一种动态心电信号模拟发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种动态心电信号模拟发生器，该发生器可以将低至1uV‑10uV的心电信号按照其真实电压值输出，从而确保了动态心电图性能检测的精度。该发生器包括触摸显示屏、数据更新接口、Flash存储器、处理器、数模转换器、数字比较器、信号幅度调节电路以及3.5mm同轴模拟信号输出接口；处理器与触摸显示屏连接，用于使用者操作；处理器与Flash存储器连接，用于存储心电信号；处理器与数模转换器连接，用于将心电信号由数字量转换为模拟量；处理器与数字比较器连接；数据比较器判断待输出的心电信号是否小于设定阈值，然后将比较结果输出至信号幅度调节电路；数模转换器通过信号幅度调节电路与3.5mm同轴模拟信号输出接口电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种动态心电信号模拟发生器
本专利技术涉及一种模拟信号发生器，具体涉及一种动态心电信号模拟发生器。
技术介绍
随着经济的发展、人们生活水平的提高，近年心脏病的发病率以及因为心脏疾病而猝死人群迅速增长，心脏病的检查和早期诊断设备呈现爆炸式的增长，其中对心脏病最具诊断价值的动态心电图最具代表。动态心电图不同于常规的心电图及心电监护仪等常规心电检查方法，它是一种能够全程记录并分析患者在24或48或72小时下日常生活、工作和活动状态下心电信号和全部异常电波的医疗器械。由于它可连续记录长时间动态心电信号，从而弥补了常规心电图只能作短暂静态记录的不足。因此能捕捉到常规心电图难以发现的心肌缺血、心肌梗死、各种偶发、短阵心律失常、猝死、不同类型异位节律或传导阻滞、偶发性早搏、不时出现的心慌、胸闷、胸痛、头昏或晕厥等疑似心脏疾病等，大大提高了心律失常的检出率。动态心电图(以下简称HOLTER)产品的主要组成包括采集记录盒和分析软件，其中采集记录盒记录患者的心电图并将连续采集的心电数据保存为ECG文件，分析软件对记录盒保存的ECG文件进行分析。国家检验标准强制要求动态心电图产品的厂商需要对AHA、MIT、NST和CU标准数据库共计175份特殊患者心电记录进行分析，将分析的结果与数据库所给标准结果进行对比，从而检验厂商生产的动态心电图产品是否符合要求。现有方式是采用心电信号模拟发生器存储四个数据库中的175份记录文件并将记录文件逐一发送至动态心电图中进行检测，从而验证动态心电图是否满足要求，但是由于现有心电信号模拟发生器中存储的心电信号转换成模拟量时对于较弱的信号无法按照其真实电压值输出(对于大多数心电信号模拟发生器来说模拟转换器无法有效转换电压值小于10uV的信号)，从而导致输出信号失真，从而会影响动态心电图性能检测的精度。
技术实现思路
为解决现有技术存在的心电信号模拟发生器输出微弱信号时会出现失真现象，从而影响动态心电图性能检测精度问题，本专利技术提出一种动态心电信号模拟发生器，该发生器可以将低至1uV-10uV的心电信号按照其真实电压值输出，从而确保了动态心电图性能检测的精度。本专利技术的具体技术方案是：本专利技术提供了一种动态心电信号模拟发生器，包括触摸显示屏、Flash存储器、处理器、数模转换器、数字比较器、信号幅度调节电路以及3.5mm同轴模拟信号输出接口；处理器采用STM32F103RX单片机芯片；Flash存储器采用STM32F103RX单片机芯片的内部存储空间；数字比较器采用SN74ASA885U6芯片；数模转换器采用DAC1220芯片；信号幅度调节电路包括MCP4012芯片和电阻；STM32F103RX单片机芯片通过UART管脚与触摸显示屏连接；通过SPI管脚与DAC1220芯片的CS管脚、SCLK管脚以及SDIO端电连接；通过DAT[0:7]管脚与SN74ASA885U6芯片的DAT[0:7]管脚连接；通过CS1和UD管脚分别与MCP4012芯片的CS1管脚和UD管脚电连接；SN74ASA885U6芯片的ADJ_EN管脚与所述MCP4012芯片的CS1管脚连接；DAC1220芯片的VOUT管脚通过电阻分别与MCP4012芯片的电阻端连接以及3.5mm同轴模拟信号输出电缆连接。进一步地，为了使阈值范围可根据需要进行调节，上述数字比较器还包括与阈值信号管脚REF连接的阈值数据设置电路连接；所述阈值数据设置电路通过每一位上的拨码开关产生一位二进制数字量数据。进一步地，为了对数据进行更新，动态心电信号模拟发生器还包括数据更新接口。进一步地，上述数据更新接口为RS232接口或USB接口或SD卡接口或网络接口。进一步地，上述DAC1220芯片为20位分辨率，DAC1220芯片的数字电源DVDD和模拟电源AVDD采用5V电压，参考电压VREF为2.5V；最大输出电压为5V，最小输出电压为5V/220。进一步地，上述触摸显示屏采用的电源电压为5V，数据接口为UART，其中TX表示处理器发送给触摸显示屏的数据，RX表示触摸显示屏发送给处理器的数据。进一步地，上述STM32F103RX单片机芯片的数字电源VDD和模拟电源VDDA的电压均为3.3V。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过触摸显示屏、Flash存储器、处理器、数字比较器、数模转换器、信号幅度调节电路以及3.5mm同轴模拟信号输出接口构建的心电信号模拟发生器可以对1uV-10uV的微弱心电信号按照其真实电压值输出，解决了传统心电信号模拟发生器输出微弱心电信号时出现失真的问题，确保了动态心电图性能检测的精度。附图说明图1为心电模拟发生器的原理框图。图2为触摸显示屏的电路原理图。图3为处理器的电路图。图4为数模转换器的电路图。图5为数字比较器的电路图。图6为信号幅度调节电路的电路图。附图标记如下：1-触摸显示屏、2-数据更新接口、3-Flash存储器、4-处理器、5-数模转换器、6-数字比较器、7-信号幅度调节电路、8-3.5mm同轴模拟信号输出接口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步地说明。本专利技术提供了一种动态心电模拟发生器，其基本框架原理如图1所示，包括触摸显示屏1、数据更新接口2、Flash存储器3、处理器4、数模转换器5、数字比较器6、信号幅度调节电路7以及3.5mm同轴模拟信号输出接口8；处理器4与触摸显示屏1连接，触摸显示屏1用于使用者发出操作指令；处理器4与Flash存储器3连接，Flash存储器3用于存储标准心电图数据库的心电信号以及用户自定义上传的心电信号；处理器4与数模转换器5连接，数模转换器5用于将心电信号由数字量转换为模拟量；处理器4与数字比较器6连接；数据比较器6判断待输出的心电信号是否小于设定阈值(该设定阈值为数模转换器最小能转换的数字量)，然后将比较结果输出至信号幅度调节电路；数模转换器5通过信号幅度调节电路7与3.5mm同轴模拟信号输出接口8电连接，用于将所有心电信号以真实的电压值输出。以下为动态心电模拟发生器的一个具体示例，该示例以每一个电路对该方发生器作出更为详细的介绍。触摸显示屏1的具体电路如附图2所示。电路电源电压为5V，数据接口为UART，其中TX表示处理器4发送给触摸显示屏的数据，RX表示触摸显示屏发送给处理器4的数据。该电路在处理器4的控制下将需要显示的内容通过TX发送给触摸显示屏，触摸显示屏将使用者的触摸位置信号通过RX发送给处理器(3)即完成了整个输入输出交互操作。数据更新接口2用于用户更新内部心电数据，数据更新接口可以为RS232接口或USB接口或SD卡接口或网络接口。本实施例中采用USB接口。处理器4的具体电路如附图3所示。采用STM32F103RX单片机作为核心处理器，数字电源VDD采用3.3V供电，模拟电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态心电信号模拟发生器，其特征在于：/n包括触摸显示屏、Flash存储器、处理器、数模转换器、数字比较器、信号幅度调节电路以及3.5mm同轴模拟信号输出接口；/n处理器采用STM32F103RX单片机芯片；Flash存储器采用STM32F103RX单片机芯片的内部存储空间；数字比较器采用SN74ASA885U6芯片；数模转换器采用DAC1220芯片；信号幅度调节电路包括MCP4012芯片和电阻；/nSTM32F103RX单片机芯片通过UART管脚与触摸显示屏连接；/n通过SPI管脚与DAC1220芯片的CS管脚、SCLK管脚以及SDIO端电连接；/n通过DAT[0:7]管脚与SN74ASA885U6芯片的DAT[0:7]管脚连接；/n通过CS1和UD管脚分别与MCP4012芯片的CS1管脚和UD管脚电连接；/nSN74ASA885U6芯片的ADJ_EN管脚与所述MCP4012芯片的CS1管脚连接；/nDAC1220芯片的VOUT管脚通过电阻分别与MCP4012芯片的电阻端连接以及3.5mm同轴模拟信号输出电缆连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态心电信号模拟发生器，其特征在于：
包括触摸显示屏、Flash存储器、处理器、数模转换器、数字比较器、信号幅度调节电路以及3.5mm同轴模拟信号输出接口；
处理器采用STM32F103RX单片机芯片；Flash存储器采用STM32F103RX单片机芯片的内部存储空间；数字比较器采用SN74ASA885U6芯片；数模转换器采用DAC1220芯片；信号幅度调节电路包括MCP4012芯片和电阻；
STM32F103RX单片机芯片通过UART管脚与触摸显示屏连接；
通过SPI管脚与DAC1220芯片的CS管脚、SCLK管脚以及SDIO端电连接；
通过DAT[0:7]管脚与SN74ASA885U6芯片的DAT[0:7]管脚连接；
通过CS1和UD管脚分别与MCP4012芯片的CS1管脚和UD管脚电连接；
SN74ASA885U6芯片的ADJ_EN管脚与所述MCP4012芯片的CS1管脚连接；
DAC1220芯片的VOUT管脚通过电阻分别与MCP4012芯片的电阻端连接以及3.5mm同轴模拟信号输出电缆连接。


2.根据权利要求1所述的动态心电信号模拟发生器，其特征在于：数字比较器还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓玲，黎金，韩溟，邵文鹏，刘立科，
申请(专利权)人：陕西省医疗器械质量监督检验院，
类型：发明
国别省市：陕西;61