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Technischer Bereich
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Diese Erfindung bezieht sich auf elektronische Blutdruckmessgeräte, und spezieller ausgedrückt, bezieht sie sich auf elektronische Blutdruckmessgeräte, welche den Blutdruck zum Beispiel durch das Aufblasen eines Luftbalges, wobei eine piezoelektrische Pumpe benutzt wird, messen.
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Hintergrund des Standes der Technik
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Der Blutdruck ist ein Index für das Analysieren von Herzkreislauferkrankungen. Das Durchführen einer Risikoanalyse für kardiovaskuläre Erkrankung, basierend auf Blutdruck, ist effektiv für das Verhindern von kardiovaskulär bezogenen Zuständen, wie z. B. Herzinfarkt, Herzfehler und myokardialem Infarkt. Im Speziellen wird der hohe Blutdruck am Morgen, in welchem der Blutdruck am frühen Morgen ansteigt, auf die Herzerkrankung, den Schlaganfall und Ähnliches bezogen. Darüber hinaus, innerhalb der morgendlichen Bluthochdrucksymptome, hat man herausgefunden, dass das Symptom, welches ”morgendlicher Druckanstieg” genannt wird, in welchem der Blutdruck schnell innerhalb einer Stunde bis eineinhalb Stunden nach dem Aufwachen ansteigt, einen ursächlichen Bezug mit dem Schlaganfall besitzt. Entsprechend ist das Verständnis der Wechselbeziehung zwischen der Zeit (Lebensstil bzw. Lebensführung) und den Veränderungen im Blutdruck für die Risikoanalyse für kardiovaskulär bezogene Zustände nützlich. Es ist deshalb notwendig, den Blutdruck kontinuierlich über eine lange Zeitperiode zu messen.
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Außerdem haben jüngste Studien gezeigt, dass der Heim-Blutdruck, welcher der Blutdruck ist, welcher zu Hause gemessen wird, für die Vorsorge, die Diagnose, die Behandlung usw. von kardiovaskulär bezogenen Zuständen effektiver ist als der Blutdruck, welcher in einer Klinik oder während einer Gesundheitsuntersuchung (gelegentlicher Blutdruck) gemessen wird. Entsprechend sind Blutdruckmessgeräte für zu Hause in breitem Maße vorherrschend geworden, und es hat begonnen, dass Heim-Blutdruckwerte in der Diagnose verwendet werden; demnach sind verschiedene Arten von Blutdruckmessgeräten für den Gebrauch zuhause hergestellt worden.
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Bei einem typischen elektronischen Blutdruckmessgerät wird eine Manschette, welche einen Luftbalg beinhaltet, gleichmäßig um ein Teil eines Körpers gewickelt, und Änderungen in dem Volumen einer arteriellen Ader, welche durch das Aufblasen/Auslassen der Luft des Luftbalges mit Luft unter Druck gesetzt wird, werden als Änderungen in der Amplitude des Druckes in dem Luftbalg (einem Manschettendruck) erhalten; inzwischen sind elektronische Blutdruckmessgeräte, welche ein oszillometrisches Verfahren anwenden, um einen Blutdruck zu berechnen, in Gebrauch, und der Luftbalg kann unter Benutzung einer piezoelektrischen Pumpe aufgeblasen werden, wie dies in
JP 2009-74418 A zum Beispiel offenbart wird.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2009-74418 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Inzwischen können eine externe Antriebstechnik und eine selbstoszillierende Technik als Techniken hergenommen werden, um eine piezoelektrische Pumpe anzutreiben, und bei der selbstoszillierenden Technik ist es notwendig, feine Justierungen an den Ausgabeeigenschaften eines Pulses durchzuführen, aufgrund eines Gestaltungsfehlers oder Ähnlichem in der Schaltung. Jedoch gibt es ein Problem darin, dass, wenn eine Schaltung bereitgestellt wird, um derartige feine Justierungen durchzuführen, das Schaltungs-Layout und so weiter an Abmessung zunimmt.
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Die externe Antriebstechnik erfordert nur, dass zum Beispiel ein Puls, welcher zu den Eigenschaften der piezoelektrischen Pumpe passt, von der CPU ausgegeben wird und es damit leicht ist, dies in die Gestaltungen einzubauen. Eine Technik, bei welcher der Puls an der piezoelektrischen Pumpe angelegt wird, wobei eine H-Brückenschaltung oder Ähnliches benutzt wird, wird angewendet. Es ist bekannt, dass das Signal sich umdreht, wenn die H-Brückenschaltung schaltet, und ein hoher Einschaltstrom wird in Antwort auf die Eingabe eines Signals hergestellt, welches relativ zu einer Änderung umgekehrt ist, welche sich in der piezoelektrischen Pumpe ausgebildet hat.
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Der Einschaltstrom verursacht ein Abfallen in der Batteriezellenspannung, was umgekehrt die Genauigkeit der Blutdruckmessung beeinträchtigen kann. Es gibt auch ein Problem einer kürzeren Lebensdauer der Batterie bei dem Blutdruckmessgerät.
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Indem man darauf gestoßen ist, derartige Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Blutdruckmessgerät bereitzustellen, welches in der Lage ist, einen Einschaltstrom zu unterdrücken, indem eine einfache Konfiguration benutzt wird.
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Lösung des Problems
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Ein elektronisches Blutdruckmessgerät entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine Manschette, welche an einer Messfläche zu tragen ist, eine piezoelektrische Pumpe, welche einen Druck justiert bzw. einstellt, welcher an der Manschette angelegt ist, eine Treiberschaltung, welche die piezoelektrische Pumpe treibt, und ein Steuerglied, welches ein Pulssignal, welches einen Treiberzeitablauf der piezoelektrischen Pumpe definiert, an die Treiberschaltung ausgibt. Die Treiberschaltung beinhaltet einen Schaltkreis, um eine Verbindungsbeziehung zwischen jeweiligen Spannungen, welche an beiden Enden der piezoelektrischen Pumpe angelegt sind, in Antwort auf entsprechende erste und zweite Treibersignale zu schalten, und eine Signal-Erzeugerschaltung, welche die ersten und zweiten treibenden Signale basierend auf dem Pulssignal, welches von dem Steuerglied ausgegeben ist, ausgibt. Die Signalerzeugungsschaltung besitzt eine Signal-Konditio-nierschaltung, welche die Zeiten der ersten und zweiten Treiberschaltungen so justiert, dass die Phasen der ersten und zweiten Treibersignale sich nicht überlappen.
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Vorzugsweise beinhaltet die Signalerzeugungsschaltung ferner eine invertierende Schaltung, welche ein invertiertes Pulssignal ausgibt, welches durch das Invertieren des Pulssignals erhalten wird, und die signalkonditionierende Schaltung, welche eine relative Einschaltdauer wenigstens eines von dem Pulssignal und dem invertierten Pulssignal justiert.
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Im Speziellen besitzt die signalkonditionierende Schaltung vorzugsweise eine Verzögerungsschaltung, welche die Phase eines Signals verzögert, und eine Wellenform-Gestaltungsschaltung.
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Im Speziellen ist die Verzögerungsschaltung vorzugsweise aus einem Widerstandselement und einem Kapazitätselement konfiguriert.
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Im Speziellen ist das Widerstandselement ein variables Widerstandselement, dessen Widerstandswert sich entsprechend mit einer Instruktion von außen verändert.
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Im Speziellen ist das Kapazitätselement vorzugsweise ein variables Kapazitätselement, dessen Kapazitätskomponente sich entsprechend einer Instruktion von außen verändert.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Einschaltstrom zu unterdrücken, wobei eine einfache Technik angewendet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Zeichnung, welche eine externe Ansicht eines elektronischen Blutdruckmessgerätes 1 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist ein Blockdiagramm, welches die Hardware-Konfiguration eines elektronischen Blutdruckmessgerätes entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration einer Pumpe-Treiberschaltung 53 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ist ein Diagramm, welches im Detail die Konfiguration einer umkehrenden Schaltung 60 und einer signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5 ist ein Diagramm, welches die Eingangs- und Ausgangssignal-Wellenformen der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist ein weiteres Diagramm, welches die Eingangs- und Ausgangssignal-Wellenformen der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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7 ist ein Diagramm, welches den Einschaltstrom in dem Fall darstellt, in welchem die treibenden Signale FIN und RIN in eine H-Brückenschaltung eingegeben sind.
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8 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration einer Pumpe-Treiberschaltung 53# entsprechend einer Variation an der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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9 ist ein Diagramm, welches im Detail die Konfiguration der invertierenden Schaltung 60 und einer signalkonditionierenden Schaltung 63 entsprechend der Variation an der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Hier nachfolgend wird ein elektronisches Blutdruckmessgerät entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wenn Zahlen, Beträge bzw. Mengen und so weiter in der folgenden Ausführungsform diskutiert werden, sollte beachtet werden, dass, wenn es nicht explizit auf andere Weise ausgedrückt wird, der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Zahlen, Beträge bzw. Mengen und so weiter beschränkt ist. Außerdem, in dem Fall, wo viele Ausführungsformen hier nachfolgend gegeben sind, wird von Anfang an angenommen, dass die Konfigurationen der jeweiligen Ausführungsformen, wenn geeignet, kombiniert werden können, es sei denn, dies wird explizit in anderer Weise erwähnt. In den Zeichnungen beziehen sich identische Bezugszahlen auf identische oder entsprechende Elemente; es gibt auch Fälle, in welchen redundante Beschreibungen weggelassen werden.
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Die vorliegende Erfindung beschreibt ein elektronisches Blutdruckmessgerät, welches Blutdrücke über ein oszillometrisches Verfahren berechnet, wobei der Oberarm als eine Messfläche benutzt wird, und beinhaltet, als ein Beispiel, einen Drucksensor. Man beachte, dass das angewendete Verfahren für die Blutdruckberechnung nicht auf ein oszillometrisches Verfahren begrenzt ist. Man beachte, dass eine Vielzahl von Drucksensoren vorhanden sein kann.
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1 ist eine Zeichnung, welche eine externe Ansicht eines elektronischen Blutdruckmessgerätes 1 entsprechend zu dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist ein Blockdiagramm, welches die Hardware-Konfiguration des elektronischen Blutdruckmessgerätes 1 entsprechend zu dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 1 und 2 gezeigt wird, beinhaltet das elektronische Blutdruckmessgerät 1 einen Hauptkörper-Teilbereich 10, eine Frontabdeckung 11 und eine Manschette 20, welche um den Oberarm einer Messperson gewickelt werden kann. Die Manschette 20 beinhaltet einen Luftbalg 21. Eine Anzeigeeinheit 40 ist aus einer Flüssigkeitskristallanzeige oder Ähnlichem konfiguriert, und eine Bedieneinheit 41 ist aus einer Vielzahl von Schaltern konfiguriert, um Instruktionen von einem Benutzer (einer Messperson) anzunehmen, welche auf der Frontabdeckung 11 angeordnet sind.
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Zusätzlich zu der zuvor erwähnten Anzeigeeinheit 40 und der Bedieneinheit 41 beinhaltet der Hauptgrundteil-Teilbereich 10: eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 100, um eine zentrale Steuerung der jeweiligen Elemente auszuführen und um verschiedene Typen bzw. Arten der Berechnungsprozesse durchzuführen; einen Bearbeitungsspeicher 42, welcher Programme, Daten, und so weiter speichert, um die CPU 100 zu veranlassen, vorher festgelegte Aufgaben durchzuführen; einen Datenspeicher 43, um gemessene Blutdruckdaten und so weiter zu speichern; eine Batterie 44, um Leistung an die verschiedenen Elemente des Hauptgrundteil-Teilbereiches 10 zu liefern; und ein Zeitglied 45, welches die aktuelle Zeit misst und die gemessenen Zeitdaten an die CPU 100 ausgibt.
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Die Bedieneinheit 41 beinhaltet: einen Messungs-/Stopp-Schalter 41A, welcher die Eingabe einer Instruktion für das Ein- oder Ausschalten der Leistung bzw. des Netzes annimmt und eine Instruktion für das Starten und Stoppen der Messung annimmt; einen Zeitglied-Einstell-schalter 41B, welcher betätigt wird, um das Zeitglied 45 einzustellen; einen Speicherschalter 41C, um eine Instruktion anzunehmen, die Information, welche in dem Speicher 43 gespeichert ist, wie z. B. die Blutdruckdaten, von dem Speicher 43 auszulesen und diese Information in der Anzeigeeinheit 40 anzuzeigen; und Pfeilschalter 41D und 41E, um Instruktionen für das Erhöhen/Erniedrigen von Zahlen anzunehmen, wenn das Zeitglied und Speicherzahlen eingestellt werden, wenn Information von einem Speicher aufgerufen wird.
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Der Hauptgrundteil-Teilbereich 10 beinhaltet ferner einen Manschettendruck-Einstellmechanismus, welcher eine piezoelektrische Pumpe 51 und ein Auslassventil (hier nachfolgend einfach ein ”Ventil” genannt) 52 besitzt. Ein Luftsystem, welches aus der piezoelektrischen Pumpe 51, dem Ventil 52 und einem Drucksensor 321 konfiguriert ist, um einen Druck innerhalb des Luftbalges 21 (einen Manschettendruck) zu detektieren, ist über einen Manschetten-Luftschlauch 31 an den Luftbalg 21 angeschlossen, welcher innerhalb der Manschette 20 umschlossen ist.
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Der Hauptgrundteil-Teilbereich 10 beinhaltet ferner das zuvor erwähnte Luftsystem, den Manschettendruck-Einstellmechanismus und eine Oszillationsschaltung 331. Der Manschettendruck-Einstellmechanismus beinhaltet eine Pumpe-Treiberschaltung 53 und eine Ventil-Treiberschaltung 54 zusätzlich zu der piezoelektrischen Pumpe 51 und dem Ventil 52.
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Die piezoelektrische Pumpe 51 liefert Luft an den Luftbalg 21, um den Manschettendruck zu erhöhen. Das Ventil 52 wird geöffnet/geschlossen, um die Luft aus dem Luftbalg 21 zu entladen, oder Luft in diesen einzufüllen.
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Die Pumpe-Treiberschaltung 53 steuert das Treiben der piezoelektrischen Pumpe 51 basierend auf einem Steuersignal (Pulssignal), welches von der CPU 100 geliefert wird. Die Ventil-Treiberschaltung 54 steuert das Öffnen/Schließen des Ventils 52, basierend auf einem Steuersignal, welches von der CPU 100 geliefert wird.
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Ein elektrostatischer Kapazität-Drucksensor zum Beispiel wird als der Drucksensor 321 benutzt. Bei einem elektrostatischen Kapazität-Drucksensor ändert ein Kapazitätswert sich entsprechend zu einem detektierten Manschettendruck. Die Oszillationsschaltung 331 ist an den Drucksensor 321 angeschlossen und oszilliert basierend auf dem Kapazitätswert des Drucksensors. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Oszillationsschaltung 331 in Antwort auf eine Instruktion von der CPU 100; die CPU 100 gibt ein Aktiviersignal an die Oszillationsschaltung 331 aus. Man beachte, dass der Drucksensor nicht auf einen elektrostatischen Kapazitäts-Drucksensor begrenzt ist, und ein unterschiedlicher Typ kann ebenso benutzt werden. Zum Beispiel kann auch ein piezoelektrischer, widerstandsbasierter Drucksensor benutzt werden, welcher ein piezoelektrisches Widerstandselement benutzt.
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Die Oszillationsschaltung 331, welche das Aktivierungssignal von der CPU 100 empfangen hat, gibt ein Signal aus, welches eine Frequenz besitzt, welche dem Kapazitätswert des Drucksensors 321 entspricht (dies wird hier nachfolgend ”Frequenzsignal” genannt). Das ausgegebene Frequenzsignal wird an die CPU 100 geliefert.
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Die CPU 100 detektiert einen Druck durch das Wandeln des Frequenzsignals, welches von der Oszillationsschaltung 331 eingegeben ist, in einen Druck.
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3 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration der Pumpe-Treiberschaltung 53 entsprechend zu dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltet die Pumpe-Treiberschaltung 53 eine invertierende Schaltung 60, eine signalkonditionierende Schaltung 62, eine H-Brückenschaltung 64 und eine Booster-Schaltung 66.
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Die invertierende Schaltung 60 nimmt das Eingangssignal eines Steuersignals (eines Pulssignals) an, welches von der CPU 100 geliefert wird. Das Steuersignal (Pulssignal) ist ein Zeiteinstellsignal, um das Treiben der piezoelektrischen Pumpe 51 zu regeln. Dann gibt die invertierende Schaltung 60 in Antwort auf das Eingeben des Steuersignals (Pulssignals) zwei Steuersignale von sich selbst aus. Speziell wird ein Steuersignal als ein Signal ausgegeben, welches die gleiche Phase wie das eingegebene Pulssignal besitzt, wohingegen das andere als ein invertiertes Pulssignal ausgegeben wird, in welchem die Phase des Pulssignals invertiert ist.
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Die signalkonditionierende Schaltung 62 nimmt das Pulssignal und das invertierte Pulssignal, welches von der invertierenden Schaltung 60 eingegeben ist, an, und gibt dieses Signal als erste und zweite treibende Signale aus, um die H-Brücken-schaltung 64 zu treiben. Spezieller ausgedrückt, die signal-konditionierende Schaltung 62 justiert die relative Einschaltdauer von wenigstens einem des eingegebenen Pulssignals und des invertierten Pulssignals und gibt die Signale aus.
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Die H-Brückenschaltung 64 ist eine Schaltschaltung, welche einen vorher festgelegten Strom für die piezoelektrische Pumpe 51 liefert, und liefert den vorher festgelegten Strom an die piezoelektrische Pumpe 51 entsprechend zu den ersten und zweiten treibenden Signalen. Entsprechend zu dem ersten treibenden Signal legt die H-Brückenschaltung 64 eine Spannung an beide Enden der piezoelektrischen Pumpe 51, so dass ein Erste-Richtung-(Positive-Richtung-)Strom an die piezoelektrische Pumpe 51 geliefert wird. In ähnlicher Weise legt die H-Brücken-schaltung 64 entsprechend zu dem zweiten treibenden Signal eine Spannung an beide Enden der piezoelektrischen Pumpe 51, so dass ein Zweite-Richtung-(Negative-Richtung-; der entgegensetzt zu der ersten Richtung-)Strom an die piezoelektrische Pumpe 51 geliefert wird. Mit anderen Worten, die H-Brücken-schaltung 64 führt die Schaltungssteuerung aus, welche die Anschlussbeziehung der Spannungen schaltet (alterniert deren Logik), welche an den jeweiligen Enden der piezoelektrischen Pumpe 51 entsprechend zu den ersten und zweiten treibenden Signalen angelegt ist. Speziell ist eine der Spannungen, welche an der piezoelektrischen Pumpe 51 angelegt ist, eine hohe Spannung, und die andere ist eine niedrige Spannung, und die Anschlussbeziehung der Spannungen wird entsprechend zu den ersten und zweiten treibenden Signalen geschaltet.
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Die Booster-Schaltung 66 stellt den Pegel einer angelegten Spannung ein, welche an die H-Brückenschaltung 64 geliefert ist, entsprechend zu einer Instruktion von der CPU 100. Der Betrag an Strom, welcher in die piezoelektrische Pumpe 51 fließt, kann durch das Justieren des Pegels der angelegten Spannung justiert werden. Man beachte, dass in diesem Fall, in welchem der Betrag des Stromes, welcher in die piezoelektrische Pumpe 51 fließt, konstant ist, es für die CPU 100 nicht notwendig ist, zu instruieren, dass die Spannung einzujustieren ist, und die Booster-Schaltung 66 kann einfach die Spannung auf eine gewünschte festgelegte Spannung erhöhen und diese Spannung an die H-Brückenschaltung 64 liefern. Natürlich kann, wenn es nicht notwendig ist, die Spannung zu erhöhen, eine Konfiguration angewendet werden, in welcher die Booster-Schaltung 66 nicht bereitgestellt wird. Man beachte, dass die Konfigurationen der H-Brückenschaltung 64 und der Booster-Schaltung 66 bereits bekannt sind und demnach detaillierte Beschreibungen davon nicht gegeben werden.
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4 ist ein Diagramm, welches im Detail die Konfiguration der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend zu dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 4 gezeigt wird, beinhaltet die invertierende Schaltung 60 einen Wechselrichter IV0. Das Pulssignal, welches in die invertierende Schaltung 60 eingegeben ist, zweigt sich in einen Zweig auf, welcher direkt an die signalkonditionierende Schaltung 62 ausgegeben wird, und den anderen Zweig, welcher an die signalkonditionierende Schaltung 62 über den Wechselrichter IV0 als das invertierte Pulssignal ausgegeben wird.
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Die signalkonditionierende Schaltung 62 beinhaltet Wechselrichter IV1 und IV2, NAND- bzw. NICHT-UND-Schaltungen ND0 und ND1, Widerstandselemente R0 und R1 und Kapazitätselemente C0 und C1.
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Ein Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND0 nimmt den Eingang des Pulssignals an, wohingegen der andere Eingangsknoten den Eingang des Pulssignals annimmt, welches durch das Tiefpassfilter laufen gelassen wurde. Das Tiefpassfilter ist aus dem Widerstandselement R0 und dem Kapazitätselement C0 konfiguriert. Das Ansteigen und Abfallen des Pulssignals, welches durch das Tiefpassfilter geführt worden ist, sind entsprechend den Widerstands- und Kapazitätskomponenten des Widerstandselementes R0 und des Kapazitätselements C0 geglättet.
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Die NAND-Schaltung ND0 gibt einen L-Pegel aus, wenn beide Eingangsknoten auf das H-Niveau bzw. H-Pegel gehen, und ein H-Pegel-Signal wird dann von der signalkonditionierenden Schaltung 62 über den Wechselrichter IV1 ausgegeben.
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Hier, da der Anstieg auf den H-Pegel und das Abfallen auf den L-Pegel des Signals, welches durch das Tiefpassfilter läuft, geglättet sind, wird die Phase des Signals innerhalb der NAND-Schaltung ND0 verzögert. Als ein Ergebnis ändert sich der Zeitablauf des Anstiegs und Fallens des Signals, welches von der NAND-Schaltung ND0 ausgegeben ist. Mit anderen Worten, die relative Einschaltdauer des Signals, welches von der NAND-Schaltung ND0 ausgegeben ist, kann justiert bzw. eingestellt werden, und als ein Ergebnis wird die relative Einschaltdauer des Signals, welches von der signalkonditionierenden Schaltung 62 ausgegeben ist, ebenso justiert.
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In einer ähnlichen Weise nimmt ein Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND1 den Eingang des invertierten Pulssignals an, wohingegen der andere Eingangsknoten den Eingang des invertierten Pulssignals, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, annimmt. Das Tiefpassfilter ist aus dem Widerstandselement R1 und dem Kapazitätselement C1 konfiguriert. Der Anstieg und das Abfallen des invertierten Pulssignals, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, sind entsprechend den Widerstands- und Kapazitätskomponenten des Widerstandselements R1 und des Kapazitätselements C1 geglättet.
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Die NAND-Schaltung ND1 gibt einen L-Pegel aus, wenn beide Eingangsknoten auf den H-Pegel gehen, und ein H-Pegel-Signal wird dann von der signalkonditionierenden Schaltung 62 über den Wechselrichter IV2 ausgegeben.
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Hier, da der Anstieg auf den H-Pegel und das Abfallen auf den L-Pegel des Signals, welches durch das Tiefpassfilter läuft, geglättet sind, wird die Phase des Signals innerhalb der NAND-Schaltung ND1 verzögert. Als ein Ergebnis ändert sich der Zeitablauf des Anstiegs und des Abfallens des Signals, welches von der NAND-Schaltung ND1 ausgegeben ist. Mit anderen Worten, die relative Einschaltdauer des Signals, welches von der NAND-Schaltung ND1 ausgegeben ist, kann justiert werden, und als ein Ergebnis wird ebenso die relative Einschaltdauer des Signals, welches von der signalkonditionierenden Schaltung 62 ausgegeben ist, justiert.
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5 ist ein Diagramm, welches die Eingangs- und Ausgangssignal-Wellenformen der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5 stellt einen Fall dar, in welchem ein Steuersignal, welches einen Stellzyklus (ein Pulssignal) besitzt, von der CPU 100 ausgegeben wird. Speziell stellt 5 einen Fall dar, in welchem sich das Signal auf den H-Pegel zu einer Zeit t0, auf den L-Pegel zu einer Zeit t2, auf den H-Pegel zu einer Zeit t4 und auf den L-Pegel zu einer Zeit t6 verändert.
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5 zeigt auch die Wellenform des Signals, welches in die NAND-Schaltung ND0 entsprechend dem aufgeführten Steuersignal eingegeben ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Amplitude der eingegebenen Signalwellenform 0 – Vcc ist, und die Wellenform wird innerhalb der NAND-Schaltung ND0 so geformt, dass 30% oder weniger der maximalen Amplitude als der L-Pegel hergenommen wird und 70% oder mehr der maximalen Amplitude als der H-Pegel hergenommen wird.
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Hier wird ein Signal, welches die gleiche Phase wie das Pulssignal besitzt, in einen der Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND0 eingegeben, da es dort keine Verzögerung gibt. Mit anderen Worten, da keine Verzögerung vorhanden ist, geht der Anstieg und das Abfallen eines internen Signals A1, welches dem Signal von dem einen Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND0 folgt, auf den H-Pegel zur Zeit t0, auf den L-Pegel zur Zeit t2, auf den H-Pegel zu der Zeit t4 und auf den L-Pegel zu der Zeit t6, in der gleichen Phase wie das Steuersignal.
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Auf der anderen Seite wird das Signal, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, in den anderen Eingangsknoten in die NAND-Schaltung ND0 eingegeben, und damit wird ein Signal, welches eine Wellenform besitzt, in welcher der Anstieg und das Abfallen des Signals geglättet worden ist, eingegeben. Mit anderen Worten, da es eine Verzögerung gibt, geht das Ansteigen und das Abfallen eines internen Signals B1, welches dem Signal von dem anderen Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND0 folgt, auf den H-Pegel zu einer Zeit t1, auf den L-Pegel zu einer Zeit t3, auf den H-Pegel zu einer Zeit t5 und auf den L-Pegel zu einer Zeit t7, wobei die Phase gegenüber der des Steuersignals verzögert wird.
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Das Signal, welches von der NAND-Schaltung ND0 ausgegeben ist, wird basierend auf einer Kombination der internen Signale A1 und B1 ausgegeben. Speziell wird ein H-Pegel-Signal in dem Fall ausgegeben, in welchem eines der internen Signale A1 und B1 auf dem L-Pegel ist, wohingegen ein L-Pegel-Signal ausgegeben wird, in dem Fall, in welchem beide interne Signale A1 und B1 auf dem H-Pegel sind.
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In der vorliegenden Ausführungsform geht das invertierte Signal von dem Wechselrichter IV1 (das heißt das Signal, welches in die H-Brückenschaltung eingegeben ist (das treibende Signal FIN)) auf den H-Pegel zu der Zeit t1, auf den L-Pegel zu der Zeit t2, auf den H-Pegel zu der Zeit t5 und auf den L-Pegel zu der Zeit t6.
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Durch dieses gibt die signalkonditionierende Schaltung 62 das treibende Signal FIN aus, welches durch das Einstellen der relativen Einschaltdauer des Steuersignals (Pulssignals) für den Eingang in die H-Brückenschaltung erhalten ist.
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6 ist ein anderes Diagramm, welches die Eingangs- und Ausgangssignal-Wellenformen der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 62 entsprechend dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 stellt einen Fall dar, in welchem ein Steuersignal, welches einen eingestellten Zyklus besitzt (ein Pulssignal), von der CPU 100 ausgegeben wird.
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Speziell stellt 6 einen Fall dar, in welchem das Signal sich auf den H-Pegel zu einer Zeit t10, auf den L-Pegel zu einer Zeit t12, auf den H-Pegel zu einer Zeit t14 und auf den L-Pegel zu einer Zeit t16 ändert.
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6 zeigt auch das invertierte Pulssignal, welches durch den Wechselrichter IV0 invertiert ist.
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Speziell stellt 6 einen Fall dar, in welchem das Signal sich auf den L-Pegel zu der Zeit t10, auf den H-Pegel zu der Zeit t12, auf den L-Pegel zu der Zeit t14 und auf den H-Pegel zu der Zeit t16 ändert.
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6 zeigt auch die Wellenform des Signals, welches in die NAND-Schaltung ND1 entsprechend dem aufgeführten wechselgerichteten Pulssignal eingegeben ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Amplitude der eingegebenen Signalwellenform 0 – Vcc ist, und die Wellenform wird innerhalb der NADN-Schaltung ND1 so geformt, dass 30% oder weniger der maximalen Amplitude als der L-Pegel hergenommen wird und 70% oder mehr der maximalen Amplitude als der H-Pegel hergenommen wird.
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Hier wird ein Signal, welches die gleiche Phase wie das invertierte Pulssignal besitzt, in einen der Eingangsknoten in die NAND-Schaltung ND1 eingegeben, da es dort keine Verzögerung gibt. Mit anderen Worten, da es keine Verzögerung gibt, geht der Anstieg und das Abfallen eines internen Signals A2, welches dem Signal von dem einen Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND1 folgt, auf den L-Pegel zu der Zeit t10, auf den H-Pegel zu der Zeit t12, auf den L-Pegel zu der Zeit t14 und auf den H-Pegel zu der Zeit t16 in der gleichen Phase wie das invertierte Pulssignal.
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Auf der anderen Seite wird das Signal, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, in den andere Eingangsknoten in die NAND-Schaltung ND1 eingegeben, und damit wird ein Signal, welches eine Wellenform besitzt, in welcher der Anstieg und das Abfallen des Signals geglättet worden sind, eingegeben. Mit anderen Worten, da es eine Verzögerung gibt, geht das Ansteigen und das Abfallen eines internen Signals B2, welches dem Signal von dem anderen Eingangsknoten in der NAND-Schaltung ND1 folgt, auf den L-Pegel zu einer Zeit t11, auf den H-Pegel zu einer Zeit t13, auf den L-Pegel zu einer Zeit t15 und auf den H-Pegel zu einer Zeit t17 mit der Phase, welche gegenüber der des Steuersignals verzögert ist.
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Das Signal, welches von der NAND-Schaltung ND1 ausgegeben ist, wird basierend auf einer Kombination der internen Signale A2 und B2 ausgegeben. Speziell wird ein H-Pegel-Signal in dem Fall ausgegeben, in welchem eines der internen Signale A2 und B2 auf dem L-Pegel ist, wohingegen ein L-Pegel-Signal in dem Fall ausgegeben wird, in welchem sowohl das interne Signal A2 als auch das interne Signal B2 auf dem H-Pegel ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform geht das invertierte Signal von dem Wechselrichter IV2 (das heißt, das Signal, welches in die H-Brückenschaltung eingegeben ist (das treibende Signal RIN)) auf den L-Pegel zu der Zeit t10, auf den H-Pegel zu der Zeit t13, auf den L-Pegel zu der Zeit t14 und auf den H-Pegel zu der Zeit t17.
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Durch dieses gibt die signalkonditionierende Schaltung 62 das treibende Signal RIN, welches durch das Justieren der relativen Einschaltdauer des Steuersignals (Pulssignal) erhalten ist, für den Eingang in die H-Brückenschaltung aus.
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7 ist ein Diagramm, welches den Einschaltstrom in dem Fall darstellt, in welchem die treibenden Signale FIN und RIN in die H-Brückenschaltung eingegeben werden.
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7(A) stellt die Wellenform eines treibenden Signals, welches in eine herkömmliche H-Brückenschaltung eingegeben ist, als ein Vergleichsbeispiel dar.
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Wie in 7(A) gezeigt wird, besitzen die treibenden Signale FIN und RIN eine komplementäre logische Beziehung, und damit ist der Zeitablauf, bei welchem das treibende Signal FIN von dem H-Pegel auf den L-Pegel fällt, im Wesentlichen das gleiche wie der Zeitablauf, bei welchem das treibende Signal RIN von dem L-Pegel auf den H-Pegel ansteigt. Damit besteht ein Problem darin, dass der Einschaltstrom, welcher durch das treibende Signal FIN verursacht ist, von dem H-Pegel auf den L-Pegel abfällt und der Einschaltstrom, welcher durch das treibende Signal RIN verursacht ist, welches von dem L-Pegel auf den H-Pegel ansteigt, simultan auftreten, was den Gesamteinschaltstrom erhöht. Es gibt ein weiteres Problem darin, dass der Einschaltstrom einen exzessiven Spannungsabfall verursacht.
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7(B) stellt die Wellenform des treibenden Signals dar, welches in die H-Brückenschaltung entsprechend der vorliegenden Ausführungsform eingegeben ist.
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7(B) stellt einen Fall dar, in welchem die relative Einschaltdauer justiert worden ist, so dass sich die Zeitabläufe des Ansteigens und Abfallens der treibenden Signale FIN und RIN nicht überlappen. Als ein Ergebnis tritt das Abfallen des treibenden Signals FIN von dem H-Pegel auf den L-Pegel zu einer Zeit t20 auf, während das Ansteigen des treibenden Signals RIN von dem L-Pegel auf den H-Pegel zu einer Zeit t21 auftritt, und damit werden die jeweiligen Zeitabläufe gestaffelt, was umgekehrt zu dem Einschaltstrom führt, welcher durch das Abfallen des treibenden Signals FIN von dem H-Pegel auf den L-Pegel verursacht ist und zu dem Einschaltstrom führt, welcher durch das treibende Signal RIN verursacht ist, welches von dem L-Pegel auf den H-Pegel ansteigt, was ebenso bei gestaffelten Zeitabläufen auftritt, und demnach der Gesamteinschaltstrom unterdrückt werden kann. Ein exzessiver Spannungsabfall kann damit durch das Unterdrücken der Größe des Einschaltstromes unterdrückt werden.
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In ähnlicher Weise tritt das Abfallen des treibenden Signals RIN von dem H-Pegel auf den L-Pegel zu einer Zeit t22 auf, während der Anstieg des treibenden Signals FIN von dem L-Pegel auf den H-Pegel zu einer Zeit t23 auftritt, und damit werden die jeweiligen Zeitabläufe gestaffelt, was umgekehrt zu dem Einschaltstrom führt, welcher durch das Abfallen des treibenden Signals RIN von dem H-Pegel auf den L-Pegel verursacht ist, und zu dem Einschaltstrom, welcher durch das treibende Signal FIN verursacht ist, welches von dem L-Pegel auf den H-Pegel ansteigt, was ebenso bei gestaffelten Zeitabläufen auftritt, und demnach der Gesamteinschaltstrom unterdrückt werden kann.
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Dies unterdrückt ein Abfallen in der Zellspannung, was es umgekehrt ermöglicht, einen Status von hoher Genauigkeit in der Blutdruckmessung aufrechtzuerhalten, ebenso wie eine Ausdehnung der Lebensdauer der Batterie in dem Blutdruckmessgerät.
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Obwohl die vorliegende Ausführungsform eine Technik beschreibt, in welcher die jeweiligen relativen Einschaltdauern des Steuersignals (Pulssignals) und des invertierten Pulssignals, welches von der CPU 100 ausgegeben ist, in der signalkonditionierenden Schaltung 63 justiert werden und die treibenden Signale FIN und RIN ausgegeben werden, ist es auch möglich, nur eine der relativen Einstelldauern zu justieren.
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Außerdem, obwohl die vorliegende Ausführungsform einen Fall beschreibt, in welchem die Signale justiert werden, indem eine NAND-Schaltung benutzt wird, ist die Ausführungsform nicht speziell auf eine NAND-Schaltung begrenzt; die Signale können justiert werden, indem eine anderer Typ der logischen Schaltung benutzt wird, wie zum Beispiel eine AND- bzw. UND-Schal-tung oder eine NOR- bzw. ODER-NICHT-Schaltung, oder die Konfiguration kann einen Schmitt-Trigger anwenden.
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Wie in 8 gezeigt wird, unterscheidet sich die Pumpe-Treiberschaltung 53# von der Pumpe-Treiberschaltung 53, welche in 3 gezeigt wird, darin, dass die signalkonditionierende Schaltung 62 durch eine signalkonditionierende Schaltung 63 ersetzt worden ist. Die Konfiguration ist ansonsten die gleiche, und demnach werden detaillierte Beschreibungen davon nicht wiederholt.
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9 ist ein Diagramm, welches im Detail die Konfiguration der invertierenden Schaltung 60 und der signalkonditionierenden Schaltung 63 entsprechend zu dieser Variation an der zuvor erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 9 gezeigt wird, unterscheidet sich die signalkonditionierende Schaltung 63 von der signalkonditionierenden Schaltung 62 darin, dass die Widerstandselemente R0 und R1 durch die Widerstandselemente R0# und R1# ersetzt worden sind. Die Konfiguration ist ansonsten die gleiche, und demnach werden detaillierte Beschreibungen davon nicht wiederholt.
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Die Widerstandselemente R0# und R1# sind variable Widerstandselemente, und die Widerstandswerte davon ändern sich entsprechend zu einem Phasenverzögerungs-Steuersignal von der CPU 100. Obwohl die Konfiguration in der vorliegenden Variation derart ist, dass sich die Widerstandswerte beider Widerstandselemente R0# und R1# entsprechend zu den Phasenverzögerungssteuersignalen ändern, beachte man, dass es auch möglich ist, nur einen der Widerstandswerte zu justieren, oder beide Widerstandswerte in die Lage zu versetzen, unabhängig justiert zu werden. Die Auswahl des variablen Widerstands oder der variablen Kapazität wird abhängig von einem Armumfang, einem Handgelenksumfang, der verbleibenden Batterieleistung, einer loseren Umwicklung in der Manschette und so weiter verändert.
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Durch das Justieren der Widerstandswerte kann das Ansteigen auf den H-Pegel und das Abfallen auf den L-Pegel des zuvor erwähnten Signales, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, justiert werden. Mit anderen Worten können Feinjustierungen an den relativen Einschaltdauern der treibenden Signale FIN und RIN durchgeführt werden, welche von der signalkonditionierenden Schaltung 63 ausgegeben sind, und demnach können treibende Signale, welche zu den Eigenschaften der piezoelektrischen Pumpe passen, in die H-Brückenschaltung 64 eingegeben werden.
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Obwohl die vorliegende Variation einen Fall beschreibt, in welchem variable Widerstandselemente als die Widerstandselement R0# und R1# benutzt werden, ist die Konfiguration nicht darauf begrenzt; Feinjustierungen können auch an dem Ansteigen auf den H-Pegel und dem Abfallen auf den L-Pegel des Signals durchgeführt werden, welches durch das Tiefpassfilter gelaufen ist, wobei eine Konfiguration benutzt wird, in welcher die Kapazitätselemente C0 und C1 variable Kapazitätselemente sind und die Kapazitätskomponenten geändert werden. Natürlich ist eine Konfiguration, in welcher die zwei kombiniert werden, auch möglich.
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Indessen kann mit Bezug auf die treibenden Signale FIN und RIN eine Technik betrachtet werden, in welcher die Pulssignale von der CPU in einer gestaffelten Weise ausgegeben werden; jedoch abhängig von der treibenden Frequenz der piezoelektrischen Pumpe ist es notwendig, die Zeit innerhalb 1 μsec zu steuern, was eine CPU mit hoher Taktung erfordert, welche einen großen Betrag an Leistung verbraucht und die Lebensdauer der Batterie verkürzt.
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Jedoch macht es das Anwenden der vorliegenden Technik möglich, die Pulssignale zu stapeln, wobei ein einfaches System benutzt wird, welches bezüglich sowohl der Kosten als auch des Betrages an Leistung, welcher verbraucht wird, vorteilhaft ist.
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Im Vorhergehenden wurden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch sollte beachtet werden, dass die Ausführungsformen, welche oben offenbart sind, so zu verstehen sind, dass sie in jeder Weise beispielhaft und in keiner Weise begrenzend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch den Umfang der angehängten Ansprüche definiert, und alle Änderungen, welche in den gleichen wesentlichen Geist wie der Umfang der Ansprüche fallen, sollen darin ebenso beinhaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektronisches Blutdruckmessgerät
- 10
- Hauptgrundteil-Teilbereich
- 11
- Frontabdeckung
- 20
- Manschette
- 21
- Luftbalg
- 31
- Manschettenluftschlauch
- 40
- Anzeigeeinheit
- 41
- Bedieneinheit
- 41A
- Messung-/Stopp-Schalter
- 41B
- Zeitglied-Einstellschalter
- 41C
- Speicherschalter
- 41D, 41E
- Pfeilschalter
- 42, 43
- Speicher
- 44
- Batterie
- 45
- Zeitglied
- 51
- piezoelektrische Pumpe
- 52
- Ventil
- 53
- Pumpe-Treiberschaltung
- 54
- Ventil-Treiberschaltung
- 100
- CPU (zentrale Verarbeitungseinheit)
- 321
- Drucksensor
- 331
- Oszillationsschaltung
- 335
- Einstellschaltung
- 1122
- Sensorabnormalität-Detektiereinheit
