本發明專利技術公開了一種適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路與方法，它包括脈沖信號源P、積分電容C1、采樣電容C2、運算放大器OPA1、帶通濾波器、模擬開關SW1、模擬開關SW2、模擬開關SW3、模數轉換器、MCU和兩個皮膚接觸端，模擬開關SW2與積分電容C1連接，積分電容C1的輸出通過模擬開關SW3與采樣電容C2連接，采樣電容C2的輸出與運算放大器OPA1的輸入端連接，運算放大器OPA1的輸出端與帶通濾波器連接，帶通濾波器的輸出通過與MCU連接。本發明專利技術無需惰性貴金屬電極，無需事先涂抹導電膏，人體出汗對測量沒有影響，同時具有成本低、功耗極低的優點，適合于高性能智能可穿戴設備。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種。
技術介紹
隨著社會的進步和生活水平的提高，人們對于健康的需求也越來越高，傳統的針對于有病看病的健康管理模式已經不能適應人們對健康的進一步需要，人們更希望能夠得到環境優美、身心舒適，綠色無害、全面準確、經濟便捷，并能防患于未然的新型檢測手段。 在基于健康檢測的可穿戴設備中，心律檢測是很常見的需求。電阻容積法采集毛細血管網充血情況是心律檢測的一種常見信號采集方法。傳統的測量方法中，往往需要一個惰性金屬電極接觸皮膚進行測量，不適合可穿戴設備使用。而本專利技術無需惰性貴金屬電極，無需事先涂抹導電膏，人體出汗對測量沒有影響，同時具有成本低、功耗極低的優點，適合于可穿戴設備。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種無需惰性貴金屬電極、無需事先涂抹導電膏、人體出汗對測量沒有影響、成本低、適合于可穿戴設備的。 本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的:適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，它包括脈沖信號源P、積分電容Cl、采樣電容C2、運算放大器0PA1、帶通濾波器、模擬開關SWl、模擬開關SW2、模擬開關SW3、模數轉換器、MCU和兩個皮膚接觸端，其中一個皮膚接觸端與脈沖信號源P連接，另一個皮膚接觸端分別與模擬開關SWl和SW2的一端連接，模擬開關SW2的另一端與積分電容Cl連接，積分電容Cl的輸出與模擬開關SW3的一端連接，模擬開關SW3的另一端與采樣電容C2連接，采樣電容C2的輸出與運算放大器OPAl的同相輸入端連接，運算放大器OPAl的輸出端分別與運算放大器OPAl的反向輸入端和帶通濾波器的輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與模數轉換器連接，模數轉換器的輸出端與MCU連接，模擬開關SWl的另一端、積分電容Cl的另一端和采樣電容C2的另一端對地連接。 適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路還包括一個邏輯電路，所述的邏輯電路與模擬開關SW1、SW2、SW3的控制信號輸入端相連，用于控制模擬開關SW1、SW2、SW3的開閉。 所述帶通濾波器主要由運算放大器0PA2、電阻R1、電阻R2、電容C3和電容C4組成，運算放大器OPAl的輸出經電阻Rl、電容C3耦合至運算放大器0PA2的反向輸入端，電阻R2、電容C4并聯構成負反饋回路。 所述的皮膚等效電路S由一個電容和一個電阻串聯組成。 所述的運算放大器OPAl和運算放大器0PA2為低功耗運算放大器。 所述的模擬開關SW1、SW2和SW3為高速模擬開關。 如權利要求1所述的適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路用于心率檢測測的方法，它包括以下子步驟:S1:在檢測前，高速模擬開關SWl和高速模擬開關SW2在時序控制下將積分電容Cl進行放電；S2:檢測開始，兩個皮膚接觸端接觸皮膚，脈沖信號源輸出一個階躍信號序列，在邏輯電路的控制下對高速模擬開關SWl和高速模擬開關SW2進行開關，積分電容Cl累計電荷； 53:在高速模擬開關SW3的控制下，將積分電容Cl累積的電荷轉移到采樣電容C2上；54:采樣電容C2的電壓經過運算放大器OPAl緩沖后，送入運算放大器0PA2的帶通濾波器網絡中；55:再經過模數轉換器進行量化，輸入至微處理器MCU進行處理。 高速模擬開關SW2的開閉序列與脈沖信號源P輸出的階躍信號的序列相同，高速模擬開關SWl與SW2的開閉序列頻率相同、相位相反、振幅相等而不重疊，高速模擬開關SW3始終閉合。 本專利技術的有益效果是:本專利技術對皮膚接觸端形成的等效電路進行檢測，脈沖信號源輸出一個階躍信號序列，在邏輯電路控制下，對SWl和SW2進行開關，Cl積分電容器上累積電荷；在3胃3控制下，把Cl的電荷轉移到C2采樣電容上；采樣電容的電壓經過OPAl緩沖后送入0PA2的帶通濾波器網絡中，再經過數模轉換器進行量化，進入算法處理。本專利技術無需惰性貴金屬電極，無需事先涂抹導電膏，人體出汗對測量沒有影響，同時具有成本低、功耗極低的優點，適合于高性能智能可穿戴設備。 【附圖說明】 圖1為本專利技術電路結構圖；圖2為本專利技術方法流程圖；圖3為本專利技術脈沖信號源與開關的典型波形圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖進一步詳細描述本專利技術的技術方案:如圖1所示，適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，它包括脈沖信號源P、積分電容Cl、采樣電容C2、運算放大器OPAl、帶通濾波器、模擬開關SWl、模擬開關SW2、模擬開關SW3、模數轉換器、MCU和兩個皮膚接觸端，其中一個皮膚接觸端與脈沖信號源P連接，另一個皮膚接觸端分別與模擬開關SWl和SW2的一端連接，模擬開關SW2的另一端與積分電容Cl連接，積分電容Cl的輸出與模擬開關SW3的一端連接，模擬開關SW3的另一端與采樣電容C2連接，采樣電容C2的輸出與運算放大器OPAl的同相輸入端連接，運算放大器OPAl的輸出端分別與運算放大器OPAl的反向輸入端和帶通濾波器的輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與模數轉換器連接，模數轉換器的輸出端與MCU連接，模擬開關SWl的另一端、積分電容Cl的另一端和采樣電容C2的另一端對地連接。 適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路還包括一個邏輯電路，所述的邏輯電路與模擬開關SW1、SW2、SW3的控制信號輸入端相連，用于控制模擬開關SW1、SW2、SW3的開閉。 所述帶通濾波器主要由運算放大器0PA2、電阻R1、電阻R2、電容C3和電容C4組成，運算放大器OPAl的輸出經電阻Rl、電容C3耦合至運算放大器0PA2的反向輸入端，電阻R2、電容C4并聯構成負反饋回路。 所述的皮膚等效電路S由一個電容和一個電阻串聯組成。 所述的運算放大器OPAl和運算放大器0PA2為低功耗運算放大器。 所述的模擬開關SWl、SW2和SW3為高速模擬開關。 如圖2所示，如權利要求1所述的適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路用于心率檢測測的方法，其特征在于:它包括以下子步驟:51:在檢測前，高速模擬開關SWl和高速模擬開關SW2在時序控制下將積分電容Cl進行放電；52:檢測開始，兩個皮膚接觸端接觸皮膚，脈沖信號源輸出一個階躍信號序列，在邏輯電路的控制下對高速模擬開關SWl和高速模擬開關SW2進行開關，積分電容Cl累計電荷； 53:在高速模擬開關SW3的控制下，將積分電容Cl累積的電荷轉移到采樣電容C2上；54:采樣電容C2的電壓經過運算放大器OPAl緩沖后，送入運算放大器0PA2的帶通濾波器網絡中；55:再經過模數轉換器進行量化，輸入至微處理器MCU進行處理。 脈沖信號源輸出的階躍信號序列，高速模擬開關SWl、高速模擬開關SW2和高速模擬開關SW3的開閉波形關系圖如圖3所示，高速模擬開關SW2的開閉序列與脈沖信號源P輸出的階躍信號的序列相同，高速模擬開關SWl與SW2的開閉序列頻率相同、相位相反、振幅相等而不重疊，高速模擬開關SW3始終閉合。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，其特征在于：它包括脈沖信號源P、積分電容C1、采樣電容C2、運算放大器OPA1、帶通濾波器、模擬開關SW1、模擬開關SW2、模擬開關SW3、模數轉換器、MCU和兩個皮膚接觸端，其中一個皮膚接觸端與脈沖信號源P連接，另一個皮膚接觸端分別與模擬開關SW1和SW2的一端連接，模擬開關SW2的另一端與積分電容C1連接，積分電容C1的輸出與模擬開關SW3的一端連接，模擬開關SW3的另一端與采樣電容C2連接，采樣電容C2的輸出與運算放大器OPA1的同相輸入端連接，運算放大器OPA1的輸出端分別與運算放大器OPA1的反向輸入端和帶通濾波器的輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與模數轉換器連接，模數轉換器的輸出端與MCU連接，模擬開關SW1的另一端、積分電容C1的另一端和采樣電容C2的另一端對地連接。
【技術特征摘要】
1.適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，其特征在于:它包括脈沖信號源P、積分電容Cl、采樣電容C2、運算放大器0PA1、帶通濾波器、模擬開關SW1、模擬開關SW2、模擬開關SW3、模數轉換器、MCU和兩個皮膚接觸端，其中一個皮膚接觸端與脈沖信號源P連接，另一個皮膚接觸端分別與模擬開關SWl和SW2的一端連接，模擬開關SW2的另一端與積分電容Cl連接，積分電容Cl的輸出與模擬開關SW3的一端連接，模擬開關SW3的另一端與采樣電容C2連接，采樣電容C2的輸出與運算放大器OPAl的同相輸入端連接，運算放大器OPAl的輸出端分別與運算放大器OPAl的反向輸入端和帶通濾波器的輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與模數轉換器連接，模數轉換器的輸出端與MCU連接，模擬開關SWl的另一端、積分電容Cl的另一端和采樣電容C2的另一端對地連接。2.根據權利要求1所述的適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，其特征在于:它還包括一個邏輯電路，所述的邏輯電路與模擬開關SW1、Sff2, SW3的控制信號輸入端相連，用于控制模擬開關SW1、SW2、SW3的開閉。3.根據權利要求1所述的適合于心律檢測的超低功耗無電極電阻容積測量電路，其特征在于:所述帶通濾波器主要由運算放大器0PA2、電阻Rl、電阻R2、電容C3和電容C4組成，運...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔予紅，
申請(專利權)人：成都金海鼎盛科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51
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