CN110881965B - 生理传感器的接触检测 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生理传感器的接触检测。检测用户与生理信号传感器的一个或多个电极的接触可用于确保由该生理信号传感器测量的生理信号满足波形特征(例如，临床精确的生理信号的波形特征)。在一些示例中，移动设备和/或可穿戴设备可包括感测电路、激励电路和处理电路。该激励电路可驱动一个或多个电极上的一个或多个激励信号，所得信号可(例如，通过所述感测电路)测量，并且该处理电路可确定用户是否与该电极接触。附加地或另选地，在一些示例中，移动设备和/或可穿戴设备可包括饱和度检测电路，并且该处理电路可确定该感测电路是否饱和。

Description

生理传感器的接触检测

技术领域

本公开整体涉及处理生理信号的系统和方法，并且更具体地，涉及检测与生理传感器的一个或多个电极的接触。

背景技术

可以基于每次心跳期间心脏的电活动来生成心电图(ECG)波形。可以从附接到患者身上的各个区域的多个电引线记录波形。例如，一个12导联的ECG系统，其中一组十个测量电极可以放置在患者的胸部上，一组十个测量电极可以附接到患者的四肢。用于ECG数据采集的测量电极可包括导电或电解凝胶(例如，Ag/AgCl凝胶)，以在皮肤和电极之间提供连续的导电路径。这种“湿”电极可以减小电极-皮肤界面处的阻抗，从而有利于采集低噪声ECG信号。所有测量电极可以连接到设备，来自测量电极的信号可被发射到该设备中以进行存储、处理和/或显示。具有耦接到用户的胸部和四肢的多个“湿”电极的设备是侵入式的，对于外行来说可能难以操作，并且所得的ECG波形可能难以解读。因此，ECG测量和分析可能将ECG设备的使用限制在医疗环境中或限于由医疗专业人员进行使用。

测量ECG信号的一种方法是使用干电极，其通常在心脏的相对侧(例如，在用户的每只手上)与患者的两个区域接触。在移动设备(例如，可穿戴设备)上，ECG电极可被放置在设备上，使得用户可与两个电极接触。可能需要可靠的接触来生成准确的ECG波形。

发明内容

本公开涉及使用移动设备或可穿戴设备来检测用户与用于测量生理信号(例如，ECG信号)的一个或多个电极的接触以便处理和/或在该移动设备或可穿戴设备上显示的设备和方法。该移动设备或可穿戴设备可包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极、以及耦接到电极的处理电路。在一些示例中，该设备可包括激励电路。激励电路可驱动测量电极中的一个测量电极上的激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由激励信号产生的信号，并且基于检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个测量电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个测量电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。

在一些示例中，激励电路可驱动电极中的一个电极(例如，第一测量电极)上的第一激励信号和第二电极(例如，第一参考电极)上的第二激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由第一激励信号和第二激励信号产生的一个或多个信号，并且基于该一个或多个检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。在一些示例中，当测量用户的生理信号时，模拟电路可驱动电极中的一个或多个电极以确定用户在测量用户的生理信号期间是否保持与该一个或多个电极的接触。

附图说明

图1A至图1B示出了包括生理传感器并且其中可实现根据本公开示例的接触检测的示例性系统。

图2示出了示例性计算系统的框图，其示出了根据本公开的示例的生理信号处理的一个具体实施。

图3A至图3B示出了根据本公开的示例的测量生理信号的示例性系统。

图4A至图4B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的示例性系统。

图5A至图5B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并用于接触检测的示例性系统。

图6示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的示例性系统。

图7示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程。

图8示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程。

图9示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。

图10示出了根据本公开的示例的用于接触检测的示例性信号处理。

图11示出了根据本公开的示例的包括接触检测在内的生理信号检测的示例性过程。

图12示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。

具体实施方式

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2018年9月11日提交的美国临时申请No.62/729,590、于2019年9月9日提交的美国非临时申请No.16/565,090和于2019年9月9日提交的美国非临时申请No.16/565,127，这些临时专利申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

在以下对示例的描述中将参考形成以下描述的一部分的附图并且在附图中以举例的方式示出了可被实施的具体示例。应当理解，在不脱离所公开的示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可进行结构性变更。

本公开涉及使用移动设备或可穿戴设备来检测用户与用于测量生理信号(例如，ECG信号)的一个或多个电极的接触以便处理和/或在该移动设备或可穿戴设备上显示的设备和方法。该移动设备或可穿戴设备可包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极、以及耦接到电极的处理电路。在一些示例中，该设备可包括激励电路。激励电路可驱动测量电极中的一个测量电极上的激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由激励信号产生的信号，并且基于检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个测量电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个测量电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。

在一些示例中，激励电路可驱动电极中的一个电极(例如，第一测量电极)上的第一激励信号和第二电极(例如，第一参考电极)上的第二激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由第一激励信号和第二激励信号产生的一个或多个信号，并基于该一个或多个检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。在一些示例中，当测量用户的生理信号时，模拟电路可驱动电极中的一个或多个以确定用户在测量用户的生理信号期间是否保持与该一个或多个电极的接触。

图1A至图1B示出了包括生理传感器并且其中可实现根据本公开示例的接触检测的示例性系统。图1A示出了示例性可穿戴设备150(例如，手表)，其包括集成式触摸屏152和生理传感器160(例如，ECG感测系统，其包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极以及耦接到电极的处理电路)。可穿戴设备150可以使用条带154或任何其他合适的紧固件附接到用户。图1B示出了可穿戴设备150的背面的示例性视图，其包括生理传感器160的电极166A至166C。生理传感器160可包括：在可穿戴设备150的冠部162中实现的电极166C，在可穿戴设备150(未示出)的按钮164中实现的电极，在可穿戴设备150的背面上的电极166A和/或在可穿戴设备150的背面上的电极166B。在一些示例中，生理传感器160可包括测量电极(例如，冠部162中的电极166C)、第一参考电极(例如，可穿戴设备150的背面上的电极166A)和第二接地参考电极(在可穿戴设备150的背面上的电极166B)。在一些示例中，除了或代替冠部162中的测量电极166C，生理传感器160还可包括按钮164中的测量电极。在一些示例中，生理传感器160可包括多于一个的测量电极和多于两个的参考电极。应当理解，上述生理传感器可以在其他可穿戴设备和不可穿戴设备中实现，包括用于采集和/或处理生理信号(例如，ECG信号)的专用设备。应当理解，尽管移动设备136和可穿戴设备150包括触摸屏，但是本文所述的生理信号的显示可以在包括生理传感器160的设备的触敏显示器或非触敏显示器上、在单独的设备的触敏显示器或非触敏显示器上或在独立的显示器上执行。另外，应当理解，尽管本文的公开内容主要关注ECG信号，但是本公开也可以适用于其他生理信号。

在一些示例中，生理传感器160的电极可以是干电极，其可以是被配置为接触皮肤表面并能够在不使用导电或电解凝胶的情况下获得准确信号的测量电极。在一些变型形式中，一个或多个参考电极可以位于腕戴式设备(诸如手镯、腕带或手表)上，使得参考电极可以接触手腕区域中的皮肤，同时一个或多个测量电极可以被配置为接触第二不同的皮肤区域(例如，与佩戴腕戴式设备的手腕相对的手的手指)。在一些示例中，测量电极可以位于与参考电极分开的部件上。在一些示例中，测量电极中的一些或所有可位于手腕或指套、指尖盖、第二腕戴式设备，腕戴式设备的可不同于参考电极位置的区域等上。在一些示例中，一个或多个电极(例如，参考电极或测量电极)可以与设备的输入机构(例如，可旋转输入设备、可按压输入设备，或可按压且可旋转的输入设备)集成，如图1B所示。可以测量和处理在一个或多个测量(和/或参考)电极处测量的一个或多个电信号，如本文更详细地描述。

图2示出了示例性计算系统200的框图，其示出了根据本公开的示例的生理信号处理的一个具体实施。计算系统200可以包括在例如可穿戴设备150或用于生理信号分析和/或显示的任何移动计算设备或非移动计算设备、可穿戴计算设备或不可穿戴计算设备中。计算系统200可包括：一个或多个生理传感器202(例如，ECG传感器)，其包括一个或多个电极以测量来自接触ECG传感器电极的人的电信号(例如，ECG信号)；数据缓冲器204(或其他易失性或非易失性存储器或存储装置)，其用于临时(或永久)存储来自生理传感器202的生理信号；数字信号处理器(DSP)206，其用于分析和处理生理信号；主机处理器208；程序存储器210；以及触摸屏212，其用于执行显示操作(例如，显示实时ECG信号)。在一些示例中，触摸屏212可以由非触敏显示器代替。

主机处理器208可以连接到程序存储器210(例如，非暂态计算机可读存储介质)以执行存储在程序存储器210中的指令。主机处理器208可以例如提供控制和数据信号以在触摸屏212上生成显示图像，诸如用户界面(UI)的显示图像。主机处理器208还可以接收来自DSP 206的输出(例如，ECG信号)并基于该输出执行动作(例如，显示ECG信号、播放声音、提供触觉反馈等)。主机处理器208还可以接收来自触摸屏212(或触摸控制器，未示出)的输出(触摸输入)。触摸输入可由被存储在程序存储器210中的计算机程序用于执行动作，该动作可包括但不限于：移动诸如光标或指针之类的对象、滚动或平移、调节控制设置、打开文件或文档、查看菜单、作出选择、执行指令、操作连接到主机设备的外围设备、应答电话呼叫、拨打电话呼叫、终止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息(诸如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络上、允许经授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与用户优选的计算机桌面的布置相关联的用户配置文件、允许访问网页内容、启动特定程序、对消息加密或解密等等。主机处理器220还可执行可能与触摸处理和显示不相关的附加功能。

需注意，本文所述的一个或多个功能，包括接触检测、饱和度检测和/或生理信号的处理，可由存储在存储器中的固件(例如，在DSP 206中)执行，并由一个或多个处理器(在DSP 206中)执行，或者存储在程序存储器210中并由主机处理器208执行。该固件也可以存储和/或输送于任何非暂态计算机可读存储介质内，以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文档的上下文中，“非暂态计算机可读存储介质”可以是可包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质(不包括信号)。计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、便携式光盘诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW，或闪存存储器诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、记忆棒等。

该固件也可传播于任何传输介质内以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的上下文中，“传输介质”可以是可传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质。传输介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。

应当理解，计算系统200不限于图2的部件和配置，而是可在根据各种示例的多种配置中包括其他部件或附加部件(或省略部件)。例如，可以在生理传感器202和DSP 206之间添加模数转换器(ADC)以将信号转换到模拟域，或者可以省略触摸屏212，并且分析和处理产生的ECG信号或其他信息可以通过有线或无线连接中继到另一设备(例如，平板电脑、膝上型电脑、智能电话、计算机、服务器等)，该另一设备可包括用于输出数据或其他通知或信息的视觉表示的显示器或其他反馈机制。此外，计算系统200的部件可被包括在单个设备内，或者可分布于多个设备之间。

返回生理传感器202，移动设备或可穿戴设备(或其他设备)可包括一个或多个测量电极以及一个或多个参考电极。生理传感器202可以与DSP 206通信以采集生理信号并将信号发送到DSP 206。在一些示例中，生理信号可以由数据缓冲器204采集，并且DSP 206可以采集生理波形的缓冲样本(例如，3秒样本、5秒样本、10秒样本、30秒样本、60秒样本)。在一些示例中，数据缓冲器204可以实现为DSP 206的一部分。应当理解，虽然描述了DSP，但是可以使用其他处理电路来实现本文所述的分析和处理，包括微处理器、中央处理单元(CPU)、可编程逻辑器件(PLD)等。

尽管在生成完整ECG波形的背景下描述了接触检测和处理设备和方法的示例和应用，但是应当理解，相同或类似的设备和方法可用于收集和处理来自多个测量电极的数据，并且可以或可以不生成ECG波形。例如，来自生理传感器202的信号可以有利于在不生成完整的ECG波形的情况下监测某些心脏特征(例如，心率、心律失常、由于药物或手术引起的变化、起搏器的功能、心脏大小等)和/或DSP和/或用户的ECG波形特征(例如，某些波的定时、间隔、ECG波形的复合)。在一些示例中，控制器可以生成ECG波形的子集(例如，P波、QRS波群、PR间隔、T波、U波中的一个或多个)。此外，本公开的示例包括被配置用于其他类型的生理信号测量的接触检测和处理设备和方法，包括但不限于EEG和EMG测量或心率的光学确定。

图3A至图3B示出了根据本公开的示例的测量生理信号(例如，ECG波形)的示例性系统。在图3A中，可穿戴设备150可以佩戴在用户的手腕上。在一些示例中，可穿戴设备150的背面上的参考电极166A和166B在被佩戴时可接触用户的手腕。在一些示例中，可穿戴设备150可在用户用手指304(例如，与佩戴腕戴式设备的手腕相对的手的手指)接触可穿戴设备150的冠部162上的测量电极166C时测量生理信号。生理信号302可响应于手指304与测量电极166C的接触(以及手腕和参考电极166A和166B之间的接触)来测量。在一些示例中，由于与测量电极166C的可靠接触(以及与参考电极166A和/或166B的可靠接触)，测量的生理信号302可以是临床精确波形(例如，满足临床精确波形的规格)。图3B示出了手指304与可穿戴设备150的外壳而非冠部162的用户接触。在一些示例中，由于可穿戴设备150的外壳与测量电极166C之间的耦合，可获取生理信号312。在一些示例中，生理信号312可具有与生理信号302相似的形态，但是与生理信号302相比，生理信号312可被衰减(例如，衰减5％、10％、20％等)。在一些示例中，生理信号312可能不稳定、有噪声，并且/或者振幅和衰减可以非确定性地变化。在一些示例中，测量的生理信号312可能不是临床精确波形(例如，不符合临床精确波形的规格)，并且可能难以解读或导致生理信号被误读(例如，与生理信号302相比)。如本文所述，接触检测可用于避免生成和/或向用户呈现像生理信号312那样的波形。

图4A至图4B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的示例性系统。在图4A中，电路400可包括处理器430(例如，对应于DSP 206和/或主机处理器208)、模拟前端420、测量电极402(例如，对应于测量电极166C)、参考电极404和接地电极406(例如，对应于参考电极166A和参考电极166B)。在一些示例中，电路400驻留在移动设备(例如，可穿戴设备150)上。在一些示例中，模拟前端420包括放大器422和模数转换器(ADC)424。放大器422可以是耦接到测量电极402(例如，在反相输入端上或在非反相输入端上)和参考电极404(例如，在非反相输入端上或在反相输入端上)的差分放大器。在一些示例中，接地电极406可耦接到模拟前端420，以在电路400和接地电极406之间提供共享的接地参考(例如，接地电极406可提供系统接地参考电压)。在一些示例中，电路400可包括分别沿着测量电极402、参考电极404和接地电极406的信号路径的网络412、414和416。在一些示例中，网络412、414和416可包括电路部件(例如，电阻器、电容器、电感器和/或二极管)并且/或者可包括电路400中固有的阻抗(例如，路由阻抗、寄生阻抗等)。在一些示例中，网络412、414和416可为电路400提供静电放电(ESD)保护并且/或者通过限制或防止电流施加到用户皮肤并且/或者防止意外或无意的外部信号进入设备并造成损坏来提供安全性。在一些示例中，放大器422可输出放大的差分信号，并且模数转换器424可将放大的差分信号转换为数字信号。在一些示例中，放大器422可输出放大的单端输出。在一些示例中，模数转换器424的输出可为耦合到处理器430的多位信号(例如，8位、12位、24位等)。多位信号可串行或并行地从模拟前端420传输到处理器430。在一些示例中，模数转换器424可为差分模数转换器并且将差分模拟输入转换为数字输出。在一些示例中，模数转换器424可为单端的，并且将单端模拟输入转换为数字输出。在一些示例中，差分放大器422可以用两个单端放大器来实现，而ADC 424可以用两个ADC来实现(每个ADC连接到单端放大器中的一个单端放大器的输出端)。

在一些示例中，用户可佩戴包括电路400的可穿戴设备。在此类示例中，参考电极404和接地电极406可接触用户的手腕。当用户触摸测量电极402(例如，可穿戴设备150的冠部162上的电极166C)时，测量电极402可接收来自用户的生理信号。在图4A中，用户被表示为生理信号源401。在一些示例中，当用户触摸测量电极402时，可通过生理信号源401从测量电极402和参考电极404和/或接地电极406(例如，从用户的手指穿过用户的胸部到用户佩戴可穿戴设备的手腕以及到参考电极404和/或接地电极406)创建路径。在一些示例中，接触测量电极402可使得电路400测量来自生理信号源401的生理信号(例如，如图3A所示和参考图3A所述)。

图4B示出了示例性电路图，其中设备的用户接触可穿戴设备的外壳而不是测量电极。在图4B中，电路450可包括与电路400相同的部件，为了简洁起见，省略了对其的描述。在一些示例中，当用户触摸可穿戴设备的外壳时，可通过生理信号源451从参考电极404(例如，连接到用户手腕的电极166A)和接地电极406(例如，可穿戴设备的外壳可经由接地电极406接地到系统接地)创建另选路径。在一些示例中，另选路径可使得生理信号源451在参考电极404和接地电极406之间注入生理信号。在一些示例中，生理信号可导致放大器422检测并放大生理信号。在此类示例中，处理器430可将来自生理传感器的信号误读为适当的生理信号。然而，如上文参考图3B所述，所得生理信号可为衰减的、不稳定的或换句话讲不可靠的。

图5A至图5B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并用于接触检测的示例性系统。为便于描述，图5A至图5B聚焦于测量电极、参考电极和用于测量生理信号和用于接触检测的模拟电路；未示出处理电路和接地参考电极。在图5A中，电路500可包括模拟前端520、测量电极502(例如，对应于测量电极166C)和参考电极504(例如，对应于参考电极166A和/或参考电极166B)。模拟前端520可包括放大器522(例如，类似于放大器422)、模数转换器528(例如，类似于ADC 424)、缓冲器524和526，以及测试信号电路。在一些示例中，缓冲器524和526可为电极提供阻抗匹配界面(例如，匹配与相应电极接触的用户身体的阻抗)。在一些示例中，缓冲器524和526可被设计成容纳电极与缓冲器524和526之间的大输入阻抗512、514。在一些示例中，缓冲器524和526可被设计成减少来自输入网络的噪声或干扰，该输入网络可将输入输入到放大器522。

在一些示例中，测试信号电路(例如，激励电路)可包括测试信号发生器530和电容器538。在一些示例中，测试信号发生器530可以是方波发生器、时钟发生器、周期信号发生器或其他合适的信号发生器。在一些示例中，测试信号发生器可包括数模转换器(DAC)以将数字信号转换为模拟激励信号。由测试信号发生器530生成的测试信号531(例如，激励信号)可以是方波、正弦波、梯形波、锯齿波或任何其他合适的周期性振荡、非振荡或非周期性(例如，伪噪声信号)波形。在如本文所述的一些示例中，无论波形如何，测试信号均可为系统已知或预先确定的，以使得能够检测所得的测量测试信号。测试信号531可经由电容器538电容耦合到测量电极502。在一些示例中，测试信号发生器530可由处理器(例如，DSP206、主机处理器208、处理器430)控制。在一些示例中，处理器可改变测试信号531的频率和/或振幅并且/或者启用和禁用测试信号发生器530。在一些示例中，测试信号发生器530可为处理器430的时钟输出。

在一些示例中，模拟前端520可包括阻抗网络536。在一些示例中，阻抗网络536可为一个或多个分立电容器和/或一个或多个分立电阻器。在一些示例中，阻抗网络536可表示系统中的寄生阻抗。在一些示例中，阻抗网络536可为一个或多个电容器(包括相应的寄生阻抗)。在一些示例中，电容器538和阻抗网络536形成通过路径534接地的分压器，并且由测试信号发生器530生成的测试信号531可被分压器分压。缓冲器524可测量电容器538和阻抗网络536之间的节点。所得的测量测试信号可用于检测测量电极502上的接触。

在一些示例中，测量的测试信号的振幅(例如，电压电平)可取决于测试信号所经历的负载。例如，当用户触摸测量电极502时，所得的测量测试信号可衰减。如图5A所示，用户(例如，手指)和测量电极502之间的接触可形成用于测试信号531的路径532。在一些示例中，路径532可通过生理信号源501(例如，用户的身体)经由接地电极(例如，接触用户手腕的接地电极406)形成到系统接地。在一些示例中，用户可用第一手指(例如，食指)接触测量电极502，并用第二手指(例如，拇指)接触设备的外壳。在这种情况下，测试信号531的路径532可通过生理信号源501(例如，用户的身体)并通过手指触摸设备外壳形成到系统接地(例如，设备的外壳可接地到系统接地)。因此，路径532可形成与路径534并联的阻抗(通过阻抗网络536)，并改变测试信号531所经历的负载。在此类示例中，可衰减在缓冲器524处所得的测量测试信号540。相比之下，当用户未触摸测量电极502(或正在接触外壳)时，所得的测量测试信号可能不会衰减(或可能衰减得更少)。如图5B所示，在测量电极502上没有接触的情况下，路径532可不形成到系统接地。如果测试信号540没有到系统接地的路径532，则相比于电容器538和阻抗网络536的分压器所预期的衰减，所得的测量测试信号542可能不会衰减(或可能衰减得更少)。比较所得的测量测试信号540和542的振幅，对应于测量电极502上的接触的测量测试信号540可比测量测试信号542衰减得更多。在一些示例中，测试信号531可行进通过路径532，通过生理信号源501并进入参考电极504，并且可被缓冲器526检测到。在一些示例中，由缓冲器526检测所得测试信号可足以确定用户正在与测量电极502接触。在一些示例中，可对由缓冲器526检测到的所得信号和由缓冲器524检测到的所得信号执行差分测量，以确定所得测试信号的振幅水平。在一些示例中，可执行单端测量来确定所得测试信号的振幅(例如，不使用参考电极504和缓冲器526)。

在一些示例中，测试信号531对负载的响应可取决于测试信号531的频率和信号路径的相应阻抗。在一些示例中，可改变测试信号531的频率以确定信号路径在相应频率下的负载(例如，可确定作为测试信号频率的函数的皮肤-电极连接的质量)。在一些示例中，初始化过程可用于选择用于区分测量电极502何时接触和何时不接触的频率(例如，测试信号531的频率，其导致所得测试信号振幅的可观察变化)。在一些示例中，测试信号531可同时包括多个频率(例如，测试信号531可包括多个频率分量)。在此类示例中，可一次确定系统对不同频率的电抗。

阈值振幅(例如，电压电平)可用于确定是否接触测量电极502。当测量的测试信号小于阈值振幅时，系统(例如，DSP 206、主机处理器208、处理器430)可确定已接触测量电极(例如，存在用于高质量生理测量的足够的皮肤-电极耦合)。当测量的测试信号大于或等于阈值振幅时，系统可确定未接触测量电极(或接触外壳，或存在不足以进行高质量生理测量的皮肤-电极耦合)。阈值振幅可例如基于来自皮肤-电极耦合的负载阻抗的预期范围的经验研究来设置。另外，阈值振幅可基于其他因素来设置，包括所得波形的精度和期望的灵敏度(例如，关于正误识)。如本文所述，检测与测量电极的接触可用于将可靠的测量生理信号(例如，生理信号302)与不可靠的测量生理信号区分开。在一些示例中，系统可为用户提供接触测量电极以开始测量生理信号的通知。在一些示例中，如本文所述，接触检测可用作开始生理信号测量的触发和/或用作结束生理信号测量的触发。在一些示例中，接触检测可用于在测量会话期间向生理信号分配置信度。在一些示例中，开始生理信号测量可包括采集生理信号(例如，通过数据缓冲器204和/或DSP 206)、存储生理信号(例如，在程序存储器210中)和/或将生理信号显示在显示器上。在一些示例中，当系统确定未接触测量电极时，系统可放弃测量生理信号(例如，关闭电路，丢弃生理信号测量，或换句话讲不处理输入信号)。在一些示例中，当系统确定未接触测量电极时，系统仍可测量生理信号，但具有指示生理信号质量低的低置信度值(例如，对于一个或多个预期用途可能不可靠)。在一些示例中，低置信度可以二进制方式表示(例如，可设置低置信度/低质量标志)。在一些示例中，置信度可用代表质量的另一种方式(例如，概率)来表示。在一些示例中，当置信度低于阈值或者当设置低置信度/低质量标志时，可向用户呈现通知以指示测量的生理信号测量可能是不可靠的或低质量的(例如，用视觉指示器显示生理信号，在设备的显示器上显示通知和/或任何其他视觉反馈，和/或音频反馈和/或触觉反馈和/或任何其他合适的反馈机制)。

在一些示例中，当用户接触测量电极502时，来自生理信号源501的生理信号可进入电路500。在一些示例中，生理信号可被混合或以其他方式添加到由测试信号发生器530生成的测试信号531。在一些示例中，测试信号531的频率可高于生理信号的频率。例如，生理信号的频谱可在0.5Hz到40Hz之间，并且测试信号531的频率可为100Hz、135Hz、200Hz、250Hz、400Hz、500Hz、600Hz或高于40Hz的任何其他合适的频率。在一些示例中，生理信号的频谱可在0Hz到150Hz之间，并且测试信号531的频率可为500Hz、600Hz或高于150Hz的任何其他合适的频率。在一些示例中，测试信号531的振幅可小于生理信号的振幅。在此类示例中，生理信号可充当测试信号531的载波(例如，以类似于振幅调制的方式)。在一些实施方案中，滤波器(例如，高通滤波器或带通滤波器)可用于过滤生理信号并将测试信号(例如，测试信号540)与阈值进行比较以确定是否接触测量电极502。

在一些示例中，在确定与测量电极502的接触之后，测试信号发生器530可停止生成测试信号531。在此类示例中，停止测试信号生成可节省功率并且/或者减少或消除(从生理信号中过滤掉测试信号)的需要。在一些示例中，甚至在确定与测量电极502的接触之后，测试信号发生器530继续提供测试信号531。在此类示例中，可使用滤波器(例如，低通滤波器或带通滤波器)来过滤测试信号531并留下生理信号以用于测量和/或处理。在一些示例中，继续生成测试信号531可允许系统(例如，DSP 206、主机处理器208、处理器430)继续确定用户正在接触测量电极502。在一些示例中，当设备的用户停止与测量电极502接触时，系统可确定接触已停止，并且停止测量和/或处理生理信号。在一些示例中，系统可在生理信号测量会话期间向用户提供关于终止与测量电极的接触的通知。在一些示例中，可周期性地重新开始测试信号生成以确定是否接触测量电极502。在一些示例中，接触检测可以是连续的(例如，可一直生成测试信号)、周期性的(例如，每秒生成一次、每分钟生成一次、每小时一次)，或者可响应于触发生成(例如，启动生理信号应用，开始生理信号测量会话，同时确定佩戴可穿戴设备等)。

虽然图5A至图5B示出了测试信号电路与生理信号测量电路的集成，但应当理解，测试信号电路可以不同的方式实现。例如，测试信号电路可包括放大器或其他前端电路(例如，与放大器524、放大器522等分开)以执行测量测试信号和执行接触检测的功能。在一些示例中(例如，如图12所示)，单独的信号路径可用于接触检测和生理感测(例如，不将测试信号电路与生理信号测量电路集成)。在一些示例中，分别实现接触检测和生理感测可允许针对接触检测的测试信号的频率、信号范围和/或信号精度优化接触检测电路，以及针对生理感测的频率、信号范围和/或信号精度优化该电路。在一些示例中，可提供切换电路以在接触检测期间将测试信号电路(例如，测试信号发生器和测量放大器)耦接到测量电极，并且在生理信号测量期间将测量电极与测试信号电路解耦。在一些示例中，测试信号电路可与饱和度检测电路集成，如下文将描述的。另外，尽管在图5A至图5B中测试信号531被示为离散源，但是测试信号531可由处理器(例如，DSP 206、主机处理器208)生成。在一些示例中，相同的处理器也可被耦接以从缓冲器524或另一个缓冲器或放大器电路的输出端接收测量的测试信号。

此外，尽管图5A至图5B示出了将测试信号电路集成到测量电极502的信号路径上，但是应当理解，类似的测试信号电路可集成到参考电极504的信号路径上，从而以类似的方式(例如，如图12所示)检测用户(例如，手腕)和参考电极504之间的接触。另外，尽管图5A至图5B示出了一个测量电极502和一个参考电极504，但是在一些示例中，该系统可具有多个测量电极和/或多个参考电极，并且类似的测试信号电路可与这些电极中的一些或全部集成。

图6示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号(以及用于接触检测和/或饱和度检测)的示例性系统。在一些示例中，电路600可类似于电路500(包括对应于阻抗网络512和514的阻抗网络612和614、对应于放大器522的放大器622、对应于ADC 528的ADC 628、对应于缓冲器524和526的缓冲器624和626，以及包括对应于测试信号发生器530和电容器538的测试信号发生器631和电容器637的测试信号电路，以及对应于阻抗网络536的阻抗网络635)，但是模拟前端620包括饱和度检测电路630。在一些示例中，饱和度检测电路630包括缓冲器634和636、多路复用器632和模数转换器638。在一些示例中，缓冲器634和636被耦合以分别将来自测量电极602和参考电极604的信号路由到多路复用器632。在一些示例中，多路复用器632在选择来自测量电极602的信号以通过处理器650与选择来自参考电极604的信号以通过处理器650之间进行多路复用。在一些示例中，处理器650可控制多路复用器632的多路复用。在一些示例中，模数转换器638将来自多路复用器632的模拟信号转换为数字信号。在一些示例中，数字信号随后被输入到处理器650。在一些示例中，模数转换器638的数字输出可为多位信号(例如，4位、6位、8位、10位、12位等)。在一些示例中，模数转换器638的数字输出可比模数转换器628具有更少的位，因为用于饱和度检测的饱和度测量精度可比用于测量生理信号的测量精度更低。在一些示例中，不是对信号的测量进行时间多路复用以进行饱和度检测，而是可省略多路复用器632，并且缓冲器634和636中的每一个可耦接到其自身的ADC(未示出)。在一些示例中，饱和度检测电路630可测量来自测量电极602和参考电极604的信号，以(例如，在处理器650处)确定对应的测量电路是否饱和。例如，输入信号(例如，来自用户的生理信号，或其他非生理信号)可具有超出电极或缓冲器支持的动态范围的振幅。在一些示例中，如果输入信号已使测量电路(例如，缓冲器624和/或626)饱和，则所得信号可能失真(例如，被削波)或以其他方式转换，并且可能无法用于可靠的测量。当一个或两个输入饱和时，设备可放弃测量生理信号(例如，关闭一些或全部电路，诸如放大器622、ADC 628等)或换句话讲不处理或存储输入信号。

如上所述，在一些示例中，饱和度检测电路630可用于接触检测(例如，如参考图12所述，使用与用于接触检测的饱和度检测电路630中所示类似的电路)。例如，当测试信号由测试信号电路施加时，所得信号可由饱和度检测电路630中的缓冲器634测量，可由ADC 638转换为数字信号并基于测量测试信号的衰减传输至处理器650以用于接触确定。

图7示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程700。过程700可由被编程为执行过程700的系统的一个或多个处理器(例如，DSP 206、主机处理器208、处理器650等)执行。在702处，可在测量电极上驱动激励信号。在一些示例中，激励信号(例如，测试信号531)可由耦接到测量电极(例如，类似于参考图5A至图5B描述的测试信号电路)的激励电路(例如，测试信号电路)驱动。在704处，系统可感测由第一感测电路和第二感测电路(例如，对应于放大器/缓冲器524和526)测量的一个或多个信号。在一些示例中，第一感测电路可从测量电极和/或激励电路接收一个或多个信号，并且可包括缓冲器(例如，对应于放大器/缓冲器524)。在一些示例中，由第一感测电路测量的一个或多个信号包括经由用户与测量电极的接触注入的生理信号。在一些示例中，由第一感测电路测量的一个或多个信号可包括响应于激励信号测量的信号(例如，所得测试信号540或542)。在一些示例中，第二感测电路可从参考电极接收一个或多个信号，并且可包括缓冲器(例如，对应于放大器/缓冲器526)。在一些示例中，由第二感测电路测量的一个或多个信号可表示用户身体的参考电压电平。在一些示例中，根据用户的生理和阻抗，由第二感测电路测量的一个或多个信号可包括经由与测量电极的用户接触注入的生理信号(例如，从而闭合测量电极和参考电极之间的电路回路，如参考图4A至图5B所述)。

在706处，根据由第一感测电路和第二感测电路测量的满足一个或多个标准的一个或多个信号(例如，如由处理器650确定)，系统可在714处测量生理信号，或者根据由第一感测电路和第二感测电路测量的不满足一个或多个标准的一个或多个信号(例如，如由处理器650确定)，系统可放弃在712处测量生理信号。如上文参考图5A至图5B所述，测量生理信号可包括采集生理信号(例如，通过数据缓冲器204和/或DSP 206)、存储生理信号(例如，在程序存储器210中)和/或在显示器(例如，触摸屏212)上显示生理信号。在一些示例中，放弃测量生理信号可包括关闭电路，丢弃任何存储的信号测量，或换句话讲不处理输入信号。在一些示例中，系统可为设备的用户提供接触测量电极以开始测量生理信号的通知。在一些示例中，通知可以是显示在设备显示器上的通知和/或任何其他视觉反馈，和/或音频反馈和/或触觉反馈和/或任何其他合适的反馈机制。在一些示例中，系统可等待阈值时间量以使信号满足一个或多个标准(例如，等待用户接触测量电极并且/或者等待信号不再饱和)。在一些示例中，在超时阈值之后，系统可放弃测量生理信号。

在一些示例中，一个或多个标准任选地包括(708)要求响应于激励信号(例如，测量的测试信号)而检测到的一个或多个信号中的信号小于阈值(例如，在该条件下满足)的标准。例如，与测量电极的接触可通过响应于驱动激励信号低于阈值(对应于所得的测量测试信号540)而测量的所得测量测试信号来指示。当用户接触测量电极时，系统可经由用户与测量电极的接触来测量引入到系统中的生理信号(作为一个或多个信号中的另一个该信号)。当所得的测量测试信号不低于阈值(对应于所得的测量测试信号542)时，系统可放弃测量生理信号(如上文参考图5A至图5B所述)。

在一些示例中，一个或多个标准任选地包括(710)要求第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部不饱和(例如，在该条件下满足)的标准。在一些示例中，饱和度检测电路可包括耦接到第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部的电路(例如，饱和度检测电路630)。在一些示例中，饱和度检测电路可包括缓冲器(例如，缓冲器634、636)、多路复用器(例如，多路复用器632)和模数转换器(例如，ADC 638)，以将来自缓冲器的信号转换为数字信号。在一些示例中，饱和度检测电路和处理器650可确定第一感测电路和/或第二感测电路的输出部是否饱和。例如，当测量的电压在阈值时间段内处于第一感测电路/第二感测电路的电源电压下时，第一感测电路/第二感测电路可由处理器650确定为饱和的。否则，第一感测电路/第二感测电路可被确定为不饱和的。在一些示例中，第一感测电路或第二感测电路是否饱和可基于其他特征(例如，测量信号的形态)来确定。在一些示例中，当第一感测电路和第二感测电路的输出部均不饱和时，系统可测量生理信号。在一些示例中，当第一感测电路和第二感测电路中的一者或两者的输出部饱和时，系统可放弃测量生理信号。在一些示例中，一个或多个标准可包括标准708和710，可仅包括一个标准，或者可包括标准708和710之外的标准。在一些示例中，接触和/或饱和度检测可连续进行，以指示生理信号测量期间生理信号测量的质量。在一些示例中，接触和/或饱和度检测可用于终止生理信号测量会话。在一些示例中，可执行接触和/或饱和度检测，并且结果可用于触发生理信号测量会话。

图8示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程800。过程800可由被编程为执行过程800的系统的一个或多个处理器(例如，DSP 206、主机处理器208、处理器650等)执行。在802处，系统可接收请求生理信号测量的用户输入。在一些示例中，用户输入可为用户打开用于测量或查看生理信号的应用程序。在一些示例中，用户输入可为开始生理信号测量会话的请求。会话可为预定义的时间段(例如，10秒、30秒、1分钟等)，在该时间段期间可测量生理信号。会话可从用户输入开始并在持续时间结束时结束。在一些示例中，可分析、分类、存储和/或显示在会话期间测量的测量生理信号。在804处，响应于用户请求，系统可使用激励信号(类似于上面702的讨论)驱动测量电极(例如，对应于测量电极166C、测量电极402、测量电极502)。在一些示例中，响应于用户请求，系统可对生理测量电路上电。在806处，系统可测量响应于激励信号生成的信号。在一些示例中，信号可为可由感测电路测量的所得测试信号(例如，所得激励信号)。在一些示例中，感测电路可以是耦接到激励电路和测量电极的缓冲器(例如，缓冲器524)。在一些示例中，可从差分放大器(例如，差分放大器522)的输出测量所得测试信号。在一些示例中，响应于激励信号而生成的信号(例如，所得测试信号)可为激励信号的分压(例如，通过参考图5A至图5B描述的分压器)版本和/或可被滤波(例如，高通或带通滤波)以排除测量电极上的生理信号测量。在808处，响应于测量到信号(例如，所得测试信号)小于阈值电压(例如，如由处理器诸如处理器650所确定)，系统可开始生理信号的测量。在一些示例中，当用户接触测量电极时，信号可小于阈值电压。在一些示例中，开始测量生理信号可包括采集生理信号(例如，通过数据缓冲器204和/或DSP 206)、存储生理信号(例如，在程序存储器210中)和/或将生理信号显示在显示器上。在一些示例中，生理信号可经由感测电路(例如，模拟前端420、520)从测量电极采集。在一些示例中，生理信号测量可以是测量电极和参考电极之间的差分测量。例如，差分放大器(例如，422、522)可基于在测量电极和/或参考电极上接收的生理信号来输出差分信号。在一些示例中，如参考图6至图7所述，生理信号的测量可在确定第一感测电路和第二感测电路的输出部不饱和之后开始。

在810处，可任选地停止在测量电极上驱动激励信号。在一些示例中，可响应于测量到小于阈值电压的信号而停止驱动激励信号。在一些示例中，步骤810是可选的，并且激励信号可继续在测量电极上被驱动。在812处，响应于测量到大于阈值电压的信号，系统可任选地停止生理信号的测量。在一些示例中，当在测量电极上驱动激励信号并且在开始测量生理信号之后，系统可确定响应于激励信号而生成的信号不再小于阈值电压(例如，大于或等于阈值电压)。在一些示例中，当系统确定信号不再小于阈值电压时，系统可停止生理信号的测量。在一些示例中，这可包括暂停测量并为用户提供通知(例如，视觉和/或音频和/或触觉反馈)以恢复与测量电极的接触。在一些示例中，在阈值时间量之后，暂停测量可超时并且测量可中止。在一些示例中，到目前为止测量的生理信号可被丢弃。在一些示例中，停止生理信号的测量可由确定所测量的信号不再符合生理信号的特征来产生，或者可由确定所测量的信号与先前测量的生理信号不一致来产生(例如，信号已经结束或者信号受到衰减)。

上述描述主要集中于一个电极(例如，测量电极502/602)的接触检测。在一些示例中，可通过驱动电极中的一个驱动电极(例如，第一测量电极)上的第一激励信号和第二电极(例如，第二测量电极或第一参考电极)上的第二激励信号来对多个电极执行接触检测。多个电极上的接触检测可用于提高系统的生理信号检测性能，包括以与上述用于一个测量电极502/602上的接触检测类似的方式在两个电极上适当接触。图9示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。电路900可类似于电路500和600。电路900可包括第一电极(例如，对应于测量电极502/602的测量电极902)、第二电极(例如，对应于参考电极504/604的参考电极904)、阻抗网络912和914(例如，对应于阻抗网络512/612和514/614)、模拟前端电路920(例如，对应于模拟前端520或620)和处理器950(例如，对应于处理器650)。模拟前端电路920可包括缓冲器924和926(例如，对应于缓冲器524/624和526/626)、差分放大器922(例如，对应于放大器522/622)和ADC 928(例如，对应于ADC 528/628)。为了便于描述，省略了饱和度检测电路630，但应当理解，饱和度检测也可如本文所述被包括用于饱和度检测。

电路900还可包括测试信号电路。然而，不同于电路500和600的图示，测试信号电路可包括驱动第一电极上的第一激励信号和第二电极(不同于第一电极)上的第二激励信号(不同于第一激励信号)的电路。例如，测试信号电路可包括测试信号发生器，该测试信号发生器包括被配置为输出两个互补的激励信号S1和S2的数模转换器(DAC)942。例如，S1和S2可以是相同频率的正弦波，在S1和S2之间有180度相移。在一些示例中，DAC 942可从存储器接收振荡信号和/或数字值，以生成S1和S2波形的电压值。第一激励信号可经由电容器937驱动到第一电极上，并且第二激励信号可经由电容器947驱动到第二电极上。

应当理解，尽管上文将S1和S2描述为具有180度相移的正弦波，但是在一些示例中，第一激励信号和/或第二激励信号可以是其他波形(例如，方波、梯形波、锯齿波或任何其他合适的波)，并且/或者第一激励信号和第二激励信号可具有不同的相位关系(例如，90度相移或任何其他合适的相移)。另外，在一些示例中，S1和S2的频率可以相同或可以不同(例如，1kHz和10kHz)。最后，应当理解，虽然DAC 942被示出为生成两个激励信号，但其他电路也可用于生成激励信号(两个单输出DAC，或其他测试信号发生器，诸如上文参考图5A至图5B所述的那些)。

电路900还可包括阻抗网络935和945(例如，类似于阻抗网络536/635)，该阻抗网络可形成具有用于两个电极的电容器937和947的分压器。相应的激励信号S1和S2的电压可由相应的分压器分压。在一些示例中，阻抗网络935和945可包括一个或多个分立电容器和/或一个或多个分立电阻器，并且/或者可表示每个电极的寄生阻抗(对电极接口建模)。

缓冲器924可测量电容器937和阻抗网络935之间对应于第一电极(例如，测量电极902)的节点。缓冲器926可测量电容器947和阻抗网络945之间对应于第二电极(例如，参考电极904)的节点。缓冲器924和926的输出可输入到差分放大器922的两个输入端。差分放大器922的输出可表示第一电极节点处的电压和第二电极节点处的电压的组合。例如，由于S1和S2的互补性质，差分放大器922的输出可表示由缓冲器924和926输出的电压之和(经受由于电气系统和用户与电极之间的接触引起的阻抗变化所引入的相移)。对于其他非互补的激励信号，差分放大器仍可组合缓冲器924和926的输出。在一些示例中，来自差分放大器922的所得输出可具有正弦波形。来自差分放大器922的模拟输出可被ADC 928数字化，并且数字化的值可被发送至处理器950以进行接触检测(例如，以与参考图7和图8所述类似的方式)。应当理解，尽管图9中示出的电路900示出了差分放大器922，但是应当理解，在一些示例中，差分放大器922可由两个单端放大器和两个独立的ADC代替(例如，采用与图12中独立的接触检测电路1230所示的类似配置)。

例如，以与上文所述类似的方式，用户和第一电极之间的接触可衰减缓冲器924的输出(相对于没有接触的输出)，并且用户和第二电极之间的接触可衰减缓冲器926的输出(相对于没有接触的输出)。可评估从放大器922输出的复合信号以确定其是否满足一个或多个标准。该一个或多个标准可包括要求响应于第一激励和第一激励而检测到的复合信号小于阈值(例如，在该条件下满足)的标准。当放大器922的复合数字化输出小于阈值时，处理器950可确定用户与两个电极之间的适当接触(例如，足以生成阈值质量的生理信号的接触)。当放大器922的复合数字化输出大于阈值时，处理器950可确定用户与电极之一之间的至少一个不适当接触(例如，不足以生成阈值质量的生理信号的接触)。由于检测到复合数字化输出小于阈值(对应于两个电极处的适当接触)，系统可测量生理信号并且/或者继续测量生理信号。由于检测到复合数字化输出大于阈值(对应于一个或两个电极处的不适当接触)，系统可放弃测量生理信号和/或停止测量生理信号(或丢弃结果或向用户呈现通知等)，其方式类似于本文中针对一个测量电极的接触检测所述的方式。

如本文所述，在一些示例中，用于接触检测的激励信号可连续地施加、周期性地施加或者可响应于触发而施加。在一些示例中，接触检测可连续进行，以指示生理信号测量期间生理信号测量的质量。在一些示例中，接触检测可用于触发生理信号测量会话和/或终止生理信号测量会话。在一些示例中，接触检测可用于区分与测量电极的预期接触(例如，在冠部162上)和与测量电极的非预期接触(例如，来自用户的手腕)。例如，与用于可能需要阈值接触持续时间(例如，大于10秒)的生理信号测量的预期输入相比，冠部162和用户的手腕之间的接触可以是相对间歇的(例如，小于3秒至5秒)。因此，由于非预期的手腕接触而启动的会话可被终止(并且/或者会话结果可被丢弃而不是显示不准确的生理信号测量)。

为了连续地执行接触检测，在一些示例中，激励频率可被选择为在用于生理信号测量的频带之外。例如，如本文所述，在一些示例中，激励信号的频率可高于生理信号的频率。例如，生理信号的频谱可小于150Hz，并且激励信号的频率可为500Hz、600Hz或高于150Hz的任何其他合适的频率。另外，对于激励信号使用正弦波而不是方波可改善频带的分离(因为方波包括多个频率范围中的频率内容)。

如上所述，可处理差分放大器922的数字化输出以用于接触检测。在一些示例中，如上所述，接触检测可基于数字化输出的振幅。在一些示例中，接触检测可基于由数字化输出计算的阻抗(包括量值和相位)。后者可用于检测关于阻抗的附加信息。图10示出了根据本公开的示例的用于接触检测处理的示例性信号处理框图1000。在一些示例中，信号处理框图1000可在数字信号处理器或其他处理电路(例如，DSP 206、处理器650/950等)中实现，包括例如专用集成电路、可编程器件(现场可编程门阵列、可编程逻辑器件等)或由处理器执行的软件。在一些示例中，用于接触检测的数字信号处理可对来自模拟前端电路920的输出进行操作。

数字信号处理可包括滤波器块1002、同相和正交(IQ)解调块1004、窗口块1006、累积块1008，以及量值和/或相位检测块1010。滤波器块1002可任选地包括用于去除高频噪声的高通滤波器和/或诸如抽取/抗混叠滤波器的低通滤波器。在一些示例中，带通滤波器可用于去除高频噪声和低频生理信号。尽管在数字域中示出为滤波，但应当理解，在一些具体实施中，可附加地或另选地在模拟域中执行滤波(例如，通过模拟前端电路920)。IQ解调块1004可包括两个混频器(例如，信号倍增器)，以将向IQ解调块1004的输入与同相解调信号和正交解调信号混合。例如，如果激励信号S1和S2对应于同相正弦波和180度异相正弦波(例如，在相同频率下)，则同相解调信号可与S1相同，并且正交解调信号可为S1的90度相移版本。在一些示例中，施加到混频器的解调信号可存储在存储器(例如，ROM 1020)中并从其提供，以乘以数字正弦波，该数字正弦波可存储在ROM存储器中(例如，在DSP 204中或可由其访问)。在一些示例中，同相解调信号可以是同相激励信号的延迟版本(例如，包括为了解决通过系统的传播的差异而添加的可编程延迟)。在一些示例中，正交解调信号也可通过相位延迟(例如，使用可编程延迟)来调节。由IQ解调块1004输出的I分量和Q分量可通过窗口块1006处的窗口函数来窗口化。在窗口块1006处应用的窗口函数可包括任何合适的窗口，包括rectangular、Taylor、triangular、Hamming、Hanning、Gaussian、Kaiser等。窗口化的I分量和Q分量可由累加器块1008累加。窗口化的和累积的I分量和Q分量可用于计算量值和/或相位检测块1010处的量值和/或相位。如本文所述，量值输出可计算为

并且相位可计算为

其中I可表示向量值和/或相位检测块1010的同相输入，Q可表示向量值和/或相位检测块1010的正交输入。如本文所述，量值可与阻抗的振幅成比例，并且可与阈值进行比较以确定用户是否充分地接触电极。

应当理解，图10的信号处理是示例性信号处理，但在不脱离本公开的范围的情况下可作出变型。例如，在一些示例中，该量值可用于接触检测，并且可能没必要计算相位。附加地或另选地，可将一些或所有滤波移至模拟域。附加地或另选地，IQ解调可在模拟域中实现。附加地或另选地，窗口功能可被实现为同相解调信号和正交解调信号的生成的一部分(例如，存储在ROM 1020中的解调信号可被窗口化，或者窗口功能可在IQ解调混频器之前应用于ROM 1020的输出)。附加地或另选地，可使用除IQ解调之外的其他解调技术。

在一些示例中，可在不同频率下激励S1和S2，并且可针对每个激励信号频率执行图10的信号处理。例如，与在频率f1处用S1激励的测量电极902对应的一个信号可通过图10的信号处理来处理，该信号处理被设计成捕获在f1处或附近的频率内容(例如，以过滤滤波器块1002中的f2处的频率内容)，以生成测量电极902的量值和/或相位。与在频率f2(不同于f1)处用S2激励的参考电极904对应的一个信号可类似地通过图10的信号处理来处理，该信号处理被设计成捕获在f2处或附近的频率内容(例如，以滤除滤波器块1002中的f1处的频率内容)，以生成参考电极904的量值和/或相位。该处理可在处理器950中进行时间多路复用(在滤波器块1002处应用不同的滤波，在IQ解调块1004处应用不同的解调信号，等等)，或者处理器950可包括两个信号处理信道来执行并行处理(在滤波器块1002处应用不同的滤波，在IQ解调块处应用不同的解调信号，等等)。

图11示出了根据本公开的示例的包括接触检测在内的生理信号检测的示例性过程。过程1100可由被编程为执行过程1100的系统的一个或多个处理器(例如，DSP 206、主机处理器208、处理器950等)执行。在1105处，系统(例如，由处理器950控制的DAC 942)可驱动第一电极(例如，测量电极902)上的第一激励信号(例如，S1)并驱动第二电极(例如，参考电极904)上的第二激励信号(S2)。如上所述，S1和S2可以是不同的激励信号。在一些示例中，S1和S2可为具有相同频率但180度异相的互补激励信号。在一些示例中，激励可为连续的、周期性的或响应于触发(例如，请求生理信号测量、打开用于测量或查看生理信号的应用程序的用户输入)。

在1110处，系统(例如，感测电路)可测量响应于激励信号生成的一个或多个信号。在一些示例中，感测电路可包括耦接到第一电极的第一缓冲器(例如，耦接到测量电极902的缓冲器924)和耦接到第二电极的第二缓冲器(例如，耦接到参考电极904的缓冲器926)。在一些示例中，测量可来自差分放大器(例如，差分放大器922)的输出。在1115处，系统(例如，处理器950)可估计第一电极(例如，测量电极902)和/或第二电极(例如，参考电极904)处的接触。例如，差分放大器922的输出可被处理(例如，根据图10中的信号处理)以确定量值。当量值小于阈值(例如，如由处理器诸如处理器950所确定)时，系统可估计用户与第一电极和第二电极之间的接触。因此，系统可开始或继续测量生理信号。在一些示例中，开始/继续测量生理信号可包括采集生理信号(例如，通过数据缓冲器204和/或DSP 206)、存储生理信号(例如，在程序存储器210中)和/或将生理信号显示在显示器上。在一些示例中，生理信号可经由感测电路(例如，模拟前端920)从测量电极和参考电极采集。在一些示例中，生理信号测量可以是测量电极和参考电极之间的差分测量。例如，差分放大器(例如，922)可基于在测量电极和/或参考电极上接收的生理信号来输出差分信号。在一些示例中，如参考图6至图7所述，生理信号的测量可在确定第一感测电路和第二感测电路的输出不饱和之后开始。

当量值大于阈值(例如，如由处理器诸如处理器950所确定)时，系统可估计用户与第一电极和/或第二电极之间的接触弱或中断。在一些示例中，响应于测量到大于阈值电压的信号，可停止对生理信号的测量。在一些示例中，这可包括暂停测量并为用户提供通知(例如，视觉和/或音频和/或触觉反馈)以恢复与电极的接触。在一些示例中，在阈值时间量之后，暂停测量可超时并且测量可中止。在一些示例中，到目前为止测量的生理信号可被丢弃。

虽然过程1100被描述为估计与第一测量电极和/或第二测量电极的接触，但是应当理解，系统可根据测量的信号量值大于或小于阈值而采取动作(例如，开始/继续/终止/暂停/丢弃生理信号测量)，而不进行接触的估计。然而，阈值可被设置成使得低于阈值的信号指示多个电极上的接触(例如，足以进行阈值质量的生理信号测量的接触)，并且高于阈值的信号指示一个或多个电极上的接触中断或弱接触(例如，不足以进行阈值质量的生理信号测量的接触)。

在一些示例中，S1和S2可处于不同的频率。在一些此类示例中，在1115处的处理可包括分别估计第一电极(例如，测量电极902)处的接触和/或第二电极(例如，参考电极904)处的接触。例如，差分放大器922的输出可针对不同频率进行处理(例如，根据图10中的信号处理)，以确定电极的量值(如本文所述)。当量值小于相应电极的阈值(例如，如由处理器诸如处理器950所确定)时，系统可估计用户与相应电极之间的接触。当量值大于相应电极的阈值(例如，如由处理器诸如处理器950所确定)时，系统可估计用户与相应电极之间的不良接触或缺乏接触。当为两个电极建立适当的接触时(例如，当两个电极均小于阈值时)，系统可开始或继续测量生理信号。当量值大于任一相应接触的阈值时，可停止生理信号的测量。在一些示例中，这可包括暂停测量并为用户提供通知(例如，视觉和/或音频和/或触觉反馈)以恢复与电极的接触。在一些示例中，提供给用户的通知可改变，以向用户提供关于改善哪个接触的更好的信息(例如，当用户与冠部接触不良时，指示用户改善冠部162/测量电极166C上的接触，当用户与参考电极166A/166B接触不良时，收紧带154，或者当两者都存在接触问题时，指示用户进行上述两种操作)。

图12示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。电路1200可类似于电路900，包括第一电极(例如，对应于测量电极902的测量电极1202)、第二电极(例如，对应于参考电极904的参考电极1204)、阻抗网络1212和1214(例如，对应于阻抗网络912和914)、模拟前端电路1220(例如，对应于模拟前端920)和处理器1250(例如，对应于处理器950)。模拟前端电路1220可包括缓冲器1224和1226(例如，对应于缓冲器924和926)、差分放大器1222(例如，对应于放大器922)和ADC 1228(例如，对应于ADC 928)。电路1200还可包括测试信号电路(例如，对应于DAC 942的DAC 1242，对应于电容器937和947的耦合电容器1237和1247，以及对应于阻抗网络935和945的阻抗网络1235和1245)。

另外，为了单独执行多个接触的接触检测(和/或阻抗测量)，模拟前端电路1220还可包括独立的接触检测电路1230。为了便于描述，省略了饱和度检测电路，但应当理解，如本文所述，也可包括饱和度检测以用于饱和度检测(并且在一些示例中，相同电路可用于独立接触检测和饱和度检测)。

在一些示例中，独立接触检测电路1230可包括缓冲器1234和1236、多路复用器1232和模数转换器1238。在一些示例中，缓冲器1234和1236被耦合以分别将来自测量电极1202和参考电极1204的信号路由到多路复用器1232。在一些示例中，多路复用器1232在选择来自测量电极1202的信号以通过处理器1250与选择来自参考电极1204的信号以通过处理器1250之间进行多路复用。在一些示例中，处理器1250可控制多路复用器1232的多路复用。在一些示例中，模数转换器1238将来自多路复用器1232的模拟信号转换为数字信号。在一些示例中，数字信号随后被输入到处理器1250。在一些示例中，模数转换器1238的数字输出可为多位信号(例如，4位、6位、8位、10位、12位等)。在一些示例中，模数转换器1238的数字输出可比模数转换器1228具有更少的位，因为用于接触检测的测量精度可比用于测量生理信号的测量精度更低。在一些示例中，不是对信号的测量进行时间多路复用以进行接触检测，而是可省略多路复用器1232，并且缓冲器1234和1236中的每一个可耦接到其自身的ADC(未示出)。

来自独立接触检测电路1230的信号可由处理器1250处理。在一些示例中，对应于测量电极1202和缓冲器1234的一个信号可由图10的信号处理来处理，以生成测量电极1202的量值和/或相移。在一些示例中，对应于参考电极1204和缓冲器1236的一个信号可类似地由图10的信号处理来处理，以生成参考电极1204的量值和/或相移。该处理可在处理器1250中进行时间多路复用，或者处理器1250可包括两个信号处理信道以执行并行处理。可将每个电极的量值信息与阈值(例如，以如本文针对差分放大器922的差分输出所述的类似方式)进行比较，以确定/估计是否接触每个电极。例如，用户和第一电极之间的接触可衰减缓冲器1224的输出(相对于没有接触的输出)，并且用户和第二电极之间的接触可衰减缓冲器1226的输出(相对于没有接触的输出)。

图12的单独处理可允许确定在第一电极(例如，测量电极1202)或第二电极(例如，参考电极1204)或两者处是否检测到接触中断(或接触不良)。在一些示例中，提供给用户的通知可改变，以向用户提供关于改善哪个接触的更好的信息(例如，当用户与冠部接触不良时，指示用户改善冠部162/测量电极166C上的接触，当用户与参考电极166A/166B接触不良时，收紧带154，或者当两者都存在接触问题时，指示用户进行上述两种操作)。

如上所述，本技术的各方面包括生理信息的收集和使用。该技术可以与涉及收集与用户的健康相关和/或唯一地识别或可以用于联系或定位特定人的个人数据的技术一起实施。此类个人数据可以包括人口统计数据、出生日期、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、家庭地址，以及与用户的健康或健康水平相关的数据或记录(例如，生命体征测量、药物信息、锻炼信息等)。

本公开认识到，用户的个人数据(包括生理信息，诸如由本技术生成和使用的数据)可以用于造福用户。例如，用户的心率可以允许用户跟踪或以其他方式获得关于他们的健康或健康水平的见解。

本公开设想负责收集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便地访问，并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外，此类收集/共享应要求收到用户的知情同意。此外，此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保其它有权访问个人信息数据的人遵守其隐私政策和流程。另外，这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。可以根据地理区域和/或被收集和使用的个人数据的特定类型和性质来调整这些策略和实践。

不管前述情况如何，本公开还设想用户选择性地阻止收集、使用或访问包括生理信息的个人数据的实施方案。例如，用户可能能够禁用收集生理信息的硬件和/或软件元件。另外，本公开预期可提供硬件和/或软件元件，以防止或阻止对已收集的个人数据的访问。具体地，用户可选择移除、禁用或限制对某些收集用户的个人健康或健身数据的健康相关应用的访问。

因此，根据以上所述，本公开的一些示例涉及一种设备。该设备可包括：被配置为感测生理信号的感测电路，该感测电路包括被配置为感测第一电极的第一感测电路和被配置为感测第二电极的第二感测电路；激励电路，该激励电路被配置为驱动第一电极上的激励信号；以及耦接到该感测电路的处理电路，该处理电路被配置为(例如，被编程为)：检测由第一感测电路测量的一个或多个信号，其中一个或多个信号中的至少一个信号由第一感测电路响应于激励信号来测量；检测由第二感测电路测量的一个或多个信号；根据由第一感测电路测量的一个或多个信号和由第二感测电路测量的一个或多个信号满足一个或多个标准，测量生理信号；并且根据由第一感测电路测量的一个或多个信号和由第二感测电路测量的一个或多个信号未能满足一个或多个标准，放弃测量生理信号。

附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括第一标准，该第一标准要求响应于激励信号测量的至少一个信号具有小于阈值电压的振幅。附加地或另选地，在一些示例中，激励电路可包括：被配置为生成激励信号的信号发生器；以及被配置为将激励信号耦合到第一电极的电容器。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可为周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有大于40Hz的频率。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有介于100Hz和600Hz之间的频率。附加地或另选地，在一些示例中，感测电路可进一步包括差分模数转换器(ADC)，该差分模数转换器被配置为将差分放大器的差分模拟输出转换为数字输出。附加地或另选地，在一些示例中，感测电路还可包括两个单端放大器和两个单端模数转换器(ADC)，该单端模数转换器被配置为将两个单端放大器的模拟输出转换为数字输出。附加地或另选地，在一些示例中，感测电路可进一步包括耦接到第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部的饱和度检测电路，其中饱和度检测电路被配置为检测第一感测电路的输出部的饱和度或第二感测电路的输出部的饱和度。

附加地或另选地，在一些示例中，饱和度检测电路可包括：第一缓冲器，该第一缓冲器耦接到第一感测电路的输出部；第二缓冲器，该第二缓冲器耦接到第二感测电路的输出部；耦接到第一缓冲器和第二缓冲器的多路复用器，其中第一缓冲器的输出部和第二缓冲器的输出部作为输入部耦接到该多路复用器；以及模数转换器(ADC)。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括要求第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部不饱和的第二标准。附加地或另选地，在一些示例中，感测电路还可包括差分放大器，其中第一感测电路的输出部耦接到差分放大器的第一输入(例如，反相输入)，并且其中第二感测电路的输出部耦接到差分放大器的第二输入(例如，非反相输入)。

附加地或另选地，在一些示例中，处理电路可进一步被配置为：根据由第一感测电路响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号满足一个或多个标准，停止驱动激励信号。附加地或另选地，在一些示例中，处理电路可进一步被配置为：在测量生理信号时，确定由第一电路响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准；并且响应于确定由第一电路响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准，停止测量生理信号。附加地或另选地，在一些示例中，激励电路可在测量生理信号的同时驱动第一电极上的激励信号。附加地或另选地，在一些示例中，测量生理信号可包括：对由感测电路测量的一个或多个信号进行滤波，以从该一个或多个信号去除响应于激励信号测量的至少一个信号。

本公开的一些示例涉及一种方法。该方法可包括接收请求生理信号测量的用户输入；响应于接收到用户输入，使用激励信号驱动第一测量电极；测量一个或多个信号，其中响应于该激励信号来测量该一个或多个信号中的至少一个信号；根据一个或多个信号满足一个或多个标准，执行生理信号测量，该一个或多个标准包括要求响应于激励信号测量的至少一个信号具有小于阈值电压的振幅的标准；以及根据该一个或多个信号未能满足一个或多个标准，放弃生理信号测量。

附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可为周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有大于40Hz的频率。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有介于100Hz和600Hz之间的频率。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括检测耦接到第一测量电极的第一感测电路的输出部的饱和度或者耦接到参考电极的第二感测电路的输出部的饱和度。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准包括要求第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部不饱和的标准。

附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：根据一个或多个信号满足一个或多个标准，停止使用激励信号驱动第一测量电极。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：在执行生理信号测量时，确定响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号具有不小于阈值电压的振幅；以及响应于确定响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号具有不小于阈值电压的振幅，停止执行生理信号测量。附加地或另选地，在一些示例中，可在执行生理信号测量时使用激励信号来驱动第一测量电极。附加地或另选地，在一些示例中，执行生理信号测量可包括：对由感测电路测量的一个或多个信号进行滤波，以从该一个或多个信号去除响应于激励信号测量的至少一个信号。

本公开的一些示例涉及非暂态计算机可读存储介质。该非暂态计算机可读存储介质可存储指令，该指令在由包括第一测量电极和一个或多个处理电路的设备执行时，使得这一个或多个处理电路执行一种方法。在一些示例中，该方法可包括接收请求生理信号测量的用户输入；响应于接收到用户输入，使用激励信号驱动第一测量电极；测量一个或多个信号，其中响应于该激励信号来测量该一个或多个信号中的至少一个信号；根据一个或多个信号满足一个或多个标准，执行生理信号测量，该一个或多个标准包括要求响应于激励信号测量的至少一个信号具有小于阈值电压的振幅的标准；以及根据该一个或多个信号未能满足一个或多个标准，放弃生理信号测量。

附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可为周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有大于40Hz的频率。附加地或另选地，在一些示例中，激励信号可具有介于100Hz和600Hz之间的频率。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括检测耦接到第一测量电极的第一感测电路的输出部的饱和度或者耦接到参考电极的第二感测电路的输出部的饱和度。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准包括要求第一感测电路的输出部和第二感测电路的输出部不饱和的标准。

附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：根据一个或多个信号满足一个或多个标准，停止使用激励信号驱动第一测量电极。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：在执行生理信号测量时，确定响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号具有不小于阈值电压的振幅；以及响应于确定响应于激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号具有不小于阈值电压的振幅，停止执行生理信号测量。附加地或另选地，在一些示例中，可在执行生理信号测量时利用激励信号来驱动第一测量电极。附加地或另选地，在一些示例中，执行生理信号测量可包括：对由感测电路测量的一个或多个信号进行滤波，以从该一个或多个信号去除响应于激励信号测量的至少一个信号。

本公开的一些示例涉及一种设备。该设备可包括：被配置为感测生理信号的感测电路，该感测电路包括被配置为感测第一电极的第一感测电路和被配置为感测第二电极的第二感测电路；激励电路，该激励电路被配置为驱动第一电极上的第一激励信号并且被配置为驱动第二电极上的第二激励信号；以及耦接到感测电路的处理电路。该处理电路可被编程为：根据响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号满足一个或多个标准，测量生理信号；并且根据响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号未能满足一个或多个标准，放弃测量生理信号。附加地或另选地，在一些示例中，感测电路还可包括差分放大器。第一感测电路的输出部可耦接到差分放大器的第一输入，并且第二感测电路的输出部可耦接到差分放大器的第二输入。响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号可由差分放大器的输出部来输出。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括当响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号具有小于阈值电压的振幅时可满足的第一标准。附加地或另选地，在一些示例中，响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号可包括由第一感测电路测量的一个或多个第一信号和由第二感测电路测量的一个或多个第二信号。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括当响应于第一激励信号测量的一个或多个第一信号的振幅小于阈值电压时可满足的第一标准，以及当响应于第二激励信号测量的一个或多个第二信号的振幅小于阈值电压时可满足的第二标准。附加地或另选地，在一些示例中，激励电路可包括：被配置为生成第一激励信号和第二激励信号的信号发生器；第一电容器，该第一电容器被配置为将第一激励信号耦合到第一电极；以及第二电容器，该第二电容器被配置为将第二激励信号耦合到第二电极。附加地或另选地，在一些示例中，信号发生器可包括数模转换器。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号可以是具有第一频率和第一相位的周期性振荡信号，第二激励信号可以是具有第一频率和不同于第一相位的第二相位的周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，第一相位和第二相位可分开180度。附加地或另选地，在一些示例中，第一频率可大于150Hz。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号和第二激励信号可同时被驱动。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号和第二激励信号可至少部分地与测量生理信号同时被驱动。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号可以是具有第一频率的周期性振荡信号，第二激励信号可以是具有不同于第一频率的第二频率的周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，第一频率和第二频率可大于150Hz。附加地或另选地，在一些示例中，处理电路可进一步被编程为：在测量生理信号时，确定响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准；并且响应于确定第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准，停止测量生理信号。附加地或另选地，在一些示例中，测量生理信号可包括：对由感测电路测量的一个或多个信号进行滤波，以去除响应于来自该一个或多个信号的第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号。附加地或另选地，在一些示例中，处理电路可进一步被编程为：对响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号进行滤波；解调响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号；窗口化响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号；并且/或者计算响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号的振幅。附加地或另选地，在一些示例中，处理电路可进一步被编程为：用第一解调信号和第二解调信号解调响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号，第二解调信号与第一解调信号异相90度。第一激励信号和第二激励信号的频率可与第一解调信号和第二解调信号的频率相同。

本公开的一些示例涉及一种方法。该方法可包括：驱动第一电极上的第一激励信号和不同于第一电极的第二电极上的第二激励信号；响应于第一激励信号和第二激励信号测量一个或多个信号；根据响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号满足一个或多个标准，测量生理信号；并且根据响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号未能满足一个或多个标准，放弃测量生理信号。附加地或另选地，在一些示例中，响应于第一激励信号和第二激励信号测量一个或多个信号可包括：利用第一感测电路测量第一电极；以及利用第二感测电路测量第二电极。响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号可为差分放大器的输出，该差分放大器接收第一感测电路和第二感测电路的输出。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括当响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号具有小于阈值电压的振幅时可满足的第一标准。附加地或另选地，在一些示例中，响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号可包括由第一感测电路测量的耦合到第一电极的一个或多个第一信号和由第二感测电路测量的耦合到第二电极的一个或多个第二信号。附加地或另选地，在一些示例中，一个或多个标准可包括当响应于第一激励信号测量的一个或多个第一信号的振幅小于阈值电压时可满足的第一标准，以及当响应于第二激励信号测量的一个或多个第二信号的振幅小于阈值电压时可满足的第二标准。附加地或另选地，在一些示例中，驱动第一电极上的第一激励信号和第二电极上的第二激励信号可包括经由第一电容器将第一激励信号耦合到第一电极，以及经由第二电容器将第二激励信号耦合到第二电极。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号可以是具有第一频率和第一相位的周期性振荡信号，第二激励信号可以是具有第一频率和不同于第一相位的第二相位的周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，第一相位和第二相位可分开180度。附加地或另选地，在一些示例中，第一频率可大于150Hz。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号和第二激励信号可同时被驱动。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号和第二激励信号可至少部分地与测量生理信号同时被驱动。附加地或另选地，在一些示例中，第一激励信号可以是具有第一频率的周期性振荡信号，第二激励信号可以是具有不同于第一频率的第二频率的周期性振荡信号。附加地或另选地，在一些示例中，第一频率和第二频率可大于150Hz。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：在测量生理信号时，确定响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准；并且响应于确定第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号中的至少一个信号未能满足一个或多个标准，停止测量生理信号。附加地或另选地，在一些示例中，测量生理信号可包括：对由感测电路测量的一个或多个信号进行滤波，以去除响应于来自该一个或多个信号的第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：对响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号进行滤波；解调响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号；窗口化响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号；并且/或者计算响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号的振幅。附加地或另选地，在一些示例中，该方法可进一步包括：用第一解调信号和第二解调信号解调响应于第一激励信号和第二激励信号测量的一个或多个信号，第二解调信号与第一解调信号异相90度。第一激励信号和第二激励信号的频率可与第一解调信号和第二解调信号的频率相同。

本公开的一些示例涉及非暂态计算机可读存储介质。该非暂态计算机可读存储介质可存储指令，该指令在由包括第一电极、第二电极和一个或多个处理电路的设备执行时，使得这一个或多个处理电路执行上述方法中的任一种。

虽然参照附图对本公开的示例进行了全面的描述，但应注意，各种变化和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类变化和修改被认为被包括在由所附权利要求所限定的本公开的示例的范围内。

Claims (25)

1.一种设备，包括：

感测电路，所述感测电路被配置为感测生理信号，所述感测电路包括被配置为感测第一电极的第一感测电路和被配置为感测第二电极的第二感测电路；

激励电路，所述激励电路被配置为驱动所述第一电极上的激励信号；和

处理电路，所述处理电路耦接到所述感测电路，所述处理电路被编程为：

检测由所述第一感测电路测量的一个或多个信号，其中所述一个或多个信号中的至少一个信号由所述第一感测电路响应于所述激励信号来测量；

检测由所述第二感测电路测量的一个或多个信号；

根据由所述第一感测电路测量的所述一个或多个信号和由所述第二感测电路测量的所述一个或多个信号满足一个或多个标准，测量所述生理信号；以及

根据由所述第一感测电路测量的所述一个或多个信号和由所述第二感测电路测量的所述一个或多个信号未能满足所述一个或多个标准，放弃测量所述生理信号。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标准包括第一标准，所述第一标准要求响应于所述激励信号测量的所述至少一个信号具有小于阈值电压的振幅。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励电路包括：

信号发生器，所述信号发生器被配置为生成所述激励信号；和

电容器，所述电容器被配置为将所述激励信号耦合到所述第一电极。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号为周期性振荡信号。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号具有大于40Hz的频率。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号具有介于100Hz和600Hz之间的频率。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测电路还包括差分模数转换器(ADC)，所述差分模数转换器被配置为将差分放大器的差分模拟输出转换为数字输出。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测电路进一步包括耦接到所述第一感测电路的输出部和所述第二感测电路的输出部的饱和度检测电路，其中所述饱和度检测电路被配置为检测所述第一感测电路的输出部的饱和度或所述第二感测电路的输出部的饱和度。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述饱和度检测电路包括：

第一缓冲器，所述第一缓冲器耦接到所述第一感测电路的输出部；

第二缓冲器，所述第二缓冲器耦接到所述第二感测电路的输出部；

多路复用器，所述多路复用器耦接到所述第一缓冲器和所述第二缓冲器，其中所述第一缓冲器的输出部和所述第二缓冲器的输出部作为输入部耦接到所述多路复用器；和

模数转换器(ADC)。

10.根据权利要求2所述的设备，其中所述一个或多个标准包括要求所述第一感测电路的输出部和所述第二感测电路的输出部不饱和的第二标准。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测电路还包括差分放大器，其中所述第一感测电路的输出部耦接到所述差分放大器的第一输入部，并且其中所述第二感测电路的输出部耦接到所述差分放大器的第二输入部。

12.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路被进一步编程为：

根据由所述第一感测电路响应于所述激励信号测量的所述一个或多个信号中的所述至少一个信号满足所述一个或多个标准，停止驱动所述激励信号。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路被进一步编程为：

在测量所述生理信号时，确定由所述第一感测电路响应于所述激励信号测量的所述一个或多个信号中的所述至少一个信号未能满足所述一个或多个标准；以及

响应于确定由所述第一感测电路响应于所述激励信号测量的所述一个或多个信号中的所述至少一个信号未能满足所述一个或多个标准，停止测量所述生理信号。

14.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励电路在测量所述生理信号的同时驱动所述第一电极上的所述激励信号。

15.根据权利要求14所述的设备，其中测量所述生理信号包括：

对由所述感测电路测量的所述一个或多个信号进行滤波，以从所述一个或多个信号去除响应于所述激励信号测量的所述至少一个信号。

16.一种方法，包括：

接收请求生理信号测量的用户输入；

响应于接收到所述用户输入，使用激励信号驱动第一测量电极；

测量一个或多个信号，其中响应于所述激励信号来测量所述一个或多个信号中的至少一个信号；

根据所述一个或多个信号满足一个或多个标准，执行所述生理信号测量，所述一个或多个标准包括要求响应于所述激励信号测量的所述至少一个信号具有小于阈值电压的振幅的标准；以及

根据所述一个或多个信号未能满足所述一个或多个标准，放弃所述生理信号测量。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述激励信号为周期性振荡信号。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述激励信号具有大于40Hz的频率。

19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括检测耦接到所述第一测量电极的第一感测电路的输出部的饱和度或者耦接到参考电极的第二感测电路的输出部的饱和度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个标准包括要求所述第一感测电路的输出部和所述第二感测电路的输出部不饱和的标准。

21.根据权利要求16所述的方法，还包括：

根据所述一个或多个信号满足一个或多个标准，停止使用所述激励信号驱动所述第一测量电极。

22.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在执行所述生理信号测量时，确定响应于所述激励信号测量的所述一个或多个信号中的所述至少一个信号具有不小于所述阈值电压的振幅；以及

响应于确定响应于所述激励信号测量的所述一个或多个信号中的所述至少一个信号具有不小于所述阈值电压的振幅，停止执行所述生理信号测量。

23.根据权利要求16所述的方法，其中在执行所述生理信号测量时使用所述激励信号来驱动所述第一测量电极。

24.根据权利要求23所述的方法，其中执行所述生理信号测量包括：

对所述一个或多个信号进行滤波，以从所述一个或多个信号去除响应于所述激励信号测量的所述至少一个信号。

25.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由包括第一测量电极和一个或多个处理电路的设备执行时，使所述一个或多个处理电路执行方法，所述方法包括：

接收请求生理信号测量的用户输入；

响应于接收到所述用户输入，使用激励信号驱动第一测量电极；

测量一个或多个信号，其中响应于所述激励信号来测量所述一个或多个信号中的至少一个信号；

根据所述一个或多个信号满足一个或多个标准，执行所述生理信号测量，所述一个或多个标准包括要求响应于所述激励信号测量的所述至少一个信号具有小于阈值电压的振幅的标准；以及

根据所述一个或多个信号未能满足所述一个或多个标准，放弃所述生理信号测量。

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