CN111551873A - 经皮/经针电刺激输出开路检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种经皮/经针电刺激输出开路检测方法，其检测电路包括电压放大电路，峰值检测电路，电容充放电电路和三极管放电电路等组成，主要主要是通过高精度ADC电路，高精度仪表放大器，高速运放组成。通过检测电针仪的输出信号，采集检测电路的输出电压，当输出值V0>＝TEMP0，表示开路；当产生的输出值V0<TEMP0则表示未开路。本发明检测方法对开路检测方法实时性较高，精度好，通过高精度器件的测量，能更有效的检测输出探头电极的开路检测和保护。

Description

经皮/经针电刺激输出开路检测方法

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其是经皮/经针电刺激输出开路检测方法

背景技术

针对传统的经皮/经针电刺激输出开路保护方法，电路精度上，实时性等各种原因，使用的电路无法有效的起到检测和保护的作用，且使用的ADC电路精度低，采样速率慢，三极管的Ic电流对温度敏感等缺点。本发明针对上述缺点，发明了一种新型经皮/经针电刺激输出开路检测方法，采用高速运放，高精度ADC转换电路，低Iq三极管，低ESR电容，肖特基二极管等器件。使得电路对于温度特性，稳定性等各个特性较好。低ESR电容，在电路充放电的时候能提高充放电效率和速度。电路整体响应速度提高等优势。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种经皮/经针电刺激输出开路检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种经皮/经针电刺激输出开路检测方法，检测电路包括电压放大电路，峰值检测电路，电容充放电电路和三极管放电电路等组成。

所述峰值检测电路包括第一运放、第二运放、第三运放、设于第一运放反向输入端与第二运放反向输入端之间的第一二极管、一端与第一运放反向输入端相连的第一电阻、一端与第三运放输出端相连的第二电阻、一端与第三运放正向输入端相连的第三电阻、第四电阻和第五电阻。第一电阻、第二电阻的另一端与第四电阻的一端相连，第四电阻的另一端与第五电阻的一端相连，第五电阻的另一端接地。第四电阻和第五电阻的中间交点接出为检测电路的输出端。

所述电容充放电电路包括第二二极管、与第二二极管的负极相连的第一电容，第一电容的另一端接地。

所述三极管放电电路包括三极管、一端与三极管基极相连的第六电阻、一端与三极管发射极相连的第七电阻。第六电阻另一端与控制管脚CTRL1相连，第七电阻另一端接地。

电压放大电路的输入端连接电针仪检测电压，输出端与第一运放的正向输入端相连，第二运放的输出端与第二二极管的正极相连，第二二极管的负极、第三电阻的另一端与三极管的集电极相连。

经皮/经针电刺激输出开路检测方法包括如下步骤：

(1)在时刻t0控制电针仪输出Pout1和Pout2，使得Pout1和Pout2为输出前端小信号模拟量；

(2)同时在t0+t1时间，采样输出端电压V0，t1为电路预采样时间和电容充放电时间。

(3)计算V0电压，比对是否为开路，如果V0>＝TEMP0，则开路，V0<TEMP0，则电针仪未开路；其中，TEMP0一般设置为800-1000左右。

(4)同时在t0+t1+t2，t2一般为2-5ms，控制CTRL1信号，输出高电平，电容放电，放电时间取决于电容的值大小，一般放电时间为2-10ms左右。放电完成后，输出低电平。完成完整的检测过程。

(5)每隔T1，重复执行以上步骤，T1时间一般取值为1-3S。

进一步地，所述电压放大电路为AD620运放电路。AD620运放电路包括第四运放、设于第四运放正向输入端与输出端之间的第八电阻、设于第四运放正向输入端与反向输入端之间的第二电容、一端与第四运放正向输入端相连的第九电阻、一端与第四运放反向输入端相连的第十电阻、一端与第四运放输出端相连的第十一电阻、与第十一电阻的另一端相连的第三电容。第九电阻、第十电阻和第十一电阻的另一端分别为AD620运放电路的正向输入端、反向输入端和输出端，第三电容的另一端接地。第四运放的4脚、5脚接地。

进一步地，t1一般为10ms。

进一步地，所述经皮/经针电刺激的输出波形为连续波、疎密波或断续波。

本发明的有益效果在于：采用高精度仪表放大器电路实现模拟量的采集和放大，比传统的采用普通运算放大器的精度更高，效率也更高。通过峰值检波电路的测试，能比传统的幅值检测电路效率更高。开路检测能在短时间内完成多次采样，并通过软件滤波算法，多通道采集等特点，开路检测效率更高。本发明的峰值检波电路，能检测的频率高，速率快，效率好。能检测大于10KHz以上的信号值。

附图说明

图1为本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种经皮/经针电刺激输出开路检测方法，检测电路包括电压放大电路，峰值检测电路，电容充放电电路和三极管放电电路等组成。如图1所示，具体包括运放芯片第四运放第四运放U1、第一运放U8、第二运放U9、第三运放U7，第一、第二肖特基二极管D1/D2,第九电阻R10,第十电阻R11,第十一电阻R17,第二电阻R70,第三电阻R71,第四电阻R22,第五电阻R22,等。充放电第一电容C14，三极管Q16，第六电阻R54，第七电阻R56等元器件以及控制引脚，Pout1和Pout2，CTRL1等。

本发明中的仪表放大器可以采用ti、maxim等产品，运放可以采用OP07；第九电阻R10、第十电阻R11一般为100～300欧姆；第十一电阻R17一般为4.7kohm，第二电阻R70一般为1kohm。第四运放U1一般为仪表放大器芯片。第四电阻R22、第五电阻R25一般为10K-20Kohm。第七电阻R56一般为100ohm，第一电容C14一般为100uF钽电容。D1/D2一般为肖特基。其中，Pout_1、Pout_2为电针仪的输出端。

所述Pout_1的一端与第九电阻R10相连，Pout_2的一端与第十电阻R11相连，第九电阻R10的另一端同时与第二电容C12的一端、第四运放U1的3脚相连。第十电阻R11的另一端同时与第二电容C12的另一端、第四运放U1的2脚相连。

第四运放U1，推荐型号AD623，第四运放U1的1号脚和8号脚分别接第八电阻R15的两端，同时第四运放U1的4脚5脚接地，第四运放U1的6脚输出脚与第十一电阻R17的一端相连，同时第十一电阻R17的另一端同时与第三电容C13的一端、第一运放U8(OP07)的3脚相连，第三电容C13的另一端接地，第一运放U8的2脚与第一电阻R19相连，同时也与肖特基二极管D1

(1n4007)的一端相连，第一运放U8的输出端6脚与第二运放U9的输入端3脚相连，第二运放U9(OP07)的2脚与6脚相连，同时D1的另一端与第二运放U9(OP07)的6脚相连。第一二极管D1的6脚与第二二极管D2的正极相连，第二二极管D2的负极与第一电容C14的一端相连，第一电容C14的另一端接地。第二二极管D2的负极输出的信号与第三电阻R71的一端、三极管Q16的集电极相连，第三电阻R71的另一端与运放第三运放U7的正极3脚相连。第三运放U7的负极与6号脚相连。第三运放U7(OP07)的输出脚6脚与第二电阻R70的一端相连，第二电阻R70的另一端与电第一阻R19的另一端相连，同时与第四电阻R22相连，第四电阻R22的另一端与第五电阻R25相连，第五电阻R25的另一端接地。第四电阻R22的另一端作为最后的ADC值的输出端，输入给ADC测量最终的电压信号，通过电压信号的强度值及时间信号，从而判断是否处于开路检测。其基本原理是，当经皮或者经针模式下，输出电极片开路，通过运放，肖特基二极管，充电电容组成的电压峰值检测电路。当输出电极片开路时，输出探头采集到的电压差，经过仪表放大器放大，峰值检波电路后，在Vout1输出值V0>＝TEMP0，表示探头开路。如果电极片未开路，两路电极片之间会产生电流值，此电流在电阻上会形成压降电压，压降电压经过仪表放大器放大后，输出值V0<TEMP0。

具体检测方法包括如下步骤：

(1)在时刻t0控制电针仪输出Pout1和Pout2，使得Pout1和Pout2为输出前端小信号模拟量；其中，Pout1和Pout2与前端电刺激输出采样电阻R(390ohm)相连，用于采集电阻R上的差分电压值。

(2)同时在t0+t1时间，采样输出端电压V0，t1为电路预采样时间和电容充放电时间。

(3)计算V0电压，比对是否为开路，如果V0>＝TEMP0，则开路，V0<TEMP0，则电针仪未开路；其中，TEMP0一般设置为800-1000左右。

(4)同时在t0+t1+t2，t2一般为2-5ms，CPU控制CTRL1信号，输出高电平，电容放电，放电时间取决于电容的值大小，一般放电时间为2-10ms左右。放电完成后，输出低电平。完成完整的检测过程。其中，CTRL1与单片机的控制管脚相连，主要作用是控制开路检测系统的工作，当CTRL1为3.3V时，系统工作，CPU采集开路电压值，当CTRL1为0时，系统停止工作，电容开始放电，完成一个周期的控制。

(5)每隔T1，重复执行以上步骤，T1时间一般取值为1-3S，太慢，采样速率不够，太快，会增加CPU资源。

本发明开路检测能在短时间内完成多次采样，并通过软件滤波算法，多通道采集等特点，开路检测效率更高。本发明的峰值检波电路，能检测的频率高，速率快，效率好。能检测大于10KHz以上的信号值。

本发明方法适用于经皮/经针电刺激的输出波形为连续波、疎密波或断续波的情况。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种经皮/经针电刺激输出开路检测方法，其特征在于，检测电路包括电压放大电路，峰值检测电路，电容充放电电路和三极管放电电路等组成。

所述峰值检测电路包括第一运放(U8)、第二运放(U9)、第三运放(U7)、设于第一运放(U8)反向输入端与第二运放(U9)反向输入端之间的第一二极管(D1)、一端与第一运放(U8)反向输入端相连的第一电阻(R19)、一端与第三运放(U7)输出端相连的第二电阻(R70)、一端与第三运放(U7)正向输入端相连的第三电阻(R71)、第四电阻(R22)和第五电阻(R25)。第一电阻(R19)、第二电阻(R70)的另一端与第四电阻(R22)的一端相连，第四电阻(R22)的另一端与第五电阻(R25)的一端相连，第五电阻(R25)的另一端接地。第四电阻(R22)和第五电阻(R25)的中间交点接出为检测电路的输出端。

所述电容充放电电路包括第二二极管(D2)、与第二二极管(D2)的负极相连的第一电容(C14)，第一电容(C14)的另一端接地。

所述三极管放电电路包括三极管(Q16)、一端与三极管(Q16)基极相连的第六电阻(R54)、一端与三极管(Q16)发射极相连的第七电阻(R56)。第六电阻(R54)另一端与控制管脚CTRL1相连，第七电阻(R56)另一端接地。

电压放大电路的输入端连接电针仪检测电压，输出端与第一运放(U8)的正向输入端相连，第二运放(U9)的输出端与第二二极管(D2)的正极相连，第二二极管(D2)的负极、第三电阻(R71)的另一端与三极管(Q16)的集电极相连。

经皮/经针电刺激输出开路检测方法包括如下步骤：

(1)在时刻t0控制电针仪输出Pout1和Pout2，使得Pout1和Pout2为输出前端小信号模拟量；

(2)同时在t0+t1时间，采样输出端电压V0，t1为电路预采样时间和电容充放电时间。

(3)计算V0电压，比对是否为开路，如果V0>＝TEMP0，则开路，V0<TEMP0，则电针仪未开路；其中，TEMP0一般设置为800-1000左右。

(4)同时在t0+t1+t2，t2一般为2-5ms，控制CTRL1信号，输出高电平，电容放电，放电时间取决于电容的值大小，一般放电时间为2-10ms左右。放电完成后，输出低电平。完成完整的检测过程。

(5)每隔T1，重复执行以上步骤，T1时间一般取值为1-3S。

2.根据权利要求1所述的经皮/经针电刺激输出开路检测方法，其特征在于，所述电压放大电路为AD620运放电路。AD620运放电路包括第四运放(U1)、设于第四运放(U1)正向输入端与输出端之间的第八电阻(R15)、设于第四运放(U1)正向输入端与反向输入端之间的第二电容(C12)、一端与第四运放(U1)正向输入端相连的第九电阻(R10)、一端与第四运放(U1)反向输入端相连的第十电阻(R11)、一端与第四运放(U1)输出端相连的第十一电阻(R17)、与第十一电阻(R17)的另一端相连的第三电容(C13)。第九电阻(R10)、第十电阻(R11)和第十一电阻(R17)的另一端分别为AD620运放电路的正向输入端、反向输入端和输出端，第三电容(C13)的另一端接地。第四运放(U1)的4脚、5脚接地。

3.根据权利要求1所述的经皮/经针电刺激输出开路检测方法，其特征在于，t1一般为10ms。

4.根据权利要求1-3任一项所述的经皮/经针电刺激输出开路检测方法，其特征在于，所述经皮/经针电刺激的输出波形为连续波、疎密波或断续波。

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