医学信号处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术医学信号处理装置涉及的是一种满足生理、病理、药理等科研、教学实验的通用型医学信号处理装置。结构由ＰＣ／ＡＴ总线接口卡、输入输出接线盒构成，总线接口卡由接口卡线路板、接口卡电路构成，接口卡电路由电源部分、单片机部分、程控放大器电路、Ｄ／Ａ电路、窗口甄别电路、触发脉冲输入输出整形电路、控制信号产生电路构成，程控放大器电路由程控放大电路、电平转换电路构成，窗口甄别电路由４电压比较器、电阻电容以及上拉电阻构成。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医学信号处理装置本技术医学信号处理装置涉及的是一种满足生理、病理、药理等科研、教学实验的通用型医学信号处理装置。随着计算机的发展，国内70年代出现过单板机构成的生理信号处理器，可控制、处理少量实验。至80年代，在Apple-II微机上研制出生理信号处理接口，但A/D采样为8bit，精度不够，前置放大程控范围小(1-8)，信噪比较差。后虽然移植到了PC系列微机上，但整体质量无明显改善。本技术的目的是提供一种医学信号处理装置，利用微机构成一种满足生理、病理、药理等科研、教学实验的通用型医学信号处理装置。集4线记忆示波器、4线生理记录仪，窗口甄别器等仪器功能于一体，实现信号采集、分析自动化。医学信号处理装置是采取以下方案实现的：医学信号处理装置由PC/AT总线接口卡、输入输出接线盒两部分构成，中间以排线经DB15插头相连，电性能的实现全部由接口卡完成，接线盒仅为方便操作而设。总线接口卡共设4通道模拟信号输入，4通道D/A信号输出，一道外触发脉冲输入，一道内同步脉冲输出。集4路程控放大，4路10位高速A/D、4路D/A、二路窗口甄别器，触发、同步脉冲整形等电路于一体，全部资源由单片机管理，独立时钟、独立工作。PC系统机可灵活修改各种工作参数，单片机用DMA方式将各种数据传送给PC机。在软件控制下，真正实验了4线记忆示波(相当于2台记忆示波器)，4路长时程信号记录(相当于二台生理记录仪，且频响更高)，及各种自动测量处理。PC/AT总线接口卡由接口卡线路板、接口卡电路及电子元器件构成。接口卡电路按IBM-PC系列机PC/AT总线设计，插入微机即可工作。接口卡电路由电源部分，单片机(内含A/D，HSI)部分，程控放大器电路，D/A电路，窗口甄别电路，触发脉冲输入输出整形电路，控制信号产生电路构成：程控放大器电路由4组相同电路组成，每组用程控5档增益(1-16倍)，仪用放大器一片，4组垫电平电路合用一片LM124四运放集成块IC2，每道只用一只运放。程控放大器电路，由程控放大电路、电平转换电路两部分构成。程控放大电路由集成电路IC1及外围电路电感L1、L2电容C1-C4、电位器W1、电阻R1、R2、稳压二极管Z1、Z2构成；电平转换电路由运算放大器集成电路IC2及外围电阻排阻WR1、电阻R3、R4二极管-->D3、D4，电容C5构成。集成电路IC1输入端3脚与V1N1间接有R1，并且3脚接R2以及稳压管Z1、Z2到模拟地以保护IC1输入端及限制输入电压幅度。IC1的负电源端7脚，正电源端10脚均接有本级二次LC滤波，7脚与VD-12v之间接L1，10脚与VD-12V之间接L2，同时7脚接C1、C2，10脚接C3，C4到本级最近的模拟地。IC1的5、6脚相连并接模拟地，13、14，1脚相连并接数字地，11脚接数字电源VCC，2，4脚间接电位器W1以调零，W1中心抽头接负电源7脚。15，16，12脚的增益控制A0、A1、A2信号由控制信号产生电路提供。IC1程控放大的信号由8、9脚并接输出。由于A/D需用0-5V单向电压转换而IC1输出为双向电压需向上提升2.5V才能满足A/D需要，运算放大器IC2即完成此任务。IC2接成反向求和电路以提高稳定性。集成电路IC2同相输入端3脚接电阻R3到模拟地，反相输入端2脚接3电阻排阻WR1的公共端1脚，WR1的2脚接IC1的8、9脚，3脚接参考电压VD-2.5V，4脚反馈电阻接至IC2输出端1脚。当IC1输出为0时，IC2输出恰为+2.5V。IC2输出端1脚接二极管D3至VD＋5V作5V限幅，接二极管D4至摸拟地作负电压限幅，确保A/D输入电压为0-5V，同时IC2的1脚接R4、C5，R4、C5组成低通滤波器，将输出信号A1N1限制在频率为10KHZ以内。窗口甄别电路由电压比较器1C1，电阻R1-R4，电容C1-C4，上拉电阻PZ1构成。比较器IC1为4电压比较器，每道电压比较器采用高速电压比较器或运放一只，D/A输出的程控电平经电阻R接至比较器IC1反相输入端反相输入端并接一电容C到模拟地，R与C组成RC积分电路，以使窗口电平无纹波干扰提高比较精度。模拟程控放大的信号A1N1输入比较器的同相输入端。当模拟信号大于反相端窗口电平时，输出高电平形成脉冲。比较器IC1的输出端经上拉电阻PZ1接至数字电源VCC，转换的脉冲BL1送单片机检测处理。本电路共有4道窗口甄别，用上述电路4组构成，4只比较器共用一片四电压比较器集成电路，4只上拉电阻共用一个四电阻排阻PZ1。窗口甄别电路用D/A输出电平作窗口线与模拟程控放大的信号一起作运放的输入，运放接成电压比较器，将模拟信号与窗口电平比较转换成方波，此方波送单片机高速输入(HSI)口检测完成甄别工作。该方法省略了大量硬件比较记忆，脉冲形成等电路，又克服了单纯由A/D采样值软件计算进行甄别必然存在的信号遗漏现象。医学信号处理装置利用单片机形成PC系列智能数据采集口，在国内医用信号处理接口尚无先例，含有二道窗口甄别器，为神经脉冲分析提供了硬件基础，程控放大增益大(1-16)，信噪比好，优于现有其它产品。-->该医学信号处理装置功能全，元件省(尽可能共用)，体积小，整个接口卡仅21×10cm2；是一种生理、病理、药理等科研、教育、实验的通用型医学信号处理装置。以下将结合附图对本技术作进一步说明。图1是医学信号处理装置接口卡电路总框图。图2是医学信号处理装置接口卡结构示意图。图3是本技术程控放大器电路原理图。图4是本技术窗口甄别电路原理图。参照附图医学信号处理装置由PC/AT总线接口卡、输入输出接线盒两部分构成，中间以DB15插头相连。PC/AT总线接口卡由接口卡线路板、接口卡电路及电子元器件构成。接口卡电路由电源部分、单片机(内含A/D、HSI)部分，程控放大器电路、D/A电路、窗口甄别电路、触发脉冲输入输出整形电路、控制信号产生电路构成。参照附图1、4路模拟信号输入程控增益放大器，其增益控制码由PC机写入程控增益码锁存器锁存，此种接法可避免模拟、数字信号间的干扰。锁存器用2片8位锁存器74LS373，每2道程控放大器共用一片。控制码分二进制 0，1，2，3，4五档，控制增益1，2，4，8，16倍。放大后的模拟信号送入单片机A/D转换器进行模数转换，其中1，2两道同时送入电压比较器作窗口甄别。4路D/A转换器的输入接至PC数据总线缓冲器，其输出一方面直接送输入输出接线合输出，可作波形回放，程控刺激脉冲等用。另一方面作为程控电平送入电压比较器与两路程控放大的信号比较，将模拟信号转换成方波序列，送入单片机高速输入口采样，记录下脉冲上升沿时间值亦即事件发生时间值。来自接线合的触发输入信号经脉冲整形电路，缓冲整形送入单片机I/O的口2，单片机内部控制口2发出的外同步脉冲经脉冲整形电路输出至接线合，以作同步其它仪器工作时的同步信号。接口卡工作的参数，由PC机写入单片机指令锁存器，该锁存器的写控制信号同时也作为向单片机申请中断的信号，在中断服务程序中，单片机读入锁存器中的数据，并解释执行，设置各种内部参数。单片机将接口卡采集的数据用DMA方式传递给PC机，要传数时，将数据写入采样数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医学信号处理装置，由ＰＣ／ＡＴ总线接口卡、输入输出接线盒构成，中间以排线经插头相连，总线接口卡由接口卡线路板、接口卡电路及电子元器件构成，接口卡电路由电源部分、单片机部分、程控放大器电路、Ｄ／Ａ电路、窗口甄别电路、触发脉冲输入输出整形电路、控制信号产生电路构成，其特征是程控放大器电路由程控放大电路、电平转换电路构成，程控放大电路由集成电路ＩＣ１及外围电路电感Ｌ１、Ｌ２，电容Ｃ１－Ｃ４，电位器Ｗ１，电阻Ｒ１、Ｒ２，稳压二极管Ｚ１、Ｚ２构成；电平转换电路由运算放大器集成电路ＩＣ２及外围电阻排阻ＷＲ１、电阻Ｒ３、Ｒ４、二极管Ｄ３、Ｄ４，电容Ｃ５构成；窗口甄别电路由电压比较器ＩＣ１、电阻Ｒ１－Ｒ４、电容Ｃ１－Ｃ４，上拉电阻ＰＺ１构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医学信号处理装置，由PC/AT总线接口卡、输入输出接线盒构成，中间以排线经插头相连，总线接口卡由接口卡线路板、接口卡电路及电子元器件构成，接口卡电路由电源部分、单片机部分、程控放大器电路、D/A电路、窗口甄别电路、触发脉冲输入输出整形电路、控制信号产生电路构成，其特征是程控放大器电路由程控放大电路、电平转换电路构成，程控放大电路由集成电路IC1及外围电路电感L1、L2，电容C1-C4，电位器W1，电阻R1、R2，稳压二极管Z1、Z2构成；电平转换电路由运算放大器集成电路IC2及外围电阻排阻WR1、电阻R3、R4、二极管D3、D4，电容C5构成；窗口甄别电路由电压比较器IC1、电阻R1-R4、电容C1-C4，上拉电阻PZ1构成。2.根据权利要求1所述的医学信号处理装置，其特征是程控放大器电路由4组相同电路组成，在每组电路中集成电路IC1输入端3脚接有R1，并且3脚接有电阻R2以及稳压管Z1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文陵，阳雪林，蔡忠，
申请(专利权)人：南京隆海科技实业公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]