一种中频电疗仪及其中频信号调制电路的制作方法

本申请涉及信号调制技术领域，特别涉及一种中频电疗仪及其中频信号调制电路。

背景技术：

中频(intermediatefrequency，if)信号因具有可使电路中的放大器稳定工作并减小干扰的优点，在许多电路应用中被使用，例如电疗产品中。电疗是一种利用不同类型的调制电信号来治疗疾病的物理疗法，因此，相关电疗产品中一般均设置有中频信号的调制电路。

现有技术中的调制电路一般均为模拟电路，参见图1和图2所示，图1和图2分别为现有技术中提供的一种中频信号调制电路的部分电路结构图。

如图1所示，p14端输入100hz、占空比为50％的方波信号，p13端输入1khz、占空比可调的方波信号，通过模拟电路的叠加，p15端输出叠加后的调幅波，该调幅波的电压幅值依据p13端输入的方波信号的占空比而调制，调幅度取决于电路中的电阻、电容等元器件的参数大小。

由于实际应用中的中频信号往往是正负双向对称的，而图1中p15端输出的调幅波仅仅是单向波形，因此，可将图1中的p15端与图2中的p15端连接，并在图2的u1-8端输入中频载波信号，令开关管q1和q2交替导通，由此可在t1-1和t1-3处获取正负双向对称的中频输出信号。

从图1和图2中可见，现有技术中的调制电路采用模拟电路，电子元器件较多，受限制于模拟器件易受到外界干扰信号和环境温度的影响，容易发生输出不稳定的情况。例如，图2中的t1和t2一般为大功率三极管，而工作在放大区间的三极管发热严重，会导致三极管的放大增益变化，令输出不稳定。并且，在不同环境温度下，例如冬天和夏天，三极管的放大增益也会发生变化，输出不稳定。

鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种中频电疗仪及其中频信号调制电路，以便有效提高输出稳定性和抗干扰能力，进而有效提高治疗效果。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种中频信号调制电路，包括：

输入调理电路，用于根据输入的单极性基波信号生成正负电压对称的双极性基波信号；

与所述输入调理电路的输出端连接的dac电路，用于以所述双极性基波信号为模拟参考电压，对输入的数字信号进行da转换并输出模拟信号；

与所述dac电路的输出端连接的输出调理电路，用于根据所述模拟信号生成调幅信号。

可选地，所述输入调理电路包括第一运放、接地电阻、反馈电阻；

所述第一运放的正相输入端作为所述输入调理电路的输入端；所述第一运放的反相输入端与参考电压连接；所述第一运放的输出端与接地电阻连接，并通过反馈电阻与正相输入端连接。

可选地，所述输入调理电路还包括与所述第一运放的正相输入端连接的输入电阻。

可选地，所述输入调理电路还包括与所述第一运放的输出端连接的限幅电路；所述限幅电路包括第一稳压管、第二稳压管和保护电阻；

所述第一稳压管的阴极与所述第一运放的输出端连接，所述第一稳压管的阳极与所述保护电阻的第一端连接；所述保护电阻的第二端与所述第二稳压管的阳极连接；所述第二稳压管的阴极接地。

可选地，所述dac电路包括第一路dac和第二路dac，所述输出调理电路包括波形调理电路和幅值调理电路；

所述第一路dac的模拟参考电压端与所述输入调理电路的输出端连接，所述第一路dac与所述波形调理电路用于根据所述双极性基波信号对所述数字信号进行波形调制以输出波形调制信号；

所述第二路dac的模拟参考电压端与所述波形调理电路的输出端连接，所述第二路dac与所述幅值调理电路用于对所述波形调制信号进行幅值调制以输出所述调幅信号。

可选地，所述第一路dac的输出端与所述波形调理电路的输入端连接；所述第一路dac的模拟电压反馈端与所述波形调理电路的输出端连接；

所述第二路dac的输出端与所述幅值调理电路的输入端连接；所述第二路dac的模拟电压反馈端与所述幅值调理电路的输出端连接。

可选地，所述波形调理电路包括第二运放，所述第二运放的反相输入端与所述第一路dac的输出端连接，所述第二运放的正相输入端接地；

所述幅值调理电路包括第三运放，所述第三运放的反相输入端与所述第二路dac的输出端连接，所述第三运放的正相输入端接地。

可选地，所述dac电路还包括寄存器、逻辑控制器、第一锁存器和第二锁存器；

所述寄存器的输出端分别与所述第一锁存器的输入端和所述第二锁存器的输出端连接，用于接收输入的所述数字信号；

所述第一锁存器的输出端与所述第一路dac的输入端连接；所述第二锁存器的输出端与所述第二路dac的输入端连接；

所述逻辑控制器的输出端分别与所述第一锁存器的控制端和所述第二锁存器的控制端连接，用于根据输入的功能切换信号使能所述第一锁存器或者所述第二锁存器。

可选地，所述dac电路为tlc7528芯片。

第二方面，本申请还公开了一种中频电疗仪，包括如上所述的任一种中频信号调制电路。

本申请所提供的中频信号调制电路包括：输入调理电路，用于根据输入的单极性基波信号生成正负电压对称的双极性基波信号；与所述输入调理电路的输出端连接的dac电路，用于以所述双极性基波信号为模拟参考电压，对输入的数字信号进行da转换并输出模拟信号；与所述dac电路的输出端连接的输出调理电路，用于根据所述模拟信号生成调幅信号。

可见，本申请基于dac电路等数字器件来实现中频信号的调制，并没有采用大量易受干扰的模拟器件，有效避免了因环境因素和电路发热等因素引起的模拟器件性能漂移的情况，利用数字量控制有效提高了电路的抗干扰能力和输出精确度，进而有效提高了产品经济效益。本申请所提供的中频电疗仪同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为现有技术中的一种中频信号调制电路的部分电路结构图；

图2为现有技术中的一种中频信号调制电路的另一部分电路结构图；

图3为本申请实施例公开的一种中频信号调制电路的电路示意图；

图4为本申请实施例公开的一种中频信号调制电路的电路结构图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种中频电疗仪及其中频信号调制电路，以便有效提高输出稳定性和抗干扰能力，进而有效提高治疗效果。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

当前，现有技术中的调制电路采用模拟电路，电子元器件较多，受限制于模拟器件易受到外界干扰信号和环境温度的影响，容易发生输出不稳定的情况。例如，模拟调制电路中的大功率三极管，工作在放大区间时发热严重，会导致三极管的放大增益变化，令输出不稳定。并且，在不同环境温度下，例如冬天和夏天，三极管的放大增益也会发生变化，输出不稳定。鉴于此，本申请提供了一种中频信号调制电路，可有效解决上述问题。

参见图3所示，本申请实施例公开了一种中频信号调制电路，主要包括：

输入调理电路100，用于根据输入的单极性基波信号生成正负电压对称的双极性基波信号；

与输入调理电路100的输出端连接的dac电路200，用于以双极性基波信号为模拟参考电压，对输入的数字信号进行da转换并输出模拟信号；

与dac电路200的输出端连接的输出调理电路300，用于根据模拟信号生成调幅信号。

需要指出的是，本申请实施例所提供的中频信号调制电路，主要基于数字器件——dac电路200而实现，并不存在诸如三极管等发热问题显著的大功率模拟器件。

容易理解的是，模拟电路基于模拟信号传输数据信息，因此，较为容易受到干扰，严重降低输出结果的精确度。例如，许多模拟器件的自身性能受环境参数环境温度的影响较大；同时，许多大功率模拟器件在工作过程中自身便会发热，进一步影响了自身性能的稳定，给电路的输出造成干扰。相对地，数字电路采用相关标准的逻辑电平，主要利用数字信号进行信息传输，具有较好的抗干扰性能，可有效保障输出结果的精确度。

故此，本申请实施例所提供的中频信号调制电路，主要是利用dac电路200来进行信号调制的。其中，单极性基波信号是一种单向的中频信号，并可具体利用单片机等生成；双极性基波信号则是正负电压对称的双向信号。由于实际应用中待输出的中频的调幅波形是正负对称的，而利用单片机生成的基波信号只有正电压，因此可利用输入调理信号进行信号调理，以便生成正负对称的双极性基波信号，即，将单极性基波信号转换为双极性基波信号。

dac电路200进行dac转换时具体是以一个参考电压为基准的，该参考电压称为模拟参考电压，是满量程对应的模拟电压。本申请实施例中，dac电路200的模拟参考电压端与输入调理电路100的输出端连接，即，以双极性基波信号作为模拟参考电压而对输入的数字信号进行dac转换，进而再由输出调理电路300依据dac电路200输出的模拟信号进行调理，输出最终的调幅信号，完成信号的调制过程。

容易理解的是，输入的数字信号大小将直接影响到dac电路200的输出，进而影响到后续输出的调幅信号的波形。利用dac电路200的da转换，可生成各种需要的波形，包括三角波、方波、正弦波、指数波等，以充分满足不同的电疗应用需求。

本申请实施例所提供的中频信号调制电路包括：输入调理电路100，用于根据输入的单极性基波信号生成正负电压对称的双极性基波信号；与输入调理电路100的输出端连接的dac电路200，用于以双极性基波信号为模拟参考电压，对输入的数字信号进行da转换并输出模拟信号；与dac电路200的输出端连接的输出调理电路300，用于根据模拟信号生成调幅信号。

可见，本申请基于dac电路200等数字器件来实现中频信号的调制，并没有采用大量易受干扰的模拟器件，有效避免了因环境因素和电路发热等因素引起的模拟器件性能漂移的情况，利用数字量控制有效提高了电路的抗干扰能力和输出精确度，进而有效提高了产品经济效益。

参见图4所示，本申请实施例公开了一种中频信号调制电路的具体电路结构，主要包括：

输入调理电路100，用于根据输入的单极性基波信号生成正负电压对称的双极性基波信号；

与输入调理电路100的输出端连接的dac电路200，用于以双极性基波信号为模拟参考电压，对输入的数字信号进行da转换并输出模拟信号；

与dac电路200的输出端连接的输出调理电路300，用于根据模拟信号生成调幅信号；

其中，在上述内容的基础上，输入调理电路100包括第一运放a1、接地电阻rd、反馈电阻rfb；第一运放a1的正相输入端作为输入调理电路100的输入端；第一运放a1的反相输入端与参考电压连接；第一运放a1的输出端与接地电阻rd连接，并通过反馈电阻rfb与正相输入端连接。

并且，进一步地，作为一种具体实施例，输入调理电路100还包括与第一运放a1的正相输入端连接的输入电阻rin。

具体地，输入调理电路100可具体基于运放来实现。单极性基波信号从“1”端输入，其具体可以为频率2khz、占空比为50％、最大幅值为3v的方波信号。其中，与第一运放a1的反相输入端连接的参考电压具体可以为单极性基波信号最大幅值的一半，由此，参考电压可具体为1.5v。

若第一运放a1的正电源电压为+5v，负电源电压为-5v，则，当单极性基波信号为高电平时，因其高于参考电压，第一运放a1的输出端即“2”端将输出+5v信号；当单极性基波信号为低电平时，因其低于参考电压，第一运放a1的输出端即“2”端将输出-5v信号。由此，0～3v的单极性基波信号被转换为了±5v的方波信号。

进一步地，在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，输入调理电路100还包括与第一运放a1的输出端连接的限幅电路；限幅电路包括第一稳压管d1、第二稳压管d2和保护电阻rs；

第一稳压管d1的阴极与第一运放a1的输出端连接，第一稳压管d1的阳极与保护电阻rs的第一端连接；保护电阻rs的第二端与第二稳压管d2的阳极连接；第二稳压管d2的阴极接地。

具体地，为了防止第一运放a1饱和正负电压的不对称问题造成输出信号失真，本实施例在第一运放a1的输出端即“2”端处设置了限幅电路。利用两个稳压二极管和保护电阻rs，将±5v的方波信号钳位在±3v，变成±3v的方波信号，使信号不受第一运放a1自身的放大饱和以及电源波动的影响，有效确保该方波信号完整不失真。

进一步地，本申请实施例所提供的中频信号调制电路，在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，dac电路200包括第一路dac和第二路dac，输出调理电路300包括波形调理电路和幅值调理电路；

第一路dac的模拟参考电压端与输入调理电路100的输出端连接，第一路dac与波形调理电路用于根据双极性基波信号对数字信号进行波形调制以输出波形调制信号；

第二路dac的模拟参考电压端与波形调理电路的输出端连接，第二路dac与幅值调理电路用于对波形调制信号进行幅值调制以输出调幅信号。

具体地，本申请实施例所提供的中频信号调制电路中，具体有两路dac。其中，第一路dac即图4中的dac_a，与波形调理电路实现了波形调制，可根据输入的数字信号生成诸如三角波、方波、正弦波等目标波形。而又由于在实际应用中一般还需对电疗的强度档位即最终输出信号的最大幅值进行调节，因此，本申请实施例还利用第二路dac即图4中的dac_b与幅值调理电路对波形调制后得到的波形调制信号进行最大幅值的调节。

当然，本领域技术人员可根据实际应用情况自行设计并实现幅值调制的不同档位，例如，可设置100种不同大小的幅值调节，分别对应中频治疗中0～99的100个治疗强度档位。

还需要说明的是，幅值调节的依据是在进行强度档位调节时输入的数字信号，仍然属于数字量控制。相较于模拟量控制，利用数字量进行调节更加精准，不容易受到干扰，输出结果更加稳定。

进一步地，本申请实施例所提供的中频信号调制电路，在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，第一路dac的输出端与波形调理电路的输入端连接；第一路dac的模拟电压反馈端与波形调理电路的输出端连接；

第二路dac的输出端与幅值调理电路的输入端连接；第二路dac的模拟电压反馈端与幅值调理电路的输出端连接。

其中，波形调理电路的输出端即图4中的“3”端，幅值调理电路的输出端即图4中的“4”端。

进一步地，波形调理电路包括第二运放a2，第二运放a2的反相输入端与第一路dac的输出端连接，第二运放a2的正相输入端接地；

幅值调理电路包括第三运放a3，第三运放a3的反相输入端与第二路dac的输出端连接，第三运放a3的正相输入端接地。

进一步地，本申请实施例所提供的中频信号调制电路，在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，dac电路200还包括寄存器(inputbuffer)、逻辑控制器、第一锁存器latcha和第二锁存器latchb；

寄存器的输出端分别与第一锁存器latcha的输入端和第二锁存器latchb的输出端连接，用于接收输入的数字信号；

第一锁存器latcha的输出端与第一路dac的输入端连接；第二锁存器latchb的输出端与第二路dac的输入端连接；

逻辑控制器的输出端分别与第一锁存器latcha的控制端和第二锁存器latchb的控制端连接，用于根据输入的功能切换信号使能第一锁存器latcha或者第二锁存器latchb。

具体地，数字信号被输入至寄存器中，功能切换信号被输入至逻辑控制器中，“2”端生成的±3v的方波信号作为双极性基波信号被输入到第一路dac的模拟参考电压端。

具体地，数字信号是第一路dac或者第二路dac进行da转换的待转换信号，当第一锁存器latcha被使能输出时，数字信号送入第一路dac；当第二锁存器latchb被使能输出时，数字信号被送入第二路dac。功能切换信号用于选择进行波形调制还是幅值调制：当需要波形调制时，对应的功能切换信号将第一锁存器latcha使能，令第一锁存器latcha进行输出，此时第一路dac根据接收的数字信号进行da转换，进而由波形调理电路输出波形调制信号；当要幅值调制即更换档位时，对应的功能切换信号将第二锁存器latchb使能，令第二锁存器latchb进行输出，此时第二路dac根据接收的数字信号进行da转换，进而由幅值调理电路输出最终的调幅信号。

在上述内容的基础上，作为一种具体实施例，dac电路200具体可以为tlc7528芯片。

具体地，tlc7528芯片是一款双路dac芯片，因此，本申请实施例可利用tlc7528芯片来作为dac电路200，以便节省端口数量，简化电路连接结构。其各个管脚的连接方式可参见图4，其中，outa为第一路dac的输出端，refa为第一路dac的模拟参考电压端，rfba为第一路dac的模拟电压反馈端；outb为第二路dac的输出端，refb为第二路dac的模拟参考电压端，rfbb为第二路dac的模拟电压反馈端。

当然，本领域技术人员也可以不采用tlc7528芯片，而是利用两片单路dac芯片来实现本申请所提供的中频信号调制电路，也能达到同样的效果。

进一步地，本申请实施例还公开了一种中频电疗仪，包括如上的任一种中频信号调制电路。

可见，本申请所提供的中频电疗仪，基于dac电路200等数字器件来实现中频信号的调制，并没有采用大量易受干扰的模拟器件，有效避免了因环境因素和电路发热等因素引起的模拟器件性能漂移的情况，利用数字量控制有效提高了电路的抗干扰能力和输出精确度，进而有效提高了产品的治疗效果和经济效益。

关于上述中频信号调制电路的具体内容，可参考前述关于中频信号调制电路的详细介绍，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。