專利名稱:群浮地生物電測(cè)量技術(shù)的制作方法
本發(fā)明涉及一種生物電測(cè)量技術(shù)，特別是指一種可進(jìn)行多通道生物電浮地測(cè)量的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)。
在已有的浮地測(cè)量技術(shù)中，生物電的浮地測(cè)量均為單通道浮地測(cè)量。當(dāng)進(jìn)行多通道浮地測(cè)量時(shí)，多采用多個(gè)單通道浮地的技術(shù)方案，如日本2101型心電圖儀即采用多個(gè)單通道浮地的設(shè)計(jì)方案。這樣的設(shè)計(jì)方案，當(dāng)生物電測(cè)量的通道數(shù)增加時(shí)，不僅增加設(shè)備的復(fù)雜度，而且由于浮地電阻的并聯(lián)效應(yīng)，嚴(yán)重影響儀器抗共模干擾的能力。腦電測(cè)量有比心電測(cè)量更高的抗共模干擾的要求。(參考文獻(xiàn)Huhta J.C.and Webster，60-H8interference in electrocardiography，IEEE Trans.Biomed.Eng.Vol BME-20，PP99-101，1973)。
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種群浮地測(cè)量技術(shù)，它能進(jìn)行多路生物電的同時(shí)浮地測(cè)量，同時(shí)保證儀器的抗共模干擾能力，解決多路生物電測(cè)量中存在的浮地阻抗的并聯(lián)效應(yīng)問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，第一，解決了多路生物電測(cè)量中存在的浮地阻抗的并聯(lián)效應(yīng)問(wèn)題，在進(jìn)行多路生物電同時(shí)浮地測(cè)量時(shí)，保證儀器的抗共模干擾能力。第二，本發(fā)明中各通道生物電信號(hào)均由同一個(gè)編碼器編碼，因此，它克服了普通生物電浮地測(cè)量在多路使用時(shí)，由于各路電特性的不同而產(chǎn)生的各路不一致性。第三，本發(fā)明中利用光電耦合器實(shí)現(xiàn)浮地耦合，由于通過(guò)光電耦合器的串行生物電數(shù)字編碼信號(hào)的編碼值不受光電耦合器的非線性失真影響，因此，本發(fā)明克服了原有浮地技術(shù)中信號(hào)輸出通路浮地耦合存在的非線性失真問(wèn)題。
圖1示出了本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2示出了本發(fā)明用于8道腦電群浮地測(cè)量的實(shí)施例結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3示出了本發(fā)明用于飛行中生物電測(cè)量的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
參見圖1，本發(fā)明的系統(tǒng)包括浮地側(cè)和非浮地側(cè)。在浮地一側(cè)，從被測(cè)對(duì)象收集來(lái)的多路生物電信號(hào)FS由多路生物電放大器1放大，送入多路編碼調(diào)制器2形成串行數(shù)字編碼信號(hào)FCS輸出，由浮地電源4為浮地側(cè)電器件供電。光電耦合器3的發(fā)光器件受多路編碼調(diào)制器2輸出的浮地串行數(shù)字編碼信號(hào)FCS控制發(fā)光，光電耦合3中的光敏器件受由浮地串行數(shù)字編碼信號(hào)FCS控制的發(fā)光信號(hào)感應(yīng)而產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，形成非浮地的串行數(shù)字編碼信號(hào)NFCS，該串行數(shù)字編碼信號(hào)NFCS通過(guò)多路編碼解調(diào)器6的處理，還原成多通道生物電信號(hào)NFS。非浮地?cái)?shù)字編碼信號(hào)NFCS如不需作實(shí)時(shí)處理，也可由磁記錄器5記錄保存。由于在本發(fā)明中使用了光耦合器件3和浮地電源4，通過(guò)光學(xué)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)浮地側(cè)和非浮地側(cè)的通信，同時(shí)利用光學(xué)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)浮地側(cè)和非浮地側(cè)的電隔離，完全克服了普通浮地技術(shù)中存在的浮地阻抗的并聯(lián)效應(yīng)問(wèn)題，以及多路電特性不一致性和浮地耦合的非線性失真問(wèn)題。
參見圖2，示出了本發(fā)明應(yīng)用于8通道腦電群浮地測(cè)量的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，多路編碼調(diào)制器產(chǎn)生的串行數(shù)字編碼信號(hào)是串行相位碼信號(hào)或者是串行不歸零碼信號(hào)和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)。編碼信號(hào)由A/D變換器11和一塊帶EPROM或ROM的調(diào)制單片機(jī)12組成。由A/D變換器11變換的數(shù)字信號(hào)由數(shù)據(jù)線18送入單片機(jī)12，單片機(jī)12通過(guò)控制線19為A/D變換器11提供時(shí)鐘信號(hào)CPl，通道控制信號(hào)CHANNEL，開始變換的信號(hào)START，單電機(jī)12將編碼結(jié)果逐位地按相位碼方式或不歸零碼方式從接口輸出，從而產(chǎn)生浮地的串行相位碼FBIφ和浮地串行不歸零碼及對(duì)應(yīng)時(shí)鐘FNRZ，F(xiàn)CP。
在本實(shí)施例中，多路編碼解調(diào)器6包括一個(gè)由一塊帶EPROM或ROM的變換單片機(jī)16組成的BIφ/NRZ(相位碼/不歸零碼)變換器和由一塊帶EPROM或ROM的解調(diào)單片機(jī)17組成的解調(diào)器。
當(dāng)系統(tǒng)需實(shí)時(shí)處理，將由光電耦合器13耦合傳輸所產(chǎn)生的非浮地不歸零碼信號(hào)NRZ和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘CP送入由解調(diào)單片機(jī)17進(jìn)行解調(diào)處理，由解調(diào)單片機(jī)17的輸出口送出數(shù)字化的多通道生物電信號(hào)，這些數(shù)字化信號(hào)可根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)處理。
當(dāng)系統(tǒng)需存貯信息，這時(shí)將光電耦合器13耦合傳輸所產(chǎn)生的非浮地串行相位碼信號(hào)BIφ由錄音機(jī)15記錄保存。BIφ/NRZ變換器由一塊帶EPROM或ROM的單片機(jī)組成，這塊變換單片機(jī)16在錄音機(jī)播放時(shí)，將播放的非浮地串行相位碼信號(hào)BIφ變換成串行不歸零碼信號(hào)NRZ和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘CP，單片機(jī)16按下列規(guī)則產(chǎn)生NRZ信號(hào)和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)CP1、根據(jù)讀入的BIφ信號(hào)，正向BIφ l bit長(zhǎng)度表明NRZ信號(hào)由“1”轉(zhuǎn)向“0”，而負(fù)向BIφ l bit長(zhǎng)度表示NRZ信號(hào)由“0”轉(zhuǎn)向“1”，將這些結(jié)果在接口上表現(xiàn)出來(lái)，則形成了NRZ信號(hào)輸出。
2、時(shí)鐘信號(hào)CP的生成原則是，(a)凡遇到1bit長(zhǎng)度時(shí)輸出一個(gè)時(shí)鐘脈沖;(b)NRZ為正向時(shí)，BIφ信號(hào)正躍變?yōu)闀r(shí)鐘輸出時(shí)刻;(c)NRZ為負(fù)向時(shí)，BIφ信號(hào)負(fù)躍變?yōu)闀r(shí)鐘輸出時(shí)刻。
由BIφ/NRZ變換器產(chǎn)生的NRZ信號(hào)和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘CP送入解調(diào)單片機(jī)17生成數(shù)字化的多通道生物電信號(hào)。
參見圖3，示出了本發(fā)明用于飛行器中多路生物電測(cè)量的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)圖。
在浮地側(cè)，由n路生物電放大器20輸出的生物電放大信號(hào)由n路A/D變換器21變換成數(shù)字信號(hào)，由浮地側(cè)的多路編碼調(diào)制單片機(jī)22進(jìn)行數(shù)字編碼調(diào)制，產(chǎn)生浮地串行不歸零碼信號(hào)FNRZ和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)FCP信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電耦合器23耦合傳輸?shù)椒歉〉貍?cè)，形成非浮地的串行不歸零碼信號(hào)NRZ和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘CP。
在非浮地側(cè)，由m路A/D變換器25將m路非生物電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入非浮地側(cè)的多路編碼調(diào)制單片機(jī)26與光電耦合器傳送的NRZ和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘CP進(jìn)行混合編碼，混合編碼輸出串行相位碼信號(hào)BIφMN可送至磁記錄器29記錄保存，或送至多路編碼解調(diào)器28恢復(fù)成n路生物電數(shù)字信號(hào)和m路非生物電數(shù)字信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種由生物電放大器，調(diào)制器，通信介質(zhì)和浮地電源組成的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是，所述調(diào)制器是一多路編碼調(diào)制器，用于將多路生物電信號(hào)編碼調(diào)制，產(chǎn)生串行數(shù)字編碼信號(hào)，所述解調(diào)器是多路編碼解調(diào)器，用于將由所述通信介質(zhì)傳輸?shù)拇袛?shù)字編碼信號(hào)恢復(fù)成多路生物電數(shù)字信號(hào)，所述通信介質(zhì)是光電耦合器，用于將所述調(diào)制器的輸出以光學(xué)介質(zhì)耦合方式送到所述解調(diào)器的輸入，實(shí)現(xiàn)浮地側(cè)和非浮地側(cè)的浮地耦合，所述浮地電源為浮地側(cè)的用電器件供電。
2.按權(quán)利要求
1的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中多路編碼調(diào)制器輸出的串行數(shù)字編碼信號(hào)是串行不歸零碼信號(hào)和對(duì)應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)。
3.按權(quán)利要求
1的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中串行數(shù)字編碼信號(hào)是串行相位碼信號(hào)。
4.按權(quán)利要求
1的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中串行數(shù)字編碼信號(hào)是串行相位碼信號(hào)和串行不歸零碼信號(hào)及對(duì)應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)。
5.按權(quán)利要求
3或4的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中光電耦合器還接有磁記錄器，用于記錄光電耦合器輸出的串行相位碼信號(hào)。
6.按權(quán)利要求
1的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中多路編碼解調(diào)器還包括一個(gè)非浮地側(cè)的多路編碼調(diào)制器26，用于將光電耦合器傳輸?shù)纳镫姅?shù)字編碼信號(hào)和非浮地側(cè)的非生物電數(shù)字信號(hào)混合編碼，產(chǎn)生串行相位碼信號(hào)。
7.按權(quán)利要求
6的群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，其特征是其中非浮地側(cè)的多路編碼調(diào)制器26還接有一磁記錄器，用于記錄非浮地側(cè)的多路編碼調(diào)制器輸出的串行相位碼信號(hào)。
專利摘要
群浮地生物電測(cè)量技術(shù)，由多路編碼調(diào)制器、通信介質(zhì)、多路編碼解調(diào)器和浮地電源組成。其中通信介質(zhì)是一個(gè)具有電隔離特性的光電耦合器，多路編碼調(diào)制器將多路生物電信號(hào)編碼調(diào)制成串行數(shù)字信號(hào)，通過(guò)光電耦合器耦合傳輸，實(shí)現(xiàn)浮地側(cè)和非浮地側(cè)的電隔離和數(shù)據(jù)傳輸。完全克服了普通浮地技術(shù)中浮地阻抗的并聯(lián)效應(yīng)和耦合方法的非線性失真。
文檔編號(hào)G01R19/00GK87104878SQ87104878
公開日1987年12月23日 申請(qǐng)日期1987年7月21日
發(fā)明者俞夢(mèng)孫, 黃順梅, 葉志漢 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍第四研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan