[實用新型]胸腹表面呼吸運動信號超分辨電路

有效

• 申請號: 202020144977.1
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN211513177U
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 趙煙橋;陳睿;胡亞欣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.胸腹表面呼吸運動信號超分辨電路，其特征在于，包括信號轉換模塊，相位差多輸出模塊，電阻鏈多相位生成模塊，多相位正弦方波轉換模塊，多相位融合邏輯門模塊和二次超分辨模塊；

所述信號轉換模塊的輸入為一個周期的呼吸運動信號f(t)，輸出為：

其中：t₀為呼吸運動信號f(t)開始采集的時間；ω為呼吸運動信號f(t)的角頻率；T為呼吸運動信號f(t)的周期；

所述相位差多輸出模塊包括運算放大器U1-1和運算放大器U1-2，所述運算放大器U1-1的反相輸入端通過電容C1-1連接信號轉換模塊的輸出端，通過電阻R1-1連接運算放大器U1-1的輸出端，運算放大器U1-1的同相輸入端連接地；所述運算放大器U1-2的反相輸入端通過電容C1-2連接運算放大器U1-1的輸出端，通過電阻R1-2連接運算放大器U1-2的輸出端，運算放大器U1-2的同相輸入端連接地；信號轉換模塊的輸出端作為所述相位差多輸出模塊的第一輸出，運算放大器U1-1的輸出端作為所述相位差多輸出模塊的第二輸出，運算放大器U1-2的輸出端作為所述相位差多輸出模塊的第三輸出；

所述電阻鏈多相位生成模塊包括18個電阻；相位差多輸出模塊的第一輸出和相位差多輸出模塊的第二輸出之間分別通過電阻R2-2和電阻R2-6的串聯結構連接，電阻R2-2和電阻R2-6的阻值比為9/28，通過電阻R2-3和電阻R2-7的串聯結構連接，電阻R2-3和電阻R2-7的阻值比為8/11，通過電阻R2-4和電阻R2-8的串聯結構連接，電阻R2-4和電阻R2-8的阻值比為11/8，通過電阻R2-5和電阻R2-9的串聯結構連接，電阻R2-5和電阻R2-9的阻值比為28/9；相位差多輸出模塊的第二輸出和相位差多輸出模塊的第三輸出之間分別通過電阻R2-11和電阻R2-15的串聯結構連接，電阻R2-11和電阻R2-15的阻值比為9/28，通過電阻R2-12和電阻R2-16的串聯結構連接，電阻R2-12和電阻R2-16的阻值比為8/11，通過電阻R2-13和電阻R2-17的串聯結構連接，電阻R2-13和電阻R2-17的阻值比為11/8，通過電阻R2-14和電阻R2-18的串聯結構連接，電阻R2-14和電阻R2-18的阻值比為28/9；所述相位差多輸出模塊的第一輸出經過電阻R2-1后作為第一相位輸出，電阻R2-2和電阻R2-6之間的抽頭作為第二相位輸出，電阻R2-3和電阻R2-7之間的抽頭作為第三相位輸出，電阻R2-4和電阻R2-8之間的抽頭作為第四相位輸出，電阻R2-5和電阻R2-9之間的抽頭作為第五相位輸出，所述相位差多輸出模塊的第二輸出經過電阻R2-10后作為第六相位輸出，電阻R2-11和電阻R2-15之間的抽頭作為第七相位輸出，電阻R2-12和電阻R2-16之間的抽頭作為第八相位輸出，電阻R2-13和電阻R2-17之間的抽頭作為第九相位輸出，電阻R2-14和電阻R2-18之間的抽頭作為第十相位輸出；

所述多相位正弦方波轉換模塊包括10個運算放大器，運算放大器U2-1的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第一相位輸出；運算放大器U2-1的同相輸入端連接地，運算放大器U2-1的輸出端為第一方波輸出；運算放大器U2-2的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第二相位輸出；運算放大器U2-2的同相輸入端連接地，運算放大器U2-2的輸出端為第二方波輸出；運算放大器U2-3的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第三相位輸出；運算放大器U2-3的同相輸入端連接地，運算放大器U2-3的輸出端為第三方波輸出；運算放大器U2-4的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第四相位輸出；運算放大器U2-4的同相輸入端連接地，運算放大器U2-4的輸出端為第四方波輸出；運算放大器U2-5的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第五相位輸出；運算放大器U2-5的同相輸入端連接地，運算放大器U2-5的輸出端為第五方波輸出；運算放大器U2-6的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第六相位輸出；運算放大器U2-6的同相輸入端連接地，運算放大器U2-6的輸出端為第六方波輸出；運算放大器U2-7的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第七相位輸出；運算放大器U2-7的同相輸入端連接地，運算放大器U2-7的輸出端為第七方波輸出；運算放大器U2-8的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第八相位輸出；運算放大器U2-8的同相輸入端連接地，運算放大器U2-8的輸出端為第八方波輸出；運算放大器U2-9的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第九相位輸出；運算放大器U2-9的同相輸入端連接地，運算放大器U2-9的輸出端為第九方波輸出；運算放大器U2-10的反相輸入端連接電阻鏈多相位生成模塊的第十相位輸出；運算放大器U2-10的同相輸入端連接地，運算放大器U2-10的輸出端為第十方波輸出；

所述多相位融合邏輯門模塊包括八個異或門，異或門U3-1的輸入為第三方波輸出和第七方波輸出，異或門U3-1的輸出為第一異或輸出；異或門U3-2的輸入為第二方波輸出和第十方波輸出，異或門U3-2的輸出為第二異或輸出；異或門U3-3的輸入為第一方波輸出和第一異或輸出，異或門U3-3的輸出為第三異或輸出；異或門U3-4的輸入為第二異或輸出和第六方波輸出，異或門U3-4的輸出為第四異或輸出；異或門U3-5的輸入為第四異或輸出和第八異或輸出，異或門U3-5的輸出為第五異或輸出；異或門U3-6的輸入為第三異或輸出和第七異或輸出，異或門U3-6的輸出為第六異或輸出；異或門U3-7的輸入為第五方波輸出和第九方波輸出，異或門U3-7的輸出為第七異或輸出；異或門U3-8的輸入為第四方波輸出和第八方波輸出，異或門U3-8的輸出為第八異或輸出；其中，第五異或輸出作為錯相位超分辨方波輸出，第六異或輸出作為準相位超分辨方波輸出；

所述二次超分辨模塊包括準相位超分辨方波變形電路，錯相位超分辨方波變形電路，第一八輸入與或非門，第二八輸入與或非門和最終與門；

所述準相位超分辨方波變形電路的輸入為準相位超分辨方波輸出，準相位超分辨方波變形電路的第一輸出為準相位超分辨方波輸出，準相位超分辨方波變形電路的第二輸出為準相位超分辨方波輸出非，準相位超分辨方波變形電路的第三輸出為準相位超分辨方波輸出與準相位超分辨方波輸出非且延時的與運算，準相位超分辨方波變形電路的第四輸出為準相位超分辨方波輸出非與準相位超分辨方波輸出延時的與運算；

所述錯相位超分辨方波變形電路的輸入為錯相位超分辨方波輸出，錯相位超分辨方波變形電路的第一輸出為錯相位超分辨方波輸出，錯相位超分辨方波變形電路的第二輸出為錯相位超分辨方波輸出非，錯相位超分辨方波變形電路的第三輸出為錯相位超分辨方波輸出與錯相位超分辨方波輸出非且延時的與運算，錯相位超分辨方波變形電路的第四輸出為錯相位超分辨方波輸出非與錯相位超分辨方波輸出延時的與運算；

所述第一八輸入與或非門和第二八輸入與或非門的輸入均為準相位超分辨方波輸出、準相位超分辨方波輸出非、準相位超分辨方波輸出與準相位超分辨方波輸出非且延時的與運算、準相位超分辨方波輸出非與準相位超分辨方波輸出延時的與運算、錯相位超分辨方波輸出、錯相位超分辨方波輸出非、錯相位超分辨方波輸出與錯相位超分辨方波輸出非且延時的與運算和錯相位超分辨方波輸出非與錯相位超分辨方波輸出延時的與運算，其中，第一八輸入與或非門按照如下邏輯進行運算：

準相位超分辨方波變形電路的第一輸出錯相位超分辨方波變形電路的第三輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第二輸出錯相位超分辨方波變形電路的第四輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第三輸出錯相位超分辨方波變形電路的第二輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第四輸出錯相位超分辨方波變形電路的第一輸出

第二八輸入與或非門按照如下邏輯進行運算：

準相位超分辨方波變形電路的第一輸出錯相位超分辨方波變形電路的第四輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第二輸出錯相位超分辨方波變形電路的第三輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第三輸出錯相位超分辨方波變形電路的第一輸出

或非

準相位超分辨方波變形電路的第四輸出錯相位超分辨方波變形電路的第二輸出

其中，表示與運算；

所述最終與門的輸入為第一八輸入與或非門的輸出和第二八輸入與或非門的輸出，最終與門的輸出為胸腹表面呼吸運動超分辨信號。