CN109567791A - 一种低功耗心电信号采集电路 - Google Patents

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张瑛
邹晓磊
苏曼卿
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Nanjing Post and Telecommunication University
Nanjing University of Posts and Telecommunications
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    • A61B5/30—Input circuits therefor
    • A61B5/304—Switching circuits

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Abstract

一种低功耗心电信号采集电路，所述信号采集电路包括ECG信号输入通道，多通路数据选择电路，心电信号放大器AMP和模数转换器ADC；所述ECG信号输入通道包括三条信号输入ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA，所述多通路数据选择电路，通过时钟信号来切换ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA到放大器输入端，所述心电信号放大器AMP合成输入的信号，输出模拟信号，再经由模数转换器ADC转换为数字信号输出。本发明在传统的三导联心电信号采集电路上基础上减少了心电信号放大器和ADC的数量，本发明仅需要一个心电信号放大器和一个ADC，大大减小了心电信号采集电路的规模和功耗。

Description

一种低功耗心电信号采集电路
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种低功耗心电信号采集电路。
背景技术
由于人们生活节奏的加快、饮食结构不合理，心血管疾病已然成为威胁人类生命的主要疾病之一。心电图能够反应人体心脏生物电放电状态，异常的心肌放电代表心脏的运动存在着一定的异常，所以针对心电信号采集电路的研究和设计，对于帮助医生获取心电信号诊断心血管疾病，具有重要的意义。
传统的三导联（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）心电信号采集电路通常需要三路ECG输入，因此需要相应的三路信号放大电路以及模数转换电路（Analog-to-Digtal Converter,ADC），在现如今的物联网时代，心电信号采集设备的便携性和低功耗已然成为了主流，多个心电信号放大器以及ADC必然会增大心电信号采集芯片的面积和功耗。这就使得在多导联心电信号采集芯片领域，噪声、功耗和电路规模之间很难同时达到优良的指标。
发明内容
本发明对上述问题提出改进的设计方法，提出一种低功耗心电信号采集电路，可减小心电信号采集电路规模和功耗。
一种低功耗心电信号采集电路，其特征在于：
所述信号采集电路包括ECG信号输入通道，多通路数据选择电路，心电信号放大器AMP和模数转换器ADC；
所述ECG信号输入通道包括三条信号输入ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA，所述多通路数据选择电路，通过时钟信号来切换ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA到放大器输入端，所述心电信号放大器AMP合成输入的信号，输出模拟信号，再经由模数转换器ADC转换为数字信号输出。
进一步地，所述多通路数据选择电路，具体地，使得ECG1_LA和ECG2_LL中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的正相输入端，ECG1_LA和ECG3_RA中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的负相输入端。
本发明在传统的三导联心电信号采集电路上基础上减少了心电信号放大器和ADC的数量，本发明仅需要一个心电信号放大器和一个ADC，大大减小了心电信号采集电路的规模和功耗。
附图说明
图1为本发明所述的心电信号采集电路示意图。
图2为本发明所述时钟信号切换示意图。
图3为本发明所述心电信号采集电路的导联组成计算表。
图4为本发明的输出信号示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
一种低功耗心电信号采集电路，如图1所示，所述信号采集电路包括ECG信号输入通道，多通路数据选择电路，心电信号放大器AMP和模数转换器ADC。
所述ECG信号输入通道包括三条信号输入ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA，所述多通路数据选择电路，通过时钟信号来切换ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA到放大器输入端，所述心电信号放大器AMP合成输入的信号，输出模拟信号，再经由模数转换器ADC转换为数字信号输出。
所述多通路数据选择电路，具体地，使得ECG1_LA和ECG2_LL中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的正相输入端，ECG1_LA和ECG3_RA中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的负相输入端。
在本发明公开的低功耗心电信号采集电路中，时钟信号切换示意图如图2所示，当开关S1向上闭合时，时钟信号clk1=1，电极信号ECG2_LL接至放大器正相输入端，当开关S1向下闭合时，时钟信号clk1=0，电极信号ECG1_LA接至放大器正相输入端；当开关S2向下闭合时，时钟信号clk2=1，电极信号ECG3_RA接至放大器的反相输入端，当开关S2向上闭合时，时钟信号clk2=0，电极信号ECG1_LA接至放大器的反相输入端。
为说明电路的工作机理，假设电极输入信号ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA的波形如图4的(b)(c)(d)所示，经开关切换并由放大器放大输出端的信号如图4(e)所示，此信号经ADC数字化后为D=Ⅰ（0），Ⅱ（1），Ⅲ（2），Ⅰ（3），Ⅱ（4），Ⅲ（5）…。
信号D再通过插值拟合的数据处理方法可以还原出导联Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的信号。然后可以再计算出导联信号（aVR、aVL、aVF），计算方法如图3所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (2)

1.一种低功耗心电信号采集电路，其特征在于：
所述信号采集电路包括ECG信号输入通道，多通路数据选择电路，心电信号放大器AMP和模数转换器ADC；
所述ECG信号输入通道包括三条信号输入ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA，所述多通路数据选择电路，通过时钟信号来切换ECG1_LA、ECG2_LL和ECG3_RA到放大器输入端，所述心电信号放大器AMP合成输入的信号，输出模拟信号，再经由模数转换器ADC转换为数字信号输出。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗心电信号采集电路，其特征在于：所述多通路数据选择电路，具体地，使得ECG1_LA和ECG2_LL中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的正相输入端，ECG1_LA和ECG3_RA中的任一一条信号可接入心电信号放大器AMP的负相输入端。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110742598A (zh) * 2019-08-18 2020-02-04 浙江好络维医疗技术有限公司 一种低功耗多电极生理参数采集电路

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2451039Y (zh) * 2000-11-16 2001-10-03 黄健平 计算机虚拟心电监护仪
CN201061530Y (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 宁耘 一种远程实时心电诊断系统
CN202146301U (zh) * 2011-06-30 2012-02-22 东北大学 一种低功耗的动态心电监护仪
CN102488509A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种生物电信号采集装置及方法
CN203328695U (zh) * 2013-06-26 2013-12-11 广州军区广州总医院 一种支持超低功耗的心电监护仪
CN203483416U (zh) * 2013-09-12 2014-03-19 苏州百慧华业精密仪器有限公司 一种双导联体系的动态心电记录仪
CN104382583A (zh) * 2014-11-12 2015-03-04 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种十八导心电信号的采集装置及其方法
CN104665825A (zh) * 2015-02-11 2015-06-03 上海夏先机电科技发展有限公司 一种便携式低功耗三导联心电智能监护系统
CN105232034A (zh) * 2014-06-04 2016-01-13 中国科学院半导体研究所 用于心电信号及人体阻抗检测的电极与电路复用结构
CN105615869A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 武汉明德生物科技股份有限公司 十二导心电信号采集装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2451039Y (zh) * 2000-11-16 2001-10-03 黄健平 计算机虚拟心电监护仪
CN201061530Y (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 宁耘 一种远程实时心电诊断系统
CN202146301U (zh) * 2011-06-30 2012-02-22 东北大学 一种低功耗的动态心电监护仪
CN102488509A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种生物电信号采集装置及方法
CN203328695U (zh) * 2013-06-26 2013-12-11 广州军区广州总医院 一种支持超低功耗的心电监护仪
CN203483416U (zh) * 2013-09-12 2014-03-19 苏州百慧华业精密仪器有限公司 一种双导联体系的动态心电记录仪
CN105232034A (zh) * 2014-06-04 2016-01-13 中国科学院半导体研究所 用于心电信号及人体阻抗检测的电极与电路复用结构
CN104382583A (zh) * 2014-11-12 2015-03-04 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种十八导心电信号的采集装置及其方法
CN104665825A (zh) * 2015-02-11 2015-06-03 上海夏先机电科技发展有限公司 一种便携式低功耗三导联心电智能监护系统
CN105615869A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 武汉明德生物科技股份有限公司 十二导心电信号采集装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110742598A (zh) * 2019-08-18 2020-02-04 浙江好络维医疗技术有限公司 一种低功耗多电极生理参数采集电路

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