[發明專利]一種基于全差分運放的激勵源電路

在審

• 申請號: 201610719497.1
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107773240A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 吳強
• 申請（專利權）人: 四川錦江電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053;H03F3/45
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 韓洋,熊曉果

技術領域

本發明涉及檢測電子電路領域，特別涉及一種基于全差分運放的激勵源電路。

背景技術

傳統的生物阻抗檢測方法中，通常采用伏安法（即阻抗=電壓/電流）測量生物阻抗，具體的，需要在人體待測部位的兩個不同點輸入電流，通過測量這兩點之間的電壓來獲得兩點之間的阻抗。而產生這個輸入信號的電路一般稱為激勵源或激勵電路，通常，有直流測量模式與交流測量模式。直流測量的優點是電路簡單，但是其會改變細胞膜的極化狀態，可能會對人體產生傷害；而交流測量在一定程度上不會改變細胞膜的極化狀態。另外，由于人體是一個阻容網絡，采用交流測量相對于直流測量也更加準確。

現有的交流測量采用的激勵源電路，多采用幾個集成運算放大器組合使用，引入的噪聲較大，而且難以做到很高的對稱性，不利于共模干擾的抑制，因此不利于阻抗這種微弱信號的采集檢測。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中用于生物阻抗檢測的設備中激勵源電應用的普通運放電路具有的噪聲大、電路實現復雜的缺陷，提供一種噪聲低，對稱性好的激勵源電路。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于全差分運放的激勵源電路，包括：依次連接的全差分運放電路、高通濾波電路、諧振濾波電路以及限流電路；

全差分運放電路，用于接收PWM信號，并將其放大后分兩路輸出，該兩路信號大小相等，相位相反；

高通濾波電路，用于接收所述全差分運放電路輸出的第一信號，并濾除其中的低頻成分；

諧振濾波電路，用于接收所述高通濾波電路輸出的第二信號，并濾除其中的干擾波信號后輸出；

限流電路，用于接收所述諧振濾波電路輸出的第三信號，并按照指定比例降低該第三信號的值后輸出。

進一步的，所述全差分運放電路包括運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端接收所述PWM信號。

進一步的，所述PWM信號由單片機引腳或信號發生器產生。

進一步的，所述高通濾波電路為RC高通濾波電路。

進一步的，所述諧振濾波電路包括依次連接的LC并聯諧振濾波電路以及LC串聯諧振濾波電路。

進一步的，所述限流電路為限流電阻。

進一步的，所述限流電阻為兩級串聯電阻或兩級以上串聯電阻。

與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明提供的基于全差分運放的激勵源電路具有如下優點：

1、噪聲低，對稱性極好，有利于共模干擾的抑制，有利于阻抗信號的采集；

2、采用諧振濾波，選頻效果好，輸出的波形干凈；抗干擾能力強，可以應用到射頻類的醫療器械中，能有效過濾射頻干擾；。

3、應用限流電阻，降低流經人體的電流，流經人體的電流也在安全范圍內；

4、結構簡單，應用廣泛，如可以應用到一般的體脂檢測、體表阻抗檢測、體內阻抗檢測等，只需要修改本發明提供的電路中的阻容參數調整至所應用領域需要范圍即可。

附圖說明：

圖1為本發明的原理框圖。

圖2為本發明具體實施例的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1：如圖1所示，本實施例提供一種基于全差分運放的激勵源電路，包括：依次連接的全差分運放電路1、高通濾波電路2、諧振濾波電路3以及限流電路4；全差分運放電路1用于接收PWM信號，并將其放大后分兩路輸出；該兩路信號大小相等，相位相反；該PWM信號的頻率范圍為20K-100K；高通濾波電路2用于接收全差分運放電路1輸出的第一信號（本實施例中，該第一信號同時包含全差分運放電路1輸出大小相等、相位相反的兩路信號），并濾除第一信號中的低頻成分后輸出；諧振濾波電路3用于接收高通濾波電路2輸出的第二信號，并濾除第二信號中的干擾信號（如使用射頻類的醫療器械的人體中可能存在的射頻干擾，其會干擾到電路，進而對信號造成影響）后輸出，（主要功能是用于選波，例如如果采用的激勵信號為50kHz，該諧振電路的頻點設置在50kHz，可以有效過濾掉除50kHz以外的其它頻率的信號。另外如果應用在射頻環境下，可以有效濾除射頻干擾）；限流電路4用于接收諧振濾波電路3輸出的第三信號，并按照指定比例降低該第三信號的值后輸出；由于第一信號中包含大小相等、相位相反的兩路信號，因此，第二信號、第三信號同樣是對應的兩路信號。