CN115089188A - 一种电流检测电路和集成电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电流检测电路和集成电路，涉及医疗器械技术领域，以本发明的电流检测电路克服现有技术中由于外界干扰对电流心电信号产生的影响，抑制50HZ工频干扰。所述电流检测电路包括：采样模块，用于对输入电流信号进行采样，形成电压信号；调制模块，分别与所述采样模块的输出端和主控板相连接，用于对所述采样电压进行放大、调制和滤波，并将滤波后的所述采样电压输入到所述主控板。所述集成电路包括上述任一项所述一种电流检测电路。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种电流检测电路和集成电路。
背景技术
心电图(Electrocardiogram，ECG)，是心脏兴奋的发生、传播及恢复过程的客观指标。ECG信号作为人体心脏活动在体表的综合表现，蕴含着丰富的反映心脏节律及其电传导的生理和病理信息，在一定程度上可以客观反映心脏各部位的生理状况，是诊断心脏形疾病、评价心脏功能的重要依据之一，尤其对于各种心律失常和传导障碍的诊断分析具有重大诊断价值，是目前分析与鉴别心律失常疾病最精确的方法。
人体的心电信号是一种低频微弱的电信号，很容易受到外界的干扰，比如颤动、高频电刀和肌电干扰等。监护仪的生产厂家在产品设计时，考虑并采取了一些抗干扰措施，但有些干扰仍旧不可克服。
在来自外界的干扰中，由于人体分布电容和电极引线环路受工频电、磁场影响而产生的50HZ工频干扰影响最大，它会使系统的信噪比下降，甚至会淹没微弱的有用心电信号。因此，在心电信号检测技术中，抑制50HZ工频干扰是最重要的问题之一。
发明内容
为了克服现有技术中由于外界干扰对电流心电信号产生的影响，抑制50HZ工频干扰。本发明提供一种电流检测电路，该电流检测电路包括：
采样模块，用于对输入电流信号进行采样，形成电压信号；
调制模块，分别与所述采样模块的输出端和主控板相连接，用于对所述采样电压进行放大、调制和滤波，并将滤波后的所述采样电压输入到所述主控板。
优选地，所述采样模块包括：第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端作为输入电流信号输入端，所述第一运算放大器的同向输入端经过并联的第一电阻和第二电阻接地，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端相连接，作为所述采样模块的输出端，所述采样模块的输出端通过第三电阻与所述调制模块的输入端相连接。
优选地，所述调制模块包括：第二运算放大器，所述第二运算放大器的同向输入端分别与第一三极管的发射极和第二电容的正极相连接，第一三极管的基极分别与第六电阻的一端、第一电容的正极和第一稳压管的负极相连接，第一三极管的集电极作为所述调制模块的输入端，分别与第六电阻的另一端、第五电阻的一端相连接，第五电阻的另一端与第四电阻的控制端相连接，第四电阻的另两端分别接电源和地，第一电容负极、第一稳压管正极和第二电容负极分别接地；
所述第二运算放大器的反向输入端与输出端相连接；所述第二运算放大器的输出端经过第七电阻分别与第八电阻的一端、第二三极管的集电极相连接，第二三极管的基极分别与第八电阻的另一端、第三电容的正极和第二稳压管的负极相连接，第二三极管的发射极分别与第四电容的正极和主控板相连接，第三电容负极、第二稳压管正极第四电容负极分别接地。
优选地，输入电流信号为脉冲放电电路产生的放电脉冲的电流信号；所述主控板还用于对肿瘤细胞消融手术实时数据进行采集和处理，生成控制指令，控制脉冲放电电路产生的放电脉冲。
优选地，所述电流检测电路还包括：电源模块，用于为所述电流检测电路和主控板提供电源；通信模块，用于主控板与上位机之间的通信。
优选地，所述电流检测电路还包括：显示模块，其中，所述显示模块包括数据屏和操作屏，所述数据屏用于显示肿瘤细胞消融手术实时数据，所述操作屏用于显示手术操刀部位的实时画面。
优选地，所述运算放大器的电源采用电源模块中的5V电源，所述运算放大器的接地端与电源模块中的地相连接；所述主控板采用电源模块中的3.3V电源，所述主控板的接地端与电源模块中的地相连接。
优选地，所述主控板采用主控芯片，利用所述主控芯片对滤波后的电流进行AD转换，并将输入电流发送至上位机进行显示。
优选地，所述主控板采用485传输接口。
与现有技术相比，本发明提供的电流检测电路，包括：采样模块，用于对输入电流信号进行采样，形成电压信号。调制模块，分别与所述采样模块的输出端和主控板相连接，用于对所述电压信号进行放大、调制和滤波，并将滤波后的所述电压信号输入到所述主控板。本发明提供的电流检测电路通过对输入电流的采样、放大、调制和滤波有效抑制50HZ工频干扰，提升信噪比。
本发明还提供一种集成电路，该集成电路包括上述任一项所述的一种电流检测电路。
与现有技术相比，本发明提供的一种集成电路的有益效果与上述技术方案所述一种电流检测电路的有益效果相同，在此不做赘述。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种电流检测电路示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的电源模块示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的通信模块示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的控制芯片示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明根据本发明的具体实施方式。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了克服现有技术中由于外界干扰对电流心电信号产生的影响，抑制50HZ工频干扰。本发明实施例提供一种电流检测电路，图1示出了本发明实施例所提供的一种电流检测电路示意图。
如图1所示，该电流检测电路包括：采样模块和调制模块。其中，采样模块，用于对输入电流信号Ic进行采样，形成电压信号Uc；调制模块，分别与采样模块的输出端和主控板相连接，用于对采样电压Uc进行放大、调制和滤波，并将滤波后的采样电压输入到主控板。
如图1所示，采样模块包括：第一运算放大器U1，第一运算放大器的同向输入端3作为输入电流信号Ic输入端，第一运算放大器U1的同向输入端3经过并联的第一电阻R1和第二电阻R2接地GND，第一运算放大器U1的反向输入端2与输出端1相连接，作为采样模块的输出端，采样模块的输出端通过第三电阻R3与调制模块的输入端相连接。
如图1所示，调制模块包括：第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的同向输入端3分别与第一三极管VT1的发射极e和第二电容C1的正极相连接，第一三极管VT1的基极b分别与第六电阻R6的一端、第一电容C1的正极和第一稳压管D1的负极相连接，第一三极管VT1的集电极c作为调制模块的输入端，分别与第六电阻R6的另一端、第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端与第四电阻R4的控制端2相连接，第四电阻R4的另两端分别接5V电源和地GND，第一电容C1负极、第一稳压管D1正极和第二电容C2负极分别接地GND。
需要说明是，第二运算放大器U2的反向输入端2与输出端1相连接；第二运算放大器U2的输出端1经过第七电阻R7分别与第八电阻R8的一端、第二三极管VT2的集电极c相连接，第二三极管VT2的基极b分别与第八电阻R8的另一端、第三电容C3的正极和第二稳压管D2的负极相连接，第二三极管VT3的发射极e分别与第四电容C4的正极和主控板相连接，第三电容C3负极、第二稳压管D2正极和第四电容C4负极分别接地GND。
如图1所示，第一三极管VT1、第六电阻R6、第一电容C1、第一稳压管D1和第二电容C2构成了第一组稳压滤波器。第二三极管VT2、第八电阻R8、第三电容C3、第二稳压管D2和第四电容C4构成了第二组稳压滤波器。通过本申请中的第一组稳压滤波器能够对第一运算放大器U1输出的电压信号U进行稳压滤波，第二组稳压滤波器对放大调制后的电压信号继续稳压滤波。利用两组稳压滤波器电路，通过分别调节第一三极管VT1、第六电阻R6、第一电容C1、第一稳压管D1和第二电容C2的参数，第二三极管VT2、第八电阻R8、第三电容C3、第二稳压管D2和第四电容C4的参数，能够实现对输入电流信号的由于外界干扰产生的影响，抑制50HZ工频干扰。
需要说明的是，由于主控板采用主控芯片M1，利用主控芯片M1对滤波后的电流进行AD转换，并将输入电流发送至上位机进行显示。可以理解的是，主控板采用的主控芯片M1可以为STM32系列，例如STM32F429VXT6，当然，也可以为其它系列芯片，在此并不做具体限定。图4示出了本发明实施例提供的主控板采用的主控芯片示意图。如图4所示，主控芯片M1的第B3引脚与第二三极管VT3的发射极e和第四电容C4的正极相连接。
可以理解的是，如图4所示，主控板采用485传输接口，具体地，主控芯片M1的第B27引脚连接485通信接口的接收端，主控芯片M1的第B28引脚连接485通信接口的发送端。
需要说明的是，运算放大器U1的电源端接电源模块中的5V电源，运算放大器U1的接地端与电源模块中的地GND相连接；主控芯片M1采用电源模块中的3.3V电源，主控芯片M1的接地端与电源模块中的地GND相连接。示例性的，运算放大器U1可以为LM358双运算放大器，当然，也可以为其它放大器，只要能实现上述对输入电流Ic进行采样、放大、调制和滤波，都包含在本申请的保护范围之内。
在一种可能的实施方式中，所述电流检测电路还包括：用于为电流检测电路和主控板提供电源的电源模块。图2示出了本发明实施例所提供的电源模块示意图。如图2所示，该电源模块包括电源芯片U3。其中，电源芯片U3的输入端3分别与第五电容C5正极、第六电容C6正极和5V电源相连接；电源芯片U3的第2引脚、第4引脚、第七电容C7正极和第八电容C8正极相连接并作为电压输出端；第五电容C5负极、第六电容C6负极、第七电容C7负极、第八电容C8负极和电源芯片U3的第1引脚分别接地GND。
需要说明的是，电源芯片U3可以为AMS1086CM-3.3，当然，也可以为其它电源芯片，只要能为电流检测电路和主控板提供电源，都包含在本申请的保护范围之内。
在一种可能的实施方式中，所述电流检测电路还包括：用于主控板与上位机之间通信的通信模块。图3示出了本发明实施例提供的通信模块示意图。如图3所示，所述通信模块包括通信芯片U4，其中，通信芯片U4的第1引脚通过第十电阻R10与主控芯片M1的第B27引脚相连接。通信芯片U4的第2引脚和第3引脚连接，并分别与第十二电阻R12的一端、第三三极管VT3的集电极3相连接，第十二电阻R12的另一端与5V电源相连接。通信芯片U4的第4引脚分别与主控芯片M1的第B28引脚、第十六电阻R16的一端、第十八电阻R18的一端相连接，第十六电阻R16的另一端与5V电源相连接，第十八电阻R18的另一端与第三三极管VT3的基极1相连接，第三三极管VT3的发射极2接地。通信芯片U4的第5引脚接地。通信芯片U4的第6引脚分别与第十七电阻R17的一端、第十四电阻R14的一端、第十四电容C14的正极、第四稳压管D4的正极和上位机的C_A通信引脚相连接，第十七电阻R17的另一端接5V电源，第十四电容C14的负极和第四稳压管D4的负极接地。通信芯片U4的第7引脚分别与第十一电阻R11的一端、第十电容C10的正极、第三稳压管D3的正极和上位机的C_B通信引脚相连接，第十一电阻R11的另一端、第十电容C10的负极和第三稳压管D3的负极接地。上位机的C_A通信引脚和C_B通信引脚通过第十四电阻R14相连接。通信芯片U4的第八引脚接5V电源。
在一种可能的实施方式中，所述电流检测电路还包括：显示模块，其中，所述显示模块包括数据屏和操作屏，所述数据屏用于显示肿瘤细胞消融手术实时数据，示例性的，也可以显示电流信号；所述操作屏用于显示手术操刀部位的实时画面。
需要说明的是，输入电流信号Ic为脉冲放电电路产生的放电脉冲的电流信号。主控板对肿瘤细胞消融手术实时数据进行采集和处理，生成控制指令，控制脉冲放电电路产生的放电脉冲。
在本发明实施例提供的一种电流检测电路中，电流测量具体需求如下：
1、设计测量3000V放电脉冲相对应的电流值和负载阻值。
2、检测待测物电流值，精确到安培(A)。
3、检测待测物负载的阻值，精度到4位数，0000欧姆(Ω)。
4、用高速AD采集脉冲电压的电流值。
5、反馈测量的电流值到主控板，并上传到软件。
6、主控板重新设计，增加同步控制脉冲和485传输接口。
7、程序主体框架重新构建。
8、测量3A，30A-48A电流值对应的阻值，附电流电阻对应表(负载加测量)。
9、与主控板联调，反馈到上位机软件上显示。
10、通过上位机软件输出电阻列表，EXCEL格式。
与现有技术相比，本发明提供的电流检测电路，包括：采样模块，用于对输入电流信号Ic进行采样，形成电压信号Uc。调制模块，分别与采样模块的输出端和主控板相连接，用于对电压信号Uc进行放大、调制和滤波，并将滤波后的电压信号Uc输入到主控板。本发明提供的电流检测电路通过对输入电流的采样、放大、调制和滤波有效抑制50HZ工频干扰，提升信噪比。
本发明还提供一种集成电路，该集成电路包括上述任一项所述的一种电流检测电路。
与现有技术相比，本发明提供的一种集成电路的有益效果与上述技术方案所述一种电流检测电路的有益效果相同，在此不做赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所披露的装置、电子设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的、机械的或其他的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或也可以不是物理单元，既可以位于一个位置，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来解决本发明实施例方案要解决的问题。
另外，在本发明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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的部分，或者该技术方案的全部或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(包括：个人计算机、服务器、数据中心或其他网络设备)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而上述存储介质包括如前述所列举的各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电流检测电路，其特征在于，包括：
采样模块，用于对输入电流信号进行采样，形成电压信号；
调制模块，分别与所述采样模块的输出端和主控板相连接，用于对所述采样电压进行放大、调制和滤波，并将滤波后的所述采样电压输入到所述主控板。
2.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述采样模块包括：
第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端作为输入电流信号输入端，所述第一运算放大器的同向输入端经过并联的第一电阻和第二电阻接地，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端相连接，作为所述采样模块的输出端，所述采样模块的输出端通过第三电阻与所述调制模块的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述调制模块包括：
第二运算放大器，所述第二运算放大器的同向输入端分别与第一三极管的发射极和第二电容的正极相连接，第一三极管的基极分别与第六电阻的一端、第一电容的正极和第一稳压管的负极相连接，第一三极管的集电极作为所述调制模块的输入端，分别与第六电阻的另一端、第五电阻的一端相连接，第五电阻的另一端与第四电阻的控制端相连接，第四电阻的另两端分别接电源和地，第一电容负极、第一稳压管正极和第二电容负极分别接地；
所述第二运算放大器的反向输入端与输出端相连接；所述第二运算放大器的输出端经过第七电阻分别与第八电阻的一端、第二三极管的集电极相连接，第二三极管的基极分别与第八电阻的另一端、第三电容的正极和第二稳压管的负极相连接，第二三极管的发射极分别与第四电容的正极和主控板相连接，第三电容负极、第二稳压管正极第四电容负极分别接地。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电流检测电路，其特征在于，
输入电流信号为脉冲放电电路产生的放电脉冲的电流信号；
所述主控板还用于对肿瘤细胞消融手术实时数据进行采集和处理，生成控制指令，控制脉冲放电电路产生的放电脉冲。
5.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：
电源模块，用于为所述电流检测电路和主控板提供电源；
通信模块，用于主控板与上位机之间的通信。
6.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括：
显示模块，其中，所述显示模块包括数据屏和操作屏，所述数据屏用于显示肿瘤细胞消融手术实时数据，所述操作屏用于显示手术操刀部位的实时画面。
7.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的电源采用电源模块中的5V电源，所述运算放大器的接地端与电源模块中的地相连接；所述主控板采用电源模块中的3.3V电源，所述主控板的接地端与电源模块中的地相连接。
8.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述主控板采用主控芯片，利用所述主控芯片对滤波后的电流进行AD转换，并将输入电流发送至上位机进行显示。
9.根据权利要求1所述的一种电流检测电路，其特征在于，所述主控板采用485传输接口。
10.一种集成电路，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的一种电流检测电路。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB619938A (en) * | 1939-04-25 | 1949-03-17 | Erdely Es Szabo | Apparatus including a thermionic tube amplifier for the pick-up and recording of the cardiac function and the like movements of living or other bodies |
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-
2022
- 2022-06-09 CN CN202210651339.2A patent/CN115089188A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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| 胡斌, 孙安龙: "电子线路与电子技术", vol. 2, 30 September 2001, 山东科学技术出版社, pages: 234 - 241 * |
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