CN104622594B - 一种自动搜索电路特征频率的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动搜索电路特征频率的系统及方法，其方法包括以下步骤：步骤S1.生成特征频率附近的多种频率的PWM信号，对多种频率的PWM信号分别进行分压；步骤S2.将分压后的多种频率的PWM信号分别接到校准模块，流过校准模块的多种频率的PWM信号依次进行滤波放大和整流；步骤S3.对整流后的多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；步骤S4.对特征频率的PWM信号进行分压；步骤S5.将分压后的特征频率的PWM信号外输进行根管长度测量。相对现有技术，本发明系统稳定、便于操作、反应快、能消除误差。
Description
技术领域
本发明涉及根管长度测量仪技术领域，特别涉及一种自动搜索电路特征频率的系统及方法。
背景技术
根管长度测量仪(简称“根测仪”)是一种用于测量牙齿根管长度的口腔科辅助设备，用于帮助医生在进行牙齿根管治疗前，测量出牙齿根管到达牙齿根尖区的实际长度。根管长度测量仪使用时将根管锉插入到牙齿根管中，然后将根管锉与根管长度测量仪主机的电路连接；根管长度测量仪主机的另一电极与挂在口腔中的唇挂钩电路连接。根管锉在牙齿根管内发出两个不同频率的电流，主机测量两个电流通过根管的电阻值的比值(该比值不受根管内电解质的影响)，确定根管锉尖在根管内的位置。当根管锉到达根尖区时，根管长度测量仪的主机上可实时显示并发出警报，医生拿出根管锉测量进入到牙齿根管中的实际长度，便可测量出牙齿根管实际长度。
在根管测量的时候根管长度测量仪会在测试端送出一个8K高频信号和一个400Hz低频信号，并分别得到两个频率对应的阻抗，再根据两个频率下阻抗的大小来查一个已知的测量结果对应表从而得到测量结果。
影响根测仪测量准确性的因素很多，包括电路结构、测量计算方法、操作者的熟练程度等，其中通常不被考虑的一个原因是主机电路板的特征频率的变化，由于使用环境(环境温度、湿度等)不同，以及元器件老化等原因，会导致整个根测仪的主机电路系统的固有特征频率不同，而特征频率的不同会直接导致根测仪在测量过程中出现误差，因此在根测仪测量前对特征频率进行准确的判定就非常重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种系统稳定、便于操作、反应快、能消除误差的自动搜索电路特征频率系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种自动搜索电路特征频率方法，包括以下步骤：
步骤S1.生成特征频率附近的多种频率的PWM信号，对多种频率的PWM信号分别进行分压；
步骤S2.将分压后的多种频率的PWM信号分别接到校准模块，流过校准模块的多种频率的PWM信号依次进行滤波放大和整流；
步骤S3.对整流后多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
步骤S4.对特征频率的PWM信号进行分压；
步骤S5.将分压后的特征频率的PWM信号外输进行根管长度测量。
本发明的有益效果是：对发出的PWM信号接到校准模块，避免由环境温度、湿度、电路元器件的常年使用后的老化等因素而造成误差，使得输出的PWM信号频率稳定，提高外部根管长度测量精确度；本方法流程简单，易于运行，操作容易，处理时间快。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤S1的具体实现：生成五个频率的PWM信号，五个频率的PWM信号分别进行分压。
进一步，所述五个频率分别为7.8KHz、7.9KHz、8KHz、8.1KHz、8.2KHz和8.3KHz。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：
一种自动搜索电路特征频率的系统，包括控制模块、信号分压模块、信号切换模块、校准模块、滤波放大模块、整流模块和外接模块；
所述控制模块，其用于生成多种频率的PWM信号；还用于对整流后的多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
所述信号分压模块，其用于对多种频率的PWM信号分别进行分压；还用于对特征频率的PWM信号进行分压；
所述信号切换模块，其用于系统启动时，信号切换模块切换与所述校准模块连接，将分压后的多种频率的PWM信号传输给校准模块；还用于控制模块确定特征频率的PWM信号后，信号切换模块切换与所述外接模块连接，将分压后的特征频率的PWM信号传输给外接模块；
所述校准模块，其用于对多种频率的PWM信号进行校准；
所述滤波放大模块，其用于对校准后多种频率的PWM信号进行滤波放大；
所述整流模块，其用于对滤波放大后多种频率的PWM信号进行整流；
所述外接模块，其用于对信号分压模块分压后特征频率的PWM信号进行向外部输出。
本发明的有益效果是：校准模块能对控制模块发出的多种频率的PWM信号进行校准，控制模块确定特征频率的PWM信号，保证PWM信号的频率精确，提高外部根管长度测量精确度；整体系统结构简单，易于运行，部件成熟，能有效保证系统稳定运行。
进一步，所述控制模块包括单片机，所述单片机设置有PWM输出端口和ADC采集端口，所述PWM输出端口与所述信号分压模块连接，所述PWM输出端口用于向信号分压模块输出多种频率的PWM信号或特征频率的PWM信号；所述ADC采集端口与所述整流模块连接，所述ADC采集端口用于对整流后多种频率的PWM信号进行电压采集。
进一步，所述信号分压模块包括电阻R1，所述电阻R1两端分别与所述控制模块和信号切换模块连接。
进一步，所述信号切换模块包括转换开关SW1，所述转换开关SW1在系统启动时，可切换的与所述校准模块连接，所述转换开关SW1在控制模块确定特征频率的PWM信号后和外接模块连接。
进一步，所述校准模块包括电容C2和电阻R2，所述电容C2的一端与所述信号切换模块连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地。
采用上述进一步方案的有益效果是：校准模块所含元器件少，而且这两个元器件受环境影响变化小，使校准模块形成稳定的测试环境，使得测量更精准。
进一步，所述电阻R2的阻值为2KΩ，电容C2的容量为0.1uF。
采用上述进一步方案的有益效果是：电阻R2和电容C2串联，且电阻R2的阻值和电容C2的容量等效于根管长度测量过程中根管的根尖孔的阻值和容量，使得更加接近实际的根管长度测量环境。
进一步，所述整流模块包括AC-DC转换器，所述AC-DC转换器用于将PWM信号的交流电转化为直流电，所述AC-DC转换器的直流电输出口与所述控制模块连接。
进一步，所述外接模块包括外部测量线接口和电阻R3，所述外部测量线接口的一端和信号切换模块连接，所述外部测量线接口的另一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述外部测量线接口的输出端连接外部测量线。
附图说明
图1为本发明一种自动搜索电路特征频率方法流程图；
图2为本发明一种自动搜索电路特征频率系统的电路原理图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、控制模块，2、信号分压模块，3、信号切换模块，4、校准模块，5、滤波放大模块，6、整流模块，7、外接模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种自动搜索电路特征频率方法，包括以下步骤：
步骤S1.生成特征频率附近的多种频率的PWM信号，对多种频率的PWM信号分别进行分压；
步骤S2.将分压后的多种频率的PWM信号分别接到校准模块4，流过校准模块4的的多种频率的PWM信号依次进行滤波放大和整流；
步骤S3.对整流后的多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
步骤S4.对特征频率的PWM信号进行分压；
步骤S5.将分压后的特征频率的PWM信号外输进行根管长度测量。
所述步骤S1的具体实现：生成五个频率的PWM信号，五个频率的PWM信号分别进行分压；优选：所述五个频率分别为7.8KHz、7.9KHz、8KHz、8.1KHz、8.2KHz和8.3KHz。
如图2所示，一种自动搜索电路特征频率的系统，包括控制模块1、信号分压模块2、信号切换模块3、校准模块4、滤波放大模块5、整流模块6和外接模块7；
所述控制模块1，其用于生成多种频率的PWM信号；还用于对整流后的多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
所述信号分压模块2，其用于对多种频率的PWM信号分别进行分压；还用于对特征频率的PWM信号进行分压；
所述信号切换模块3，其用于系统启动时，信号切换模块3切换与所述校准模块4连接，将分压后的多种频率的PWM信号传输给校准模块4；还用于控制模块1确定特征频率的PWM信号后，信号切换模块3切换与所述外接模块7连接，将分压后的特征频率的PWM信号传输给外接模块7；
所述校准模块4，其用于对多种频率的PWM信号进行校准；
所述滤波放大模块5，其用于对校准后多种频率的PWM信号进行滤波放大；
所述整流模块6，其用于对滤波放大后多种频率的PWM信号进行整流；
所述外接模块7，其用于对信号分压模块2分压后特征频率的PWM信号进行向外部输出。
所述控制模块1包括单片机，所述单片机设置有PWM输出端口和ADC采集端口，所述PWM输出端口与所述信号分压模块2连接，所述PWM输出端口用于向信号分压模块2输出多种频率的PWM信号或特征频率的PWM信号；所述ADC采集端口与所述整流模块6连接，所述ADC采集端口用于对整流后多种频率的PWM信号进行电压采集。
所述信号分压模块2包括电阻R1，所述电阻R1两端分别与所述控制模块1和信号切换模块3连接。
所述信号切换模块3包括转换开关SW1，所述转换开关SW1在系统启动时，可切换的与所述校准模块4连接，所述转换开关SW1在控制模块1确定特征频率的PWM信号后和外接模块7连接。
所述校准模块4包括电容C2和电阻R2，所述电容C2的一端与所述信号切换模块3连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地；优选：所述电阻R2的阻值为2KΩ，电容C2的容量为0.1uF。
所述整流模块6包括AC-DC转换器，所述AC-DC转换器用于将PWM信号的交流电转化为直流电，所述AC-DC转换器的直流电输出口与所述控制模块1连接。
所述外接模块7包括外部测量线接口和电阻R3，所述外部测量线接口的一端和信号切换模块3连接，所述外部测量线接口的另一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述外部测量线接口的输出端连接外部测量线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种自动搜索电路特征频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.生成特征频率附近的多种频率的PWM信号，对多种频率的PWM信号分别进行分压；
步骤S2.将分压后的多种频率的PWM信号分别接到校准模块(4)，流过校准模块(4)的多种频率的PWM信号依次进行滤波放大和整流；
步骤S3.对整流后多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
步骤S4.对特征频率的PWM信号进行分压；
步骤S5.将分压后的特征频率的PWM信号外输进行根管长度测量。
2.根据权利要求1所述一种自动搜索电路特征频率的方法，其特征在于，所述步骤S1的具体实现：生成五个频率的PWM信号，五个频率的PWM信号分别进行分压。
3.根据权利要求2所述一种自动搜索电路特征频率的方法，其特征在于，所述五个频率分别为7.8KHz、7.9KHz、8KHz、8.1KHz、8.2KHz和8.3KHz。
4.一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：包括控制模块(1)、信号分压模块(2)、信号切换模块(3)、校准模块(4)、滤波放大模块(5)、整流模块(6)和外接模块(7)；
所述控制模块(1)，其用于生成多种频率的PWM信号；还用于对整流后的多种频率的PWM信号根据频率分别进行电压采集，选出最大电压的PWM信号对应的频率，并确定为PWM信号的特征频率，生成特征频率的PWM信号；
所述信号分压模块(2)，其用于对多种频率的PWM信号分别进行分压；还用于对特征频率的PWM信号进行分压；
所述信号切换模块(3)，其用于系统启动时，信号切换模块(3)切换与所述校准模块(4)连接，将分压后的多种频率的PWM信号传输给校准模块(4)；还用于控制模块(1)确定特征频率的PWM信号后，信号切换模块(3)切换与所述外接模块(7)连接，将分压后的特征频率的PWM信号传输给外接模块(7)；
所述校准模块(4)，其用于对多种频率的PWM信号进行校准；
所述滤波放大模块(5)，其用于对校准后多种频率的PWM信号进行滤波放大；
所述整流模块(6)，其用于对滤波放大后多种频率的PWM信号进行整流；
所述外接模块(7)，其用于对信号分压模块(2)分压后特征频率的PWM信号进行向外部输出。
5.根据权利要求4所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述控制模块(1)包括单片机，所述单片机设置有PWM输出端口和ADC采集端口，所述PWM输出端口与所述信号分压模块(2)连接，所述PWM输出端口用于向信号分压模块(2)输出多种频率的PWM信号或特征频率的PWM信号；所述ADC采集端口与所述整流模块(6)连接，所述ADC采集端口用于对整流后多种频率的PWM信号进行电压采集。
6.根据权利要求4所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述信号分压模块(2)包括电阻R1，所述电阻R1两端分别与所述控制模块(1)和信号切换模块(3)连接。
7.根据权利要求4所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述信号切换模块(3)包括转换开关SW1，所述转换开关SW1在系统启动时，可切换的与所述校准模块(4)连接，所述转换开关SW1在控制模块(1)确定特征频率的PWM信号后和外接模块(7)连接。
8.根据权利要求4所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述校准模块(4)包括电容C2和电阻R2，所述电容C2的一端与所述信号切换模块(3)连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地。
9.根据权利要求8所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述电阻R2的阻值为2KΩ，电容C2的容量为0.1uF。
10.根据权利要求4所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述整流模块(6)包括AC-DC转换器，所述AC-DC转换器用于将PWM信号的交流电转化为直流电，所述AC-DC转换器的直流电输出口与所述控制模块(1)连接。
11.根据权利要求4至10任一项所述一种自动搜索电路特征频率的系统，其特征在于：所述外接模块(7)包括外部测量线接口和电阻R3，所述外部测量线接口的一端和信号切换模块(3)连接，所述外部测量线接口的另一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述外部测量线接口的输出端连接外部测量线。
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