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輸出級電路及調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路的制作方法

文檔序號:11731837閱讀:328來源:國知局
輸出級電路及調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及電刺激信號發(fā)生領(lǐng)域,具體為一種輸出級電路及調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路。



背景技術(shù):

目前的輸出級電路中,隔離部分和整流部分是相對獨立的,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。

現(xiàn)有調(diào)幅理療發(fā)生電路一般采用模擬乘法器實現(xiàn),即首先通過震蕩電路得到周期信號,該周期信號經(jīng)過信號處理電路得到所需要的載波信號與調(diào)制信號;其次將兩信號接入模擬乘法器的輸入端,通過模擬乘法器運算后得到載波信號振幅隨著調(diào)制信號特征變化而變化的調(diào)幅理療電刺激信號。該方法成本高,穩(wěn)定性差,控制精度低,輸出波形頻率單一,功能單一,硬件調(diào)試困難,生產(chǎn)難度大,且該信號容易產(chǎn)生機體適應(yīng)性,治療效果差。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明旨在提供一種輸出級電路及調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路,降低電路復(fù)雜度和成本,提高電路穩(wěn)定性和控制精度,方便調(diào)試。

為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種輸出級電路,包括:

對輸入信號進行微處理,將方波信號轉(zhuǎn)換為微分信號的微分模塊;

將微分模塊輸出的微分信號進行幅值放大的放大模塊;

將放大模塊輸出的負向信號轉(zhuǎn)變?yōu)檎蛐盘柕陌氩ㄕ髂K;

對半波整流模塊輸出的信號進行電氣隔離的隔離模塊;

使得隔離模塊輸出的隔離信號按照載波頻率進行翻轉(zhuǎn)的換向模塊。

作為一種具體的實現(xiàn)手段,本發(fā)明的微分模塊包括第一運算放大器;所述第一運算放大器負輸入端接微分單元;所述微分單元接所述第一運算放大器輸出端;所述第一運算放大器正輸入端通過匹配模塊接地;所述放大模塊包括第二運算放大器,所述第二運算放大器負輸入端通過放大倍數(shù)調(diào)節(jié)單元接所述第二運算放大器輸出端;所述第二運算放大器正輸入端接所述微分模塊輸出端。

本發(fā)明中,半波整流模塊包括第三運算放大器;所述第三運算放大器負輸入端與所述隔離模塊的第一控制端口連接;所述第三運算放大器正輸入端接地;所述第三運算放大器輸出端與所述隔離模塊的第二控制端口連接;所述隔離模塊第一輸出端通過功率放大模塊與所述換向模塊連接;所述隔離模塊第二輸出端接地;所述換向模塊包括兩個并聯(lián)的、結(jié)構(gòu)相同的橋臂;其中一個橋臂包括兩個隔離開關(guān),第一隔離開關(guān)的第一輸出端與第一三極管的集電極連接;第一隔離開關(guān)的第二輸出端與所述第一三極管的基極、第二隔離開關(guān)的第一輸出端連接;所述第一三極管發(fā)射極與第二三極管集電極連接;所述第二三極管基極與所述第二隔離開關(guān)的第二輸出端連接。

相應(yīng)地,本發(fā)明還提高了一種調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路,包括:

用于輸出調(diào)制信號的第一信號調(diào)理模塊;

用于輸出載波信號的第二信號調(diào)理模塊;

用于對所述調(diào)制信號和所述載波信號調(diào)幅調(diào)制的信號調(diào)制模塊;以及上述輸出級電路,信號調(diào)理模塊輸出端的調(diào)幅調(diào)制信號輸入給所述微分模塊。

作為優(yōu)選方案,本發(fā)明還包括控制器,用于輸出數(shù)字信號,控制器包括與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接的第一控制單元和與所述第二信號調(diào)理模塊連接的第二控制單元,且第一控制單元為微處理器,第二控制單元為載波發(fā)生模塊。載波發(fā)生模塊既可以產(chǎn)生高頻信號,也可以產(chǎn)生低頻信號,適用場合更廣。且處理速度可控,控制范圍更大,精度更高。且載波發(fā)生模塊輸出的波形頻率可以很容易地調(diào)整,從而可以有效消除被測對象的機體適應(yīng)性。微處理器內(nèi)可以存儲大量的非周期信號,因此使得本發(fā)明的電路功能更加強大,刺激波形多樣化,滿足不同的使用需求。

所述第三信號調(diào)理模塊通過功率放大模塊接輸出電極,輸出電極可以與體表(被測量對象體表)接觸,降低體表電阻,讓被測對象感覺到電刺激。

本發(fā)明中,信號調(diào)制模塊包括電阻分壓模塊;該電阻分壓模塊中點輸入所述調(diào)制信號;所述電阻分壓模塊中點接開漏非門的電源端;所述開漏非門的輸入端輸入所述載波信號;所述開漏非門輸出端輸出調(diào)幅調(diào)制后的信號。使用開漏非門產(chǎn)生調(diào)幅調(diào)制信號,成本低廉,易于實現(xiàn),穩(wěn)定性高。

所述電阻分壓模塊的至少一個電阻與濾波模塊并聯(lián),濾波模塊可以消除數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊調(diào)理過程中產(chǎn)生高頻雜波。

所述開漏非門輸出端接限流模塊,避免調(diào)幅調(diào)制信號產(chǎn)生振鈴信號,提高控制精度。

所述限流模塊接隔離模塊,隔除調(diào)幅調(diào)制信號的直流成分,消除被測對象體表的極化現(xiàn)象。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明降低了輸出級電路和調(diào)幅理療電刺激信號發(fā)生電路的成本,穩(wěn)定性高,控制精度高,可以有效消除機體適應(yīng)性,能滿足不同的使用需求,且生產(chǎn)容易,硬件調(diào)試簡單。

附圖說明

圖1(a)為發(fā)明本輸出級電路微分模塊、放大模塊原理圖;

圖1(b)為發(fā)明本輸出級電路半波整流模塊、換向模塊原理圖;

圖2為本發(fā)明信號發(fā)生電路結(jié)構(gòu)框圖;

圖3為本發(fā)明信號調(diào)制模塊原理圖。

具體實施方式

如圖1(a)和圖1(b),微分模塊包括第一運算放大器u4a負輸入端接微分單元,該微分單元包括微分電阻r9和微分電容c5,微分電阻r9、微分電容c5并聯(lián);微分單元接第一運算放大器u4a輸出端;第一運算放大器u4a正輸入端通過匹配電阻r16接地。

放大模塊主要包括第二運算放大器u4b,第二運算放大器u4b負輸入端接放大倍數(shù)調(diào)整模塊,該放大倍數(shù)調(diào)整模塊包括電阻r6、r7,電阻r6、電阻r7串聯(lián);電阻r7一端接第二運算放大器u4b輸出端;第二運算放大器u4b負輸入端接電阻r10,電阻r10接地;第二運算放大器u4b正輸入端通過電阻r14接第一運算放大器輸出端。

如圖1(b),半波整流模塊包括第三運算放大器u10a;第三運算放大器u10a負輸入端接第二運算放大器輸出端;第三運算放大器u10a負輸入端還與隔離模塊u5(光電隔離模塊)的第一控制端口連接;第三運算放大器正輸入端接地;第三運算放大器輸出端與隔離模塊u5的第二控制端口連接。

隔離模塊第一輸出端通過功率放大模塊與換向模塊連接;所述隔離模塊第二輸出端接地。

本實施例中,換向模塊包括兩個并聯(lián)的、結(jié)構(gòu)相同的橋臂;其中一個橋臂包括兩個隔離開關(guān),第一隔離開關(guān)u6的第一輸出端與第一三極管q4的集電極連接;第一隔離開關(guān)的第二輸出端與第一三極管的基極、第二隔離開關(guān)u8的第一輸出端連接;第一三極管發(fā)射極與第二三極管q6集電極連接;第二三極管基極與第二隔離開關(guān)的第二輸出端連接。第一隔離開關(guān)的第二輸出端與第二隔離開關(guān)的第一輸出端之間接電阻r28,以調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。第一隔離開關(guān)的第二輸出端與第二隔離開關(guān)的第一輸出端的中點引出輸出線,方便與輸出電極連接。

如圖2,本發(fā)明中,信號發(fā)生電路各個模塊功能如下:

載波發(fā)生模塊,產(chǎn)生載波信號,本發(fā)明中,載波發(fā)生模塊可以采用cpld。

微處理器,根據(jù)人機接口的參數(shù)設(shè)置,調(diào)整載波發(fā)生模塊的參數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù),控制輸出時間。

數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊,將微處理器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,即調(diào)制信號。

第一信號調(diào)理模塊a,對數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的調(diào)制信號進行i/v轉(zhuǎn)換,或者幅值調(diào)整,然后輸出可供信號調(diào)制模塊使用的調(diào)制信號。

第二信號調(diào)理模塊b,對載波發(fā)生模塊(cpld)輸出的載波信號進行幅值調(diào)整和信號篩選等,然后輸出可供信號調(diào)制模塊使用的載波信號;

信號調(diào)制模塊,對第一信號調(diào)理模塊a輸出的調(diào)制信號和第二信號調(diào)理模塊b輸出的載波信號進行調(diào)幅調(diào)制,得到調(diào)幅理療電刺激信號。

第三信號調(diào)理模塊c,對信號調(diào)制模塊輸出的調(diào)幅理療電刺激信號進行微處理,使信號形態(tài)滿足使用(理療)需求。

功率放大模塊,對第三信號調(diào)理模塊c輸出的信號進行功率放大,增強信號的驅(qū)動能力。

輸出電極,與被測對象體表接觸,減小體表電阻,讓被測對象更好地感覺到電刺激。

如圖3,本發(fā)明所采用的信號調(diào)制模塊包括電阻分壓模塊,電阻分壓模塊包括電阻r3和電阻r5,電阻r3和電阻r5串聯(lián),電阻r3一端接電源vcc,電阻r5一端接地,電阻r3和電阻r5的連接點接數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊,即輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出的調(diào)制信號,該連接點與開漏非門u1電源端連接,開漏非門輸入端接載波發(fā)生模塊,即該輸入端輸入載波發(fā)生模塊輸出的載波信號;開漏非門u1的輸出端接限流電阻r6,限流電阻r6接隔離電容c4。隔離電容c4接第三信號調(diào)理模塊c。

為了消除數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊調(diào)理過程中產(chǎn)生高頻雜波,電阻r5與濾波電容c3并聯(lián)。

本發(fā)明工作過程如下:微處理器模塊通過人機接口接受外部控制,并按照用戶設(shè)定功能控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與載波發(fā)生器模塊。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可以將微處理器模塊內(nèi)存儲的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號,該模擬信號經(jīng)過第一信號調(diào)理模塊a轉(zhuǎn)換為能夠直接進行調(diào)制的調(diào)制信號;載波發(fā)生模塊按照微處理器要求產(chǎn)生載波信號,該載波信號經(jīng)過第二信號調(diào)理模塊b轉(zhuǎn)換為能夠直接進行調(diào)制的載波信號。可以進行調(diào)制的載波信號與調(diào)制信號在信號調(diào)制模塊內(nèi)進行調(diào)幅調(diào)制,得到調(diào)幅理療電刺激信號。該理療電刺激信號經(jīng)過第三信號調(diào)理模塊c進行微處理,使信號形態(tài)滿足治療需求。微調(diào)后的理療電刺激信號經(jīng)過功率放大模塊增強驅(qū)動能力后接輸出電極進行治療。

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