CN207150557U - 一种电极复用电路及设有该电路的智能腕戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电极复用电路及设有该电路的智能腕戴设备，其中电极复用电路包括开关电路和切换电路，信号输入端和选通端，以及心电图输出端和体脂率输出端。切换电路根据选通端接入的选通信号控制开关电路，当开关电路将信号输入端和体脂率输出端连通，使各电极可用于采集体脂率的信号，并通过体脂率输出端传输出去；当开关电路将信号输入端与心电图输出端连通后，两根电极通过限流电阻连成一大面积电极去采集心电图信号，并通过心电图输出端传输出去，实现了电极复用。而设有该电路的智能腕戴设备，通过电极复用电路使电极可复用，用于去测量心电图，用于测量体脂率，使智能腕戴设备上设置少量电极，就能实现不同的测量，节省成本。

Description

一种电极复用电路及设有该电路的智能腕戴设备

技术领域

本实用新型涉及电子产品领域，尤其涉及一种可同时测量体脂率和心电图的电极复用电路。

背景技术

目前，市面上出现一些运动手环，同时具备多种健康指标的检测功能。具有这种功能的手环，往往需要装备电极，与人体皮肤直接接触，从而采集生物电信号。比如体脂率和心电图的测量，体脂率需要使用四个电极，心电图则需要使用两个或三个电极。若一个手环同时具有测试体脂率和心电图的功能，理论上，至少需要六个电极。但是，受到手环表面积的限制，不可能同时装备那么多电极，因此，本领域技术人员急需设计一种电极复用的电路，实现电极的复用，降低手环的成本。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电极复用电路及设有该电路的智能腕戴设备，该设备利用电极复用电路实现了电极的复用，节省了成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种电极复用电路，包括：信号输入端，所述信号输入端用于接入电极所采集的信号；选通端，所述选通端用于接入选通信号；心电图输出端，所述心电图输出端用于输出电极所采集的心电图信号；体脂率输出端，所述体脂率输出端用于输出电极所采集的体脂率信号；开关电路，所述开关电路的输入端与所述信号输入端电连接，所述开关电路的输出端分成两组，其中一组输出端与所述体脂率输出端一对一电连接；与所述心电图输出端一对一连接的限流电阻，所述限流电阻的两端分别与所述开关电路的另一组输出端中的任两个输出端连接；与所述开关电路电连接的切换电路，所述切换电路还与所述选通端电连接，所述切换电路根据选通信号控制所述开关电路连通所述信号输入端和所述心电图输出端或连通所述信号输入端和所述体脂率输出端。

优选方式为，所述限流电阻的阻值为0欧姆。

优选方式为，所述选通端用于接入电平控制信号。

优选方式为，所述信号输入端、所述选通端、所述开关电路和所述切换电路集成设置，且集成设置为模拟开关芯片。

优选方式为，所述模拟开关芯片为WAS4799Q芯片，所述WAS4799Q芯片包括八个输出管脚，其中四个所述输出管脚作为所述体脂率输出端，另四个所述输出管脚分成两组，一组串接第一限流电阻，另一组串接第二限流电阻，所述第一限流电阻和所述第二限流电阻的一端作为所述心电图输出端；所述 WAS4799Q芯片还包括电源管脚和接地管脚，所述电源管脚和所述接地管脚之间串接滤波电容。

一种智能腕戴设备，所述智能腕戴设备内设有上述的电极复用电路，心电图模块和体脂率模块，所述心电图模块与所述心电图输出端电连接，所述体脂率模块与所述体脂率输出端电连接；所述智能腕戴设备上安装有电极，所述电极与所述电极复用电路的所述信号输入端电连接。

优选方式为，所述智能腕戴设备上安装有四根所述电极，四根所述电极分别与所述信号输入端电连接；所述电极复用电路包括两个所述限流电阻，两个所述限流电阻的一端均与所述心电图模块电连接。

优选方式为，所述智能腕戴设备内还设有静电防护电路，所述静电防护电路包括与所述电极一对一设置的瞬变电压抑制二极管，所述瞬变电压抑制二极管的正极接地，负极与对应的所述电极电连接。

优选方式为，所述智能腕戴设备为智能手表或智能手环。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的电极复用电路及设有该电路的智能腕戴设备，其中电极复用电路包括开关电路和切换电路，信号输入端和选通端，以及心电图输出端和体脂率输出端，还包括限流电阻，限流电阻的两端分别与开关电路的两个输出端连接，且限流电阻的一端与心电图输出端连接，切换电路与选通端连接。切换电路根据选通信号控制开关电路，当开关电路将信号输入端和体脂率输出端连通后，使各电极所采集的信号，各通过一体脂率输出端传输出去，使所有电极均用于体脂率的测量；当开关电路将信号输入端与心电图输出端连通后，两根电极通过限流电阻连成一大面积电极，去采集心电图信号，心电图信号通过心电图输出端传输出去，所有电极还可用于心电图的测量；可见，本实用新型的电极复用电路实现了电极的复用。而设有本实用新型的电极复用电路的智能腕戴设备，通过电极复用电路使电极可复用，可用于去测量心电图，也可用于测量体脂率，使智能腕戴设备上设置少量的电极，就能实现不同的测量，从而节省了成本。尤其是电极测量心电图信号时，还将两根电极作为一大面积电极去采集信号，减小了接触阻抗，提高了信号质量，测试更准确。

由于智能腕戴设备上安装有四根电极，四根电极分别与信号输入端电连接；电极复用电路包括两个限流电阻，两个限流电阻的一端均与心电图模块电连接；智能腕戴设备上可安装最少的电极，还能完成心电图测量和体脂率测量。

综上所述，本实用新型的电极复用电路与现有技术相比，解决了现有技术中同时测量体脂率和心电图至少需要六根电极，所带来的成本高等技术问题；而本实用新型设有电机复用电路的手环，其仅安装了四根电极，就可测量体脂率和心电图，节省了成本。

附图说明

图1是本实用新型电极复用电路及设有该电路的智能手环的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种电极复用电路，包括：

信号输入端，信号输入端用于接入电极所采集的信号；

选通端，选通端用于接入选通信号；本实施例中选通端用于接入电平控制信号；

心电图输出端，心电图输出端用于输出电极所采集的心电图信号；

体脂率输出端，体脂率输出端用于输出电极所采集的体脂率信号；

开关电路，开关电路的输入端与信号输入端电连接，开关电路的输出端分成两组，其中一组输出端与体脂率输出端一对一电连接；

与心电图输出端一对一连接的限流电阻，开关电路另一组输出端中的任两输出端之间串接限流电阻；本实施例中所使用的限流电阻，阻值为0欧姆，起到限流的作用；

与开关电路电连接的切换电路，切换电路还与选通端电连接，并根据选通信号接入的选通信号控制开关电路，开关电路将信号输入端和心电图输出端连通，或将信号输入端和体脂率输出端连通。

如图1所示，本实施例中，信号输入端，选通端，开关电路和切换电路集成设置，且集成设置为模拟开关芯片U。一种优选方案，模拟开关芯U选用 WAS4799Q芯片，WAS4799Q芯片包括八个输出管脚，电源管脚和接地管脚，电源管脚V+和接地管脚GND之间串接滤波电容C。

如图1所示，模拟开关芯片U的管脚A0和管脚A1作为选通端SEL0和SEL1，管脚COM1、管脚COM2、管脚COM3和管脚COM4作为四个信号输入端，分别与电极一、电极二、电极三和电极四连接；模拟开关芯片U的管脚NO1、管脚NO2、管脚NO3和管脚NO4作为四个体脂率输出端，传输体脂率测量信号给体脂率模块；模拟开关芯片U的管脚NC1和管脚NC2之间串接第一限流电阻R1，第一限流电阻R1与管脚NC2连接的一端与心电图输出端连接，管脚NC3和管脚NC4之间串接第二限流电阻R2，第二限流电阻R2与管脚NC4连接的一端与另一个心电图输出端连接。电源管脚V+和接地管脚GND之间串接有滤波电容C，该滤波电容C的作用是电源滤波，电源管脚V+接3V，接地管脚GND接地。

当选通端SEL0和选通端管脚SEL1均被置为低电平时，管脚A0和管脚A1 将上述选通信号传输给切换电路。切换电路则控制开关电路，让管脚COM1与管脚NC1连通，管脚COM2与管脚NC2连通，而管脚NC1和管脚NC2则被第一限流电阻R1相连，最终使电极一和电极二所采集的心电图信号，通过第一限流电阻 R1与管脚NC2连接的一端传输出去；同时让管脚COM3与管脚NC3连通，管脚 COM4与管脚NC4连通，而管脚NC3和管脚NC4则被第二限流电阻R2相连，最终使电极三和电极四所采集的心电图信号，通过第二限流电阻R2与管脚NC4连接的一端传输出去。此时电极一和电极二作为一大面积电极，电极三和电极四作为一大面积电极，两大面积电极去采集心电图信号，因采集面积大，提高了采集信号的质量，提高了测试的准确率。

当选通端SEL0和选通端管脚SEL1均被置为高电平时，管脚A0和管脚A1 将上述选通信号传输给切换电路。切换电路则控制开关电路，让管脚COM1与管脚NO1连通、管脚COM2与管脚NO2连通、管脚COM3与管脚NO3连通，管脚COM4 和管脚NO4连通，使电极一所采集的体脂率信号通过管脚NO1传输输出，电极二所采集的体脂率信号通过管脚NO2传输出去，电极三所采集的体脂率信号通过管脚NO3传输出去，电极四所采集的体脂率信号通过管脚NO4传输出去。

由上述可知，本实用新型的电极复用电路，其通过选通端、开关电路和切换电路，实现了电极的复用。另外本实用新型还利用限流电阻，将电极通过电极复用电路在智能腕戴设备内部直接连接，具有较高的可靠性，还提高了信号质量和测试的准确率，并且结构简单、成本低。

如图1所示，一种智能腕戴设备，智能腕戴设备内设有上述的电极复用电路，心电图模块和体脂率模块，心电图模块与心电图输出端电连接，体脂率模块与体脂率输出端电连接；智能腕戴设备上安装有电极，电极与电极复用电路的信号输入端电连接。

智能腕戴设备为智能手表或智能手环。

如图1所示，本实施例中，智能腕戴设备为智能手环，智能手环上安装有电极一、电极二、电极三和电极四，电极一与管脚COM1连接，电极二与管脚COM2 连接、电极三与管脚COM3连接，电极四与管脚COM4连接，上述各连接使模拟开关芯片U的信号输入端分别接入电极采集的信号。在电极复用电路的作用下，智能手环上设置的四根电极，可同时作为体脂率模块的测量电极；电极一和电极二作为一大面积电极，电极三和电极四作为一大面积电极，两大面积电极可作为心电图模块的测量电极。

由上述可知，本实用新型的智能手环，仅安装四根电极，就可同时完成心电图测量和体脂率测量，节省了成本低。使用时，可在智能手环的外壳上设置按键，通过按键给选通端输入高电平或低电平，也可以通过智能手环内部的控制电路输入选通信号，具体结构不限，只要能够输入高电平和低电平即可。在测量时，通过选通端通知电极复用电路，电极复用电路利用开关电路、切换电路和限流电阻，让四根电极既可采集体脂率的测量信号，也可分两组采集心电图的测量信号。

为了防止静电，本实施例的智能手环内还设有静电防护电路。静电防护电路包括四个瞬变电压抑制二极管ESD1、ESD2、ESD3和ESD4，ESD1、ESD2、ESD3 和ESD4与四根电极一对一设置，且每个瞬变电压抑制二极管的正极均接地，负极均与对应的电极电连接。

以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种电极复用电路结构的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电极复用电路，其特征在于，包括：

信号输入端，所述信号输入端用于接入电极所采集的信号；

选通端，所述选通端用于接入选通信号；

心电图输出端，所述心电图输出端用于输出电极所采集的心电图信号；

体脂率输出端，所述体脂率输出端用于输出电极所采集的体脂率信号；

开关电路，所述开关电路的输入端与所述信号输入端电连接，所述开关电路的输出端分成两组，其中一组输出端与所述体脂率输出端一对一电连接；

与所述心电图输出端一对一连接的限流电阻，所述限流电阻的两端分别与所述开关电路的另一组输出端中的任两个输出端连接；

与所述开关电路电连接的切换电路，所述切换电路还与所述选通端电连接，所述切换电路根据选通信号控制所述开关电路连通所述信号输入端和所述心电图输出端或连通所述信号输入端和所述体脂率输出端。

2.根据权利要求1所述的电极复用电路，其特征在于，所述限流电阻的阻值为0欧姆。

3.根据权利要求1所述的电极复用电路，其特征在于，所述选通端用于接入电平控制信号。

4.根据权利要求1所述的电极复用电路，其特征在于，所述信号输入端、所述选通端、所述开关电路和所述切换电路集成设置，且集成设置为模拟开关芯片。

5.根据权利要求4所述的电极复用电路，其特征在于，所述模拟开关芯片为WAS4799Q芯片，所述WAS4799Q芯片包括八个输出管脚，其中四个所述输出管脚作为所述体脂率输出端，另四个所述输出管脚分成两组，一组串接第一限流电阻，另一组串接第二限流电阻，所述第一限流电阻和所述第二限流电阻的一端作为所述心电图输出端；所述WAS4799Q芯片还包括电源管脚和接地管脚，所述电源管脚和所述接地管脚之间串接滤波电容。

6.一种智能腕戴设备，其特征在于，

所述智能佩戴设备内设有权利要求1至5任一项所述的电极复用电路，心电图模块和体脂率模块，所述心电图模块与所述心电图输出端电连接，所述体脂率模块与所述体脂率输出端电连接；

所述智能腕戴设备上安装有电极，所述电极与所述电极复用电路的所述信号输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的智能腕戴设备，其特征在于，所述智能腕戴设备上安装有四根所述电极，四根所述电极分别与所述信号输入端电连接；所述电极复用电路包括两个所述限流电阻，两个所述限流电阻的另一端均与所述心电图模块电连接。

8.根据权利要求7所述的智能腕戴设备，其特征在于，所述智能腕戴设备内还设有静电防护电路，所述静电防护电路包括与所述电极一对一设置的瞬变电压抑制二极管，所述瞬变电压抑制二极管的正极接地，负极与对应的所述电极电连接。

9.根据权利要求6至8任一所述的智能腕戴设备，其特征在于，所述智能腕戴设备为智能手表或智能手环。