生物信号采集处理仪制造技术

本实用新型专利技术生物信号采集处理仪涉及的是一种用于生理学、病理生理学和药理学实验的生物信号检测、记录和分析仪器。结构具有机箱，机箱有前面板、后面板，机箱内装有电子线路板，其特征在于电子线路包括通用串行总线ＵＳＢ接口电路、采集／控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路，通用串行总线ＵＳＢ接口电路包括通用串行总线ＵＳＢ接口芯片、即插即用识别ＲＯＭ芯片。采集／控制电路包括单片机、内含数据采集芯片，存储集成芯片、总线驱动芯片及地址译码集成芯片。程控放大电路包括运算放大器集成芯片，高通滤波器，低通滤波器，程控放大器，数据锁存器。程控刺激器电路包括单片机、数／模转换器集成芯片，脉冲整形集成芯片，高电压功率放大器。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
生物信号采集处理仪
本技术生物信号采集处理仪涉及的是一种用于生理学、病理生理学和药理学实验的生物信号检测、记录和分析仪器。
技术介绍
通常，生理学、病理生理学和药理学实验的生物信号检测、记录和分析需要采用示波器、生物信号前置放大器、刺激器、走纸记录仪等仪器来完成，不足之处是仪器体积比较大、数量多、操作麻烦、智能化程度低、分析数据烦琐、精度差，各种仪器操作比较复杂，检测时间长，效率低，而且数据还须手工计算或输入计算机来计算。
技术实现思路
本技术针对上述不足之处提供一种生物信号采集处理仪，采用多单片机通讯控制技术及优质集成电路开发的一种集生物信号的放大、采集、显示、处理、储存和分析的仪器。在与微机数据交换方式上，选用了目前最新的“通用串行总线”即USB(V1.1版)方式，速度快、数据吞吐量高，并能“即插即用”，与微机连接十分方便与简单。针对生物信号种类多、实验时又往往通道多的特点，仪器设计成通用总线方式，插入一块电路版卡即可增加一个通道，插入不同的电路版卡即可完成不同的功能。电路版卡计有生物电程控放大电路、刺激器电路、控制及A/D转换电路等多种。实现了实验-->仪器的微机化、数字化、智能化。生物信号采集处理仪是采取以下方案实现的：生物信号采集处理仪具有机箱，机箱有前面板、后面板，前面板上装置有若干生物信号或传感器输入插座、刺激器输出插座、电源开关，后面板上装有经放大后的生物信号输出插座、通用串行总线(USB)插座，电源插座，机箱内装有电子线路板，板上有电子线路及电子线路元器件。电子线路包括通用串行总线USB接口电路、采集/控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路，通用串行总线USB接口电路包括通用串行总线USB接口芯片IC1、即插即用识别硬ROM芯片IC2。采集/控制电路包括单片机IC3、内含51单片机的数据采集芯片IC4，先进先出存储集成芯片IC5、总线驱动芯片IC6及地址译码集成芯片IC7、IC8。程控放大电路包括运算放大器集成芯片IC101、IC102、IC103，高通滤波器IC104、IC105，低通滤波器IC106、IC107，程控放大器IC108、IC109，数据锁存器IC110、IC111。程控刺激器电路包括单片机IC201、数/模转换器集成芯片IC202、IC203，脉冲整形集成芯片IC204～IC206，高电压功率放大器IC207。在电子线路中通用串行总线USB接口插座CZ1接USB专用数据线，插座CZ1连至USB接口专用集成芯片IC1的USB数据引脚USBD+、USBD-，IC1的SCL、SDA脚接即插即用识别码ROM芯片IC2对应的SCL、SDA脚，IC1的数据线及三组I/O控制口PA、PB、PC接到排线插座CZ2，排线插座CZ2经扁平电缆排线接采集/控制电路的对应排线插座CZ3，CZ3的信号线中8位数据线与先进-->先出存储器集成芯片IC5的数据线连接，读信号线接IC5的读引脚，PA口8位线作单片机IC3的数据线，接IC3的PO口，PB口的一位作IC3的中断申请，接IC3的外部中断申请INTO，PB口的另一位接受数据采集芯片IC4的中断申请，接IC4的“有数据”中断通知线，单片机IC3的P2口8位作输出数据，接总线驱动芯片IC6，地址译码集成芯片IC7、IC8的输入端分时写入、分别作整机总线的数据及通道的片选信号线，IC3的串行口与数据采集芯片IC4的串行口直接连接；程控放大电路的运算放大器集成芯片IC101、IC102、IC103其差分输入与面板上的生物信号或传感器输入插座连接，其输出接高通滤波器IC104、IC105，高通滤波器IC104、IC105的输出接低通滤波器IC106、IC107，低通滤波器IC106、I以07的输出接程控放大器IC108、IC109，放大滤波后的模拟信号再送入整机总线；程控刺激器电路的单片机IC201的P2口接整机总线的数据线，中断申请INTO接整机总线的相应片选CSX，IC201的PO口接D/A数/模转换器IC202、IC203，IC201的写信号WR接数/模转换器IC202、IC203对应写控制端，数/模转换器与脉冲整形集成芯片IC204、IC205、IC206连接，脉冲整形集成芯片与功率放大电路IC207相连。本技术生物信号采集处理仪是根据生理实验的特点，将传统仪器的优点与计算机的强大处理功能相结合而设计的，它是多CPU并行工作，集信号放大、数据采集、显示、存储、处理及输出的实验仪器。主要完成对各种生物电信号(如心电、肌电、脑电)与非-->电生物信号(如血压、张力、呼吸)的调理、放大，并进而对信号进行模/数(A/D)转换，使之进入计算机。通过计算机软件完成对系统各部分进行控制和对已经数字化了的生物信号进行显示、记录、存储、处理、数据共享及打印输出。由于生物信号采集处理仪的电子控制线路包括通用串行总线USB接口电路、采集/控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路，加上控制软件，既可以满足电生理实验中对高频信号如神经放电记录的要求，也可以满足对低频信号如心电及含有直流成分经传感器转换的生物信号记录的要求。四通道可依实验要求任意选择、组合，并且都提供传感器桥路供电。每通道放大倍数都可独立程控，5～80000倍实时可调。为方便实验，生物信号采集处理仪集成了一个由单片CPU程控的刺激器，有多种刺激模式可选，刺激器参数可实时调整，刺激波形与结果可同时观察，清晰、直观，满足如：有效不应期测定，阈强度，肌肉强直收缩等实验。数据采集由单片机控制，以USB(通用串行总线)方式由PC机USB通用串行总线完整快速传递至PC机内存，仪器内所有单片机均有独立时钟，保证采集数据的间隔准确和不丢失，采样频率从20HZ～100KHZ(即采样间隔从50ms～10μs)，多档程控可调，数据分辩率为12位。附图说明以下将结合附图对本技术作进一步说明。图1是生物信号采集处理仪示意图。图2是生物信号采集处理仪电子线路原理图。-->具体实施方式参照附图1、2，生物信号采集处理仪具有机箱1，机箱1有前面板2、后面板，前面板2上装置有若干生物信号或传感器输入插座、刺激器输出插座、电源开关，后面板上装有经放大后的生物信号输出插座、通用串行总线(USB)插座，电源插座，机箱内装有电子线路板，板上有电子线路及电子线路元器件。电子线路包括串行总线USB接口电路、采集/控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路，通用串行总线USB接口电路包括通用串行总线USB接口芯片IC1、即插即用识别硬ROM芯片IC2。采集/控制电路包括单片机IC3、内含51单片机的数据采集芯片IC4，先进先出存储集成芯片IC5、总线驱动芯片IC6及地址译码集成芯片IC7、IC8。程控放大电路包括运算放大器集成芯片IC101、IC102、IC103，高通滤波器IC104、IC105，低通滤波器IC106、IC107，程控放大器IC108、IC109，数据锁存器IC110、IC111。程控刺激器电路包括单片机IC201、数/模转换器集成芯片IC202、IC203，脉冲整形集成芯片IC204～IC206，高电压功率放大器IC207。在电子线路中，通用串行总线USB接口插座CZ1接US本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物信号采集处理仪，具有机箱，机箱有前面板、后面板，机箱内装有电子线路板，电子线路板上有电子线路及电子线路元器件，其特征在于电子线路包括通用串行总线ＵＳＢ接口电路、采集／控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路；通用串行总线ＵＳＢ接口电路包括通用串行总线ＵＳＢ接口芯片ＩＣ１、即插即用识别ＲＯＭ芯片ＩＣ２；采集／控制电路包括单片机ＩＣ３、内含５１单片机的数据采集芯片ＩＣ４，先进先出存储集成芯片ＩＣ５、总线驱动芯片ＩＣ６及地址译码集成芯片ＩＣ７、ＩＣ８；程控放大电路包括运算放大器集成芯片ＩＣ１０１、ＩＣ１０２、ＩＣ１０３，高通滤波器ＩＣ１０４、ＩＣ１０５，低通滤波器ＩＣ１０６、ＩＣ１０７，程控放大器ＩＣ１０８、ＩＣ１０９，数据锁存器ＩＣ１１０、ＩＣ１１１；程控刺激器电路包括单片机ＩＣ２０１、数／模转换器集成芯片ＩＣ２０２、ＩＣ２０３，脉冲整形集成芯片ＩＣ２０４～ＩＣ２０６，高电压功率放大器ＩＣ２０７；在电子线路中通用串行总线ＵＳＢ接口插座ＣＺ１接ＵＳＢ专用数据线，插座ＣＺ１连至ＵＳＢ接口专用集成芯片ＩＣ１的ＵＳＢ数据引脚ＵＳＢＤ＋、ＵＳＢＤ－， ＩＣ１的ＳＣＬ、ＳＤＡ脚接即插即用识别码ＲＯＭ芯片ＩＣ２对应的ＳＣＬ、ＳＤＡ脚，ＩＣ１的数据线及三组Ｉ／Ｏ控制口ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ接到排线插座ＣＺ２，排线插座ＣＺ２经扁平电缆排线接采集／控制电路的对应排线插座ＣＺ３，ＣＺ３的信号线中８位数据线与先进先出存储器集成芯片ＩＣ５的数据线连接，读信号线接ＩＣ５的读引脚，ＰＡ口８位线作单片机ＩＣ３的数据线，接ＩＣ３的ＰＯ口，ＰＢ口的一位作ＩＣ３的中断申请，接ＩＣ３的外部中断申请ＩＮＴＯ，ＰＢ口的另一位接受数据采集芯片ＩＣ４的中断申请，接ＩＣ４的“请求读”中断通知线，单片机ＩＣ３的Ｐ２口８位作输出数据，接总线驱动芯片ＩＣ６，地址译码集成芯片ＩＣ７、ＩＣ８的输入端分时写入，分别作整机总线的数据及通道的片选信号线，ＩＣ３的串行口与数据采集芯片ＩＣ４的串行口直接连接；程控放大电路的运算放大器集成芯片ＩＣ１０１、ＩＣ１０２、ＩＣ１０３其差分输入与面板上的生物信号或传感器输入插座连接，其输出接高通滤波器ＩＣ１０４、ＩＣ１０５，高通滤波器ＩＣ１０４、ＩＣ１０５的输出接低通滤波器ＩＣ１０６、ＩＣ１０７，低通滤波器ＩＣ１０６、ＩＣ１０７的输出接程控放大器ＩＣ１０８、ＩＣ１０９，放大滤波后的模拟信号再送入整机总线；程控刺激器电路的单片机ＩＣ２０１的Ｐ２...

【技术特征摘要】
1、一种生物信号采集处理仪，具有机箱，机箱有前面板、后面板，机箱内装有电子线路板，电子线路板上有电子线路及电子线路元器件，其特征在于电子线路包括通用串行总线USB接口电路、采集/控制电器、程控放大电路、程控刺激器电路；通用串行总线USB接口电路包括通用串行总线USB接口芯片IC1、即插即用识别ROM芯片IC2；采集/控制电路包括单片机IC3、内含51单片机的数据采集芯片IC4，先进先出存储集成芯片IC5、总线驱动芯片IC6及地址译码集成芯片IC7、IC8；程控放大电路包括运算放大器集成芯片IC101、IC102、IC103，高通滤波器IC104、IC105，低通滤波器IC106、IC107，程控放大器IC108、IC109，数据锁存器IC110、IC111；程控刺激器电路包括单片机IC201、数/模转换器集成芯片IC202、IC203，脉冲整形集成芯片IC204～IC206，高电压功率放大器IC207；在电子线路中通用串行总线USB接口插座CZ1接USB专用数据线，插座CZ1连至USB接口专用集成芯片IC1的USB数据引脚USBD+、USBD-，IC1的SCL、SDA脚接即插即用识别码ROM芯片IC2对应的SCL、SDA脚，IC1的数据线及三组I/O控制口PA、PB、PC接到排线插座CZ2，排线插座CZ2经扁平电缆排线接采集/控制电路的对应排线插座CZ3，CZ3的信号线中8位数据线与先进先出存储器集成芯片IC5的数据线连接，读信号线接IC5的读引脚，PA口8位线作单片机IC3的数据线，接IC3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文陵，沈岳良，
申请(专利权)人：南京美易科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]