[發明專利]一種事件觸發型模數轉換器和一種醫療電子設備

有效

• 申請號: 202110242272.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113098517B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 林立軒;張雅聰;葉思源;于善哲;魯文高;陳中建
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發明提供了一種事件觸發型模數轉換器和一種醫療電子設備，涉及生物醫學電路領域。所述模數轉換器包括：粗量化電路、細量化電路；粗量化電路對第一生物信號進行量化，得到第一生物信號對應的第一碼值；細量化電路對第二生物信號進行量化，得到第二生物信號對應的第二碼值；第一生物信號為信號電壓超過參考電壓范圍的生物信號；第二生物信號為信號電壓未超過參考電壓范圍的生物信號；第一碼值與第二碼值的和值即為模數轉換器量化的結果。本發明的重新設計了控制單元的邏輯。在生物信號的信號電壓未超過參考電壓范圍時，也對生物信號進行采樣，進而量化得到對應的數字碼值，使得模數轉換結果的準確度較高，具有較高的實用性價值。

技術領域

本發明涉及生物醫學電路領域，尤其涉及一種事件觸發型模數轉換器和一種醫療電子設備。

背景技術

生物信號基本上有著低頻、低速、易受到噪聲干擾等特性。隨著高齡化社會的到來，醫療電子的使用逐漸的普及化。許多醫用電子產品往往都是將經過數字化的生物信號來做特性萃取與算法分析，來判斷人們的生理狀況。其中最重要的功能模塊是模擬數字轉換器(ADC)。目前實現ADC功能包括兩大類：Nyquist rate ADC和Level Crossing ADC。

目前由于Nyquist rate ADC是在固定時間間隔采樣，所以導致其功耗較高，而對于醫療電子設備來說，功耗是一個非常關鍵的性能指標，功耗的降低是設計者追求的目標。因此，Level Crossing ADC更廣泛的被應用于醫療電子設備中。

但Level Crossing ADC為事件觸發型的ADC，因此其只能在生物信號的信號電壓超過參考電壓范圍時，才會對生物信號進行采樣，進而量化得到對應的數字碼值，而在生物信號的信號電壓未超過參考電壓范圍時，不會對生物信號進行采樣，這就導致其最終模數轉換的結果與實際的生物信號偏差較高，模數轉換結果的準確度較低。

發明內容

本發明提供一種事件觸發型模數轉換器和一種醫療電子設備，提高了LevelCrossing ADC模數轉換結果的準確度。

本發明實施例第一方面提供一種事件觸發型模數轉換器，所述模數轉換器包括：粗量化電路、細量化電路；

所述粗量化電路對第一生物信號進行量化，得到所述第一生物信號對應的第一碼值，所述第一碼值表征所述第一生物信號中事件觸發時間的集合；

所述細量化電路對第二生物信號進行量化，得到所述第二生物信號對應的第二碼值，所述第二碼值表征所述第二生物信號中事件觸發時間的集合；

其中，所述第一生物信號為信號電壓超過參考電壓范圍的生物信號；

所述第二生物信號為信號電壓未超過參考電壓范圍的生物信號；

所述第一碼值與所述第二碼值的和值即為所述模數轉換器量化的結果。

可選地，所述細量化電路包括：電壓時間轉換單元、n-bit計數器；

所述電壓時間轉換單元將所述參考電壓范圍轉換成時間信號，輸出至所述n-bit計數器；

所述n-bit計數器對所述時間信號進行計數，得到所述第二碼值。

可選地，所述電壓時間轉換單元包括：開關、電容、第三比較器以及電流源；

所述開關的第一端接收所述第二生物信號的當前電壓值；

所述開關的第二端與所述電容的第一端、所述第三比較器的反相端以及所述電流源分別連接；

所述第三比較器的同相端接收所述參考電壓范圍的上限值；

所述第三比較器的輸出端與所述n-bit計數器連接；

所述電容的第二端接地。