CN109738692A - 专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路及其设计方法。本发明包括电源模块、通道转换模块、信号处理模块、量值显示模块。电源模块给通道转换模块、信号处理模块和量值显示模块供电,电针信号首先经过通道转换通道,实时对两种待检测信号进行测量,保证实效性;其次,通过信号处理模块得到各时刻电压值,量值显示模块将信号处理模块得到的电压峰峰值、电流有效值转换成瞬时功率实时显示数值。同时,本发明根据电针治疗仪检测所需要电压峰峰值、电流有效值参数,设计出信号处理模块中的负载电阻、无源衰减电路、电压放大电路、二阶巴特沃斯滤波电路、电平移位电路、电压有效值读取电路和倍数可控的电压放大模块电路。本发明专用于电针治疗仪的瞬时功率检测,具有检测准确、实时、方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及瞬时功率检测电路与设计方法,特别是一种专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路及其设计方法。
背景技术
在250Ω负载的情况下,电针治疗仪可产生0-20V的电压峰峰值以及 0-10mA的电流有效值。其量值的准确性直接影响到患者的生命安全,因此对其进行精确的检测必不可少。
根据2018年医疗行业市场分析报告显示,电针治疗仪已在全国三甲及以上的医院应用,对患者进行治疗/辅助治疗等诊疗操作。但是,国内乃至世界还没有针对电针治疗仪的瞬时功率的检测技术。因此,导致国家药品不良反应监测中心共收到多起电针治疗仪产品不良事件报告。检测机构普遍采用示波器、万用表对电针治疗仪输出的波形进行检测,但这种方式存在以下缺点:首先,示波器检测电针峰峰值的精度不高,不能满足电针治疗仪的溯源;其次,万用表可测量电针治疗仪的电流有效值,但不能实时检测电针治疗仪的瞬时功率。针对以上问题,研制专用于电针治疗仪的瞬时功率的检测电路势在必行。
技术实现上,电针治疗仪输出非对称双尖脉冲波。在外加250Ω负载的情况下,现有的示波器及万用表在检测这种类型波形时精度和实效性都不能保证。
本发明依据电针治疗仪输出的电压峰峰值和电流值范围以及中华人民共和国医药行业标准中精度要求,进行有关检测模块的电路设计,包括通道转换模块中实时对两种待检测信号进行测量,保证实效性;信号处理模块中设计高精度的电压、电流转换电路,保证检测精度。
本发明建立了电针治疗仪的瞬时功率的传递与溯源体系,使得待检测参数溯源至国家计量基准,保证了准确性及实效性,为患者提供安全保障,避免不良事件的发生。
发明内容
针对背景技术的不足,本发明的目的在于提供一种能够解决前述问题的专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路及设计方法。
专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路,包括电源模块、通道转换模块、信号处理模块、量值显示模块,所述的电源模块给通道转换模块、信号处理模块和量值显示模块供电,通道转换模块具有对电针信号的电压峰峰值及电流有效值自动切换检测通道的功能,信号处理模块得到各时刻电压值,量值显示模块将信号处理模块得到的电压峰峰值、电流有效值转换成瞬时功率实时显示数值。
所述的电源模块包括电源(±5V)、电源滤波模块、电源转换模块,通过开关电源提供±5V电源,然后通过电源转换模块及电源滤波,输出稳定的3.3V电压;通道转换模块包括74HC138译码器和继电器,通过74HC134 译码器输出低电平控制继电器的通与断实现自动切换检测通道的效果;信号处理模块包括负载阻抗、无源衰减电路、电压放大、二阶巴特沃斯滤波电路、倍数可控的电压放大模块电路、电平移位电路和电压有效值读取电路,电针治疗仪输出的微弱差分电流信号经过250负载电阻后,转换成微弱电压信号先进行无源衰减后经过电压放大及滤波电路,随后进行电平移位和电压有效值读取,得到电针治疗仪输出的电流值;电针治疗仪输出的电压信号先进行无源衰减、滤波电路及电平移位后,采集电压值,通过判断电压值,确定前期衰减倍数是否不合理,随后进行倍数可控的电压放大,然后经过电平移位得到电压值;量值显示模块包括一个单片机以及LCD显示,单片机通过ADC 实时采集各通道电压值,LCD液晶显示屏显示量值。
所述的通道转换模块包括74HC138译码器1、74HC138译码器2、继电器模块1和继电器模块2,电针治疗仪输出的微弱差分信号分别与继电器模块1、继电器模块2相连接,通过设定74HC138译码器1、74HC138译码器 2特定输出口至低电平,控制继电器模块1、继电器模块2的通与断,以此达到自动切换采集通道的效果。
所述的无源衰减电路包括4个电阻,分别为R23、R22、R32、R35。电针治疗仪输出的微弱差分信号分别接电阻R23、R32,R23通过R22与地相连接,R32通过R32与地相连接,输出端分别为R23与R22的连接处及R32 与R35的连接处。
所述的电压放大电路中仪表放大器U10的型号是AD620,仪表放大器 U10外接一个电阻,仪表放大器U10供电电压为±5V,仪表放大器U10的4 脚接-5V和两个电容C39、C45,C39、C45的另一端与地相连接,仪表放大器U10的7脚接+5V和两个电容C37、C41,C37、C41的另一端与地相连接,仪表放大器U10的5脚接地,仪表放大器U10的1脚和8脚通过电阻 R46相连接,仪表放大器U10的引脚2与引脚3分别与经过负载电阻的差分信号的负、正端相连接。
所述的二阶巴特沃斯滤波电路包括运算放大器U11、3个电阻和2个电容。运算放大器U11的4脚接﹣5V,运算放大器U11的7脚接+5V,R55 一端连接仪表放大器U10的6脚,另一端与通过电阻R56与运算放大器U11 的3脚相连接,运算放大器U11的3脚通过电容C42与地相连接,运算放大器U11的2脚通过电阻R48与运算放大器U11的6脚相连接,运算放大器U11的6脚通过电容C44分别于R55、R56相连接。
所述的电平移位电路包括一个电压反馈放大器U13、一个运算放大器 U14、6个电阻和4个电容,电压反馈放大器U13的型号为AD8065,电压反馈放大器U13的供电电压为±5V,电压反馈放大器U13的5脚接+5V电源和两个电容C38、C40,C38、C40的另一端与地相连接,电压反馈放大器 U13的2脚接-5V电源和两个电容C32、C34,C32、C34的另一端与地相连接,电压反馈放大器U13的1脚和4脚通过R44相接、4脚接R54、R54接运算放大器U11的6脚,集成运算放大器U7的3脚接两个电阻R15和R16、 R15接参考电压基准芯片U8的2脚。运算放大器U14的型号为OP07,运算放大器U14的供电电压为±5V,运算放大器U14的7脚接+5V电源,运算放大器U14的4脚接﹣5V电源,运算放大器U14的2脚与6脚相连接,运算放大器U14的3脚分别于电阻R62、R63相连接,R62的另一端与﹢5V 电源相连接,R63的另一端与地相连接,运算放大器U14通过电阻R64与电压反馈放大器U13相连接。
所述的电压有效值读取电路包括一个有效值转换器U9和5个电容,有效值转换器U9的型号为AD637,有效值转换器U9的供电电压为±5V,有效值转换器U9的引脚10接﹣5V电源和两个电容C27、C28,C27、C28的另一端与地相连接,有效值转换器U9的引脚11接﹢5V电源和两个电容C43、C46,C43、C46的另一端与地相连接,有效值转换器U9的脚8、脚9 通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚1、脚3、脚4与地相连接,有效值转换器U9的脚6、脚8通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚13与电压反馈放大器U13的脚1相连接,有效值转换器U9的9脚与单片机的36脚相连接。
所述的倍数可控的电压放大模块电路包括一个8通道复用器U1、一个仪表放大器U3、三个三极管Q1、Q2、Q3、18个电阻以及6个电容。8通道复用器U1的型号为MC14051BD,仪表放大器U3的型号为AD620,三极管Q1、Q2、Q3的型号均为S9013,8通道复用器U1的供电电压为﹢5V 电源,8通道复用器U1的16脚接﹢5V电源和一个电容C2,C2的另一端与8通道复用器U1的7脚、8脚接地,8通道复用器U1的6脚接地,8通道复用器U1的13脚、14脚、15脚、12脚、1脚、5脚、2脚、4脚分别通过电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9与电阻R1、电容C1、仪表放大器U3的1脚相连接,电阻R1、电容 C1的另一端与8通道复用器U1的3脚和仪表放大器U3的8脚相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的3脚均接﹢5V电源,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的2脚分别与8通道复用器U1的11脚、10脚、9脚相连接,8通道复用器U1的11脚、10脚、9脚分别通过电阻R14、电阻R17、电阻R16与地相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的1脚分别通过电阻R10和电阻R13、电阻R11和电阻R15、电阻R12和电阻R18与地相连接,仪表放大器U3的供电电压为±5V,仪表放大器U3的4脚接﹣5V电源和两个电容C13、C18,电容C13、C18的另一端与地相连接,仪表放大器U3的7脚接﹢5V电源和两个电容C10、C15,电容C10、C15的另一端与地相连接,仪表放大器U3的2脚、5脚均与地相连接,仪表放大器U3 的6脚通过电阻R43与电压反馈放大器U8的4脚相连接。
所述的瞬时功率检测电路的设计方法,所述的250负载电阻用于模拟毫针的电阻。
所述的无源衰减电路具有对电针治疗仪发出的瞬时电压值进行分压的作用。
所述的电压放大电路中采用放大芯片AD620,其实一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要外部电阻R46来设置增益,其增益范围为:1-10000。它具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性,非常适合电针治疗仪等医疗应用。该放大电路的增益G可表达为:
即可通过更改R46阻值,获得不同增益G,实现放大不同电压倍数的效果。
所述的二阶巴特沃斯滤波电路采用二阶低通有源滤波设计,在运算放大器U11的增益为1的情况下,设计电阻R55的值等于电阻R56的值,通过改变电容C44、C42的值,来控制可通过其电路的最高频率,实现对信号的滤波效果。
所述的电平移位电路采用运算加法器的设计原理,采用运算放大器U14 设计电压跟随电路,跟随电压输入至反馈放大器U13的4脚,与运算放大器 U11的6脚输出电压VIN反向叠加,叠加后的电压VOUT通过反馈放大器U13 的1脚输出,其转换公式如下:
所述的倍数可控的电压放大模块电路采用8通道复用器U1设置仪表放大器U3的外部增益电阻,以此实现倍数可控的电压放大。具体设计方法为:通过软件控制8通道复用器U1的9脚、10脚、11脚的高低电平输出,选择R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9其中一个电阻作为导通电阻RX,电阻 RX与R1并联作为仪表放大器U3的外部增益电阻,以此达到控制电压放大倍数的目的。其具体增益G表达公式为:
本发明的有益效果:
本发明专用于电针治疗仪的瞬时功率检测,方便了电针治疗仪的瞬时功率校准。
本发明设计高精度的电压放大、电平移位电路以及精准的二阶低通有源滤波电路,提高了检测瞬时电压值和瞬时电流值的精度,从而提高了瞬时功率的检测精度。
本发明建立了电针治疗仪的瞬时功率量值传递体系,使得电针治疗仪的瞬时功率溯源至国家计量基准,保证了电针治疗仪的瞬时功率检测准确性。
附图说明
图1是本发明的详细框图;
图2是本发明的电压放大电路图;
图3是本发明的二阶巴特沃斯滤波电路图;
图4是本发明的电平移位电路图;
图5是本发明的电压有效值读取电路图;
图6是本发明的倍数可控的电压放大模块电路图。
具体实施方式
如图1所示为用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路详细框图,所述的电源模块包括±5V电源、电源转换模块、电源滤波模块,电源经过电源转换模块和电源滤波模块,输出稳定的﹢3.3V电压其给单片机,﹢5V电源电压给LCD液晶显示屏供电,±5V电源电压给信号处理模块供电;通道转换模块包括74HC138译码器1、74HC138译码器2、继电器模块1和继电器模块 2,电针治疗仪输出的微弱差分信号分别与继电器模块1、继电器模块2相连接,通过设定74HC138译码器1、74HC138译码器2特定输出口至低电平,控制继电器模块1、继电器模块2的通与断,以此达到自动切换采集通道的效果;信号处理模块包括无源衰减电路、负载电阻、电压放大电路、低通有源滤波电路、倍数可控的电压放大模块电路、电平位移电路和电压有效值读取电路;电针治疗仪信号首先通过通断转换模块,然后经过信号处理模块,先通过无源衰减电路随后经过负载阻抗,然后经过电压放大电路及低通有源滤波电路,信号经过滤波之后,电流有效值的信号通过电平移位电路,随后经过电压有效值读取电路得到其转换量值,电压峰峰值的信号经过倍数可控的电压放大模块电路然后经过电平移位电路,得到0-3.3V的电压值;量值显示模块包括STM32单片机以及LCD显示,单片机通过ADC模块采被检测信号,经过LCD实时显示电针治疗仪输出的瞬时功率。
如图2所示为电压放大电路图,所述的电压放大电路中仪表放大器U10 的型号是AD620,仪表放大器U10外接一个电阻,仪表放大器U10供电电压为±5V,仪表放大器U10的4脚接-5V和两个电容C39、C45,C39、C45 的另一端与地相连接,仪表放大器U10的7脚接+5V和两个电容C37、C41, C37、C41的另一端与地相连接,仪表放大器U10的5脚接地,仪表放大器U10的1脚和8脚通过电阻R46相连接,仪表放大器U10的引脚2与引脚 3分别与经过负载电阻的差分信号的负、正端相连接。图中R46的阻值为 22KΩ,该放大电路的增益G可表达为:
如图3所示的二阶巴特沃斯滤波电路图,所述的二阶巴特沃斯滤波电路包括运算放大器U11、3个电阻和2个电容。运算放大器U11的型号为OP07,运算放大器U11的4脚接﹣5V,运算放大器U11的7脚接+5V,R55一端连接仪表放大器U10的6脚,另一端与通过电阻R56与运算放大器U11的 3脚相连接,运算放大器U11的3脚通过电容C42与地相连接,运算放大器U11的2脚通过电阻R48与运算放大器U11的6脚相连接,运算放大器U11 的6脚通过电容C44分别于R55、R56相连接。
如图4所示为电平移位电路图,所述的电平移位电路包括一个电压反馈放大器U13、一个运算放大器U14、6个电阻和4个电容,电压反馈放大器 U13的型号为AD8065,电压反馈放大器U13的供电电压为±5V,电压反馈放大器U13的5脚接+5V电源和两个电容C38、C40,C38、C40的另一端与地相连接,电压反馈放大器U13的2脚接-5V电源和两个电容C32、C34, C32、C34的另一端与地相连接,电压反馈放大器U13的1脚和4脚通过R44 相接、4脚接R54、R54接运算放大器U11的6脚,集成运算放大器U7的3 脚接两个电阻R15和R16、R15接参考电压基准芯片U8的2脚。运算放大器U14的型号为OP07,运算放大器U14的供电电压为±5V,运算放大器 U14的7脚接+5V电源,运算放大器U14的4脚接﹣5V电源,运算放大器 U14的2脚与6脚相连接,运算放大器U14的3脚分别于电阻R62、R63相连接,R62的另一端与﹢5V电源相连接,R63的另一端与地相连接,运算放大器U14通过电阻R64与电压反馈放大器U13相连接。图中,R62的阻值为400Ω,R63的阻值为100Ω,其转换公式如下:
如图5所示为电压有效值读取电路图,所述的电压有效值读取电路包括一个有效值转换器U9和5个电容,有效值转换器U9的型号为AD637,有效值转换器U9的供电电压为±5V,有效值转换器U9的引脚10接﹣5V电源和两个电容C27、C28,C27、C28的另一端与地相连接,有效值转换器 U9的引脚11接﹢5V电源和两个电容C43、C46,C43、C46的另一端与地相连接,有效值转换器U9的脚8、脚9通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚1、脚3、脚4与地相连接,有效值转换器U9的脚6、脚8通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚13与电压反馈放大器U13的脚1 相连接,有效值转换器U9的9脚与单片机的36脚相连接。
如图6所示为倍数可控的电压放大模块电路图,所述的倍数可控的电压放大模块电路包括一个8通道复用器U1、一个仪表放大器U3、三个三极管 Q1、Q2、Q3、18个电阻以及6个电容。8通道复用器U1的型号为 MC14051BD,仪表放大器U3的型号为AD620,三极管Q1、Q2、Q3的型号均为S9013,8通道复用器U1的供电电压为﹢5V电源,8通道复用器U1 的16脚接﹢5V电源和一个电容C2,C2的另一端与8通道复用器U1的7 脚、8脚接地,8通道复用器U1的6脚接地,8通道复用器U1的13脚、14 脚、15脚、12脚、1脚、5脚、2脚、4脚分别通过电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9与电阻R1、电容 C1、仪表放大器U3的1脚相连接,电阻R1、电容C1的另一端与8通道复用器U1的3脚和仪表放大器U3的8脚相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的3脚均接﹢5V电源,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的2 脚分别与8通道复用器U1的11脚、10脚、9脚相连接,8通道复用器U1 的11脚、10脚、9脚分别通过电阻R14、电阻R17、电阻R16与地相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的1脚分别通过电阻R10和电阻R13、电阻R11和电阻R15、电阻R12和电阻R18与地相连接,仪表放大器U3的供电电压为±5V,仪表放大器U3的4脚接﹣5V电源和两个电容C13、C18,电容C13、C18的另一端与地相连接,仪表放大器U3的7脚接﹢5V电源和两个电容C10、C15,电容C10、C15的另一端与地相连接,仪表放大器U3 的2脚、5脚均与地相连接,仪表放大器U3的6脚通过电阻R43与电压反馈放大器U8的4脚相连接。所述的倍数可控的电压放大模块电路采用8通道复用器U1设置仪表放大器U3的外部增益电阻,以此实现倍数可控的电压放大。具体设计方法为:通过软件控制8通道复用器U1的9脚、10脚、 11脚的高低电平输出,选择R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9其中一个电阻作为导通电阻RX,电阻RX与R1并联作为仪表放大器U3的外部增益电阻,以此达到控制电压放大倍数的目的。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (2)
1.专用于电针治疗仪的瞬时功率检测电路,包括电源模块、通道转换模块、信号处理模块、量值显示模块,所述的电源模块给通道转换模块、信号处理模块和量值显示模块供电,通道转换模块具有对电针信号的电压峰峰值及电流有效值自动切换检测通道的功能,信号处理模块得到各时刻电压值,量值显示模块将信号处理模块得到的电压峰峰值、电流有效值转换成瞬时功率实时显示数值。
所述的电源模块包括电源(±5V)、电源滤波模块、电源转换模块,通过开关电源提供±5V电源,然后通过电源转换模块及电源滤波,输出稳定的3.3V电压;通道转换模块包括74HC138译码器和继电器,通过74HC134译码器输出低电平控制继电器的通与断实现自动切换检测通道的效果;信号处理模块包括负载阻抗、无源衰减电路、电压放大、二阶巴特沃斯滤波电路、倍数可控的电压放大模块电路、电平移位电路和电压有效值读取电路,电针治疗仪输出的微弱差分电流信号经过250负载电阻后,转换成微弱电压信号先进行无源衰减后经过电压放大及滤波电路,随后进行电平移位和电压有效值读取,得到电针治疗仪输出的电流值;电针治疗仪输出的电压信号先进行无源衰减、滤波电路及电平移位后,采集电压值,通过判断电压值,确定前期衰减倍数是否不合理,随后进行倍数可控的电压放大,然后经过电平移位得到电压值;量值显示模块包括一个单片机以及LCD显示,单片机通过ADC实时采集各通道电压值,LCD液晶显示屏显示量值。
所述的通道转换模块包括74HC138译码器1、74HC138译码器2、继电器模块1和继电器模块2,电针治疗仪输出的微弱差分信号分别与继电器模块1、继电器模块2相连接,通过设定74HC138译码器1、74HC138译码器2特定输出口至低电平,控制继电器模块1、继电器模块2的通与断,以此达到自动切换采集通道的效果。
所述的无源衰减电路包括4个电阻,分别为R23、R22、R32、R35。电针治疗仪输出的微弱差分信号分别接电阻R23、R32,R23通过R22与地相连接,R32通过R32与地相连接,输出端分别为R23与R22的连接处及R32与R35 的连接处。
所述的电压放大电路中仪表放大器U10的型号是AD620,仪表放大器U10外接一个电阻,仪表放大器U10供电电压为±5V,仪表放大器U10的4脚接-5V和两个电容C39、C45,C39、C45的另一端与地相连接,仪表放大器U10的7脚接+5V和两个电容C37、C41,C37、C41的另一端与地相连接,仪表放大器U10的5脚接地,仪表放大器U10的1脚和8脚通过电阻R46相连接,仪表放大器U10的引脚2与引脚3分别与经过负载电阻的差分信号的负、正端相连接。
所述的二阶巴特沃斯滤波电路包括运算放大器U11、3个电阻和2个电容。运算放大器U11的4脚接﹣5V,运算放大器U11的7脚接+5V,R55一端连接仪表放大器U10的6脚,另一端与通过电阻R56与运算放大器U11的3脚相连接,运算放大器U11的3脚通过电容C42与地相连接,运算放大器U11的2脚通过电阻R48与运算放大器U11的6脚相连接,运算放大器U11的6脚通过电容C44分别于R55、R56相连接。
所述的电平移位电路包括一个电压反馈放大器U13、一个运算放大器U14、6个电阻和4个电容,电压反馈放大器U13的型号为AD8065,电压反馈放大器U13的供电电压为±5V,电压反馈放大器U13的5脚接+5V电源和两个电容C38、C40,C38、C40的另一端与地相连接,电压反馈放大器U13的2脚接-5V电源和两个电容C32、C34,C32、C34的另一端与地相连接,电压反馈放大器U13的1脚和4脚通过R44相接、4脚接R54、R54接运算放大器U11的6脚,集成运算放大器U7的3脚接两个电阻R15和R16、R15接参考电压基准芯片U8的2脚。运算放大器U14的型号为OP07,运算放大器U14的供电电压为±5V,运算放大器U14的7脚接+5V电源,运算放大器U14的4脚接﹣5V电源,运算放大器U14的2脚与6脚相连接,运算放大器U14的3脚分别于电阻R62、R63相连接,R62的另一端与﹢5V电源相连接,R63的另一端与地相连接,运算放大器U14通过电阻R64与电压反馈放大器U13相连接。
所述的电压有效值读取电路包括一个有效值转换器U9和5个电容,有效值转换器U9的型号为AD637,有效值转换器U9的供电电压为±5V,有效值转换器U9的引脚10接﹣5V电源和两个电容C27、C28,C27、C28的另一端与地相连接,有效值转换器U9的引脚11接﹢5V电源和两个电容C43、C46,C43、C46的另一端与地相连接,有效值转换器U9的脚8、脚9通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚1、脚3、脚4与地相连接,有效值转换器U9的脚6、脚8通过电容C29相连接,有效值转换器U9的脚13与电压反馈放大器U13的脚1相连接,有效值转换器U9的9脚与单片机的36脚相连接。
所述的倍数可控的电压放大模块电路包括一个8通道复用器U1、一个仪表放大器U3、三个三极管Q1、Q2、Q3、18个电阻以及6个电容。8通道复用器U1的型号为MC14051BD,仪表放大器U3的型号为AD620,三极管Q1、Q2、Q3的型号均为S9013,8通道复用器U1的供电电压为﹢5V电源,8通道复用器U1的16脚接﹢5V电源和一个电容C2,C2的另一端与8通道复用器U1的7脚、8脚接地,8通道复用器U1的6脚接地,8通道复用器U1的13脚、14脚、15脚、12脚、1脚、5脚、2脚、4脚分别通过电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9与电阻R1、电容C1、仪表放大器U3的1脚相连接,电阻R1、电容C1的另一端与8通道复用器U1的3脚和仪表放大器U3的8脚相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的3脚均接﹢5V电源,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的2脚分别与8通道复用器U1的11脚、10脚、9脚相连接,8通道复用器U1的11脚、10脚、9脚分别通过电阻R14、电阻R17、电阻R16与地相连接,三极管Q1、三极管Q2、三极管Q2的1脚分别通过电阻R10和电阻R13、电阻R11和电阻R15、电阻R12和电阻R18与地相连接,仪表放大器U3的供电电压为±5V,仪表放大器U3的4脚接﹣5V电源和两个电容C13、C18,电容C13、C18的另一端与地相连接,仪表放大器U3的7脚接﹢5V电源和两个电容C10、C15,电容C10、C15的另一端与地相连接,仪表放大器U3的2脚、5脚均与地相连接,仪表放大器U3的6脚通过电阻R43与电压反馈放大器U8的4脚相连接。
2.权利要求1所述的瞬时功率检测电路的设计方法,所述的250负载电阻用于模拟毫针的电阻。
所述的无源衰减电路具有对电针治疗仪发出的瞬时电压值进行分压的作用。
所述的电压放大电路中采用放大芯片AD620,其实一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要外部电阻R46来设置增益,其增益范围为:1-10000。它具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性,非常适合电针治疗仪等医疗应用。该放大电路的增益G可表达为:
即可通过更改R46阻值,获得不同增益G,实现放大不同电压倍数的效果。
所述的二阶巴特沃斯滤波电路采用二阶低通有源滤波设计,在运算放大器U11的增益为1的情况下,设计电阻R55的值等于电阻R56的值,通过改变电容C44、C42的值,来控制可通过其电路的最高频率,实现对信号的滤波效果。
所述的电平移位电路采用运算加法器的设计原理,采用运算放大器U14设计电压跟随电路,跟随电压输入至反馈放大器U13的4脚,与运算放大器U11的6脚输出电压VIN反向叠加,叠加后的电压VOUT通过反馈放大器U13的1脚输出,其转换公式如下:
所述的倍数可控的电压放大模块电路采用8通道复用器U1设置仪表放大器U3的外部增益电阻,以此实现倍数可控的电压放大。具体设计方法为:通过软件控制8通道复用器U1的9脚、10脚、11脚的高低电平输出,选择R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9其中一个电阻作为导通电阻RX,电阻RX与R1并联作为仪表放大器U3的外部增益电阻,以此达到控制电压放大倍数的目的。其具体增益G表达公式为:
。
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