CN1173315A - 采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统 - Google Patents

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姚俊平
刘国荣
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采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统,由Ag－Agcl医用电极拾取人体体表的心电信号,输入前置放大器放大,通过50Hz滤波器消除电源的工频干扰,再输入锁相环构成的副载波调频电路,调制后的信号再由高频发射机调制成已调频波发射出去;接收机收到对应的载波后,由高频放大器放大,送入混频电路,解调出副载波,然后由整形电路还原成发射时的一样,再送入锁相环解调器解调出心电信号,经缓冲放大后由A/D转换器输入微型计算机处理。本产品临床应用效果显著。

Description

采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统
采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统，属于生物医学电子工程领域，特别是人体的电子测量。
人体的电子测量技术属于强噪声背景下的低频微弱信号测量，被测信号是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。在人体生物电中，体表表现以心电信号最强。心电的研究相对起步较早也较为成熟。具有遥测功能的心电仪及相应电路在张唯真编著的《生物医学电子学》(清华大学出版社出版)上有系统介绍，其调频电路采用宽带调频电路；现临床应用的一种日本产的四通道心电遥测仪器采用了专用的显示心电信号的显示器。
本发明采用窄带调频技术，能将至少一路心电信号发射出去，由接收机接收转换为数字信号，再由通用微型计算机显示分析和处理。
本发明的技术方案是：由Ag-Agcl医用电极拾取人体体表的心电信号，输入前置放大器放大到3V左右。通过50HZ滤波器消除电源的工频干扰，再输入锁相环构成的副载波调频电路。副载波中心频率为1500HZ。调制后的信号再由高频发射机调制成已调频波发射出去。
接收机收到对应的载波后，由高频放大，送入混频电路，解调出1500HZ的副载波，然后由整形电路把副载波还原成发射时的一样，送入锁相环解调器解调出心电信号。心电信号由A/D转换器转换成数字信号，由计算机显示、分析和处理。还可以在软件控制下由调制解调器通过公用有线电话交换网把心电信号传输到更高一级中心医院的已安装相应软件的计算机。
采用窄带调频技术，容量大，可网络化，信噪比高；显示、分析、处理由微机控制，更具有通用性；整个系统监测距离远。
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
图1发射机电路框图，图2接收机电路框图，图3心电前置放大器电路，图4锁相环调制器电路，图5单片发射机电路图，图6接收机高放滤波电路，图7接收机中放电路，图8锁相环解调器电路，图9A/D转换器电路，图10微机接口电路。
Ag-Agcl生物电电极实际完成人体和测量系统之间的界面作用。(Ag-Agcl电极作为生物医学传感器对人体不产生任何生理上的干扰，如疼痛、束缚、精神压力等。)Ag-Agcl电极拾取心电信号引入放大器输入端。如图3所示，A1、A2、R1、R2、R3组成带增益的射极跟随放大缓冲器，以提高输入阻抗和共模抑制比。A3、R4、R5、R6、RP1组成差动放大器，差模增益为Ad3＝R6/R4。A4是跟随放大器，VT1是放电开关电路，当输出电压V01接近4V时，稳压管V1击穿，VT1导通，C1放电使A4退出饱和状态。C1R7的时常数为3,3秒。VT1选开关管3DKX。V1选4.5V稳压管2DWX。
如图4所示，1mv的体表心电信号经前置放大器放大到3V左右，输入锁相环调制器CD4046的9脚，并被调制成中心频率为f的方波信号。中心频率f＝1/8R8R9C2。然后由光电耦合器隔离，使后级发射机能以+9V电池供电。
如图5所示，中心频率为f的方波信号由MC2833的5脚进入，经MC2833内部放大后从14脚输出16.5667MHZ的调制信号，经过由C8、C9、C10、L2组成的三次谐波选频网络，使其倍频到49.7MHZ，然后输入内部的二级线性放大器使输出功率达到10mw。如要输出144MHZ，则二级线性放大器组成2×2倍频电路。49.7MHZ的二次调制信号由天线发射出去。
如图6所示，接收机高效滤波电路由VT1和VT2组成。L1、L2是调谐电感。高频信号由上述电路选频放大，由C7输出到MC3372的16脚。
如图7所示，49MHZ的高频信号由MC3372的16脚输入内部的混频器，从3脚输出到455KHZ的陶瓷滤波器，然后由5脚送给内部中放和正交解调器。MC3372的第8脚外接一个带阻尼电阻的陶瓷谐振器或455KHZ的LC槽路。由9脚输出解调信号然后送到放大器放大。再经CD4069整形后输至锁相环解调器。
如图8所示，中心频率由R、C决定。方波信号由CD4046的14脚输入，由10脚输出还原的心电信号，然后由MC1458缓冲放大后输入A/D转换器。
如图9所示，A/D转换器由并行I/O8255A和8通道ADCO809组成。8255A的PB口定义为数据输入口，PA口定义为输出口用来选择A/D转换器的输入通道。PC口为输出口，用于起动A/D转换器。
如图8所示的电路适用于16位30系列CPU接口。
专为本系统适配的软件具备的主要功能：一、在微机上同时或任选1-8路心电信号显示；二、对各路心电信号能放大、缩小、冻结，并作定量分析；三、在操作人员控制下能对需要的心电信号打印、存盘；四、存盘格式与心电专家分析系统软件兼容；五、心电信号通过RS232C端口传输到其它安装本软件的计算机。
本系统主要技术指标：1.发射机输出功率       10mW；2.接收机灵敏度         0.3uv；3.频率范围             48MHZ～49MHZ4.窄带调频             频偏≤5KHZ5.副载波               1500HZ 频偏≤800HZ6.前置放大器输入灵敏度 ≤1mv  共模抑制比＝75dB7.信道数               88.信道间隔             25KHZ

Claims (2)

1.采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统，由Ag-Agcl医用电极拾取人体体表的心电信号，输入前置放大器放大，通过50HZ滤波器消除电源的工频干扰，再输入锁相环构成的副载波调频电路，调制后的信号再由高频发射机调制成已调频波发射出去；接收机收到对应的载波后，由高频放大器放大，送入混频电路，解调出副载波，然后由整形电路还原面发射时的一样，再送入锁相环解调器解调出心电信号，经A/D转换器转换成数字信号，由微机显示，分析和处理，其特征在于：①前置放大器把人体体表的心电信号放大到3V左右，输入锁相环调制器CD4046的9脚，并被调制成中心频率为f的方波信号。中心频率f＝1/8R8R9C2，然后由光电耦合器隔离，使后级发射机能以+9V电池供电；②中心频率为f的方波信号由MC2833的5脚进入，经MC2833内部放大后从14脚输出16.5667MHZ的调制信号，经过由C8、C9、C10、L2组成的三次谐波选频网络，使其倍频到49.7MHZ，然后输入内部的二级线性放大器使输出功率达到10mw，49.7MHZ的二次调制信号由天线发射出去；③49MHZ的高频信号由MC3372的16脚输入内部的混频器，从3脚输出到455KHZ的陶瓷滤波器，然后由5脚送给内部中放和正交解调器。MC3372的第8脚外接一个带阻尼电阻的陶瓷谐振器或455KHZ的LC槽路，由9脚输出解调信号然后送到放大器放大，再经CD4069整形后输至锁相环解调器；④中心频率由R、C决定的，方波信号由CD4046的14脚输入，由10脚输出还原的心电信号，然后由MC1458缓冲放大后输入A/D转换器，再由微型计算机进行处理。
2.根据权利要求1所述的采用微机和窄带调频技术的多路无线心电监护系统，其特征在于：至少有一个信道构成本系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100353914C (zh) * 2002-08-30 2007-12-12 精工电子有限公司 重要信息测量设备
CN110602011A (zh) * 2019-08-16 2019-12-20 华东师范大学 一种基于锁相环的数字信号调制解调电路及调制解调方法
CN114665982A (zh) * 2022-02-28 2022-06-24 浙江大学 一种基于人体信道通信的电路和方法

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