一种超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法，数字解调方法包括A、主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；B、信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；C、所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；D、主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示；能获取更真实的I/Q信号和频移信号包络，解决了心率翻倍的问题；还能对特定的深度进行组织运动的监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波胎心监测
，尤其涉及的是一种超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法。
技术介绍
超声波胎心监测仪，是一种利用超声波来检测胎儿心跳的监护类仪器。通过使用该仪器可听到与胎儿心跳频率相关的声波信号，并以此了解胎儿的心跳频率等参数。当前市场上所销售的超声波胎心监测仪均是采用模拟解调的方式进行胎心超声波频移信息的提取，即通过模拟乘法器，将胎儿心脏组织反射回来的超声回波，与同超声波基频相位一致、频率相当的正弦波信号进行相乘，从而获取到超声回波中的频移信号，该频移信号即是胎心组织的运动信号。超声波胎心监测仪分为两种类型，即连续多普勒型与脉冲波多普勒型。所述连续多普勒型以双振元探头为基础，通过一个振元发射，一个振元接收，来连续不断地对胎心组织发生超声波并接收，再将超声回波信号进行模拟解调，将解调后的超声回波信号传输至功放芯片进行音频播放。该类型的超声波胎心监测仪的优点在于其超声波频谱能量集中，可以探测到人体深处的组织运动，并且解调后的信号音频效果好；但是其不足之处在于没有距离选通功能，不能针对特定的深度进行组织运动的监测。所述脉冲多普勒型的超声波胎心监测仪的超声发射接收是通过共用同一振元实现，即其探头振元既发射超声波，又进行超声回波接收。与上述连续多普勒型相比，其最大的优势就是能够通过对超声回波信号的时间进行选通，实现深度距离上的选择，从而提取不同深度上的组织运动信息，这样就可以排除不同深度上的组织运动交混带来的影响。目前，该型产品主要依赖于模拟解调方式，将超声回波信号进行解调来获得频移信号。而模拟解调的最大不足之处在于，其只能获得一路解调信号，即I信号或者Q信号，并非其真实包络，一旦心脏的组织运动周期过长，则一次心跳很容易被解调成两次跳动，从而造成实际心率的翻倍现象。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法，以解决现有胎心仪模拟解调导致心率翻倍的问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种超声波胎心监测仪的回波信号的数字解调方法，其包括：A、主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；B、信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；C、所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；D、主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示。所述的回波信号的数字解调方法中，在所述步骤C中，数字的回波信号传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号具体包括：C10、对所述数字的回波信号进行深度提取生成预设回波信号；C20、对所述预设回波信号进行数字解调生成I信号和Q信号。所述的回波信号的数字解调方法中，所述步骤C10具体包括：C11、对所述数字的回波信号进行距离选通获取第一回波信号；C12、对所述第一回波信号经窗函数序列加窗生成预设回波信号。所述的回波信号的数字解调方法中，在所述步骤C20中，所述数字解调分两路进行，一路将所述预设回波信号与余弦序列相乘后进行数据积分，生成I信号；另一路将所述预设回波信号与正弦序列相乘后进行数据积分，生成Q信号。所述的回波信号的数字解调方法中，所述步骤C还包括：CPLD模块将I信号或Q信号传输至音频功放模块进行播放。一种超声波胎心监测仪，包括信号放大模块、阻抗变换电路、超声探头和显示屏，其还包括CPLD模块、主控模块和模数转换模块；所述主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示。所述的超声波胎心监测仪中，还包括音频功放模块；CPLD模块将数字解调后的I信号或Q信号传输至音频功放模块进行播放。相较于现有技术，本专利技术提供的超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法，由主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示；采用了数字滤波方式，使解调序列之间的相位可以非常精准，从而获取更接近真实的I/Q信号，获取更贴近真实的频移信号包络，解决了心率翻倍的问题；还能进行深度选择，以对特定的深度进行组织运动的监测。附图说明图1是本专利技术提供的超声波胎心监测仪应用实施例的示意图。图2是本专利技术提供的超声波胎心监测仪的回波信号的数字解调方法流程图。具体实施方式本专利技术提供一种超声波胎心监测仪及其回波信号的数字解调方法。区别于传统的模拟解调方式，本专利技术获得超声回波后并不是立即将其传输至乘法器进行解调，而是进行模数转换，将超声回波信号转换成数字信号，再通过CPLD芯片进行数字解调，最后MCU对接收的数字解调后的I信号与Q信号进行速度计算和心率计算，并将计算出的波形与心率信息显示在液晶屏上。由于采用数字滤波方式，解调序列之间的相位可以非常精准，从而获取更接近真实的I/Q信号，更贴近真实的频移信号包络，解决了心率翻倍的问题。为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本实施例提供的超声波胎心监测仪包括CPLD模块10、主控模块20、模数转换模块30、信号放大模块、音频功放模块、阻抗变换电路、超声探头和显示屏。其中，信号放大模块、音频功放模块、阻抗变换电路、超声探头和显示屏为现有技术，是现有超声波胎心监测仪中已有的模块。所述主控模块20采用MCU。本实施例在现有模块的基础上增加了CPLD模块10和模数转换模块30，并对主控模块20的功能进行改进。主控模块20是进行系统控制的核心，CPLD模块10是实现时序运行和信号解调的核心。所述主控模块20通过与CPLD模块10之间连接的控制接口向CPLD模块10写入控制字（即用户输入的控制指令），从而定义超声脉冲个数、选通距离参数等。CPLD模块10则根据控制字来实现对应的时序操作，其是整个系统的时序核心，负责时序控制和信号解调，如控制激励脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波胎心监测仪的回波信号的数字解调方法，其特征在于，包括：A、主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；B、信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；C、所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；D、主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示。

【技术特征摘要】
1.一种超声波胎心监测仪的回波信号的数字解调方法，其特征在于，包括：
A、主控模块输出控制指令控制CPLD模块输出激励脉冲信号；
B、信号放大模块将激励脉冲信号放大、并经阻抗变换电路处理后、传输至超声探头进行激励；超声回波经过超声探头接收并转换成回波信号；
C、所述回波信号经模数转换模块进行模数转换后生成数字的回波信号，传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号并反馈给主控模块；
D、主控模块接收到I信号和Q信号后再次输出控制指令给CPLD模块，并将I信号和Q信号传输至显示屏显示。
2.根据权利要求1所述的回波信号的数字解调方法，其特征在于，在所述步骤C中，数字的回波信号传输至CPLD模块进行数字解调生成I信号和Q信号具体包括：
C10、对所述数字的回波信号进行深度提取生成预设回波信号；
C20、对所述预设回波信号进行数字解调生成I信号和Q信号。
3.根据权利要求2所述的回波信号的数字解调方法，其特征在于，所述步骤C10具体包括：
C11、对所述数字的回波信号进行距离选通获取第一回波信号；
C12、对所述第一回波信号经窗函数序列加窗生成预设回波信号。
4.根据权利要求2所述的回波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕，詹凯，牛洋洋，杨钧鹏，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44