心电信号采集装置及心电设备的制造方法_2

文档序号:9512181阅读:来源:国知局
所述第一自动唤醒电路220或所述第二自动唤醒电路230可以包括:依次连接的电压监测子电路和电压比较子电路,其中,所述电压监测子电路用于以监测所述金属电极或心电导联线的输出电压;所述电压比较子电路用于当所述输出电压小于预设的第一电压阈值时,生成所述使用信号。
[0039]具体地,由于无论是自动唤醒金属电极还是自动唤醒心电导联线,均可使用相同的电路结构实现。下面仅以第一自动唤醒电路为例进行详细说明。
[0040]图3是示出本发明实施例一的第一自动唤醒电路的电路结构示意图。参照图3,针对上述第一电压监测子电路和第一电压比较子电路,图3示出了具体的电路结构。参照图2,需要说明的是,电极信号通道包括RA信号通道和LA信号通道。第一电压监测子电路可包括电阻R1和电阻R2,电阻R1的一端与电源电压VCC相连接,电阻R1的另一端与RA信号通道相连接,电阻R2的一端与LA信号通道相连接,电阻R2的另一端接地。
[0041]这里,电阻R1相当于一个上拉电阻,电阻R2相当于一个下拉电阻。电阻R1和电阻R2的阻值相等,且大于5.1ΜΩ。下面对电路中所说的“上拉”和“下拉”进行一下解释,“上拉”就是将信号通过一个电阻钳位在高电平,电阻同时起限流作用。同理,“下拉”就是将信号通过一个电阻钳位在低电平。对应于本实施例,即是将RA信号通道通过电阻R1接VCC,将LA信号通道通过电阻R2接地。
[0042]同样参照图3,第一电压比较子电路可包括:电压比较器、分压电阻R3和分压电阻R4,分压电阻R3的一端与电源电压VCC相连接,分压电阻R3的另一端分别与分压电阻R4的一端以及所述电压比较器相连接,分压电阻R4的另一端接地。在具体的实现方式中,电压比较器通常可选用例如ST公司的TS881芯片、MAXIM公司的MAX9060芯片等,这些芯片的工作电流典型值为luA左右,具体依芯片厂商的不同,芯片的工作电流有所不同。
[0043]需要说明的是,通过分压电阻R3和分压电阻R4可设置第一电压比较子电路的电压阈值。Vin为第一电压比较子电路的输入,Vout为第一电压比较子电路的输出。此外,为了保证心电信号采集通道的输入阻抗,并降低电压比较器芯片偏置电流的影响,增加电压跟随器串联于第一电压监测子电路和第一电压比较子电路之间。电压跟随器与电压比较器芯片的反相输入端IN-相连,电压比较器芯片的正相输入端IN+的电压Vref可通过分压电阻R3和分压电阻R4来调整,假设第一分压电阻为R1,第二分压电阻为R2,那么Vref = R4/(R3+R4) ο为了保证电路功耗较低,R3、R4的值一般取在2ΜΩ以上。若第一电压比较子电路预设的电压阈值为2/3Vcc左右,R3可取5.1ΜΩ,R4可取10ΜΩ。
[0044]在实际应用中,当使用者的双手与金属电极片接触(或心电电极片贴在使用者的身上)以后,相当于图3中RA信号通道的线路和LA信号通道的线路导通,图3中箭头指向的0点处的电压会降到0.5VCC左右,与电压比较电路的预设的电压阈值为2/3VCC比较,0点处的电压小于预设的电压阈值,电压比较电路就会输出高电平(如唤醒信号),电源管理芯片接收到高电平,从而输出电源电压给心电设备其他部分供电。实现了心电设备自动开机采集使用者的心电信号。
[0045]另外,若使用者的双手与金属电极片未接触,图3中箭头指向的0点处的电压被上拉至VCC,与电压比较电路的预设的电压阈值为2/3VCC比较,0点处的电压大于预设的电压阈值,电压比较电路就会输出低电平,即未接收到金属电极的使用信号,电源管理芯片接收到低电平不对心电设备供电。
[0046]在本实施中,优选地,所述开关电路可以包括第一开关250和第二开关260,其中,所述第一开关250用于根据所述第一切换信号导通所述金属电极;所述第二开关260用于根据所述第二切换信号导通所述心电导联线。从而兼顾了两种心电信号采集方式的优势,其中,金属电极可长期反复使用,在I导联心电信号较弱的时候,可使用心电导联线采集II导联心电信号。本领域技术人员可以理解得,所述开关电路还可以是单刀双掷开关,用于以根据第一切换信号导通或第二切换信号相应地导通金属电极或者心电导联线。
[0047]进一步地,所述信号通道切换模块130还可以包括:导联线检测电路240用于对所述导联线是否插入所述装置进行检测,并输出心电导联线检测信号。
[0048]在前述金属电极或心电导联线之间实现自动切换的基础上,心电导联线的优先级为高。具体地,图5是示出本发明实施例一的心电导联线检测电路的电路结构示意图,参照图5,心电导联线与心电信号采集装置通过MicroUSB接口相连,MicroUSB接口的接头PIN2与接头PIN3分别与RA、LA信号通道相连,接头PIN1通过上拉电阻R5与VCC相连接,为了低功耗考虑,R5 一般取值在1ΜΩ以上,接头PIN5接地,Q点为判断心电导联线是否插入的检测点。当心电导联线没有插入心电信号采集装置时,MicroUSB接口的接头PIN1与接头PIN5未连接一起,Q点输出的心电导联线检测信号为高电平。而当心电导联线插入心电信号采集装置时,由于心电导联线的内部接头PIN1与接头PIN5连接在一起,相当于将MicroUSB接口的接头PIN1与接头PIN5连接在一起,此时,Q点输出的心电导联线检测信号为低电平。
[0049]在具体的实现方式中,图4是示出本发明实施例一的心电信号采集装置中信号通道切换模块的电路结构示意图。参照图4,由于前述已对第一自动唤醒电路220、第二自动唤醒电路230、心电导联线检测电路210和第一开关250以及第二开关260进行了详细介绍,在此不做累述。
[0050]所述信号通道切换电路240包括第一与门、第二与门和反相器;所述第一与门的两个输入端分别与所述第一自动唤醒电路220、心电导联线检测电路210相连接,所述反相器的输入端与所述心电导联线检测电路210相连接,所述第二与门的两个输入端分别与所述反相器的输出端、所述第二自动唤醒电路230相连接,所述第一与门的输出端与所述第一开关相连接,所述第二与门的输出端与所述第二开关相连接。
[0051]当未检测到所述心电导联线插入所述装置时,输出的心电导联线检测信号为高电平,金属电极的使用信号为高电平,心电导联线的使用信号为低电平,使得所述第一与门输出高电平,所述反相器输出低电平,所述第二与门输出低电平,所述第一开关闭合,所述第二开关断开,从而产生第一切换信号;当检测到所述心电导联线插入所述装置时,输出的心电导联线检测信号为低电平,第一唤醒信号为低电平,第二唤醒信号为高电平,使得所述第一与门输出低电平,所述反相器输出高电平,所述第二与门输出高电平,所述第一开关断开,所述第二开关闭合,从而产生第二切换信号。
[0052]进一步地,所述装置还可以包括:信号处理模块,对采集到的心电信号进行滤波放大处理。
[0053]更进一步地,所述装置还包括:切换开关、电池模块和电池电量检测模块,所述切换开关是单刀双掷开关,分别与所述信号调制模块、直流电源和所述信号处理模块相连接,所述电池模块分别与所述自动唤醒电路相连接,为其供电;所述电池电量检测模块与所述电池模块相连接,用于监测所述电池模块的电压,当所述电池模块的电压大于预设的第二电压阈值时,控制所述切换开关与所述信号处理模块相连接,当所述电池模块的电压小于预设的第二电压阈值时,控制所述切换开关与所述直流电源相连接。
[0054]图6是示出本发明实施例一的切换开关的示例性示意图,参照图6,这里,电池电量检测模块640可采用与前述第一电压比较子电路相同的电路结构,在此不做累述。假设电压比较器的阈值电压设为2.4V,当电池模块650的输出电压高于2.4V时,电压比较器输出高电平,控制切换开关630与信号处理模块610相连接;当电池模块的输出电压低于2.4V时,电压比较器输出低电平,控制切换开关与直流电源620相连接。信号调制模块660将采集到的心电信号调制成调频信号。信号转换模块670将所述调频信号转换成声波信号,并输出所述声波信号。
[0055]优选地,所述信号通道切换电路还包括或门,所述或门的两个输入端分别与所述第一与门的输出端、所述第二与门的输出端相连接,所述装置还包括:电源管理单元,与所述或门的
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