[發明專利]一種十二導聯心電信號同步采集模塊

有效

• 申請號: 201310203774.X
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103300844A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 高澤利;吳杰;劉苓;楊皖君;周建莉;王樹云;鄔志韌;蔣薇;韓華
• 申請（專利權）人: 昆明醫科大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

1.一種十二導聯心電信號同步采集模塊，其特征在于：

包括依次連接的體表電極、心電信號輸入電路、差分放大電路、濾波電路、導聯選擇電路、信號放大電路、模數轉換電路、單片計算機和電平轉換電路。

2.根據權利要求1所述的一種十二導聯心電信號同步采集模塊，其特征在于：?

所述體表電極包括右腳RF電極、左腳LF電極、左手L電極、右手R電極，以及電極V1、電極V2、電極V3、電極V4、電極V5和電極V6，其中右腳電極RF接地端；

所述心電信號輸入電路包括四運算放大器LM324，以及阻值均為10K歐姆的電阻R101、電阻R102、電阻R103、電阻R104、電阻R105、電阻R106、電阻R107、電阻R108和電阻R109，以及威爾遜網絡；

其中威爾遜網絡包括由阻值均為30K歐姆的電阻R116、電阻R117和電阻R118構成的星形連接，電阻R116的內端頭、電阻R117的內端頭和電阻R118的內端頭面連接在一起，構成威爾遜網絡中心點；電阻R116的外端頭和電阻R117的外端頭之間依次串接電阻R110和電阻R111，電阻R116的外端頭和電阻R118的外端頭之間依次串接電阻R115和電阻R114，電阻R117的外端頭和電阻R118的外端頭之間依次串接電阻R112和電阻R113；電阻R110、電阻R111、電阻R112、電阻R113、電阻R114和電阻R115構成三角形連接；電阻R110、電阻R111、電阻R112、電阻R113、電阻R114和電阻R115的阻值均為20K歐姆；

其中四運算放大器LM324包括第一運算放大器、第三運算放大器和第四運算放大器；四運算放大器LM324的VCC端接+5V電源，四運算放大器LM324的VEE端接-5V電源；左腳LF電極與第四運算放大器的同相輸入端連接，第四運算放大器的反相輸入端與第四運算放大器的輸出端連接，組成左腳LF電壓跟隨器；左手L電極與第三運算放大器的同相輸入端連接，第三運算放大器的反相輸入端與第三運算放大器的輸出端連接，組成左手L電壓跟隨器；右手R電極與第一運算放大器的同相輸入端連接，第一運算放大器的反相輸入端與第一運算放大器的輸出端連接，組成右手R電壓跟隨器；右手R電壓跟隨器與電阻R118的外端頭連接，左腳LF電壓跟隨器與電阻R116的外端頭連接，左手L電壓跟隨器與電阻R117的外端頭連接；

所述差分放大電路包括十二個數據放大器AD620，分別是U201、U202、U203、U204、U205、U206、U207、U208、U209、U210、U211和U212；數據放大器U201的5管腳、數據放大器U202的5管腳、數據放大器U203的5管腳、數據放大器U204的5管腳、數據放大器U205的5管腳、數據放大器U206的5管腳、數據放大器U207的5管腳、數據放大器U208的5管腳、數據放大器U209的5管腳、數據放大器U210的5管腳、數據放大器U211的5管腳和數據放大器U212的5管腳均接地端；?

其中電極V1經電阻R106后連接到數據放大器U206的同相輸入端，電極V2經電阻R105后連接到數據放大器U205的同相輸入端，電極V3經電阻R104后連接到數據放大器U204的同相輸入端，電極V4經電阻R103后連接到數據放大器U203的同相輸入端，電極V5經電阻R102后連接到數據放大器U202的同相輸入端，電極V6經電阻R101后連接到數據放大器U201的同相輸入端；數據放大器U201的反相輸入端、數據放大器U202的反相輸入端、數據放大器U203的反相輸入端、數據放大器U204的反相輸入端、數據放大器U205的反相輸入端和數據放大器U206的反相輸入端均連接到威爾遜網絡中心點；

其中數據放大器U207的同相輸入端經電阻R107后連接左腳LF電壓跟隨器，數據放大器U207的反相輸入端經電阻R108后連接左手L電壓跟隨器；數據放大器U208的同相輸入端經電阻R109后連接右手R電壓跟隨器，數據放大器U208的反相輸入端與電阻R110和電阻R111之間的威爾遜零電位點連接；數據放大器U209的同相輸入端經電阻R107后連接左腳LF電壓跟隨器，數據放大器U209的反相輸入端經電阻R109后連接右手R電壓跟隨器；數據放大器U210的同相輸入端經電阻R107后連接左腳LF電壓跟隨器，數據放大器U210的反相輸入端與電阻R112和電阻R113之間的威爾遜零電位點連接；數據放大器U211的同相輸入端經電阻R108后連接左手L電壓跟隨器，數據放大器U211的反相輸入端經電阻R109后連接右手R電壓跟隨器；數據放大器U212的同相輸入端經電阻R108后連接左手L電壓跟隨器，數據放大器U212的反相輸入端與電阻R114和電阻R115之間的威爾遜零電位點連接；

所述濾波電路包括十二個帶通濾波器，每個帶通濾波器包括一個與數據放大器的輸出端連接的截止頻率為0.16Hz的一階RC高通濾波器，一階RC高通濾波器的輸出端與一個截止頻率為106Hz的一階RC低通濾波器連接；

所述導聯選擇電路包括模擬電子開關U301、模擬電子開關U302，以及由三極管T301、電阻R301和電阻R302構成的反相器；模擬電子開關U301和模擬電子開關U302均為多路選擇開關KCF4051BE；三極管T301為三極管C1815；模擬電子開關U301的VDD端接+5V電源；模擬電子開關U302的VDD端接+5V電源；模擬電子開關U301的VSS端接地端；模擬電子開關U301的VEE端接-5V電源；模擬電子開關U302的VSS端接地端；模擬電子開關U302的VEE端接-5V電源；其中電阻R301的阻值為22K歐姆，電阻R302的阻值為1M歐姆，電阻R301的內端頭與三極管T301的集電極連接，電阻R301的外端頭接+5V電源；電阻R302的內端頭與三極管T301的基極連接；三極管T301的集電極連接模擬電子開關U301的片選端INH，三極管T301的發射極接地端；?

其中數據放大器U201的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V6連接到模擬電子開關U301的X3端；數據放大器U202的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V5連接到模擬電子開關U301的X2端；數據放大器U203的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V4連接到模擬電子開關U301的X1端；數據放大器U204的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V3連接到模擬電子開關U301的X0端；數據放大器U205的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V2連接到模擬電子開關U302的X7端；數據放大器U206的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號V1連接到模擬電子開關U302的X6端；數據放大器U207的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號III連接到模擬電子開關U302的X2端；數據放大器U208的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號aVR連接到模擬電子開關U302的X3端；數據放大器U209的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號II連接到模擬電子開關U302的X1端；數據放大器U210的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號aVF連接到模擬電子開關U302的X5端；數據放大器U211的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號I連接到模擬電子開關U302的X0端；數據放大器U212的輸出端經由一個所述帶通濾波器后，輸出信號aVL連接到模擬電子開關U302的X4端；

其中模擬電子開關U301的A端、模擬電子開關U302的A端均連接到單位片機AT89C2051的P1.0端；所述模擬電子開關U301的B端、模擬電子開關U302的B端均連接到單位片機AT89C2051的P1.1端；所述模擬電子開關U301的C端、模擬電子開關U302的C端均連接到單位片機AT89C2051的P1.2端；電阻R302的外端頭連接模擬電子開關U302的片選端INH、單位片機AT89C2051的P1.3端；

所述信號放大電路包括數據放大器U303，數據放大器U303為數據放大器AD620；數據放大器U303的1管腳和8管腳之間連接阻值為1K歐姆的電位器R303；數據放大器U303的同相輸入端連接模擬電子開關U301的輸出端X、模擬電子開關U302的輸出端X，數據放大器U303的反相輸入端接地端，數據放大器U303的輸出端接到A/D轉換器TLC2543的輸入端AIN0；數據放大器U303的7管腳接+5V電源，數據放大器U303的4管腳接-5V電源；數據放大器U303的5管腳接二極管D301的正極，二極管D301的負極接二極管D302的正極，二極管D302的負極接二極管D303的正極，二極管D303的負極接二極管D304的正極，二極管D304的負極接地端；數據放大器U303的5管腳接阻值為22K歐姆的電阻R304，電阻R304的另一端接+5V電源；數據放大器U303的輸出端接二極管D305的負極，二極管D305的正極接地端；

所述模數轉換電路包括串行A/D轉換器TLC2543，A/D轉換器TLC2543的AIN1端、AIN2端、AIN3端、AIN4端、AIN5端、AIN6端、AIN7端、AIN8端、AIN9端、AIN10端、負參考電壓端???????????????????????????????????????????????和GND端均接地端；A/D轉換器TLC2543的VDD端接+5V電源；A/D轉換器TLC2543的同步時鐘端SCLK連接到所述單位片機AT89C2051的?P1.4端，A/D轉換器TLC2543的串行數據輸入端DIN連接到所述單位片機AT89C2051?的P1.5端，A/D轉換器TLC2543的串行數據輸出端DOUT連接到所述單位片機AT89C2051的P1.6端，A/D轉換器TLC2543的片選端CS連接到所述單位片機AT89C2051的P1.7；阻值為1K歐姆的電阻R401的一端接+5V電源，電阻R401的另一端接A/D轉換器TLC2543的正參考電壓端REF+；A/D轉換器TLC2543的正參考電壓端REF+與地端之間依次串接阻值為5K歐姆的滑動電阻R402和阻值為4.7K歐姆的電阻R403，穩壓管TL431的3管腳連接正參考電壓端REF+，穩壓管TL431的1管腳連接在滑動電阻R402和電阻R403之間，穩壓管TL431的2管腳接地端；

所述單片計算機包括所述單位片機AT89C2051，單位片機AT89C2051上設置有復位電路，所述復位電路包括連接在單位片機AT89C2051的VCC端和RST端之間的電容C401，復位鍵K401的一端連接單位片機AT89C2051的VCC端，復位鍵K401的另一端連接電阻R404，電阻R404的另一端連接單位片機AT89C2051的RST端，電阻R405的一端連接單位片機AT89C2051的RST端，電阻R405的另一端接地端；單位片機AT89C2051上設置有振蕩電路，所述振蕩電路包括連接在單位片機AT89C2051的XTL2端和XTL1端之間的晶振X401，晶振X401的頻率為11.0592MHz，XTL2端和XTL1端之間還依次串接有電容C402和電容C403，電容C402、電容C403之間接地端；單位片機AT89C2051的P1.1端連接上拉電阻R406，上拉電阻R406的另一端接+5V電源；單位片機AT89C2051的P1.0端連接上拉電阻R407，上拉電阻R407的另一端接+5V電源；單位片機AT89C2051的GND端接地端；

所述電平轉換電路包括電平轉換電路和RS232C接口，電平轉換電路包括電平轉換芯片MAX232，以及容值均為1微法的電容C404、電容C405、電容C406和電容C407；電容C404的一端接+5V電源，電容C404的另一端接電平轉換芯片MAX232的2引腳；電平轉換芯片MAX232的1引腳和3引腳之間連接電容C405；電平轉換芯片MAX232的4引腳和5引腳之間連接電容C406；電平轉換芯片MAX232的6引腳和8引腳之間連接電容C407；電平轉換芯片MAX232的8引腳、10引腳接地端；電平轉換芯片MAX232的11引腳連接所述單位片機AT89C2051的TXD端，電平轉換芯片MAX232的14引腳連接所述RS232C接口的RXD端；所述RS232C接口的TXD端連接電平轉換芯片MAX232的13引腳，電平轉換芯片MAX232的12引腳連接所述單位片機AT89C2051的RXD端；電平轉換芯片MAX232的16引腳接+5V電源；所述RS232C接口的GND端接地端。