【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械，特别涉及植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统。
技术介绍
1、无线能量和数据同步传输目前已被广泛的应用于植入式医疗设备中。其体内植入体一般由外部设备通过发射线圈将能量和数据传输给体内的接收线圈。为了避免由于线圈的损耗导致的发热而损伤体内组织，一般要求能量传输具有高效率。同时，为了能实时监测，大量的数据传输和更低的数据延迟，一般也要求较高的数据传输速率。然而同时具有高效率和高速率的无线传输系统十分具有挑战。
2、目前，常用的应用于植入式医疗设备的无线数据与能量传输有双线圈方案和单线圈方案。双线圈方案将能量和数据分别用一对线圈进行传输，该方案传输效率和传输数率均可大幅提升。但是，该方法中能量传输部分的互感容易干扰数据传输，导致较高的误码率，影响数据传输的可靠性。此外，双线圈方案会增加系统的复杂性和额外的成本。对于单线圈方案，常用的有ook(on off keying，开关键控)调制和ask(amplitude shift keying，幅移键控)调制方案。ook调制能实现100％的调制深度，具有最低的误码率。但是，由于其功率传输具有固有的不连续性，导致较低的效率传输，传输效率仅在30％左右，这对于追求生物医疗设备高效率的目标是不可接受的。
3、综上所述，目前植入式医疗设备进行能量和数据的同步传输时，还存在着传输效率低且传输可靠性较差的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：植入式医疗设备的能量和数据无线传输
2、所述数据调制电路中包括电感；所述数据调制电路根据触发器发出的驱动信号控制电感参与谐振：当驱动信号为“1”时，所述电感不参与谐振，此时所述逆变电路处于第一优状态；当驱动信号为“0”时，所述电感参与谐振，此时所述逆变电路处于第二优状态。
3、优选地，所述数据调制电路中还包括开关器件，所述开关器件与电感并联；当驱动信号为“1”时，所述开关器件导通，使得所述电感短路而不参与谐振，当驱动信号为“0”时，所述开关器件不导通，使得所述电感不短路而参与谐振。
4、优选地，所述接收端包括依次连接接收线圈、接收端补偿网络、解调电路；所述接收线圈和发射线圈无线连接。
5、优选地，所述接收线圈的电压幅值vout_h为：
6、
7、其中，vout_h为驱动信号为“1”时，接收线圈的电压幅值；k为发射线圈和接收线圈的耦合系数；lr为接收线圈感值；lt为发射线圈感值；vdc为电池电压；rref为接收端电路等效到发射端的反射电阻；req为反射电阻和发射线圈的内阻的总和。
8、优选地，所述接收线圈的电压幅值vout_l为：
9、
10、其中，vout_l为驱动信号为“0”时，接收线圈的电压幅值；k为发射线圈和接收线圈的耦合系数；lr为接收线圈感值；lt为发射线圈感值；vdc为电池电压；rref为接收端电路等效到发射端的反射电阻；req为反射电阻和发射线圈的内阻的总和。
11、优选地，所述电感的计算公式为：
12、
13、其中，la为所施加的电感，req为反射电阻和发射线圈的内阻的总和，ω0为工作的角频率，mi为调制深度。
14、优选地，所述开关器件为两个，且为对管形式。
15、优选地，所述逆变电路采用class-e功率放大器。
16、优选地，所述高频载波信号的频率不小于16mhz。
17、优选的，所述触发器为d类触发器。
18、本专利技术的有益效果在于：。
19、1.本专利技术的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统加入数据调制电路，实现了ask调制策略进行能量和数据信号的同时传输，对比ook调制方案，提高了数据传输效率，传输可靠性较高。
20、2.本专利技术的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统通过在数据调制电路中设置开关器件和电感，并控制电感是否参与谐振，有效实现ask的调制，兼具高效率和高速率。
21、3.本专利技术的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统对电感的设计选择进行优化，在获得较低误码率的同时，提升传输效率。
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1.植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，包括发射端和接收端；所述发射端包括依次连接的电池、逆变电路、发射端补偿网络、数据调制电路以及发射线圈；所述发射端还包括有源晶振和触发器，所述有源晶振分别为逆变电路和触发器提供高频载波信号；所述触发器用于接收高频载波信号和数据信号，并根据高频载波信号和数据信号进行处理，输出驱动信号；
2.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述数据调制电路中还包括开关器件，所述开关器件与电感并联；当驱动信号为“1”时，所述开关器件导通，使得所述电感被短路而不参与谐振，当驱动信号为“0”时，所述开关器件不导通，使得所述电感不被短路而参与谐振。
3.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述接收端包括依次连接的接收线圈、接收端补偿网络以及解调电路；所述接收线圈和发射线圈无线连接。
4.根据权利要求3所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述接收线圈的电压幅值Vout_H为：
5.根据权利要求3所述的植入式医疗设
6.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述电感的计算公式为：
7.根据权利要求2所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述开关器件为两个，且为对管形式。
8.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述逆变电路采用Class-E功率放大器。
9.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述高频载波信号的频率不小于16MHz。
10.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述触发器为D类触发器。
...【技术特征摘要】
1.植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，包括发射端和接收端；所述发射端包括依次连接的电池、逆变电路、发射端补偿网络、数据调制电路以及发射线圈；所述发射端还包括有源晶振和触发器，所述有源晶振分别为逆变电路和触发器提供高频载波信号；所述触发器用于接收高频载波信号和数据信号，并根据高频载波信号和数据信号进行处理，输出驱动信号；
2.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述数据调制电路中还包括开关器件，所述开关器件与电感并联；当驱动信号为“1”时，所述开关器件导通，使得所述电感被短路而不参与谐振，当驱动信号为“0”时，所述开关器件不导通，使得所述电感不被短路而参与谐振。
3.根据权利要求1所述的植入式医疗设备的能量和数据无线传输系统，其特征在于，所述接收端包括依次连接的接收线圈、接收端补偿网络以及解调电路；所述接收线圈和发射线圈无线连接。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄穗，朱浩旗，胡斯登，孙晓安，董梦瑶，陈瑞文，
申请(专利权)人：浙江诺尔康神经电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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