專利名稱：一種多通道低頻信號采集的隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多通道信號采集的隔離裝置，尤其是一種用于心電類醫(yī)療儀器的 多通道低頻信號采集的隔離裝置。
背景技術(shù)：
心電類的醫(yī)療儀在臨床上已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，心電類醫(yī)療儀通過采集并分析人體 的低頻信號來判斷和/或治療人體的疾病。當(dāng)醫(yī)療儀具有多個(gè)應(yīng)用部分時(shí)，對于不同的應(yīng) 用部分，安全標(biāo)準(zhǔn)有不同的漏電流要求，同時(shí)人體的低頻信號也比較多，在不同的應(yīng)用場合 采集的低頻信號也不同，如果不對低頻信號采取隔離措施，那么醫(yī)療儀的所有應(yīng)用部分都 必須按照最高標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣使成本和設(shè)計(jì)難度增加很多。目前的低頻信號的隔離裝置如圖1所示，每個(gè)隔離通道包括依次順接的差分放大 器、調(diào)制器、變壓器、解調(diào)器、低通濾波放大器，當(dāng)有N個(gè)通道時(shí)，就需要N個(gè)這樣隔離通道。 這種對每一個(gè)通道單獨(dú)進(jìn)行隔離的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)信號之間的隔離，但是也存在系統(tǒng)的整個(gè) 隔離裝置尺寸臃腫，裝置使用的器件多，生產(chǎn)成本高，易出故障等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)， 將多個(gè)信號對一條隔離信道進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，可以有效的減小電路所使用的器件數(shù)量，節(jié)約 成本，使隔離裝置體積小，故障點(diǎn)也大量減少的多通道低頻信號采集的隔離裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種多通道低頻信號采集的隔離裝置，包括依次順接的有N ( N>2)個(gè)采集通道輸入的多路模擬差分放大電路P1、調(diào)制器P3、隔離變壓器P4、解調(diào)器 P5、低通濾波放大電路P7，以及電源隔離器P10，在多路模擬差分放大電路Pl與調(diào)制器P3 之間、解調(diào)器P5與低通濾波放大電路P7之間分別設(shè)置有多路選擇器P2和多路分配器P6， 還包括控制器P8，所述控制器P8用于為多路選擇器P2、調(diào)制器P3、解調(diào)器P5和多路分配器 P6提供控制信號。其中，還包括信號隔離器P9，信號隔離器P9用于所述控制器P8對多路 選擇器P2控制信號和多路分配器P6控制信號的隔離，以及對調(diào)制器P3控制信號和解調(diào)器 P5控制信號的隔離。本實(shí)用新型的多通道低頻信號采集的隔離，是這樣實(shí)現(xiàn)的在有多個(gè)模擬信號通 過采集通道輸入多路模擬差分放大電路Pl，經(jīng)多路模擬差分放大電路Pl對每一路的模擬 信號進(jìn)行差分放大(約放大10倍)后，在控制器P8的控制信號的操作下由多路選擇器P2選 擇其中一個(gè)采集通道的信號輸出到調(diào)制器P3，調(diào)制器P3把低頻的信號調(diào)制到一個(gè)較高的 頻率上，通過隔離變壓器P4把信號耦合到解調(diào)器P5上對信號進(jìn)行解調(diào)，以還原采集的模擬 信號，多路分配器P6在控制器P8的控制信號的操作下將還原的模擬線號輸出到相應(yīng)的通 道中，最后由低通濾波放大電路P7將信號放大后進(jìn)行低通濾波，低通濾波的目的是濾掉模 擬開關(guān)切換時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾，獲得較為純凈的采集信號。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的多通道低頻信號采集的隔離裝置原理圖；圖2是本實(shí)用新型多通道低頻信號采集的隔離的原理圖。圖中標(biāo)記P1為多路模擬差分放大電路，P2為多路選擇器，P3為調(diào)制器，P4為隔 離變壓器，P5為解調(diào)器，P6為多路分配器，P7為低通濾波放大電路，P8為控制器，P9為信 號隔離器，PlO為電源隔離器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖2所示，一種多通道低頻信號采集的隔離裝置，包括依次順接的有隊(duì)況乏2) 個(gè)采集通道輸入的多路模擬差分放大電路P1、調(diào)制器P3、隔離變壓器P4、解調(diào)器P5、低通濾 波放大電路P7，以及電源隔離器P10，在多路模擬差分放大電路Pl與調(diào)制器P3之間、解調(diào) 器P5與低通濾波放大電路P7之間分別設(shè)置有多路選擇器P2和多路分配器P6，還包括控制 器P8，所述控制器P8用于為多路選擇器P2、調(diào)制器P3、解調(diào)器P5和多路分配器P6提供控 制信號。其中，還包括信號隔離器P9，信號隔離器P9用于所述控制器P8對多路選擇器P2 控制信號和多路分配器P6控制信號的隔離，以及對調(diào)制器P3控制信號和解調(diào)器P5控制信 號的隔離。本實(shí)用新型的多通道低頻信號采集的隔離，是這樣實(shí)現(xiàn)的在有多個(gè)模擬信號通 過采集通道輸入多路模擬差分放大電路Pi，經(jīng)多路模擬差分放大電路Pi對每一路的模擬 信號進(jìn)行差分放大(約放大10倍)后，在控制器P8的控制信號的操作下由多路選擇器P2選 擇其中一個(gè)采集通道輸入的信號輸出到調(diào)制器P3，調(diào)制器P3把低頻的信號調(diào)制到一個(gè)較 高的頻率上，通過隔離變壓器P4把信號耦合到解調(diào)器P5上對信號進(jìn)行解調(diào)，以還原采集的 模擬信號，多路分配器P6在控制器P8的控制信號的操作下將還原的模擬線號輸出到相應(yīng) 的通道中，最后由低通濾波放大電路P7將信號放大后進(jìn)行低通濾波，低通濾波的目的是濾 掉模擬開關(guān)切換時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾，獲得較為純凈的采集信號。前述的多路選擇器P2可選用多選一的模擬開關(guān)，多路分配器P6可選用單個(gè)輸入 可在多個(gè)輸出分配的模擬開關(guān)，控制器P8產(chǎn)生多路選擇器P2和多路分配器P6需要的地址 信號，以實(shí)現(xiàn)多通道低頻信號的輪換選擇。調(diào)制器P3和解調(diào)器P5可選用模擬開關(guān)，由控制 器P8提供時(shí)鐘信號(包括模擬開關(guān)的地址信號和對模擬開關(guān)的控制，也可稱為控制信號)實(shí) 現(xiàn)低頻信號的調(diào)制與解調(diào)。隔離器P9可選用光耦或磁耦芯片對控制器P8產(chǎn)生的控制信號 進(jìn)行隔離。電源隔離器PlO可選用DC/DC模塊。控制器P8可以選用邏輯芯片、單片機(jī)、MCU 等實(shí)現(xiàn)控制信號的產(chǎn)生。為了使多路選擇器P2、調(diào)制器P3、解調(diào)器P5、多路分配器P6中的信號是同一信道 的模擬信號，多路選擇器P2和調(diào)制器P3的控制信號要比解調(diào)器P5和多路分配器P6的控 制信號早起用，其原因是模擬的低頻信號的流動有順序，是由多路選擇器P2開始，經(jīng)過調(diào)制器P3、隔離變壓器P4、解調(diào)器P5，最后流過多路分配器P6結(jié)束，因此控制信號應(yīng)有相應(yīng)的 順序。如果控制信號由單片機(jī)或MCU產(chǎn)生，可通過軟件調(diào)整控制信號的產(chǎn)生時(shí)間；如果控制 信號由邏輯芯片硬件產(chǎn)生，可用硬件對控制信號進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)。本實(shí)用新型中，為了減少信道間的干擾，在每兩個(gè)相鄰的采集通道輸入之間分別 加入1個(gè)冗余通道，加入的每個(gè)冗余通道輸入均接地，在進(jìn)行通道切換時(shí)，加入的接地的冗 余通道可以消除隔離信道中的上一次切換信道的殘余信號。例如，本來有N個(gè)(N不小于2) 低頻的信號采集通道，在這N個(gè)通道的每兩個(gè)相鄰的采集通道輸入之間分別加入1個(gè)冗余 通道，組成2N個(gè)通道，并且將加入的N個(gè)冗余通道均接地，可以有效的消除信號的信道干 擾，提高采集信號的質(zhì)量；同時(shí)，加入冗余通道后，也有利于實(shí)現(xiàn)控制信號的同步，降低對同 步準(zhǔn)確性的要求。本實(shí)用新型利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將多個(gè)信號對一條隔離信道進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，可以 有效的減小電路的所使用的器件數(shù)量，節(jié)約成本，使隔離裝置體積小，故障點(diǎn)也大量減少。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種多通道低頻信號采集的隔離裝置，包括依次順接的有N個(gè)采集通道輸入的多路模擬差分放大電路(P1)、調(diào)制器(P3)、隔離變壓器(P4)、解調(diào)器(P5)、低通濾波放大電路(P7)，以及電源隔離器(P10)，其特征在于，在多路模擬差分放大電路(P1)與調(diào)制器(P3)之間、解調(diào)器(P5)與低通濾波放大電路(P7)之間分別設(shè)置有多路選擇器(P2)和多路分配器(P6)，還包括控制器(P8)，所述控制器(P8)用于為多路選擇器(P2)、調(diào)制器(P3)、解調(diào)器(P5)和多路分配器(P6)提供控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道低頻信號采集的隔離裝置，其特征在于，還包括信號 隔離器(9)，信號隔離器(9)用于所述控制器(P8)對多路選擇器(P2)控制信號和多路分配 器(P6)控制信號的隔離，以及對調(diào)制器(P3)控制信號和解調(diào)器(P5)控制信號的隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道低頻信號采集的隔離裝置，其特征在于， Ν>τ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道低頻信號采集的隔離裝置，其特征在于，在每兩個(gè)相 鄰的采集通道輸入之間分別加入1個(gè)冗余通道，加入的每個(gè)冗余通道輸入均接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多通道低頻信號采集的隔離裝置，包括依次順接的有N個(gè)采集通道輸入的多路模擬差分放大電路(P1)、調(diào)制器(P3)、隔離變壓器(P4)、解調(diào)器(P5)、低通濾波放大電路(P7)，以及電源隔離器(P10)，在多路模擬差分放大電路(P1)與調(diào)制器(P3)之間、解調(diào)器(P5)與低通濾波放大電路(P7)之間分別設(shè)置有多路選擇器(P2)和多路分配器(P6)，還包括控制器(P8)，所述控制器(P8)用于為多路選擇器(P2)、調(diào)制器(P3)、解調(diào)器(P5)和多路分配器(P6)提供控制信號。本實(shí)用新型公開的信號隔離裝置使用的器件數(shù)量少，成本低，積小，故障點(diǎn)也大量減少。
文檔編號H04J3/04GK201742423SQ201020159720
公開日2011年2月9日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者周繼勇, 李楚雅, 陳傳金 申請人:李楚雅