CN209333026U - 一种波形控制系统及电极治疗仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种波形控制系统，包括用于输出载波信号的控制器；分别与控制器和电极片连接的DA转换器，用于根据预设强度调整载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足预设强度和预设波形的已调信号，以向电极片输出已调信号；与DA转换器连接的电压转换器，用于将调幅载波信号转换为对应的电压信号。可见，本申请可以对输出的已调信号的强度以及波形灵活调节，无需使用专用的调制芯片以及特定的非线性器件，实现调制的方式简单，有利于电极治疗方法的推广。本申请还公开了一种电极治疗仪，与上述波形控制系统具有相同的有益效果。

Description

一种波形控制系统及电极治疗仪

技术领域

本申请涉及医疗器件技术领域，特别是涉及一种波形控制系统及电极治疗仪。

背景技术

电极治疗仪在脊柱治疗等医疗方面被广泛应用。在治疗时，将电极片附于人体相应的治疗部位，连通电极治疗仪的正负极，电极治疗仪产生的刺激信号通过电极片，以刺激治疗部位。其中，合适的刺激信号是非常关键的一环，而刺激信号是通过信号调制电路输出的已调信号得到的。

目前，常用的信号调制电路是通过非线性器件工作在非线性状态下实现，或者使用专用的调制芯片，使用非线性器件和专用调制芯片的调制电路输出的已调信号较为固定，调节波形和强度非常困难，不利于推广电极治疗的方法。

因此，如何提供一种能解决上述技术问题的方案，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种波形控制系统，可以对输出的已调信号的强度以及波形灵活调节，无需使用专用的调制芯片以及特定的非线性器件，实现调制的方式简单，有利于电极治疗方法的推广；本申请的另一目的是提供一种电极治疗仪，与上述波形控制系统具有相同的有益效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种波形控制系统，包括：

用于输出载波信号的控制器；

分别与所述控制器和电极片连接的DA转换器，用于根据预设强度调整所述载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足所述预设强度和所述预设波形的已调信号，以向所述电极片输出所述已调信号；

与所述DA转换器连接的电压转换器，用于将所述调幅载波信号转换为对应的所述电压信号。

优选地，所述DA转换器为TLC7528。

优选地，所述波形控制系统还包括：

与所述电压转换器连接、用于跟随所述电压信号的电压跟随器。

优选地，当所述已调信号为双向时，所述波形控制系统还包括运算放大器；

所述运算放大器分别与所述控制器和所述DA转换器连接；所述运算放大器用于将所述载波信号转换成双向载波信号后输出至所述DA转换器。

优选地，所述运算放大器为TL062。

优选地，所述电压跟随器为LM148或LM248或LM348或TL064。

优选地，所述电压转换器为TL062。

优选地，所述控制器为单片机。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电极治疗仪，包括电极片，还包括如上任一项所述的波形控制系统。

本申请提供了一种波形控制系统，包括用于输出载波信号的控制器；分别与控制器和电极片连接的DA转换器，用于根据预设强度调整载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足预设强度和预设波形的已调信号，以向电极片输出已调信号；与DA转换器连接的电压转换器，用于将调幅载波信号转换为对应的电压信号。

本申请中，利用DA转换器将控制器输出的载波信号调整为预设强度的调幅载波信号，也就是说，DA转换器能够输出峰峰值可调的调幅载波信号，然后经过电压转换器将调幅载波信号转换成对应的电压信号发送至DA转换器，DA转换器再根据预设波形将电压信号转换为所需的已调信号，最后将已调信号输出至电极片，可见，本申请可以对输出的已调信号的强度以及波形灵活调节，无需使用专用的调制芯片以及特定的非线性器件，实现调制的方式简单，有利于电极治疗方法的推广。

本申请还提供了一种电极治疗仪，与上述波形控制系统具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种波形控制系统的结构示意图；

图2为本申请所提供的一种DA转换器的连接关系示意图；

图3为图2中的DA转换器的另一连接关系示意图；

图4为本申请所提供的一种电压跟随器的结构示意图；

图5为本申请所提供的一种运算放大器的结构示意图；

图6(a)为本申请所提供的一种载波信号的波形示意图；

图6(b)为图6(a)转换后的波形示意图；

图7为本申请所提供的一种已调信号的波形示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种波形控制系统，可以对输出的已调信号的强度以及波形灵活调节，无需使用专用的调制芯片以及特定的非线性器件，实现调制的方式简单，有利于电极治疗方法的推广；本申请的另一核心是提供一种电极治疗仪，与上述波形控制系统具有相同的有益效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请所提供的一种波形控制系统的结构示意图，包括：

用于输出载波信号的控制器1；

分别与控制器1和电极片连接的DA(Digital to Analog converter，数模转换器)转换器，用于根据预设强度调整载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足预设强度和预设波形的已调信号，以向电极片输出已调信号；

与DA转换器2连接的电压转换器3，用于将调幅载波信号转换为对应的电压信号。

具体地，为了解决背景技术提出的问题，本申请的波形控制系统包括控制器1、DA转换器2和电压转换器3，其中，控制器1可以为单片机，可以输出载波信号，载波信号可以为频率为2000Hz的单向矩形波，即单片机产生一个2000Hz的中频载波信号。

相应地，本申请的DA转换器2和电压转换器3均可以为通用的运算放大器，其中，DA转换器2的输入为电压型信号，输入载波信号后，单片机可以向DA转换器2输出数字信号控制DA转换器2输出的调幅载波信号的强度，即输出信号的幅度，这一过程调整载波信号的峰值，可见，DA转换器2在单片机的控制下能够灵活调整载波信号的峰峰值。

相应地，在调整完载波信号的强度后，将DA转换器2输出的调幅载波信号经过电压转换器3转换为相应的电压信号，然后再输入DA转换器2，同时，单片机可以向DA转换器2输出数字信号控制DA转换器2输出信号的波形，即已调信号的波形，以将信号转换为所需的波形后输出给电极片。波形控制系统最终输出的已调信号的波形可以有很多，参见图7，图7示出了其中一种已调信号的波形。可见，通过DA转换器2可将载波信号转换为预设强度和预设波形的已调信号。

需要说明的是，这里的向电极片输出已调信号并不意味着已调信号直接输出给电极片，一般地，已调信号还要经过功放电路转换为合适的信号才能输入电极片或者其他设备。本申请提供了一种波形控制系统，包括用于输出载波信号的控制器；分别与控制器和电极片连接的DA转换器，用于根据预设强度调整载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足预设强度和预设波形的已调信号，以向电极片输出已调信号；与DA转换器连接的电压转换器，用于将调幅载波信号转换为对应的电压信号。

本申请中，利用DA转换器将控制器输出的载波信号调整为预设强度的调幅载波信号，也就是说，DA转换器能够输出峰峰值可调的调幅载波信号，然后经过电压转换器将调幅载波信号转换成对应的电压信号发送至DA转换器，DA转换器再根据预设波形将电压信号转换为所需的已调信号，最后将已调信号输出至电极片，可见，本申请可以对输出的已调信号的强度以及波形灵活调节，无需使用专用的调制芯片以及特定的非线性器件，实现调制的方式简单，有利于电极治疗方法的推广。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，DA转换器2为TLC7528。

具体地，考虑到波形控制系统的成本，本申请的DA转换器2可以为TLC7528，由于DA转换器2需要先调整载波信号的强度，然后经过转换(电压信号)后再调整电压信号的波形，也就是说需要两次DA转换，两个输入两个输出，而TLC7528是双路DA转换芯片，如图2和图3所示，这样采用一个芯片即可满足需求，若采用其他型号的DA转换器2，就需要两个这样的芯片，可见，采用TLC7528不仅可以降低电路成本，还可以简化电路结构。

需要说明的是，图2和图3均为TLC7528，为了方便后续的说明，本申请将TLC7528的第一路输入输出用U20表示，第二路输入输出用U8表示。图2重点示出了调整强度时各引脚的连接关系，其中，DB0-DB7为单片机输出的8位用于控制强度的数字信号PD8-PD15的输入引脚，4号引脚为参考电压引脚，即用来输入单向矩形波或者双向对称矩形波或者其他的载波，2号引脚作为第一路的输出与相应的器件相连，各引脚的连接端的标注标明其如何连接(标注相同的进行连接)，本申请在此不再过多说明。图3重点示出了调整波形时各引脚的连接关系，其中，DB0-DB7为单片机输出的8位用于控制波形的数字信号PD8-PD15的输入引脚，18号引脚为第二路的参考电压引脚，即用来输入调幅载波信号转换成的电压信号，20号引脚作为第二路的输出，各引脚的连接端的标注标明其如何连接。TLC7528的6号引脚用来选择第一路还是第二路在工作，当6号引脚接入低电平时，第一路工作；当6号引脚接入高电平时，第二路工作。

此外，TLC7528内部由电阻网络组成，通过控制器1控制其内部开关的开合(S1-S8)使输出变化，从而实现强度和波形的调节，开关的开合是通过单片机输出的数字量控制，数字量的位数由选择的DA转换器2的类型决定，TLC7528可以由从00000000-11111111的8位数字量控制。

还需要说明的是，DA转换器2可以为TLC7528，也可以为其他，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，波形控制系统还包括：

与电压转换器3连接、用于跟随电压信号的电压跟随器。

具体地，由于电压转换器3实质上为运算放大器，其输入阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级(DA转换器2)的输入阻抗比较小，那么电压信号就会有相当的部分损耗在电压转换器3的输出电阻中。因此，本申请需要电压跟随器进行缓冲，起到承上启下的作用，如图4所示。同样，为了方便描述，可以用U9表示电压跟随器，电压跟随器同相输入端接上一级的输出端，反相输入端连接其输出端。由于电压跟随器输入阻抗趋于无穷大，输出阻抗趋于零，这样，一方面，电压跟随器将DA转换器2与电压转换器3隔离开来，避免了DA转换器2与电压转换器3之间的相互干扰，可以提高DA转换器2的精度；另一方面，可以降低DA转换器2的输出阻抗，使其具有电压源的性质；此外，电压跟随器驱动负载的能力很强，在已调信号输出至电极片之前，也可以连接一个电压跟随器，这样可以提高驱动负载的能力电压跟随器同相输入端接上一级的输出端，反相输入端连接其输出端。

作为一种优选的实施例，当已调信号为双向时，波形控制系统还包括运算放大器；

运算放大器分别与控制器1和DA转换器2连接；运算放大器用于将载波信号转换成双向载波信号后输出至DA转换器2。

具体地，为了使波形控制系统输出的波形能满足更多的应用，本申请的载波信号除了可以为单向矩形波外，还可以为双向对称的矩形波，以满足有些需要双向信号的场合，此时，为了向DA转换器2输入双向对称的矩形波，需要将单向矩形波通过运算放大器进行转换，运算放大器可以采用TL062，如图5所示，TL062为双路运放，本申请可以利用其第一路将单向矩形波，如图6(a)所示，转换为双向对称的矩形波，如图6(b)所示，然后输出至U20的4号引脚，作为输入的载波信号。

需要说明的是，运算放大器可以采用TL062，也可以采用其他的运算放大器，这时可能连接关系或者其他方面做出相适应变化即可，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，电压转换器3为TL062。

具体地，考虑到波形控制系统的成本和简单性，本申请的电压转换器3可以为TL062，即可以利用运算放大器TL062的第二路进行电压转换，这样可以节省电路的空间和器件个数，保证了波形控制系统的电路元器件少、结构简单以及成本低。

当然，电压转换器3可以为TL062，也可以为其他，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，电压跟随器为LM148或LM248或LM348或TL064。

具体地，为了进一步降低波形控制系统的成本，本申请的电压跟随器可以为LM148或LM248或LM348或TL064，均是四路通用运放，如图4所示的结构。电压跟随器在现有技术中已经是很成熟的产品了，本申请采用的LM148或LM248或LM348或TL064价格低，有利于控制波形控制系统的成本。

另外，电压跟随器除了可以为LM148或LM248或LM348或TL064外，还可以为其他，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，控制器1为单片机。

具体地，考虑到波形控制系统的成本，本申请的控制器1可以为单片机，相对其他的控制器1来说，单片机价格低，性价比高，可以降低波形控制系统的成本。

当然，本申请的控制器1可以为单片机，还可以为其他类型的控制器1，本申请在此不做特别的限定。

为了解决上述技术问题，本申请还提供了一种电极治疗仪，包括电极片，还包括如上任一实施例所描述的波形控制系统。

本申请还提供了一种电极治疗仪，与上述波形控制系统具有相同的有益效果。

对于本申请提供的一种电极治疗仪的介绍请参照上述一种波形控制系统的实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种波形控制系统，其特征在于，包括：

用于输出载波信号的控制器；

分别与所述控制器和电极片连接的DA转换器，用于根据预设强度调整所述载波信号的强度，得到调幅载波信号；还用于根据预设波形调整电压信号的波形，得到满足所述预设强度和所述预设波形的已调信号，以向所述电极片输出所述已调信号；

与所述DA转换器连接的电压转换器，用于将所述调幅载波信号转换为对应的所述电压信号。

2.根据权利要求1所述的波形控制系统，其特征在于，所述DA转换器为TLC7528。

3.根据权利要求1所述的波形控制系统，其特征在于，所述波形控制系统还包括：

与所述电压转换器连接、用于跟随所述电压信号的电压跟随器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的波形控制系统，其特征在于，当所述已调信号为双向时，所述波形控制系统还包括运算放大器；

所述运算放大器分别与所述控制器和所述DA转换器连接；所述运算放大器用于将所述载波信号转换成双向载波信号后输出至所述DA转换器。

5.根据权利要求4所述的波形控制系统，其特征在于，所述运算放大器为TL062。

6.根据权利要求3所述的波形控制系统，其特征在于，所述电压跟随器为LM148或LM248或LM348或TL064。

7.根据权利要求6所述的波形控制系统，其特征在于，所述电压转换器为TL062。

8.根据权利要求1所述的波形控制系统，其特征在于，所述控制器为单片机。

9.一种电极治疗仪，其特征在于，包括电极片，还包括如权利要求1-8任一项所述的波形控制系统。