蓝牙模块13采用通用低功耗全双工蓝牙收发模块。
36.进一步的，锂聚合物电池11作为电源，电源系统3将电池的7.4v电压通过dc/dc芯片和ldo芯片转换为电路板其他电路所需要的5v，3.3v等不同电压。
37.工作原理及其使用流程：采用高精度信号采集和放大技术，设计了一种电子听诊器。该电子听诊器通过声音传感器采集微弱的心脏跳动声音信号并将其转换成电信号，再将电信号进行放大，滤波，采集，功率放大和数字转换等一系列处理，最后将其存储和播放。在这个过程中消除环境和仪器本身带来的噪声，将真实的心跳信号进行高保真放大和数字化存储，满足医生临床诊断，医院教学和居家健康监测等用途，本实用新型目的是设计一种低成本并具有更高信噪比的无线电子听诊器，价格在300元左右，满足大量医生和家庭的使用需求；同时，通过优化和改进声音信号采集和处理部分的电路设计，将整体的信噪比提高到91db，指标超过现有进口产品28％，充分抑制背景噪声，用户心音/肺音听得更清楚，能更为有效的做出医学判断。
38.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。