CN219353963U - 多普勒多胎心检测电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多普勒多胎心检测电路及装置，通过MCU器件、驱动电路、多普勒频移解调电路及多个超声波器件构成多普勒多胎心检测电路。本技术方案在进行实施时，MCU器件的输出端将控制信号发送至驱动电路的输入端，驱动电路接收控制信号并将第一超声波信号发送至多个超声波器件，多个超声波器件接收第一超声波信号并产生第二超声波信号，多普勒频移解调电路将第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至MCU器件的输入端，MCU器件接收解调信号并得到胎心信息。由此，整个多普勒多胎心检测电路仅需一个MCU器件以及一个驱动电路，具备结构简单、成本低的优势，相应的也便于维护。

Description

多普勒多胎心检测电路及装置

技术领域

本实用新型涉及胎心检测技术领域，尤其涉及一种多普勒多胎心检测电路及装置。

背景技术

目前，胎心率是评估胎儿宫内安危的重要手段之一，胎心监护能够有效发现孕期胎儿异常状况，提示及早治疗，对提高人口素质具有重要的临床意义。

大多数胎心检测装置都采用一个主控板驱动一块超声晶片，导致在临床使用监护多胞胎时就需要使用多个探头同时监护，即每个探头都是一个主控板驱动一块超声晶片，相互独立，如此三胞胎监护时就需要同时使用三个胎心探头，也就是三块主控板分别驱动三块超声晶片。对于上述胎心检测装置，容易存在成本极高、结构复杂不便于维护、驱动时间不容易控制的技术问题，以及成本较高的劣势。

因此，现有技术有待于改善。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种多普勒多胎心检测电路及装置，以至少解决相关技术中现有胎心检测装置存在的结构复杂不便于维护的技术问题。

本实用新型的第一方面，提供了一种多普勒多胎心检测电路，所述多普勒多胎心检测电路包括MCU器件、驱动电路、多普勒频移解调电路及多个超声波器件；

所述MCU器件的输出端与所述驱动电路的输入端电连接，所述驱动电路的输出端分别与多个所述超声波器件电连接，所述多普勒频移解调电路的输出端与所述MCU器件的输入端电连接；

其中，所述MCU器件的输出端用于将控制信号发送至所述驱动电路的输入端，所述驱动电路用于接收所述控制信号并将第一超声波信号发送至多个所述超声波器件，多个所述超声波器件用于接收所述第一超声波信号并产生第二超声波信号，所述多普勒频移解调电路用于将所述第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至所述MCU器件的输入端，所述MCU器件用于接收解调信号并得到胎心信息。

本实用新型的第二方面，提供了一种胎心检测装置，包括壳体及如第一方面的所述多普勒多胎心检测电路，所述多普勒多胎心检测电路内置于所述壳体内。

本实用新型的多普勒多胎心检测电路及装置，通过MCU器件、驱动电路、多普勒频移解调电路及多个超声波器件构成多普勒多胎心检测电路，以及MCU器件的输出端与驱动电路的输入端电连接，驱动电路的输出端分别与多个超声波器件电连接，多普勒频移解调电路的输出端与MCU器件的输入端电连接。则采用该多普勒多胎心检测电路进行胎心率检测时，MCU器件的输出端将控制信号发送至驱动电路的输入端，驱动电路接收控制信号并将第一超声波信号发送至多个超声波器件，多个超声波器件接收第一超声波信号并产生第二超声波信号，多普勒频移解调电路将第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至MCU器件的输入端，MCU器件接收解调信号并得到胎心信息。由此，整个多普勒多胎心检测电路仅需一个MCU器件以及一个驱动电路，具备结构简单、成本低的优势，相应的也便于维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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为相关技术中的胎心检测装置的结构框图；

图2为本实用新型一实施例中多普勒多胎心检测电路的结构框图；

图3为本实用新型一实施例中驱动电路的CPLD电路的电路连接示意图；

图4为本实用新型一实施例中驱动电路的后级驱动电路的电路连接示意图；

图5为本实用新型一实施例中多普勒频移解调电路的电路连接示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本实用新型的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。

在相关技术中，请参阅图1，示出一种胎儿监护仪胎心探头电路结构，其由MCU控制驱动电路驱动超声晶片板发射超声波及接收回波。根据多普勒效应，声源和接收器固定不动，探测目标相对声源和接收器存在一定的运动速度，超声晶片充当了发射器和接收器，回波信号中不仅有运动目标的多普勒频移信号，还包括静止目标或者慢速目标等产生的杂波信号，所以需要从复杂的回波信号中提取多普勒频移信号，这一过程称之为频移解调，回波信号经过频移解调后经过MCU计算得出胎心率。

上述胎儿监护仪胎心探头电路结构虽然能够检测胎心率，但在临床使用监护多胞胎时就需要使用多个探头同时监护，即每个探头都是一个主控板驱动一块超声晶片，相互独立，如此三胞胎监护时就需要同时使用三个胎心探头，也就是三块主控板分别驱动三块超声晶片。即容易存在成本极高、结构复杂不便于维护、驱动时间不容易控制的技术问题，以及成本较高的劣势。

为解决上述技术问题，请参阅图2，本实施例提供了一种多普勒多胎心检测电路，其具体包括MCU器件10、驱动电路20、多普勒频移解调电路40及多个超声波器件，下面对于MCU器件10、驱动电路20、多普勒频移解调电路40及多个超声波器件的功能、连接关系进行具体阐述：

MCU器件10表示具备控制功能的器件，例如单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机。MCU器件10的输出端与驱动电路20的输入端电连接，以及MCU器件10的输入端与多普勒频移解调电路40的输出端连接。在本实施例中，MCU器件10的数量为1个。

驱动电路20表示能够产生超声波信号的电路，例如是CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)电路。其输出端分别与多个超声波器件电连接，其输入端与MCU器件10的输出端电连接。在本实施例中，驱动电路20的数量为1个。

超声波器件表示设置有超声波晶片的板件，该板件上具备与超声波晶片连接的接口，各板件通过该接口与驱动电路20的输出端电连接，而超声波晶片可以产生超声波信号的一种器件。在本实施例中，多个超声波器件表示至少两个以上超声波器件(例如，图2中超声波器件30A、30B及30C)。

多普勒频移解调电路表示具备对超声波信号进行解调的电路，其输入端用于接收所反馈的接收回波信号，其输出端与MCU器件10电连接。

通过本技术方案的实施，即由MCU器件10、驱动电路20、多普勒频移解调电路40及多个超声波器件构成多普勒多胎心检测电路，当进行胎心率检测时，MCU器件10的输出端将控制信号发送至驱动电路20的输入端，驱动电路20接收控制信号并将第一超声波信号发送至多个超声波器件，多个超声波器件接收第一超声波信号并产生第二超声波信号，多普勒频移解调电路40将第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至MCU器件10的输入端，MCU器件10接收解调信号并得到胎心信息。由此，整个多普勒多胎心检测电路仅需一个MCU器件以及一个驱动电路，具备结构简单、成本低的优势，相应的也便于维护。

应当理解的是，对于MCU器件10在接收到解调信号后，计算出与解调信号对应的胎心信息(胎心率)，上述计算胎心率的方式属于MCU器件10本身的预先配置的功能；本技术方案的保护点在于各器件间的连接关系，当各器件建立上述连接关系后，可自动实现预先配置的功能。

在本实施例的一些可选实施方式中，驱动电路包括一个CPLD电路及一个后级驱动电路；CPLD电路的输入端与MCU器件的输出端电连接，CPLD电路的输出端与后级驱动电路的输入端电连接，后级驱动电路的输出端分别与多个超声波器件电连接。即本技术方案中，通过CPLD电路及后级驱动电路构成驱动电路，则当CPLD电路的输入端接收MCU器件的输出端所输出的控制信号后，CPLD电路的输出端输出原始超声波信号，后级驱动电路的输入端接收原始超声波信号，并对原始超声波信号进行放大处理得到第一超声波信号，后级驱动电路的输出端发送第一超声波信号至多个超声波器件，完成超声波信号的传输过程。

请参阅图3，CPLD电路包括CPLD芯片U25，CPLD芯片上配置有电源输入引脚(功能名称为PCA、PA7)及声波输出引脚(功能名称为PB0、PB1)，电源输入引脚与MCU器件10的输出端电连接，声波输出引脚分别与多个超声波器件电连接。在进行实施时，当电源输入引脚接收到MCU器件的输出端所输出的控制信号，CPLD芯片U25生成原始超声波信号(1M_HZ+和1MHZ-信号)，1M_HZ+和1MHZ-信号为CPLD发出的频率相同相位相反的超声波，起到对后级驱动电路的时序控制作用。

请参阅图4，后级驱动电路包括驱动芯片U27、第一LC选频放大电路及阻抗匹配电路；驱动芯片U27的输入端与声波输出引脚电连接，驱动芯片U27的输出端与第一LC选频放大电路的输入端电连接，第一LC选频放大电路的输出端与阻抗匹配电路的输入端电连接，阻抗匹配电路的输出端分别与多个超声波器件电连接。

具体的，驱动芯片U27的输入端包括输入引脚(功能名称X2、X3、X6及X7)，以及驱动芯片U27的输出端包括输出引脚(功能名称A、B、C、INH)。其主要起到将原始超声波信号进行传输的作用。

具体的，第一LC选频放大电路包括第一电阻R317、第二电阻R372、第一电感线圈L17、第二电感线圈L18、第一电容C333、第二电容C323、第三电容C329及第四电容C330；该第一电阻R317的一端与驱动芯片U27的输出端电连接，该第一电阻R317的另一端同时与第一电感线圈L17的一端、第一电容C333的一端电连接，第一电容C333的另一端同时与第二电阻R372的一端、第二电感线圈L18的一端电连接，第二电阻R372的另一端与驱动芯片U27的输出端电连接，第一电感线圈L17的另一端同时与第三电容C329的一端、第二电容C323的一端、阻抗匹配电路的输入端电连接，第二电感线圈L18的另一端同时与第二电容C323的另一端、第四电容C330的一端、阻抗匹配电路的输入端电连接，第四电容C330的另一端接地，第三电容C329的另一端接地。通过上述第一LC选频放大电路中各电阻、电感线圈，对从驱动芯片U27传输过来的原始超声波信号进行放大处理，得到第一超声波信号。

具体的，阻抗匹配电路包括第三电阻R404、第四电阻R377、第五电阻R373、第六电阻R407、第七电阻R405、第八电阻R406、第三电感线圈L19、第四电感线圈L21及第五电感线圈L20。该第八电阻R406的一端同时与第一LC选频放大电路、第五电感线圈L20的一端、多普勒频移解调电路电连接，第五电感线圈L20的另一端与第七电阻R405的一端电连接，第七电阻R405的另一端同时与第四电感线圈L21的一端、第三电感线圈L19的一端电连接，第三电感线圈L19的另一端与第三电阻R404的一端电连接，第三电阻R404的另一端同时与多个超声波器件、第四电阻R377的一端电连接，第四电感线圈L21的另一端与第六电阻R407的一端电连接，第六电阻R407的另一端同时与多个超声波器件、第五电阻R373的一端、第八电阻R406的另一端、多普勒频移解调电路电连接，第四电阻R377的另一端接地，第五电阻R373的另一端接地。其中，第三电阻R404的另一端、第四电阻R377的一端形成一结点CON_3，该一结点用于与多个超声波器件电连接，以发送、接收超声波信号；另外，第六电阻R407的另一端、第五电阻R373的一端、第八电阻R406的另一端形成另一结点CON_5，也用于与多个超声波器件电连接，以发送、接收超声波信号。通过上述阻抗匹配电路中各电阻、电感线圈，提供调整负载功率和抑制信号反射的作用，保证超声波信号的输出以及输入稳定性。

请参阅图5，多普勒频移解调电路包括第二LC选频放大电路、差分放大电路及模拟开关电路；第二LC选频放大电路的输入端用于接收接收回波信号，第二LC选频放大电路的输出端与差分放大电路的输入端电连接，差分放大电路的输出端与模拟开关电路的输入端电连接，模拟开关电路的输出端与MCU器件的输入端电连接。即通过第二LC选频放大电路所提供的放大作用以及差分放大电路的差分放大的选择作用，形成对于超声波信号的解调处理，并通过模拟开关电路输出解调信号。

具体的，第二LC选频放大电路包括第五电容C331、第六电容C332、第七电容C356、第八电容C357、第九电容C328、第六电感线圈L16及第七电感线圈L15。该第五电容C331的一端同时与第六电感线圈L16的一端、第七电容C356的一端电连接，第六电感线圈L16的另一端同时与第七电容C356的一端、第八电容C357的一端、第九电容C328的一端、差分放大电路电连接，第七电容C356的另一端与第七电感线圈L15的一端、第六电容C332的一端电连接，第七电感线圈L15的另一端同时与第七电容C356的一端、第八电容C357的一端、第九电容C328的一端、差分放大电路电连接，第五电容C331的另一端和第六电容C332的另一端作为第二LC选频放大电路的输入端用于接收接收回波信号。即通过各电容、电感线圈所组成的第二LC选频放大电路对接收回波信号提供放大处理。

具体的，差分放大电路包括第一运算放大器U28B、第二运算放大器U29A、第十电容C358、第十一电容C359、第九电阻R400、第十电阻R368、第十一电阻R367、第十二电阻R366、第十三电阻R401；第一运算放大器U28B的正极输入端经第十电容C358与第九电阻R400的一端电连接，第九电阻R400的另一端与第二LC选频放大电路电连接，第一运算放大器U28B的负极输入端同时与第十电阻R368的一端、第十一电阻R367的一端电连接，第一运算放大器U28B的输出端同时与第十电阻R368的另一端、模拟开关电路电连接，第二运算放大器U29A的负极输入端同时与第十一电阻R367的另一端、第十二电阻R366的一端电连接，第二运算放大器U29A的正极输入端经第十一电容C359与第十三电阻R401的一端电连接，第第十三电阻R401的另一端第二LC选频放大电路电连接，第二运算放大器U29A的输出端同时与第十二电阻R366的另一端、模拟开关电路电连接。即通过差分放大电路设置，更好地将接收回波信号进行处理，从而便于后续的模拟开关电路对微弱信号进行解调等处理。

其中，模拟开关电路包括控制芯片U26，该控制芯片U26预先配置有解调功能，其可以将来自差分放大电路的接收回波信号进行解调，从而得到解调信号。最后将所得到的解调信号输出至MCU器件10，以便于MCU器件10最终计算出相应的胎心率。

需要说明的是，实施例中所涵盖的对于说明书附图的电子元器件的描述仅便于说明一些电路的工作原理，而对于未进行阐述的另一些电路，本领域技术人员通过说明书附图及实施例可理解，这里不再赘述。

本实施例还提供了一种测量装置，包括壳体及如上述实施例的多普勒多胎心检测电路，多普勒多胎心检测电路内置于壳体内。通过多普勒多胎心检测电路的设置，采用测量装置对胚胎进行胎心率检测时，MCU器件的输出端将控制信号发送至驱动电路的输入端，驱动电路接收控制信号并将第一超声波信号发送至多个超声波器件，多个超声波器件接收第一超声波信号并产生第二超声波信号，多普勒频移解调电路将第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至MCU器件的输入端，MCU器件接收解调信号并得到胎心信息。由此，整个多普勒多胎心检测电路仅需一个MCU器件以及一个驱动电路，具备结构简单、成本低的优势，相应的也便于维护。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述多普勒多胎心检测电路包括MCU器件、驱动电路、多普勒频移解调电路及多个超声波器件；

所述MCU器件的输出端与所述驱动电路的输入端电连接，所述驱动电路的输出端分别与多个所述超声波器件电连接，所述多普勒频移解调电路的输出端与所述MCU器件的输入端电连接；

其中，所述MCU器件的输出端用于将控制信号发送至所述驱动电路的输入端，所述驱动电路用于接收所述控制信号并将第一超声波信号发送至多个所述超声波器件，多个所述超声波器件用于接收所述第一超声波信号并产生第二超声波信号，所述多普勒频移解调电路用于将所述第二超声波信号遇到胎心运动时所反射的接收回波信号进行解调，并将解调信号传输至所述MCU器件的输入端，所述MCU器件用于接收解调信号并得到胎心信息。

2.如权利要求1所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述驱动电路包括CPLD电路及后级驱动电路；

所述CPLD电路的输入端与所述MCU器件的输出端电连接，所述CPLD电路的输出端与所述后级驱动电路的输入端电连接，所述后级驱动电路的输出端分别与所述多个超声波器件电连接；

其中，所述CPLD电路的输入端接收所述MCU器件的输出端所输出的控制信号，所述CPLD电路的输出端用于输出原始超声波信号，所述后级驱动电路的输入端用于接收所述原始超声波信号，所述后级驱动电路用于对所述原始超声波信号进行放大处理得到第一超声波信号，所述后级驱动电路的输出端用于发送第一超声波信号至多个所述超声波器件。

3.如权利要求2所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述CPLD电路包括CPLD芯片，所述CPLD芯片上配置有电源输入引脚及声波输出引脚，所述电源输入引脚与所述MCU器件的输出端电连接，所述声波输出引脚分别与所述多个超声波器件电连接；

其中，所述电源输入引脚用于接收所述MCU器件的输出端所输出的控制信号，所述声波输出引脚用于输出原始超声波信号至所述后级驱动电路。

4.如权利要求3所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述后级驱动电路包括驱动芯片、第一LC选频放大电路及阻抗匹配电路；

所述驱动芯片的输入端与所述声波输出引脚电连接，所述驱动芯片的输出端与所述第一LC选频放大电路的输入端电连接，所述第一LC选频放大电路的输出端与所述阻抗匹配电路的输入端电连接，所述阻抗匹配电路的输出端分别与所述多个超声波器件电连接。

5.如权利要求4所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述LC选频放大电路包括第一电阻、第二电阻、第一电感线圈、第二电感线圈、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；

所述第一电阻的一端与所述驱动芯片的输出端电连接，所述第一电阻的另一端同时与所述第一电感线圈的一端、第一电容的一端电连接，所述第一电容的另一端同时与所述第二电阻的一端、第二电感线圈的一端电连接，所述第二电阻的另一端与所述驱动芯片的输出端电连接，所述第一电感线圈的另一端同时与所述第三电容的一端、第二电容的一端、阻抗匹配电路的输入端电连接，所述第二电感线圈的另一端同时与所述第二电容的另一端、第四电容的一端、阻抗匹配电路的输入端电连接，所述第四电容的另一端接地，所述第三电容的另一端接地。

6.如权利要求4所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电感线圈、第四电感线圈及第五电感线圈；

所述第八电阻的一端同时与所述第一LC选频放大电路、第五电感线圈的一端、多普勒频移解调电路电连接，所述第五电感线圈的另一端与所述第七电阻的一端电连接，所述第七电阻的另一端同时与所述第四电感线圈的一端、第三电感线圈的一端电连接，所述第三电感线圈的另一端与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端同时与多个所述超声波器件、第四电阻的一端电连接，所述第四电感线圈的另一端与第六电阻的一端电连接，所述第六电阻的另一端同时与多个超声波器件、第五电阻的一端、第八电阻的另一端、多普勒频移解调电路电连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端接地。

7.如权利要求1所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述多普勒频移解调电路包括第二LC选频放大电路、差分放大电路及模拟开关电路；

所述第二LC选频放大电路的输入端用于接收所述接收回波信号，所述第二LC选频放大电路的输出端与所述差分放大电路的输入端电连接，所述差分放大电路的输出端与所述模拟开关电路的输入端电连接，所述模拟开关电路的输出端与所述MCU器件的输入端电连接。

8.如权利要求7所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述第二LC选频放大电路包括第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第六电感线圈及第七电感线圈；

所述第五电容的一端同时与所述第六电感线圈的一端、第七电容的一端电连接，所述第六电感线圈的另一端同时与所述第七电容的一端、第八电容的一端、第九电容的一端、差分放大电路电连接，所述第七电容的另一端与所述第七电感线圈的一端、第六电容的一端电连接，所述第七电感线圈的另一端同时与第七电容的一端、第八电容的一端、第九电容的一端、差分放大电路电连接。

9.如权利要求7所述多普勒多胎心检测电路，其特征在于，所述差分放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第十电容、第十一电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻；

所述第一运算放大器的正极输入端经所述第十电容与第九电阻的一端电连接，所述第九电阻的另一端与所述第二LC选频放大电路电连接，所述第一运算放大器的负极输入端同时与所述第十电阻的一端、第十一电阻的一端电连接，所述第一运算放大器的输出端同时与所述第十电阻的另一端、模拟开关电路电连接，所述第二运算放大器的负极输入端同时与所述第十一电阻的另一端、第十二电阻的一端电连接，所述第二运算放大器的正极输入端经所述第十一电容与所述第十三电阻的一端电连接，所述第十三电阻的另一端与所述第二LC选频放大电路电连接，所述第二运算放大器的输出端同时与所述第十二电阻的另一端、模拟开关电路电连接。

10.一种胎心检测装置，其特征在于，包括壳体及如权利要求1至9中任一项所述多普勒多胎心检测电路，所述多普勒多胎心检测电路内置于所述壳体内。