CN111836577A - 接触状态检测装置和可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种接触状态检测装置和可穿戴设备，所述接触状态检测装置包括：第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于接收交流信号和第一信号以输出差分信号，所述差分信号包括所述第一信号和第二信号，所述第一信号为被测物体的生理信息的检测信号，所述第二信号为所述交流信号经由所述第一电极和所述第二电极调制后形成的信号；采样电路，所述采样电路连接至所述第一电极和所述第二电极，所述采样电路用于对所述差分信号进行采样以获取目标采样信号，所述目标采样信号包括第一信号对应的第一采样信号和所述第二信号对应的第二采样信号。所述接触状态监测装置能够在解决高接触阻抗或极化电压导致的电极检测失效问题的基础上，降低成本。

Description

接触状态检测装置和可穿戴设备
技术领域
本申请实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及接触状态检测装置和可穿戴设备。
背景技术
众所周知，心电图检查已经成为现代医疗检查的重要项目。
用于检测心电图的医用专业设备中，通过导联脱落检测功能，能够在导联(手脚的夹子或者胸口的吸球)脱落的情况下发出报警，以提醒操作员导联未正确接到被测物体(人体或其他)，即导联发生脱落。
随着技术的进步，尤其是半导体技术的发展，小型心电检测产品已经被广泛应用于各种便携式甚至是穿戴式产品领域。可用于心电检测的可穿戴设备虽然不能取代医院的专业设备，但是在健康监护、疾病预防领域有着不可替代的作用。
但是，穿戴式产品考虑到体积及美观因素，会使用相对较小面积的干电极(使用医用专业设备时，会在被测物体上涂抹生理盐水以增加被测物体的导电性能)，这会使得干电极和被测物体之间的接触阻抗极高，或出现阻抗严重不匹配的情况，比如皮肤表面很干燥的场合，在这些场景下如果采用传统的医用专业设备的导联脱落检测方案进行可穿戴设备的电极接触状态检测会出现失效或者存在一些不利的影响。例如，极高的接触阻抗或极化电压可能会导致误报警；又例如，极高的接触阻抗可能会放大检测信号中的闪烁噪声，相应的，降低了影响心电信号的信噪比；甚至于，极高的接触阻抗可能会使放大器饱和，以致不能有效的进行心电检测。此外，医用专业设备中的导联脱落检测方案，其器件过多，相应的，制造成本太大，因此一般无法应用在可穿戴设备进行电极接触状态检测。
因此，本领域急需一种能够在解决高接触阻抗或极化电压导致的电极接触状态检测失效问题的基础上，降低制造成本的接触状态检测方案。
发明内容
提供一种接触状态检测装置和可穿戴设备，能够在解决高接触阻抗或极化电压导致的电极接触状态检测失效问题的基础上，降低制造成本。
第一方面，提供了一种接触状态检测装置，适用于可穿戴设备，所述接触状态检测装置包括：
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于接收交流信号和第一信号以输出差分信号，所述差分信号包括所述第一信号和第二信号，所述第一信号为被测物体的生理信息的检测信号，所述第二信号为所述交流信号经由所述第一电极和所述第二电极调制后形成的信号；
采样电路，所述采样电路连接至所述第一电极和所述第二电极，所述采样电路用于对所述差分信号进行采样以获取目标采样信号，所述目标采样信号包括第一信号对应的第一采样信号和所述第二信号对应的第二采样信号；
其中，所述第一采样信号用于表示所述被测物体的生理信号，所述第二采样信号用于检测所述第一电极和所述被测物体的接触状态和/或所述第二电极与所述被测物体的接触状态。
由于所述第一电极或第二电极与所述被测物体接触时(存在所述第一信号)，所述第一电极和所述第二电极之间的电压差会发生变化，相应的，所述第一电极和所述第二电极输出的差分信号会发生变化；相当于，所述第一电极和/或所述第二电极与被测物体在接触的情况下，相对于所述第一电极和/或所述第二电极与被测物体在未接触的情况下，所述交流信号通过所述第一电极和所述第二电极的调制后形成的调制信号会发生变化；此时，通过所述采样信号中的第一信号，能够实现被测物体的生理参数信息的检测，在此基础上，通过所述第二信号能够体现出所述第一电极或所述第二电极是否和所述被测物体之间的解除状态，以实现在生理信息检测的同时进行电极接触状态检测。
此外，通过所述交流信号驱动所述第一电极和所述第二电极检测所述被测物体的生理信息，可以在实现生理信息检测的同时，将所述目标采样信号中的经由所述第一电极和所述第二电极调制的所述交流信号复用为用于表示所述第一电极和/或所述第二电极与所述被测物体是否脱落的信号，能够减少接触状态检测装置中的器件，相应的，简化了装置并降低了制造成本。
在一些可能的实现方式中，所述交流信号为高频信号。
由于所述检测信号也为低频信号，将所述交流信号构造为高频信号，一方面可以更容易区分出所述目标采样信号中的第一采样信号和所述第二采样信号，另一方面，可以降低所述交流信号对所述检测信号的干扰，相应的，增加了所述检测信号的信噪比。
在一些可能的实现方式中，所述交流信号的频率大于所述检测信号的频率。
将所述交流信号的频率构造为大于(或远大于)所述检测信号的频率，一方面可以更容易区分出所述目标采样信号中的第一采样信号和所述第二采样信号，另一方面，可以降低所述交流信号对所述检测信号的干扰，相应的，增加了所述检测信号的信噪比。
在一些可能的实现方式中，所述采样电路以目标相位和目标频率对所述差分信号进行采样，所述第二采样信号受到以下因素中至少一项的影响：所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位。
基于影响所述第二采样信号的因素(所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位)，可以基于设计或构造出合理的第二采样信号，以达到期望的检测精度或准确率。
在一些可能的实现方式中，所述目标相位不等于180度的整数倍。
将所述目标相位构造为不等于180度的整数倍，可以降低所述第一采样信号和所述第二采样信号的区分难度，相应的，能够提升接触状态检测装置的检测效果。
在一些可能的实现方式中，所述目标相位等于90度的整数倍。
将所述目标相位构造为等于90度的整数倍，能够使得所述第一采样信号和所述第二采样信号的区分难度最小，相应的，能够有效提升接触状态检测装置的检测效果。
在一些可能的实现方式中，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率，或所述目标频率与所述交流信号的频率之间的差值大于所述检测信号的频率。
通过设计所述采样电路的采样参数，可以确保所述目标采样信号中包括所述第一采样信号和所述第二采样信号，相应的，能够增加所述采样电路的采样效果并提升所述接触状态检测装置的检测效果。
在一些可能的实现方式中，所述目标频率为所述交流信号的频率的整数倍或分数倍。
将所述目标频率构造为所述交流信号的频率的整数倍或分数倍，相比利用4倍甚至更高的采样率对交流信号进行采样，能够有效降低功耗，相应的，能够增加可穿戴设备的续航时间。
在一些可能的实现方式中，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率的两倍。
将所述目标频率构造为大于或等于所述交流信号的频率的两倍，可以使得所述采样电路的采样满足奈克斯采样定律，以确保采样效果。
在一些可能的实现方式中，所述接触状态检测装置还包括：
第一电源；
其中，所述第一电源分别连接至所述第一电极和所述第二电极，以分别向所述第一电极和所述第二电极输出所述交流信号。
在一些可能的实现方式中，所述接触状态检测装置还包括：
第三电极，所述第三电极用于接收所述交流信号，所述第一电极和所述第三电极之间和所述第二电极与所述第三电极之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
通过设置第三电极，相当于为所述第一电极和所述第二电极设置了一个参考电极，能够简化后续对所述差分信号的信号处理过程，以简化所述接触状态检测装置并降低制造成本。
在一些可能的实现方式中，所述接触状态检测装置还包括：
第二电源和第三电源；
其中，所述第二电源分别连接至所述第一电极和所述第三电极，所述第三电源分别连接至所述第二电极和所述第三电极，以使得所述第一电极和所述第三电极之间以及所述第二电极与所述第三电极之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
在一些可能的实现方式中，所述接触状态检测装置还包括：
模拟前端，所述第一电极和所述第二电极分别通过所述模拟前端连接至所述采样电路，所述模拟前端用于接收所述差分信号，并将所述差分信号转换为数字信号，所述采样电路用于对所述数字信号进行采样并生成所述目标采样信号。
在一些可能的实现方式中，所述模拟前端包括滤波器、差分放大器和模数转换器中的至少一项。
在一些可能的实现方式中，所述接触状态检测装置还包括：
数字处理电路，所述数字处理电路连接至所述采样电路，所述数字处理电路用于接收所述目标采样信号并基于所述目标采样信号生成所述第一采样信号和所述第二采样信号。
在一些可能的实现方式中，所述数字处理电路连接至所述可穿戴设备的主控制器，所述主控制器用于控制所述可穿戴设备中各个模块的操作；其中，所述主控制器还用于接收所述第二采样信号并基于所述第二采样信号确定是否输出预警信号，或者，所述主控制器用于接收所述数字处理电路发送的所述预警信号，所述预警信号用于指示所述第一电极或所述第二电极与所述被测物体处于脱落状态。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：
第一方面或第一方面中任一种可能实现的方式中所述的接触状态检测装置。
附图说明
图1是本申请实施例的接触状态检测装置的示意性结构图。
图2是本申请实施例的接触状态检测装置中的第一电极和第二电极分别与被测物体的位置关系的示意性结构图。
图3是本申请实施例的包括第三电极的接触状态检测装置的示意性结构图。
图4和图5均是本申请实施例的接触状态检测装置中电极和被测物体形成的等效电路的示意图。
图6是图1所示的接触状态检测装置中各个器件之间的传输信号的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1是本申请实施例的接触状态检测装置100的示意性结构图。应当理解，所述接触状态检测装置100可适用于可穿戴设备，所述可穿戴设备包括但不限于健康手环/手表、心率手环/手表、蓝牙耳机、有线耳机以及手持设备等等。还应理解，所述接触状态检测装置100可以适用于需要检测电极和被测物体之间的接触状态的任意电子设备。例如，所述电子设备可以时医用心电检测设备，所述接触状态检测装置100可以用于检测所述医用心电检测设备的电极与被测物体(比如人体)的接触状态以判断电极是否发送脱落，即所述接触状态检测装置100可为电极接触状态检测装置或者电极脱落检测装置。
如图1所示，所述接触状态检测装置100可以包括第一电极111和第二电极112，所述第一电极111和所述第二电极112用于接收交流信号和第一信号以输出差分信号，所述差分信号包括所述第一信号和第二信号，所述第一信号为被测物体110的生理信息的检测信号，所述第二信号为所述交流信号经由所述第一电极111和所述第二电极112调制后形成的信号；所述接触状态检测装置100还可包括采样电路121，所述采样电路121连接至所述第一电极111和所述第二电极112，所述采样电路121用于对所述差分信号进行采样以获取目标采样信号，所述目标采样信号包括第一信号对应的第一采样信号和所述第二信号对应的第二采样信号。
其中，所述第一采样信号用于表示所述被测物体110的生理信号，所述第二采样信号用于检测所述第一电极111和所述被测物体110的接触状态和/或所述第二电极112与所述被测物体110的接触状态。
其中，所述采样电路121可以是通过模拟数字转换器(ADC)对信号(例如所述差分信号)进行相关采样(即ADC采样频率和ADC采样相位满足预定关系的采样)，所述模拟数字转换器的采样数据(即所述目标采样信号)可以用来进行计算分析以提取出当前所述第一电极111和/或所述第二电极112与所述被测物体110之间的阻抗信息，以确定所述第一电极111和/或所述第二电极112与所述被测物体110之间的接触状态。
换言之，所述采样电路121可以包括模拟数字转换器，所述模拟数字转换器用于对所述差分信号进行采样以获取目标采样信号。
由于所述第一电极111或第二电极112与所述被测物体110接触时(存在所述第一信号)，所述第一电极111和所述第二电极112之间的电压差会发生变化，相应的，所述第一电极111和所述第二电极112输出的差分信号会发生变化。相当于，所述第一电极111和/或所述第二电极112与被测物体110在接触的情况下，相对于所述第一电极111和/或所述第二电极112与被测物体110在未接触的情况下，所述交流信号通过所述第一电极111和所述第二电极112的调制后形成的调制信号会发生变化。此时，通过所述采样信号中的第一信号，能够实现被测物体110的生理参数信息的检测，在此基础上，通过所述第二信号能够体现出所述第一电极111或所述第二电极112是否和所述被测物体110之间的接触状态，以实现在生理信息检测的同时进行电极接触状态检测。
例如，通过比较所述第二信号的幅值(或幅值的降低量)和预设阈值可以确定所述第一电极111和/或所述第二电极112与所述被测物体110之间的接触状态。可选地，所述预设阈值可以是所述第一电极111和/或所述第二电极112与所述被测物体110之间处于未接触状态下的第二信号的幅值。可选地，所述第二信号的幅值大于或等于预设幅值时，所述第一电极111或所述第二电极112与所述被测物体110处于未接触状态。例如，所述第二信号的正幅值大于或等于第一阈值时，所述第一电极111与所述被测物体110处于未接触状态，所述第二信号的负幅值的绝对值大于或等于第二阈值时，所述第二电极112与所述被测物体110处于未接触状态。所述第一阈值和所述第二阈值可以相等也可以不相等。可选地，所述第一阈值和所述第二阈值可以是用于可穿戴设备进行电极接触状态检测的阈值。可选地，所述第一阈值和所述第二阈值可以大于用于医用专用设备进行导联接触状态检测的阈值，以避免由于高接触阻抗导致的误检测。
此外，通过所述交流信号驱动所述第一电极111和所述第二电极112检测所述被测物体110的生理信息，可以在实现生理信息检测的同时，将所述目标采样信号中的经由所述第一电极111和所述第二电极112调制的所述交流信号复用为用于表示所述第一电极111和/或所述第二电极112与所述被测物体110的接触状态信号，比如表示第一电极111和/或所述第二电极112是否脱落的信号，能够减少接触状态检测装置100中的器件，相应的，简化了装置并降低了制造成本。
另外，还可以对所述采样电路121的采样参数进行设计，以提高所述采样电路121对所述差分信号的采样效果。
在本申请的一些实施例中，所述采样电路121可以以目标相位和目标频率对所述差分信号进行采样，所述第二采样信号受到以下因素中至少一项的影响：所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位。
例如，所述第二采样信号的信号类型受到以下因素中的至少一项的影响：所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位。可选的，所述第二采样信号的类型包括但不限于直流信号类型和交流信号类型，所述交流信号类型包括但不限于不同频率的交流信号。例如，若所述目标相位为90度的整数倍，且所述目标频率和所述交流信号的频率相等，所述第一采样信号为直流信号；若所述目标相位为90度的整数倍，且所述目标频率和所述交流信号的频率不相等，所述第一采样信号为交流信号。
基于影响所述第二采样信号的因素(所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位)，可以基于设计或构造出合理的第二采样信号，以达到期望的检测精度或准确率。
换言之，基于本申请中第一电极111、第二电极112以及采样电路121之间的电路结构，可以对用于驱动所述第一电极111和所述第二电极112的交流信号以及所述采样电路121的采样参数进行设计，以获取期望的第二采样信号。
例如，所述目标相位不等于180度的整数倍，由此，可以降低所述第一采样信号和所述第二采样信号的区分难度，相应的，能够提升接触状态检测装置100的检测效果。又例如，所述目标相位等于90度的整数倍，由此，能够使得所述第一采样信号和所述第二采样信号的区分难度最小，相应的，能够有效提升接触状态检测装置的检测效果。可选的，所述目标相位可以是所述交流信号相位为零相位时的所述采样电路121用于对所述差分信号进行采样的相位。
又例如，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率，或所述目标频率与所述交流信号的频率之间的差值大于所述检测信号的频率。由此，可以确保所述目标采样信号中包括所述第一采样信号和所述第二采样信号，相应的，能够增加所述采样电路121的采样效果并提升所述接触状态检测装置100的检测效果。可选地，所述目标频率为所述交流信号的频率的整数倍或分数倍。例如，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率的两倍。将所述目标频率构造为大于或等于所述交流信号的频率的两倍，可以使得所述采样电路121的采样满足奈克斯采样定律，以确保采样效果。
另外，还可以对所述交流信号进行设计，以增加所述检测信号的信噪比。
例如，所述交流信号为高频信号。由于所述检测信号为低频信号，将所述交流信号构造为高频信号，一方面可以更容易区分出所述目标采样信号中的第一采样信号和所述第二采样信号，另一方面，可以降低所述交流信号对所述检测信号的干扰，相应的，增加了所述检测信号的信噪比。
又例如，所述交流信号的频率大于所述检测信号的频率。通过将所述交流信号的频率构造为大于(或远大于)所述检测信号的频率，一方面可以更容易区分出所述目标采样信号中的第一采样信号和所述第二采样信号，另一方面，可以降低所述交流信号对所述检测信号的干扰，相应的，增加了所述检测信号的信噪比。
如图1所示，在本申请的一些实施例中，所述接触状态检测装置100还可以第三电极113，所述第三电极113用于接收所述交流信号，所述第一电极111和所述第三电极113之间和所述第二电极112与所述第三电极113之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
通过设置第三电极113，相当于为所述第一电极111和所述第二电极112设置了一个参考电极，能够简化后续对所述差分信号的信号处理过程，以简化所述接触状态检测装置100并降低制造成本。
如图1所示，在本申请的一些实施例中，所述接触状态检测装置100还可以包括交流信号源124，所述交流信号源124连接至所述第一电极111和所述第二电极112，所述交流信号源124用于生成所述交流信号。可选地，所述交流信号源124可以是电流源，也可以是电压源。可选地，所述交流信号可以是正弦波，也可以是方波。
如图1所示，在本申请的一些实施例中，所述接触状态检测装置100还包括模拟前端122，所述第一电极111和所述第二电极112分别通过所述模拟前端122连接至所述采样电路121，所述模拟前端122用于接收所述差分信号，并将所述差分信号转换为数字信号，所述采样电路121用于对所述数字信号进行采样并生成所述目标采样信号。
例如，所述模拟前端122包括滤波器、差分放大器和模数转换器中的至少一项。具体地，所述滤波器滤除接收到的信号中的噪声信号，所述差分放大器将接收到的差分信号进行差分放大，并通过模数转换器将放大后的信号转换为数字信号，以便采样电路121可以对数字信号进行采样，并输出目标采样信号。
如图1所示，在本申请的一些实施例中，所述接触状态检测装置100还包括数字处理电路123，所述数字处理电路123连接至所述采样电路121，所述数字处理电路123用于接收所述目标采样信号并基于所述目标采样信号生成所述第一采样信号和所述第二采样信号。
如图1所示，实际产品中，可以将所述交流信号源124、模拟前端122、采样电路121以及数字处理电路123作为传感器120中的器件，以增加所述的接触状态检测装置的集成度，相应的，减小所述接触状态检测装置的占用体积，提升其在可穿戴设备中的应用性。
如图1所示，在本申请的一些实施例中，所述数字处理电路123连接至所述可穿戴设备的主控制器130，所述主控制器130用于控制所述可穿戴设备中各个模块的操作；其中，所述主控制器130还用于接收所述第二采样信号并基于所述第二采样信号确定是否输出预警信号，或者，所述主控制器130用于接收所述数字处理电路发送的所述预警信号，所述预警信号用于指示所述第一电极111或所述第二电极112与所述被测物体110处于脱落状态。
图2和图3均为本申请实施例中电极和被测物体之间的位置关系的示意性结构图。
如图2所示，若所述接触状态检测装置100仅包括所述第一电极111和所述第二电极112，所述第一电极111和所述第二电极112均与被测物体110接触。
如图3所示，若所述接触状态检测装置100还包括第三电极113，所述第一电极111和所述第二电极112均与被测物体110接触。所述第三电极113可以与被测物体110接触，也可以与被测物体110不接触。
图4和图5均是本申请实施例的接触状态检测装置中电极和被测物体形成的等效电路的示意图。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述接触状态检测装置100还包括第一电源1151，所述第一电源1151分别连接至所述第一电极111和所述第二电极112，以分别向所述第一电极111和所述第二电极112输出所述交流信号。其中，所述第一电极111和被测物体之间形成有第一电阻1152和第一电容1153。
换言之，所述第一电极111、所述第二电极112以及所述第一电源1151形成的等效电路可以描述为：所述第一电源1151的一端连接至所述第一电极111，所述第一电源1151的另一端连接至所述第二电极112，所述第一电极111通过所述第一电阻1152连接至所述第二电极112，所述第一电容器1153并联至所述第一电阻1152。
如图5所示，在本申请的另一些实施例中，所述接触状态检测装置100还包括第二电源1161和第三电源1171，所述第二电源1161分别连接至所述第一电极111和所述第三电极113，所述第三电源1171分别连接至所述第二电极112和所述第三电极113，以使得所述第一电极111和所述第三电极113之间以及所述第二电极112与所述第三电极113之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
换言之，所述第一电极111、所述第二电极112、所述第三电极113以及所述第一电源1151形成的等效电路可以描述为：所述第三电极113的一端通过所述第二电源1161连接至所述第一电极111的一端并通过所述第三电源1171连接至所述第二电极112的一端，所述第三电极113的另一端通过所述第二电阻1162连接至所述第一电极111的另一端并通过所述第三电阻1172连接至所述第二电极112的另一端，所述第二电容器1163并联至所述第二电阻1162，所述第三电容器1173并联至所述第三电阻1172。
图6是图1所示的接触状态检测装置中各个器件之间的传输信号的示意性结构图。
如图6所示，所述接触状态检测装置100中，所述第一电极111和所述第二电极112向所述模拟前端122输出差分信号，以便所述模拟前端122将所述差分信号转换成数字信号，所述采样电路121以具有目标频率和目标相位的信号对所述数字信号进行采样，以输出所述目标采样信号，数字处理电路123基于所述目标采样信号生成第一采样信号和所述第二采样信号，并将所述第一采样信号和所述第二采样信号输出至主控制器130。可选地，所述数字处理电路123还可以基于所述第二采样信号生成上述预警信号，并将所述预警信号输出至所述主控制器130。
此外，本申请提供了一种可穿戴设备，所述可穿戴设备可包括上述接触状态检测装置100。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置包括：
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于接收交流信号和第一信号以输出差分信号，所述差分信号包括所述第一信号和第二信号，所述第一信号为被测物体的生理信息的检测信号，所述第二信号为所述交流信号经由所述第一电极和所述第二电极调制后形成的信号；
采样电路，所述采样电路连接至所述第一电极和所述第二电极，所述采样电路用于对所述差分信号进行采样以获取目标采样信号，所述目标采样信号包括第一信号对应的第一采样信号和所述第二信号对应的第二采样信号；
其中，所述第一采样信号用于表示所述被测物体的生理信号，所述第二采样信号用于检测所述第一电极和所述被测物体的接触状态和/或所述第二电极与所述被测物体的接触状态。
2.根据权利要求1所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述交流信号为高频信号。
3.根据权利要求1或2所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述交流信号的频率大于所述检测信号的频率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述采样电路以目标相位和目标频率对所述差分信号进行采样，所述第二采样信号受到以下因素中至少一项的影响：所述交流信号的频率、所述目标频率以及所述目标相位。
5.根据权利要求4所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述目标相位不等于180度的整数倍。
6.根据权利要求4所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述目标相位等于90度的整数倍。
7.根据权利要求4所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率，或所述目标频率与所述交流信号的频率之间的差值大于所述检测信号的频率。
8.根据权利要求7所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述目标频率为所述交流信号的频率的整数倍或分数倍。
9.根据权利要求7所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述目标频率大于或等于所述交流信号的频率的两倍。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置还包括：
第一电源；
其中，所述第一电源分别连接至所述第一电极和所述第二电极，以分别向所述第一电极和所述第二电极输出所述交流信号。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置还包括：
第三电极，所述第三电极用于接收所述交流信号，所述第一电极和所述第三电极之间以及所述第二电极与所述第三电极之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
12.根据权利要求11所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置还包括：
第二电源和第三电源；
其中，所述第二电源分别连接至所述第一电极和所述第三电极，所述第三电源分别连接至所述第二电极和所述第三电极，以使得所述第一电极和所述第三电极之间以及所述第二电极与所述第三电极之间存在频率、幅值以及相位均相等的信号。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置还包括：
模拟前端，所述第一电极和所述第二电极分别通过所述模拟前端连接至所述采样电路，所述模拟前端用于接收所述差分信号，并将所述差分信号转换为数字信号，所述采样电路用于对所述数字信号进行采样并生成所述目标采样信号。
14.根据权利要求13所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述模拟前端包括滤波器、差分放大器和模数转换器中的至少一项。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述接触状态检测装置还包括：
数字处理电路，所述数字处理电路连接至所述采样电路，所述数字处理电路用于接收所述目标采样信号并基于所述目标采样信号生成所述第一采样信号和所述第二采样信号。
16.根据权利要求15所述的接触状态检测装置，其特征在于，所述数字处理电路连接至所述可穿戴设备的主控制器，所述主控制器用于控制所述可穿戴设备中各个模块的操作；其中，所述主控制器还用于接收所述第二采样信号并基于所述第二采样信号确定是否输出预警信号，或者，所述主控制器用于接收所述数字处理电路发送的所述预警信号，所述预警信号用于指示所述第一电极或所述第二电极与所述被测物体处于脱落状态。
17.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：
权利要求1至16中任一项所述的接触状态检测装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114224349A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 接触状态检测装置以及可穿戴设备
WO2023045109A1 (zh) * 2021-09-27 2023-03-30 中国科学院深圳先进技术研究院 一种扩频调制的电极接触阻抗在线测量装置和方法
WO2024055280A1 (zh) * 2022-09-16 2024-03-21 深圳市韶音科技有限公司 一种信号测量方法及电路

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516218B1 (en) * 1999-06-30 2003-02-04 Industrial Technology Research Institute Method for detecting leads off in multi-electrode medical diagnostic system
CN101534708A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 Ecg电极接触质量测量系统
CN103860165A (zh) * 2014-02-28 2014-06-18 马骁 一种用于心电信号采集的导联标准接口及心电监护设备
CN104548343A (zh) * 2015-01-14 2015-04-29 深圳市是源医学科技有限公司 一种智能化镇痛仪
CN205251535U (zh) * 2015-11-20 2016-05-25 博雅网络游戏开发（深圳）有限公司 心电监护仪
CN106667484A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 南京航空航天大学 脑电采集中电极松动检测与自动报警装置及其控制方法
CN106999083A (zh) * 2014-10-01 2017-08-01 威里利生命科学有限责任公司 用于衣服的心电图装置
CN107788983A (zh) * 2016-09-07 2018-03-13 硅实验室公司 用于确定生物组织的生物阻抗的同步检测电路和方法
CN108261196A (zh) * 2018-01-17 2018-07-10 深圳市是源医学科技有限公司 心电电极脱落检测方法、装置、计算机设备及存储介质
CN208270697U (zh) * 2018-05-14 2018-12-21 无锡商业职业技术学院 一种基于直流和交流检测的穿戴式心电导联脱落检测装置
CN109528193A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 深圳和而泰数据资源与云技术有限公司 信号检测电路
US20190274568A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Cardioinsight Technologies, Inc. Channel integrity detection and reconstruction of electrophysiological signals

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516218B1 (en) * 1999-06-30 2003-02-04 Industrial Technology Research Institute Method for detecting leads off in multi-electrode medical diagnostic system
CN101534708A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 Ecg电极接触质量测量系统
CN103860165A (zh) * 2014-02-28 2014-06-18 马骁 一种用于心电信号采集的导联标准接口及心电监护设备
CN106999083A (zh) * 2014-10-01 2017-08-01 威里利生命科学有限责任公司 用于衣服的心电图装置
CN104548343A (zh) * 2015-01-14 2015-04-29 深圳市是源医学科技有限公司 一种智能化镇痛仪
CN205251535U (zh) * 2015-11-20 2016-05-25 博雅网络游戏开发（深圳）有限公司 心电监护仪
CN107788983A (zh) * 2016-09-07 2018-03-13 硅实验室公司 用于确定生物组织的生物阻抗的同步检测电路和方法
CN106667484A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 南京航空航天大学 脑电采集中电极松动检测与自动报警装置及其控制方法
CN108261196A (zh) * 2018-01-17 2018-07-10 深圳市是源医学科技有限公司 心电电极脱落检测方法、装置、计算机设备及存储介质
US20190274568A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Cardioinsight Technologies, Inc. Channel integrity detection and reconstruction of electrophysiological signals
CN208270697U (zh) * 2018-05-14 2018-12-21 无锡商业职业技术学院 一种基于直流和交流检测的穿戴式心电导联脱落检测装置
CN109528193A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 深圳和而泰数据资源与云技术有限公司 信号检测电路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023045109A1 (zh) * 2021-09-27 2023-03-30 中国科学院深圳先进技术研究院 一种扩频调制的电极接触阻抗在线测量装置和方法
CN114224349A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 接触状态检测装置以及可穿戴设备
CN114224349B (zh) * 2021-12-10 2023-12-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 接触状态检测装置以及可穿戴设备
WO2024055280A1 (zh) * 2022-09-16 2024-03-21 深圳市韶音科技有限公司 一种信号测量方法及电路

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