CN107261331A - 一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法，包括控制板、功放板模块、刺激线圈、开关电源、交流电源模块、过流保护电路、信号处理电路、电源适配器、继电器、输出隔离电路和干扰检测电路，所述继电器的第一输出端通过输出隔离电路进而与刺激线圈的输入端连接，所述继电器的第二输出端与刺激线圈的输入端连接，所述功放板模块的第二输出端通过干扰检测模块进而连接至控制板的第二输入端。本发明通过开关电源对功放板进行直流供电，大大减少了外部市电的干扰，避免了传统采用变压器供电所产生的电源共振、噪声和电压不稳定等现象，大大提升仪器的预防和治疗效果。本发明可广泛应用于经颅磁治疗设备中。

Description

一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种经颅磁治疗仪，尤其涉及一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法。

背景技术

磁场治疗大脑疾病的方法已得到认可，极低频率(mHz级别)的磁治疗产品已有应用，此仪器由：电源电路、人机界面、控制板、功率放大板、线圈、机壳等组成。但是此类产品对极微弱的电信号抗干扰要求极高，放大后的信号干扰与否直接影响仪器预防和治疗的效果。如何测试功率放大板信号的干扰情况是确保仪器预防和治疗效果必不可少的重要环节。

现在的磁治疗产品由于控制板采用交流电供电方式，控制板电路存在干扰，输出信号源不稳定、易受外部电源的影响，无法确定输出信号源的测量值。也无法判断功率放大器本身存在的故障与信号干扰。而且当控制板输出不干净的信号源给功率放大板，如控制板存在干扰的信号在功率放大板进行放大输出，会直接影响仪器预防和治疗的效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单，具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，包括控制板、功放板模块、刺激线圈、开关电源、交流电源模块、过流保护电路、信号处理电路、电源适配器、继电器、输出隔离电路和干扰检测电路，所述交流电源模块的第一输出端与电源适配器的输入端连接，所述电源适配器的输出端通过过流保护电路进而连接至控制板的第一输入端，所述控制板的第一输出端通过信号处理电路进而连接至功放板模块的信号输入端，所述交流电源模块的第二输出端通过开关电源进而连接至功放板的电源输入端，所述控制板的控制输出端连接至继电器的第一输入端，所述功放板模块的第一输出端连接至继电器的第二输出端，所述继电器的第一输出端通过输出隔离电路进而与刺激线圈的输入端连接，所述继电器的第二输出端与刺激线圈的输入端连接，所述功放板模块的第二输出端通过干扰检测模块进而连接至控制板的第二输入端。

作为本发明的进一步改进，所述过流保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电位器、第一稳压管、第一晶体管、第二晶体管、第一电容和第一可控硅，所述电源适配器的正极输出端通过第一电阻连接至第一电位器的第一端，所述电源适配器的负极输出端通过第二电阻连接至第一电位器的第二端，所述第一电位器的控制端与第一晶体管的基极连接，所述电源适配器的正极输出端通过第三电阻连接至第二晶体管的基极，所述第二晶体管的基极通过第四电阻连接至第一晶体管的集电极，所述电源适配器的正极输出端通过第五电阻连接至第一晶体管的发射极，所述第一晶体管的发射极连接至第一稳压管的阴极端，所述第一稳压管的阳极端连接至电源适配器的负极输出端，所述电源适配器的正极输出端连接至第二晶体管的发射极，所述第二晶体管的集电极通过第六电阻连接至第一可控硅的控制极，所述第一可控硅的控制极通过第七电阻连接至第一稳压管的阳极端，所述第一可控硅的控制极通过第一电容连接至第一稳压管的阳极端，所述第二晶体管的发射极分别与第一可控硅的正极端和控制板的正极输入端连接，所述第一稳压管的阳极端分别与第一可控硅的负极端和控制板的负极输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述信号处理电路包括信号放大电路和零点偏置电路，所述控制板的第一输出端与信号放大电路的第一输入端连接，所述零点偏置电路的输出端与信号放大电路的第二输入端连接，所述信号放大电路的输出端与功放板模块的信号输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述零点偏置电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电位器和第一运算放大器，所述第二电位器的第一端通过第八电阻连接至电源电压端，所述第二电位器的第二端通过第九电阻连接至模拟地，所述第二电位器的控制端连接至第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的输出端分别与第一运算放大器的反相输入端和第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与信号放大电路的第二输入端连接。

作为本发明的进一步改进，所述信号放大电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二电容、第三电容、第一二极管、第二运算放大器和第三晶体管，所述控制板的第一输出端通过第十一电阻连接至第一二极管的负极端，所述控制板的第二输出端通过第二电容与地连接，所述控制板的第二输出端连接至第一二极管的负极端，所述第一二极管的负极端通过第十二电阻进而连接至第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的同相输入端通过第十三电阻进而与地连接，所述第一二极管的正极端与地连接，所述第十电阻的第二端连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第十四电阻连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第三电容连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第十五电阻进而连接至功放板模块的第一信号输入端，所述控制板的第三输出端通过第十七电阻连接至第三晶体管的基极，所述第三晶体管的集电极通过第十六电阻连接电源电压端，所述第三晶体管的发射极连接至功放板模板的第二信号输入端。

作为本发明的进一步改进，所述功放板模块包括多个功放板，所述多个功放板之间信号端的连接方式为并联或串联。

作为本发明的进一步改进，所述第一晶体管为NPN晶体管，所述第二晶体管为PNP晶体管。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种所述的经颅磁治疗仪的控制方法，包括以下步骤：

所述电源适配器将从交流电源模块输入的交流电转化为直流电，从而输出直流电至控制板；

控制板输出的测量信号通过功放板模块进行功率放大；

所述干扰检测模块对功放板模块输出的信号进行干扰检测，并将检测结果返回至控制板；

控制板根据检测结果判断是否存在信号干扰，若是，则控制继电器将功放板模块输出的信号经过输出隔离电路后再传输至刺激线圈；反之，则控制继电器将功放板模块输出的信号传输至刺激线圈。

本发明的有益效果是：

本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法通过开关电源对功放板进行直流供电，大大减少了外部市电的干扰，避免了传统采用变压器供电所产生的电源共振、噪声和电压不稳定等现象，有效提高了仪器的整体性能，大大提升仪器的预防和治疗效果。而且本发明在输出端进行干扰检测，从而根据干扰情况控制输出端的处理，从而大大减少干扰信号，进一步提升治疗的效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪的原理方框图；

图2是本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪中过流保护电路的电路原理图；

图3是本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪中零点偏置电路的电路原理图；

图4是本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪中信号放大电路的电路原理图；

图5是本发明一种经颅磁治疗仪的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

参考图1，本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，包括控制板、功放板模块、刺激线圈、开关电源、交流电源模块、过流保护电路、信号处理电路、电源适配器、继电器、输出隔离电路和干扰检测电路，所述交流电源模块的第一输出端与电源适配器的输入端连接，所述电源适配器的输出端通过过流保护电路进而连接至控制板的第一输入端，所述控制板的第一输出端通过信号处理电路进而连接至功放板模块的信号输入端，所述交流电源模块的第二输出端通过开关电源进而连接至功放板的电源输入端，所述控制板的控制输出端连接至继电器的第一输入端，所述功放板模块的第一输出端连接至继电器的第二输出端，所述继电器的第一输出端通过输出隔离电路进而与刺激线圈的输入端连接，所述继电器的第二输出端与刺激线圈的输入端连接，所述功放板模块的第二输出端通过干扰检测模块进而连接至控制板的第二输入端。所述电源适配器能将从交流电源模块输入的交流电转化为直流电，从而输出直流电至控制板中，有效避免了控制板因交流电供电而产生干扰的问题，不用再受到外部电源的影响。所述开关电源对功放板进行直流供电，大大减少了外部市电的干扰，避免了传统采用变压器供电所产生的电源共振、噪声和电压不稳定等现象，有效提高了仪器的整体性能，大大提升仪器的预防和治疗效果。本发明通过干扰检测模块检测功放板模块本身存在信号干扰与故障问题，当检测存在干扰时，将功放板模块输出的信号通过输出隔离电路处理后再传输至刺激线圈，从而降低信号中的干扰；当检测不存在干扰时，可直接输出至刺激线圈，这样可有效提高产品性能与保证产生的磁场稳定可靠。本发明实施例中，所述干扰检测模块可采用示波器实现。所述输出隔离电路可采用光耦合器实现。

参考图2，进一步作为优选的实施方式，所述过流保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电位器RP1、第一稳压管ZD1、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第一电容C1和第一可控硅V1，所述电源适配器的正极输出端通过第一电阻R1连接至第一电位器RP1的第一端，所述电源适配器的负极输出端通过第二电阻R2连接至第一电位器RP1的第二端，所述第一电位器RP1的控制端与第一晶体管Q1的基极连接，所述电源适配器的正极输出端通过第三电阻R3连接至第二晶体管Q2的基极，所述第二晶体管Q2的基极通过第四电阻R4连接至第一晶体管Q1的集电极，所述电源适配器的正极输出端通过第五电阻R5连接至第一晶体管Q1的发射极，所述第一晶体管Q1的发射极连接至第一稳压管ZD1的阴极端，所述第一稳压管ZD1的阳极端连接至电源适配器的负极输出端，所述电源适配器的正极输出端连接至第二晶体管Q2的发射极，所述第二晶体管Q2的集电极通过第六电阻R6连接至第一可控硅V1的控制极，所述第一可控硅V1的控制极通过第七电阻R7连接至第一稳压管ZD1的阳极端，所述第一可控硅V1的控制极通过第一电容C1连接至第一稳压管ZD1的阳极端，所述第二晶体管Q2的发射极分别与第一可控硅V1的正极端和控制板的正极输入端连接，所述第一稳压管ZD1的阳极端分别与第一可控硅V1的负极端和控制板的负极输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述信号处理电路包括信号放大电路和零点偏置电路，所述控制板的第一输出端与信号放大电路的第一输入端连接，所述零点偏置电路的输出端与信号放大电路的第二输入端连接，所述信号放大电路的输出端与功放板模块的信号输入端连接。

参考图3，进一步作为优选的实施方式，所述零点偏置电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电位器RP2和第一运算放大器U1，所述第二电位器RP2的第一端通过第八电阻R8连接至电源电压端，所述第二电位器RP2的第二端通过第九电阻R9连接至模拟地，所述第二电位器RP2的控制端连接至第一运算放大器U1的同相输入端，所述第一运算放大器U1的输出端分别与第一运算放大器U1的反相输入端和第十电阻R10的第一端连接，所述第十电阻R10的第二端与信号放大电路的第二输入端连接。

参考图4，进一步作为优选的实施方式，所述信号放大电路包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1、第二运算放大器U2和第三晶体管Q3，所述控制板的第一输出端通过第十一电阻R11连接至第一二极管D1的负极端，所述控制板的第二输出端通过第二电容C2与地连接，所述控制板的第二输出端连接至第一二极管D1的负极端，所述第一二极管D1的负极端通过第十二电阻R12进而连接至第二运算放大器U2的同相输入端，所述第二运算放大器U2的同相输入端通过第十三电阻R13进而与地连接，所述第一二极管D1的正极端与地连接，所述第十电阻R10的第二端连接至第二运算放大器U2的反相输入端，所述第二运算放大器U2的输出端通过第十四电阻R14连接至第二运算放大器U2的反相输入端，所述第二运算放大器U2的输出端通过第三电容C3连接至第二运算放大器U2的反相输入端，所述第二运算放大器U2的输出端通过第十五电阻R15进而连接至功放板模块的第一信号输入端，所述控制板的第三输出端通过第十七电阻R17连接至第三晶体管Q3的基极，所述第三晶体管Q3的集电极通过第十六电阻R16连接电源电压端，所述第三晶体管Q3的发射极连接至功放板模板的第二信号输入端。所述第八电阻R8、第九电阻R9和第二电位器RP2对电源电压进行1/2分压，可通过第二电位器RP2进行微调，得到一个偏置电压后通过第一运算放大器U1输出到信号放大电路中。所述信号放大电路将控制板输出的信号和零点偏置电路输出的偏置信号进行处理，并输出至功放板模块中。

进一步作为优选的实施方式，所述功放板模块包括多个功放板，所述多个功放板之间信号端的连接方式为并联或串联。当并联时，所述信号放大电路的输出端分别与各功放板的信号输入端连接；当串联时，各功放板的信号端依次连接。

进一步作为优选的实施方式，所述第一晶体管Q1为NPN晶体管，所述第二晶体管Q2为PNP晶体管。

参考图5，本发明一种所述的经颅磁治疗仪的控制方法，包括以下步骤：

所述电源适配器将从交流电源模块输入的交流电转化为直流电，从而输出直流电至控制板；

控制板输出的测量信号通过功放板模块进行功率放大；

所述干扰检测模块对功放板模块输出的信号进行干扰检测，并将检测结果返回至控制板；

控制板根据检测结果判断是否存在信号干扰，若是，则控制继电器将功放板模块输出的信号经过输出隔离电路后再传输至刺激线圈；反之，则控制继电器将功放板模块输出的信号传输至刺激线圈。

本发明实施例中，由于控制板采用直流电供电方式，输出纹波小于20mV，控制板的电路去除了干扰，确保控制板的信号源干净，供于功放板模块。控制板信号源需经过功率放大板若干倍的放大后输出极低频率(1mHz级别)的电信号供于刺激线圈产生特征性的磁场。

本发明通过控制板输出纹波小于20mV的测量信号，来判断功放板模块本身存在信号干扰与故障问题，当检测存在干扰时，将功放板模块输出的信号通过输出隔离电路处理后再传输至刺激线圈，从而降低信号中的干扰；当检测不存在干扰时，可直接输出至刺激线圈，这样可有效提高产品性能与保证产生的磁场稳定可靠。由于在供电时已经去除了干扰信号，若检测到存在干扰则表示干扰信号为功放板模块中产生的，需要通过输出隔离电路进行处理。

从上述内容可知，本发明一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪及其控制方法通过开关电源对功放板进行直流供电，大大减少了外部市电的干扰，避免了传统采用变压器供电所产生的电源共振、噪声和电压不稳定等现象，有效提高了仪器的整体性能，大大提升仪器的预防和治疗效果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：包括控制板、功放板模块、刺激线圈、开关电源、交流电源模块、过流保护电路、信号处理电路、电源适配器、继电器、输出隔离电路和干扰检测电路，所述交流电源模块的第一输出端与电源适配器的输入端连接，所述电源适配器的输出端通过过流保护电路进而连接至控制板的第一输入端，所述控制板的第一输出端通过信号处理电路进而连接至功放板模块的信号输入端，所述交流电源模块的第二输出端通过开关电源进而连接至功放板的电源输入端，所述控制板的控制输出端连接至继电器的第一输入端，所述功放板模块的第一输出端连接至继电器的第二输出端，所述继电器的第一输出端通过输出隔离电路进而与刺激线圈的输入端连接，所述继电器的第二输出端与刺激线圈的输入端连接，所述功放板模块的第二输出端通过干扰检测模块进而连接至控制板的第二输入端。

2.根据权利要求1所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述过流保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电位器、第一稳压管、第一晶体管、第二晶体管、第一电容和第一可控硅，所述电源适配器的正极输出端通过第一电阻连接至第一电位器的第一端，所述电源适配器的负极输出端通过第二电阻连接至第一电位器的第二端，所述第一电位器的控制端与第一晶体管的基极连接，所述电源适配器的正极输出端通过第三电阻连接至第二晶体管的基极，所述第二晶体管的基极通过第四电阻连接至第一晶体管的集电极，所述电源适配器的正极输出端通过第五电阻连接至第一晶体管的发射极，所述第一晶体管的发射极连接至第一稳压管的阴极端，所述第一稳压管的阳极端连接至电源适配器的负极输出端，所述电源适配器的正极输出端连接至第二晶体管的发射极，所述第二晶体管的集电极通过第六电阻连接至第一可控硅的控制极，所述第一可控硅的控制极通过第七电阻连接至第一稳压管的阳极端，所述第一可控硅的控制极通过第一电容连接至第一稳压管的阳极端，所述第二晶体管的发射极分别与第一可控硅的正极端和控制板的正极输入端连接，所述第一稳压管的阳极端分别与第一可控硅的负极端和控制板的负极输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述信号处理电路包括信号放大电路和零点偏置电路，所述控制板的第一输出端与信号放大电路的第一输入端连接，所述零点偏置电路的输出端与信号放大电路的第二输入端连接，所述信号放大电路的输出端与功放板模块的信号输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述零点偏置电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电位器和第一运算放大器，所述第二电位器的第一端通过第八电阻连接至电源电压端，所述第二电位器的第二端通过第九电阻连接至模拟地，所述第二电位器的控制端连接至第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的输出端分别与第一运算放大器的反相输入端和第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与信号放大电路的第二输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述信号放大电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二电容、第三电容、第一二极管、第二运算放大器和第三晶体管，所述控制板的第一输出端通过第十一电阻连接至第一二极管的负极端，所述控制板的第二输出端通过第二电容与地连接，所述控制板的第二输出端连接至第一二极管的负极端，所述第一二极管的负极端通过第十二电阻进而连接至第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的同相输入端通过第十三电阻进而与地连接，所述第一二极管的正极端与地连接，所述第十电阻的第二端连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第十四电阻连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第三电容连接至第二运算放大器的反相输入端，所述第二运算放大器的输出端通过第十五电阻进而连接至功放板模块的第一信号输入端，所述控制板的第三输出端通过第十七电阻连接至第三晶体管的基极，所述第三晶体管的集电极通过第十六电阻连接电源电压端，所述第三晶体管的发射极连接至功放板模板的第二信号输入端。

6.根据权利要求1所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述功放板模块包括多个功放板，所述多个功放板之间信号端的连接方式为并联或串联。

7.根据权利要求2所述的一种具有干扰检测功能的经颅磁治疗仪，其特征在于：所述第一晶体管为NPN晶体管，所述第二晶体管为PNP晶体管。

8.一种利用权利要求1～7任一项所述的经颅磁治疗仪的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述电源适配器将从交流电源模块输入的交流电转化为直流电，从而输出直流电至控制板；

控制板输出的测量信号通过功放板模块进行功率放大；

所述干扰检测模块对功放板模块输出的信号进行干扰检测，并将检测结果返回至控制板；

控制板根据检测结果判断是否存在信号干扰，若是，则控制继电器将功放板模块输出的信号经过输出隔离电路后再传输至刺激线圈；反之，则控制继电器将功放板模块输出的信号传输至刺激线圈。