微型穿戴式光声信号采集系统技术方案

本发明专利技术涉及光声技术领域，具体涉及一种微型穿戴式光声信号采集系统，包括第一稳压电路、放大电路、第二稳压电路、模数转换电路、FPGA主控电路、第三稳压电路和串口输出电路；超声探头的超声脉冲信号经过放大电路放大后，经过模数转换电路转换为12位的数字信号，FPGA主控电路每次提供一个65MHz的时钟上升沿，模数转换电路进行一次数据转化，得到一次信号，持续提供65MHz的时钟就可以持续对放大的模拟信号进行模数转化，随后数据经所述串口输出电路输出，能够在采集光声信号时对光声信号进行放大，提高光声信号幅值。提高光声信号幅值。提高光声信号幅值。

Micro wear photoacoustic signal acquisition system

【技术实现步骤摘要】
微型穿戴式光声信号采集系统


[0001]本专利技术涉及光声
，尤其涉及一种微型穿戴式光声信号采集系统。

技术介绍

[0002]光声效应是用脉冲激光作为激励，当脉冲激光照射组织时，组织吸收光能并将其转换为热能，随之产生热膨胀，最终以超声波的形式向外传播信号，即光声信号；光声信号通过超声耦合剂量被超声换能器接受，经过高速采集卡将模拟信号转变为数字信号并存储到计算机上；由于在光声效应中，厘米量级的吸收体产生的光声信号的频带约为20
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300kHz，毫米量级的吸收体产生的光声信号频带约为70kHz
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2.5MHz，微米量级的吸收体产生的光声信号的频带约为400kHz
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20MHz，人体的血管组织属于微米级的吸收体，因此吸收所激发的光声信号频率一般在几百kHz到几十MHz之间，另外信号幅值一般为微伏级别，一个信号脉冲持续的时间为毫秒级甚至微秒级，产生的光声信号幅值较低，容易被噪声淹没，而现有的光声信号采集系统无法对微小的光声信号进行放大，采集效果不足。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种微型穿戴式光声信号采集系统，能够在采集光声信号时对光声信号进行放大，提高光声信号幅值。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种微型穿戴式光声信号采集系统，包括第一稳压电路、放大电路、第二稳压电路、模数转换电路、FPGA主控电路、第三稳压电路和串口输出电路；所述放大电路和所述第一稳压电路电连接，所述模数转换电路和所述放大电路电连接，所述第二稳压电路和所述模数转换电路电连接，所述FPGA主控电路和所述模数转换电路电连接，所述第三稳压电路和所述FPGA主控电路电连接，所述串口输出电路和所述FPGA主控电路电连接。
[0005]其中，所述第一稳压电路包括芯片U5、电阻R33、电容C36、电容R56、电容C35、电阻R34、电容C61、电感L6、二极管D1、插接件JP2、电容C62、电感L7和电容C63；
[0006]所述电阻R33一端和所述芯片U5的OUT端连接，另一端与所述芯片U5的S/ADJ端连接；所述电容C36一端与所述电阻R33连接；所述电容R56正极与所述电容C36连接，负极接地；所述电容C35一端与所述电容R56正极连接，另一端与所述芯片U5的BYP端连接；所述电阻R34一端与所述电阻R33连接，另一端与所述芯片U5的GND端连接；所述电容C61一端与所述芯片U5的iN端连接，另一端接地；所述电感L6一端与所述电容C61连接；所述二极管D1负极与所述电感L6连接；所述插接件JP2一端与所述二极管D1正极连接，另一端接地；所述电容C62正极与所述电感L6连接，负极接地；所述电感L7一端与所述电容C62负极连接；所述电容C63正极与所述电感L6连接，负极与所述电感L7连接。
[0007]其中，所述放大电路包括射频连接器P1、电阻R19、电容C14、电阻R30、电阻R29、电阻R28、电感L5、电容C29、电容C27、电容C26、电容C23、电阻R32、运算放大器U4、电阻R12、电容C10、电阻R14、电容C16、电阻R16、电容C12、电阻R17、电容C13、电阻R27、电阻R25、电阻
R20、电感L4、电容C28、电容C25、电容C22、电容C17、电阻R31、运算放大器U3、电容C15、电阻R11、电容C9、电阻R13、电容C2、电阻R15和电容C11；
[0008]所述电阻R19一端与所述射频连接器P1连接；所述电容C14一端与所述电阻R19连接；所述电阻R30一端与所述电容C14连接；所述电阻R29一端与所述电阻R30连接；所述电阻R28一端与所述电阻R29连接；所述电感L5一端与所述电阻R28连接；所述电容C29一端与所述电感L5连接，另一端接地；所述电容C27正极和所述电阻R30连接，负极接地；所述电容C26一端与所述电阻R30连接，另一端接地；所述电容C23正极和所述电阻R29连接，负极接地；所述电阻R32一端与所述电阻R29连接，另一端接地；所述运算放大器U4一端同相输入端和所述电容C14连接；所述电阻R12一端与所述运算放大器U4反向输入端连接；所述电容C10一端与所述电阻R12连接，另一端接地；所述电阻R14一端与所述运算放大器U4反向输入端连接；所述电容C16一端与所述运算放大器U4同向输入端连接，另一端接地；所述电阻R16一端与所述运算放大器U4输出端连接；所述电容C12一端与所述电阻R16一端连接；所述电阻R17一端与所述电容C12一端连接；所述电容C13一端与所述电阻R17一端连接；所述电阻R27一端与所述电容C13连接；所述电阻R25一端与所述电阻R27连接；所述电阻R20一端与所述电阻R25连接；所述电感L4一端与所述电阻R20连接；所述电容C28一端与所述电感L4连接，另一端接地；所述电容C25正极和所述电阻R27连接，负极接地；所述电容C22一端与所述电阻R27连接，另一端接地；所述电容C17正极和所述电阻R25连接，负极接地；所述电阻R31一端与所述电阻R25连接，另一端接地；所述运算放大器U3同相输入端和所述电容C13连接；所述电容C15一端与所述运算放大器U3同相输入端连接，另一端接地；所述电阻R11一端和所述运算放大器U3反相输入端连接；所述电容C9一端和所述电阻R11连接，另一端接地；所述电阻R13一端和所述运算放大器U3反相输入端连接；所述电容C2一端和所述运算放大器U3反相输入端连接，另一端和所述电阻R13连接；所述电阻R15一端和所述运算放大器U3输出端连接；所述电容C11一端和所述电阻R15连接，另一端和所述模数转换电路连接。
[0009]其中，所述第二稳压电路包括芯片USB2、电容C125、电容C126、电容E1、电阻R48、稳压芯片U10、电阻R49、指示灯LED1、电容E2和电容C80；
[0010]所述电容C125一端和所述芯片USB2的VBUS端连接，另一端接地；所述电容C126一端和所述芯片USB2的VBUS端连接，另一端接地；所述电容E1负极接地；所述电阻R48一端和所述电容E1正极连接；所述稳压芯片U10的ViN端和所述电阻R48连接；所述电阻R49和所述稳压芯片U10的VoUt端连接；所述指示灯LED1正极和所述电阻R49连接，负极接地；所述电容E2正极和所述电阻R48连接，负极接地；所述电容C80一端和所述稳压芯片U10的VoUt端连接，另一端接地。
[0011]其中，所述模数转换电路包括芯片U6、电阻R36、排阻RP1、排阻RP2、排阻RP3、电容C64、电容C65、电阻R41、电阻R42、芯片U7、电阻R35、电阻R38、电阻R37、电阻R39、电阻R40、电阻R43、电阻R44、电阻R47、电容C27、电阻R45、电阻R46、电容C68、电容C69、电容C70、电容C73、电容C74、电容C75、电容C77和电容C78；
[0012]所述电阻R36一端和所述芯片U6的CLK端连接；所述排阻RP1一端分别与所述芯片U6的D8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型穿戴式光声信号采集系统，其特征在于，包括第一稳压电路、放大电路、第二稳压电路、模数转换电路、FPGA主控电路、第三稳压电路和串口输出电路；所述放大电路和所述第一稳压电路电连接，所述模数转换电路和所述放大电路电连接，所述第二稳压电路和所述模数转换电路电连接，所述FPGA主控电路和所述模数转换电路电连接，所述第三稳压电路和所述FPGA主控电路电连接，所述串口输出电路和所述FPGA主控电路电连接。2.如权利要求1所述的一种微型穿戴式光声信号采集系统，其特征在于，所述第一稳压电路包括芯片U5、电阻R33、电容C36、电容R56、电容C35、电阻R34、电容C61、电感L6、二极管D1、插接件JP2、电容C62、电感L7和电容C63；所述电阻R33一端和所述芯片U5的OUT端连接，另一端与所述芯片U5的S/ADJ端连接；所述电容C36一端与所述电阻R33连接；所述电容R56正极与所述电容C36连接，负极接地；所述电容C35一端与所述电容R56正极连接，另一端与所述芯片U5的BYP端连接；所述电阻R34一端与所述电阻R33连接，另一端与所述芯片U5的GND端连接；所述电容C61一端与所述芯片U5的iN端连接，另一端接地；所述电感L6一端与所述电容C61连接；所述二极管D1负极与所述电感L6连接；所述插接件JP2一端与所述二极管D1正极连接，另一端接地；所述电容C62正极与所述电感L6连接，负极接地；所述电感L7一端与所述电容C62负极连接；所述电容C63正极与所述电感L6连接，负极与所述电感L7连接。3.如权利要求2所述的一种微型穿戴式光声信号采集系统，其特征在于，所述放大电路包括射频连接器P1、电阻R19、电容C14、电阻R30、电阻R29、电阻R28、电感L5、电容C29、电容C27、电容C26、电容C23、电阻R32、运算放大器U4、电阻R12、电容C10、电阻R14、电容C16、电阻R16、电容C12、电阻R17、电容C13、电阻R27、电阻R25、电阻R20、电感L4、电容C28、电容C25、电容C22、电容C17、电阻R31、运算放大器U3、电容C15、电阻R11、电容C9、电阻R13、电容C2、电阻R15和电容C11；所述电阻R19一端与所述射频连接器P1连接；所述电容C14一端与所述电阻R19连接；所述电阻R30一端与所述电容C14连接；所述电阻R29一端与所述电阻R30连接；所述电阻R28一端与所述电阻R29连接；所述电感L5一端与所述电阻R28连接；所述电容C29一端与所述电感L5连接，另一端接地；所述电容C27正极和所述电阻R30连接，负极接地；所述电容C26一端与所述电阻R30连接，另一端接地；所述电容C23正极和所述电阻R29连接，负极接地；所述电阻R32一端与所述电阻R29连接，另一端接地；所述运算放大器U4一端同相输入端和所述电容C14连接；所述电阻R12一端与所述运算放大器U4反向输入端连接；所述电容C10一端与所述电阻R12连接，另一端接地；所述电阻R14一端与所述运算放大器U4反向输入端连接；所述电容C16一端与所述运算放大器U4同向输入端连接，另一端接地；所述电阻R16一端与所述运算放大器U4输出端连接；所述电容C12一端与所述电阻R16一端连接；所述电阻R17一端与所述电容C12一端连接；所述电容C13一端与所述电阻R17一端连接；所述电阻R27一端与所述电容C13连接；所述电阻R25一端与所述电阻R27连接；所述电阻R20一端与所述电阻R25连接；所述电感L4一端与所述电阻R20连接；所述电容C28一端与所述电感L4连接，另一端接地；所述电容C25正极和所述电阻R27连接，负极接地；所述电容C22一端与所述电阻R27连接，另一端接地；所述电容C17正极和所述电阻R25连接，负极接地；所述电阻R31一端与所述电阻R25连接，另一端接地；所述运算放大器U3同相输入端和所述电容C13连接；所述电容
C15一端与所述运算放大器U3同相输入端连接，另一端接地；所述电阻R11一端和所述运算放大器U3反相输入端连接；所述电容C9一端和所述电阻R11连接，另一端接地；所述电阻R13一端和所述运算放大器U3反相输入端连接；所述电容C2一端和所述运算放大器U3反相输入端连接，另一端和所述电阻R13连接；所述电阻R15一端和所述运算放大器U3输出端连接；所述电容C11一端和所述电阻R15连接，另一端和所述模数转换电路连接。4.如权利要求3所述的一种微型穿戴式光声信号采集系统，其特征在于，所述第二稳压电路包括芯片USB2、电容C125、电容C126、电容E1、电阻R48、稳压芯片U10、电阻R49、指示灯LED1、电容E2和电容C80；所述电容C125一端和所述芯片USB2的VBUS端连接，另一端接地；所述电容C126一端和所述芯片USB2的VBUS端连接，另一端接地；所述电容E1负极接地；所述电阻R48一端和所述电容E1正极连接；所述稳压芯片U10的ViN端和所述电阻R48连接；所述电阻R49和所述稳压芯片U10的VoUt端连接；所述指示灯LED1正极和所述电阻R49连接，负极接地；所述电容E2正极和所述电阻R48连接，负极接地；所述电容C80一端和所述稳压芯片U10的VoUt端连接，另一端接地。5.如权利要求4所述的一种微型穿戴式光声信号采集系统，其特征在于，所述模数转换电路包括芯片U6、电阻R36、排阻RP1、排阻RP2、排阻RP3、电容C64、电容C65、电阻R41、电阻R42、芯片U7、电阻R35、电阻R38、电阻R37、电阻R39、电阻R4...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸轩，吕治宽，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：