CN108447241A - 医疗设备信号传输校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了医疗设备信号传输校准装置，包括载波信号产生电路、信号接收电路和调幅输出电路、比较电路以及校准电路，所述信号接收电路将接收到的调制信号分两路输出，一路输入比较电路，另一路和所述载波信号产生电路产生的载波信号一起输入调幅输出电路，所述调幅输出电路将调制信号调幅后，一路直接输出到信号输出端，另一路输入比较电路检波后和调制信号进行比较后输入校准电路，所述校准电路通过逐次导通三极管Q2、三极管Q3来进行分挡校准信号，并将校准后的信号通过调幅输出电路输出到信号输出端，具有结构简单、构思巧妙的特点，有效的提高了医疗设备信号传输的稳定性以及准确性。
Description
技术领域
本发明涉及无线信号处理技术领域，特别是涉及医疗设备信号传输校准装置。
背景技术
随着科技的发展，电子设备的应用越来越广泛，电子设备精度也越来越高，随之医疗电子设备也越来越受欢迎，医疗电子设备的应用为检测患者病情、减缓患者病情甚至治疗患者提供了更多的方法、更好的效果，为加速患者恢复健康起到了不可估量的作用，而随着无线信号传输技术的发展，一些医疗电子设备之间的信号传输也开始利用无线信号传输，而医疗电子设备之间的信号准确稳定传输才能确保患者病情能够准确的被医生掌握，从而及时判断并做出对应的治疗方案，因此，必须保证医疗设备之间的信号准确、稳定的传输。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供医疗设备信号传输校准装置，具有结构简单、构思巧妙且分挡校准的特性，有效地保证了医疗设备信号传输的稳定性，提高了信号传输的准确度。
其解决的技术方案是，医疗设备信号传输校准装置，包括载波信号产生电路、信号接收电路和调幅输出电路、比较电路以及校准电路，所述信号接收电路将接收到的调制信号分两路输出，一路输入比较电路，另一路和所述载波信号产生电路产生的载波信号一起输入调幅输出电路，所述调幅输出电路将调制信号调幅后，一路直接输出到信号输出端，另一路输入比较电路检波后和调制信号进行比较后输入校准电路，所述校准电路通过逐次导通三极管Q2、三极管Q3来进行分挡校准信号，并将校准后的信号通过调幅输出电路输出到信号输出端；
所述校准电路分为两挡校准信号，当比较电路输出0-1V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号不足以使三极管Q3导通，三极管Q3截止，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R9并联，实现一挡校准，其中，双向晶闸管Q4的引脚2接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的一端，双向晶闸管Q4的引脚1接电阻R7的另一端，当比较电路输出1-2V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号足以使三极管Q3导通，三极管Q3导通，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R7并联，三极管Q3导通时，信号在三极管Q3的集电极分两路输出，一路经电阻R19可靠接地，另一路输入双向晶闸管Q5的门极，为双向晶闸管Q5的门极提供触发信号，双向晶闸管Q5导通，电阻R9接入电路，与电阻R8、电阻R7并联，实现二挡校准，其中，双向晶闸管Q5的引脚2接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电阻R8的另一端，双向晶闸管Q5的引脚1接双向晶闸管Q4的引脚1。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1，所述校准电路具有结构简单、构思巧妙的特点，利用三级管Q2、三级管Q3分成两挡校准，当调幅输出电路输出正常信号时校准电路不工作，当调幅输出电路输出的信号低于调制信号0-1V时，三级管Q2导通，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8与电阻R7并联，校准电路调至一挡，开始校准信号，实现一挡校准，当调幅输出电路输出的信号低于调制信号1-2V时，三极管Q3导通，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，三极管Q2将接收到的信号进行放大后，三极管Q2的集电极电压使三极管Q3导通，为双向晶闸管Q5的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4、双向晶闸管Q5导通，电阻R9、电阻R8与电阻R7并联，校准电路调至一挡，开始校准信号，实现二挡校准，校准电路校准信号后，调幅输出电路将校准后的信号输出至信号输出端，有效的将传输信号进行了校准，提高了信号传输的准确性。
2，所述载波信号产生电路利用晶体振荡器产生高频信号作为载波，提高载波信号频率稳定性，所述调幅输出电路将调制信号调幅后输出，以提高信号传输稳定性及传输范围，具有结构简单、信号传输稳定的特点，所述比较电路将调制信号和经调制过后的检波信号直接比较，避免了传统比较方式中将检波信号与基准信号进行比较，而每次都需要设置基准信号的繁琐程序问题，且比较效果更准确。
附图说明
图1为本发明医疗设备信号传输校准装置的电路模块图。
图2为本发明医疗设备信号传输校准装置的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
医疗设备信号传输校准装置，包括载波信号产生电路、信号接收电路和调幅输出电路、比较电路以及校准电路，其特征在于，所述信号接收电路将接收到的输入信号分两路输出，一路输入比较电路，另一路和所述载波信号产生电路产生的高频信号经调幅输出电路调幅后再分两路输出，一路直接输出，另一路输入比较电路后经模拟乘法器U2和电阻R10、电容C10组成的电路检波后，经运算放大器AR1进行比较后输入校准电路，所述校准电路通过分别导通三极管Q2、三极管Q3为双向晶闸管Q4、双向晶闸管Q5提供门极电压，使电阻R8、电阻R9与电阻R7并联以进行校准信号，并将校准后的信号通过调幅输出电路输出到信号输出端；
所述校准电路分为两挡校准信号，当比较电路输出0-1V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号不足以使三极管Q3导通，三极管Q3截止，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R9并联，实现一挡校准，其中，双向晶闸管Q4的引脚2接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的一端，双向晶闸管Q4的引脚1接电阻R7的另一端，当比较电路输出1-2V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号足以使三极管Q3导通，三极管Q3导通，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R7并联，三极管Q3导通时，信号在三极管Q3的集电极分两路输出，一路经电阻R19可靠接地，另一路输入双向晶闸管Q5的门极，为双向晶闸管Q5的门极提供触发信号，双向晶闸管Q5导通，电阻R9接入电路，与电阻R8、电阻R7并联，实现二挡校准，其中，双向晶闸管Q5的引脚2接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电阻R8的另一端，双向晶闸管Q5的引脚1接双向晶闸管Q4的引脚1；
为了实现对不同幅度的异常调幅信号的校准作用，提高校准精度，本发明采用三级管Q2、三级管Q3来实现分挡校准，分为两挡对异常信号进行校准，一挡校准比较电路输出的0-1V信号，包括1V但不包括0V，二挡校准比较电路输出的1-2V信号，包括2V但不包括1V，三级管Q2在接收到比较电路输出的0-1V信号时，三级管Q2导通，三级管Q2将接收到的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，不足以使三级管Q3导通，因此，三极管Q3截止，实现一挡校准，第二路经电阻R18接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4提供触发信号，使双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入调幅输出电路，通过与电阻R7并联分流来校准信号；三极管Q2在接受到比较电路输出的1-2V信号时，三极管Q2导通，三级管Q2将接收到的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，三极管Q3导通，实现二挡校准，信号经三极管Q3放大后在集电极分两路输出，一路经电阻R1接地，另一路输入双向晶闸管Q5的门极，为双向晶闸管Q5提供触发信号，双向晶闸管Q5导通，电阻R9接入调幅输出电路，三极管Q2的集电极输出的第二路信号经电阻R18接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4提供触发信号，使双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入调幅输出电路，电阻R8、电阻R9与电阻R7并联对调幅信号进行校准，其中，电源+12V为三极管Q2、三极管Q3提供正向偏置电压，双向晶闸管Q4和双向晶闸管Q5导通后不关断，直到此次信号传输停止时关断，具有结构简单、构思巧妙且分挡校准的特点，有效的提高了传输信号的准确性和稳定性。
所述信号接收电路包括信号输入端，信号输入端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2和电容C1的一端，电阻R2的另一端接电容C2的一端和运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端接反馈电阻R3的一端，运算放大器AR1的同相输出端接反馈电阻R3的另一端和电容C1的另一端，电容C2的另一端接地；
为了提高信号的准确性，电阻R1、电阻R2和电容C1、电容C2组成二阶无源低通滤波电路，与运算放大器AR1和反馈电阻R3组成的电压跟随器组成二阶有源低通滤波电路，滤除高频杂波，当信号接收端接收到信号后，将信号通过电阻R1、电阻R2、反馈电阻R3和电容C1、电容C2以及运算放大器AR1组成的二阶有源低通滤波电路进行低通滤波，滤除高频信号后输入调幅输出电路，具有响应速度快、滤波效果好的特点。
所述载波信号产生电路包括电源V1，电源V1的一端接电阻R4的一端和电感L1的一端，电源V1的另一端接地，电阻R4的另一端接电阻R5、电容C3的一端和三级管Q1的基极，电感L1的另一端接三极管Q1的集电极和电容C4的一端，三极管Q1的发射极接电阻R6的一端和晶振Y1的一端，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端接电容C3的另一端和电阻R6的另一端，电容C4的另一端接电容C5、可变电容C7的一端，电容C5的另一端接晶振Y1的另一端、可调电容C7的另一端和电容C6的一端，电容C6的另一端接电阻R6的另一端；
为了提高了信号传输的稳定性，本电路采用晶体振荡器来提供载波信号，载波信号由晶振Y1和电容C5、电容C6以及可调电容C7、三极管Q1组成的串联晶体振荡器产生，可调电容C7起调频作用，将晶振Y1的谐振频率在一个小范围内进行调整，电源V1为载波信号产生电路提供交流电源，电感L1为高频扼流圈，避免电源V1对振荡回路的高频信号短路，电阻 R4、电阻R5起分压作用，和电阻R6一起稳定三极管Q1基极电位，电容C3是交流旁路电容，用来稳定三极管Q1的静态工作点，电容C4是耦合电容，将晶体振荡器产生的高频信号耦合到调幅输出电路和比较电路，载波信号产生电路工作时，电源V1提供的交变电压的频率与晶振Y1的固有频率相等时，出现压电谐振，满足起振条件，开始产生震荡信号，经三极管Q1放大反馈为稳定的高频载波信号后经电容C4耦合输出，具有频率稳定性高的特点。
所述调幅输出电路包括模拟乘法器U1，模拟乘法器U1引脚1接电容C4的另一端，模拟乘法器U1的引脚2接运算放大器AR1的同相输出端，模拟乘法器U1输出端接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接接电容C8、电容C9的一端，电容C8的另一端接地，电容C9的另一端接电阻R17的一端和信号输出端，电阻R17的另一端接地；
为了提高信号传输范围，本电路采用模拟乘法器U1作为振幅调制器，将信号接收电路输出的调制信号与载波信号产生电路产生的载波信号输入模拟乘法器U1进行调幅后输出双边带信号，调幅后的信号经电阻R7、电容C8和电容C9、电阻R10组成的无源带通滤波器滤掉上边带信号后分两路输出，一路直接输出到信号输出端，另一路输入比较电路，具有结构简单、构思巧妙的特点，有效的提高了医疗设备信号的传输范围。
所述比较电路包括模拟乘法器U2，模拟乘法器U2的引脚1接电容C4的另一端，模拟乘法器U2的引脚2接电阻17的一端，模拟乘法器U2的输出端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电容C10的一端和电阻R11的一端，电容C10的另一端接地，电阻R11的另一端接运算放大器AR2的反相输入端和反馈电阻R13的一端，运算放大器AR2的同相输入端接电阻R12、电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，电阻R12的另一端接运算放大器AR1的同相输出端，运算放大器AR2的输出端接反馈电阻R13的另一端和三级管Q2的基极；
为了将检测调幅后的信号是否准确，本电路利用模拟乘法器U2对调幅后的信号进行检波，将调幅后的信号和载波产生电路输出的信号经模拟乘法器U2检波后，利用电阻R10和电容C10组成的低通滤波电路进行滤波，滤除不需要的信号后将检波信号输入由运算放大器AR2和电阻R11、电阻R12、电阻R1、电阻R13组成的减法器作为比较器与信号接收电路输出的调制信号进行比较， 当检波信号和调制信号幅度相等时，减法器AR2输出零电位，校准电路不工作，当检波信号低于调制信号0-1V时，减法器AR2输出0-1V信号到校准电路，校准电路中三极管Q2导通，进行一挡校准，当检波信号低于调制信号1-2V时，减法器AR2输出1-2V信号，校准电路中三极管Q2、三极管Q3导通，进行二挡校准，具有结构简单、构思巧妙的特点，将调制信号和经调制过后的检波信号直接比较，避免了传统比较方式中将检波信号与基准信号进行比较，而每次都需要设置基准信号的繁琐程序问题，且比较效果更准确。
本发明具体使用时，所述信号接收电路将信号通过信号接收端接收后，经电阻R1、电容C1和电阻R2、电容C2以及运算放大器AR1、反馈电阻R3组成的二阶有源低通滤波电路滤除高频信号后输入调幅输出电路和比较电路，所述载波信号产生电路通过晶振Y1、可调电容C7和电容C5、电容C6以及三极管Q1组成的晶体振荡器产生高频稳定信号做为载波信号输入调幅输出电路和比较电路，所述调幅输出电路同时接收到信号接收电路输出的调制信号和载波信号产生电路产生的载波信号时，开始工作，将载波信号和调制信号利用模拟乘法器U1进行调幅后经电阻R7、电容C8和电容C9、电阻R10组成的二阶无源带通滤波器滤除不需要的信号后，将单边带信号输入比较电路，所述比较电路同时接收到单边带信号和载波信号时，模拟乘法器U2开始工作，将单边带信号检波后经电阻R7、电容C10组成的低通滤波电路滤波后输入由运算放大器AR2和电阻R11、电阻R12、电阻R1、电阻R13组成的减法器作为比较器与信号接收电路输出的调制信号进行比较后输入校准电路，当检波信号和调制信号幅度相等时，减法器AR2输出零电位，所述校准电路不工作，当检波信号低于调制信号0-1V时，减法器AR2输出0-1V信号到所述校准电路，所述校准电路中三极管Q2导通，三级管Q2将接收到的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，不足以使三级管Q3导通，因此，三极管Q3截止，实现一挡校准，第二路经电阻R18接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4提供触发信号，使双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入调幅输出电路，通过与电阻R7并联分流来校准信号；三极管Q2在接受到比较电路输出的1-2V信号时，三极管Q2导通，三级管Q2将接收到的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，三极管Q3导通，实现二挡校准，信号经三极管Q3放大后在集电极分两路输出，一路经电阻R1接地，另一路输入双向晶闸管Q5的门极，为双向晶闸管Q5提供触发信号，双向晶闸管Q5导通，电阻R9接入调幅输出电路，三极管Q2的集电极输出的第二路信号经电阻R18接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4提供触发信号，使双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入调幅输出电路，电阻R8、电阻R9与电阻R7并联对调幅信号进行校准，其中，电源+12V为三极管Q2、三极管Q3提供正向偏置电压，双向晶闸管Q4和双向晶闸管Q5导通后不关断，直到此次信号传输停止时关断，进行一挡校准，当检波信号低于调制信号1-2V时，减法器AR2输出1-2V信号，校准电路中三极管Q2、三极管Q3导通，进行二挡校准，具有结构简单、构思巧妙且分挡校准的特点，有效的将异常信号进行了校准，提高了医疗设备信号传输的稳定性，同时扩大了传输范围，提高了医疗设备信号传输的准确度。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.医疗设备信号传输校准装置，包括载波信号产生电路、信号接收电路和调幅输出电路、比较电路以及校准电路，其特征在于，所述信号接收电路将接收到的调制信号分两路输出，一路输入比较电路，另一路和所述载波信号产生电路产生的载波信号一起输入调幅输出电路，所述调幅输出电路将调制信号调幅后，一路直接输出到信号输出端，另一路输入比较电路检波后和调制信号进行比较后输入校准电路，所述校准电路通过逐次导通三极管Q2、三极管Q3来进行分挡校准信号，并将校准后的信号通过调幅输出电路输出到信号输出端；
所述校准电路分为两挡校准信号，当比较电路输出0-1V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号不足以使三极管Q3导通，三极管Q3截止，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R9并联，实现一挡校准，其中，双向晶闸管Q4的引脚2接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的一端，双向晶闸管Q4的引脚1接电阻R7的另一端，当比较电路输出1-2V电压到三极管Q2的基极时，三极管Q2导通，电源+12V经电阻R16为三极管Q2、三极管Q3的发射极提供正向偏置电压，三极管Q2将比较电路输出的信号放大后在集电极分三路输出，第一路经电阻R15分压后输入三极管Q3的基极，此时，经电阻R15分压后的信号足以使三极管Q3导通，三极管Q3导通，第二路经电阻R18可靠接地，第三路输入双向晶闸管Q4的门极，为双向晶闸管Q4的门极提供触发信号，双向晶闸管Q4导通，电阻R8接入电路，与电阻R7并联，三极管Q3导通时，信号在三极管Q3的集电极分两路输出，一路经电阻R19可靠接地，另一路输入双向晶闸管Q5的门极，为双向晶闸管Q5的门极提供触发信号，双向晶闸管Q5导通，电阻R9接入电路，与电阻R8、电阻R7并联，实现二挡校准，其中，双向晶闸管Q5的引脚2接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电阻R8的另一端，双向晶闸管Q5的引脚1接双向晶闸管Q4的引脚1。
2.如权利要求1所述医疗设备信号传输校准装置，其特征在于，所述信号接收电路包括信号输入端，信号输入端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2和电容C1的一端，电阻R2的另一端接电容C2的一端和运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端接反馈电阻R3的一端，运算放大器AR1的同相输出端接反馈电阻R3的另一端和电容C1的另一端，电容C2的另一端接地。
3.如权利要求1所述医疗设备信号传输校准装置，其特征在于，所述载波信号产生电路包括电源V1，电源V1的一端接电阻R4的一端和电感L1的一端，电源V1的另一端接地，电阻R4的另一端接电阻R5、电容C3的一端和三级管Q1的基极，电感L1的另一端接三极管Q1的集电极和电容C4的一端，三极管Q1的发射极接电阻R6的一端和晶振Y1的一端，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端接电容C3的另一端和电阻R6的另一端，电容C4的另一端接电容C5、可变电容C7的一端，电容C5的另一端接晶振Y1的另一端、可调电容C7的另一端和电容C6的一端，电容C6的另一端接电阻R6的另一端。
4.如权利要求1所述医疗设备信号传输校准装置，其特征在于，所述调幅输出电路包括模拟乘法器U1，模拟乘法器U1引脚1接电容C4的另一端，模拟乘法器U1的引脚2接运算放大器AR1的同相输出端，模拟乘法器U1输出端接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接接电容C8、电容C9的一端，电容C8的另一端接地，电容C9的另一端接电阻R17的一端和信号输出端，电阻R17的另一端接地。
5.如权利要求1或2所述医疗设备信号传输校准装置，其特征在于，所述比较电路包括模拟乘法器U2，模拟乘法器U2的引脚1接电容C4的另一端，模拟乘法器U2的引脚2接电阻17的一端，模拟乘法器U2的输出端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电容C10的一端和电阻R11的一端，电容C10的另一端接地，电阻R11的另一端接运算放大器AR2的反相输入端和反馈电阻R13的一端，运算放大器AR2的同相输入端接电阻R12、电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，电阻R12的另一端接运算放大器AR1的同相输出端，运算放大器AR2的输出端接反馈电阻R13的另一端和三级管Q2的基极。
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