專利名稱:一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀，包括音頻接口、供電諧振電路、接收諧振電路、信號接收電路、儲能電路、電子開關(guān)電路、單片機(jī)、電壓調(diào)節(jié)電路、H橋電路、紅外光發(fā)光二極管、紅光發(fā)光二極管、光電二極管、運(yùn)放電路、濾波電路以及多路選擇器；信號接收電路用于將接收諧振電路輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)識別的方波脈沖信號；電壓調(diào)節(jié)電路用于根據(jù)單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端發(fā)送的控制信號改變電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端的輸出電壓值；運(yùn)放電路用于對光電二極管的信號輸出端發(fā)送的采集信號進(jìn)行放大處理。該檢測儀的誤碼率低、普適性較高，且無需自身供電，具有較高的市場應(yīng)用前景。
【專利說明】一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光電式血氧檢測儀，尤其是一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)步，智能移動終端設(shè)備如手機(jī)、PDA設(shè)備、平板電腦與人們的生活越來越息息相關(guān)。同時，其性能和功能也越來越強(qiáng)大。與之相關(guān)的各種外圍設(shè)備和應(yīng)用也越來越多。這些外圍設(shè)備一方面需要與智能移動終端進(jìn)行通信，另一方面對于一些低功耗設(shè)備來說，也希望能將電源供應(yīng)考慮進(jìn)來，避免需要外接電池帶來的損耗和成本增加。當(dāng)前的外圍設(shè)備和移動終端的通信方式主要有以下方式:1)無線通信，主要是使用藍(lán)牙技術(shù)、WiF1、二代和三代通信技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是通信技術(shù)成熟，適用范圍廣，缺點(diǎn)是被竊聽泄密的可能性大，同時可能增加成本；2)使用手機(jī)的USB 口通信，但是目前大多數(shù)手機(jī)仍不支持OTG協(xié)議，無法通過手機(jī)USB接口進(jìn)行外圍設(shè)備的控制；3)使用音頻口通信，使用最廣泛的是拉卡拉設(shè)備，其采用的方式是模擬信號，通信誤碼率較高，且并不支持所有的手機(jī)。無線通信方式不能提供終端電能，而USB因不同手機(jī)的接口形式不同，使得外圍設(shè)備適配所有智能移動終端帶來困難，唯一可行的便是使用音頻口進(jìn)行通信和供電。但目前尚未見到完整的使用音頻口通信及供電的整套解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中采用音頻口通信的誤碼率較高、普適性低，且不能為外圍設(shè)備供電。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀，包括音頻接口、供電諧振電路、接收諧振電路、信號接收電路、儲能電路、電子開關(guān)電路、單片機(jī)、電壓調(diào)節(jié)電路、H橋電路、紅外光發(fā)光二極管、紅光發(fā)光二極管、光電二極管、運(yùn)放電路、濾波電路以及多路選擇器；音頻接口由左聲道線路、右聲道線路和麥克風(fēng)線路組成，左聲道線路與供電諧振電路的諧振信號輸入端相連，右聲道線路與接收諧振電路的諧振信號輸入端相連，麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口相連；供電諧振電路的諧振信號輸出端與儲能電路的電能輸入端相連，接收諧振電路的諧振信號輸出端分別與儲能電路的電能輸入端以及信號接收電路的信號輸入端相連；信號接收電路的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端口相連；儲能電路的電能輸出端與電子開關(guān)電路的輸入端以及單片機(jī)的電源端與相連，電子開關(guān)電路的控制端與單片機(jī)的開關(guān)控制信號輸出端口相連，電子開關(guān)電路的輸出端分別與電壓調(diào)節(jié)電路的供電端、H橋電路的高壓端、運(yùn)放電路的供電端以及濾波電路的供電端相連；電壓調(diào)節(jié)電路的控制信號端與單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端相連，電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端與H橋電路的低壓端相連；紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管串聯(lián)在H橋電路的中間橫梁上，且紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管的偏置極性相反；H橋電路的橋路導(dǎo)通信號輸入端與單片機(jī)的橋路導(dǎo)通信號輸出端口相連；光電二極管的信號輸出端與運(yùn)放電路的信號輸入端相連，運(yùn)放電路的信號輸出端與多路選擇器的信號輸入端相連；多路選擇器的控制端與單片機(jī)的選擇控制端口相連，多路選擇器的兩路信號輸出端分別與單片機(jī)的原始信號采集端口以及濾波電路的輸入端相連Γ濾波電路的交流分量輸出端和直流分量輸出端分別與單片機(jī)的交流信號采集端口和直流信號采集端口相連；
[0005]信號接收電路用于將接收諧振電路輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)識別的方波脈沖信號出橋電路在同一時刻只有一組對角的兩個橋路導(dǎo)通；電壓調(diào)節(jié)電路用于根據(jù)單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端發(fā)送的控制信號改變電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端的輸出電壓值；光電二極管正對紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管，用于采集紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管發(fā)出的光信號；運(yùn)放電路用于對光電二極管的信號輸出端發(fā)送的采集信號進(jìn)行放大處理。
[0006]采用供電諧振電路接收左聲道傳送的頻率信號，能夠?yàn)閮δ茈娐诽峁╇娔苓M(jìn)行存儲，從而進(jìn)一步為檢測儀的其他電路提供足夠的電能需求，而檢測儀本身不具備電源，有效減小了檢測儀的體積和使用成本；采用接收諧振電路接收右聲道傳送的頻率信號，能夠在不進(jìn)行信號接收時還能為儲能電路提供電能進(jìn)行存儲，進(jìn)一步提高了儲能電路的充電效率，在有限的檢測時間內(nèi)縮短了充電時間延長了血氧數(shù)據(jù)的采集時間，增強(qiáng)了檢測儀的數(shù)據(jù)采集成功率，縮短了檢測周期；采用單片機(jī)控制電子開關(guān)電路的通斷，能夠在數(shù)據(jù)采集完畢后及時切斷主要耗電電路的供電，從而使檢測儀進(jìn)入休眠狀態(tài)，有效節(jié)省了電能的損耗，提高了儲能電路的單次充電利用率；采用信號接收電路能夠?qū)⒔邮罩C振電路輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的方波脈沖信號，從而使右聲道既具備充電功能又具備信號傳輸功能，提高了音頻口硬件的利用率；采用將紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管偏置極性相反地串聯(lián)在H橋電路的中間橫梁上，能夠確保同一時刻只能有一個發(fā)光二極管發(fā)光的設(shè)計(jì)要求，同時也能夠從硬件設(shè)計(jì)上避免兩個發(fā)光二極管同時亮；采用運(yùn)放電路能夠?qū)怆姸O管采集的信號進(jìn)行放大處理，使單片機(jī)的A/D端能夠有效采集；采用濾波電路能夠?qū)⑦\(yùn)放電路輸出的交流分量和直流分量進(jìn)行分離，使單片機(jī)能夠分別對兩路信號進(jìn)行采集，減輕后期信號處理的壓力；采用多路選擇器能夠根據(jù)能耗實(shí)時控制是否需要開啟濾波電路，從而有效延長檢測儀單次充電的檢測時長。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，還包括分壓檢測電路，分壓檢測電路的高壓端與儲能電路的電能輸出端相連，分壓檢測電路的分壓端與單片機(jī)的電壓采樣端口相連。采用分壓檢測電路能夠?qū)崟r檢測儲能電路的電壓值，從而由單片機(jī)通過麥克風(fēng)線路向音頻口對接的外部移動設(shè)備發(fā)送頻率調(diào)節(jié)請求，由移動設(shè)備根據(jù)頻率調(diào)節(jié)請求發(fā)送相應(yīng)頻率的音頻信號，使供電諧振電路獲得最佳的諧振效果，從而進(jìn)一步使儲能電路獲得足夠電壓的電能。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，還包括一個報警器，報警器與單片機(jī)的報警信號輸出端相連。由于外部移動設(shè)備的音頻口在與檢測儀對接檢測過程中被占用，常常不具備聲音報警功能，尤其像手機(jī)一類的移動設(shè)備，在音頻口被占用時將自動設(shè)定外置喇叭靜音，所以在檢測儀上設(shè)置報警器尤為重要。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，供電諧振電路包括振蕩電容C2、振蕩電容C4以及振蕩電感LI，振蕩電容C2和振蕩電容C4串聯(lián)后與振蕩電感LI相并聯(lián)，供電諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C2和振蕩電容C4連接處；振蕩電感LI的一端接地，另一端為供電諧振電路的諧振信號輸出端。采用該供電諧振電路能夠有效提高左聲道接收的頻率信號的諧振效果，從而成功地為儲能電路進(jìn)行充電。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，供電諧振電路的諧振信號輸出端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D1，穩(wěn)壓管Dl的正極與供電諧振電路的諧振信號輸出端相連，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。采用穩(wěn)壓管Dl能夠?qū)⒐╇娭C振電路的諧振信號輸出端輸出的諧振信號進(jìn)行平穩(wěn)處理，進(jìn)一步提高了儲能電路的充電效果。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，接收諧振電路包括振蕩電容C5、振蕩電容C6以及振蕩電感L2，振蕩電容C5和振蕩電容C6串聯(lián)后與振蕩電感L2相并聯(lián)，接收諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C5和振蕩電容C6連接處；振蕩電感L2的一端接地，另一端為接收諧振電路的諧振信號輸出端。采用該接收諧振電路能夠有效提高右聲道接收的頻率信號的諧振效果，從而成功地為儲能電路進(jìn)行充電。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案，接收諧振電路的諧振信號輸入端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D2，穩(wěn)壓管D2的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。采用穩(wěn)壓管D2能夠?qū)⒔邮罩C振電路的諧振信號輸出端輸出的諧振信號進(jìn)行平穩(wěn)處理，進(jìn)一步提高了儲能電路的充電效果。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，信號接收電路包括檢波二極管D3、電容C7以及電阻R8，檢波二極管D3的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，檢波二極管D3的負(fù)極與單片機(jī)的信號輸入端口相連；電容C7的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地；電阻R8的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地。采用檢波二極管D3進(jìn)行檢波，實(shí)現(xiàn)對接收諧振電路的諧振信號輸出端輸出的諧振信號的平穩(wěn)處理，然后再通過電容C7和電阻R8構(gòu)成的RC電路進(jìn)行高頻部分的濾波。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口之間還設(shè)有電壓適應(yīng)電路，電壓適應(yīng)電路包括下拉電阻R7、適應(yīng)電阻R5以及適應(yīng)電阻R6 ;適應(yīng)電阻R5的阻值大于適應(yīng)電阻R6的阻值；適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的一端相連后再與麥克風(fēng)線路相連，適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的另一端分別連接至單片機(jī)不同的數(shù)據(jù)發(fā)送端口 ；下拉電阻R7的一端連接在適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的連接處，另一端接地。在麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口之間設(shè)置適應(yīng)電阻R5或適應(yīng)電阻R6，能夠使單片機(jī)根據(jù)對接的外部移動設(shè)備電平要求選擇合適的發(fā)送端口進(jìn)行信號發(fā)送，提高了檢測儀的適應(yīng)能力。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步限定方案，電壓調(diào)節(jié)電路包括電阻R16、電阻R19、電阻R20、三極管Q6以及三極管Q7 ;三極管Q6的集電極與H橋電路的低壓端相連，三極管Q6的發(fā)射極與電阻R19的一端相連，三極管Q6的基極與三極管Q7的集電極相連；三極管Q7的集電極還與電阻R16的一端相連，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的基極與單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端相連；電阻R16的另一端與電子開關(guān)電路的輸出端相連；電阻R19的另一端接地；電阻R20的一端與三極管Q7的基極相連，電阻R20的另一端接地；三極管Q6為NPN型三極管，三極管Q7為PNP型三極管。采用單片機(jī)發(fā)送不同頻率的方波信號來控制三極管Q7的通斷，使電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端輸出可控的電壓值，從而使H橋電路的高壓端與低壓端之間呈現(xiàn)出可控的壓降，使加載在紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管上的電壓值實(shí)現(xiàn)可控，從而應(yīng)對不同的使用者，提高了檢測儀的普適性。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:(I)采用供電諧振電路接收左聲道傳送的頻率信號，能夠?yàn)閮δ茈娐诽峁╇娔苓M(jìn)行存儲，從而進(jìn)一步為檢測儀的其他電路提供足夠的電能需求，而檢測儀本身不具備電源，有效減小了檢測儀的體積和使用成本；(2)采用接收諧振電路接收右聲道傳送的頻率信號，能夠在不進(jìn)行信號接收時還能為儲能電路提供電能進(jìn)行存儲，進(jìn)一步提高了儲能電路的充電效率，在有限的檢測時間內(nèi)縮短了充電時間延長了血氧數(shù)據(jù)的采集時間，增強(qiáng)了檢測儀的數(shù)據(jù)采集成功率，縮短了檢測周期；(3)采用單片機(jī)控制電子開關(guān)電路的通斷，能夠在數(shù)據(jù)采集完畢后及時切斷主要耗電電路的供電，從而使檢測儀進(jìn)入休眠狀態(tài)，有效節(jié)省了電能的損耗，提高了儲能電路的單次充電利用率；(4)采用信號接收電路能夠?qū)⒔邮罩C振電路輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的方波脈沖信號，從而使右聲道既具備充電功能又具備信號傳輸功能，提高了音頻口硬件的利用率；
(5)采用將紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管偏置極性相反地串聯(lián)在H橋電路的中間橫梁上，能夠確保同一時刻只能有一個發(fā)光二極管發(fā)光的設(shè)計(jì)要求，同時也能夠從硬件設(shè)計(jì)上避免兩個發(fā)光二極管同時亮；(6)采用運(yùn)放電路能夠?qū)怆姸O管采集的信號進(jìn)行放大處理，使單片機(jī)的A/D端能夠有效采集；(7)采用濾波電路能夠?qū)⑦\(yùn)放電路輸出的交流分量和直流分量進(jìn)行分離，使單片機(jī)能夠分別對兩路信號進(jìn)行采集，減輕后期信號處理的壓力；
(8)采用多路選擇器能夠根據(jù)能耗實(shí)時控制是否需要開啟濾波電路，從而有效延長檢測儀單次充電的檢測時長。

【附圖說明】

[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的音頻口電路連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的H橋電路和電壓調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的運(yùn)放電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型的單片機(jī)端口示意圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型的分壓檢測電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型的接收諧振電路輸出的諧振信號；
[0024]圖8為本實(shí)用新型的信號接收電路處理后獲得的方波脈沖信號。

【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀，包括音頻接口、供電諧振電路1、接收諧振電路3、信號接收電路5、儲能電路2、電子開關(guān)電路6、單片機(jī)10、電壓調(diào)節(jié)電路8、H橋電路7、紅外光發(fā)光二極管、紅光發(fā)光二極管、光電二極管、運(yùn)放電路9、濾波電路以及多路選擇器；音頻接口由左聲道線路、右聲道線路和麥克風(fēng)線路組成，左聲道線路與供電諧振電路I的諧振信號輸入端相連，右聲道線路與接收諧振電路3的諧振信號輸入端相連，麥克風(fēng)線路與單片機(jī)10的數(shù)據(jù)發(fā)送端口相連；供電諧振電路I的諧振信號輸出端與儲能電路2的電能輸入端相連，接收諧振電路3的諧振信號輸出端分別與儲能電路2的電能輸入端以及信號接收電路5的信號輸入端相連；信號接收電路5的信號輸出端與單片機(jī)10的信號輸入端口相連；儲能電路2的電能輸出端與電子開關(guān)電路6的輸入端以及單片機(jī)10的電源端與相連，電子開關(guān)電路6的控制端與單片機(jī)10的開關(guān)控制信號輸出端口相連，電子開關(guān)電路6的輸出端分別與電壓調(diào)節(jié)電路8的供電端、H橋電路7的高壓端、運(yùn)放電路9的供電端以及濾波電路的供電端相連；電壓調(diào)節(jié)電路8的控制信號端與單片機(jī)10的H橋電源控制信號輸出端相連，電壓調(diào)節(jié)電路8的可控電壓輸出端與H橋電路7的低壓端相連；紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管串聯(lián)在H橋電路7的中間橫梁上，且紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管的偏置極性相反；H橋電路7的橋路導(dǎo)通信號輸入端與單片機(jī)10的橋路導(dǎo)通信號輸出端口相連；光電二極管的信號輸出端與運(yùn)放電路9的信號輸入端相連，運(yùn)放電路9的信號輸出端與多路選擇器的信號輸入端相連；多路選擇器的控制端與單片機(jī)10的選擇控制端口相連，多路選擇器的兩路信號輸出端分別與單片機(jī)10的原始信號采集端口以及濾波電路的輸入端相連；濾波電路的交流分量輸出端和直流分量輸出端分別與單片機(jī)10的交流信號采集端口和直流信號采集端口相連；
[0026]信號接收電路5用于將接收諧振電路3輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)10識別的方波脈沖信號橋電路7在同一時刻只有一組對角的兩個橋路導(dǎo)通；電壓調(diào)節(jié)電路8用于根據(jù)單片機(jī)10的H橋電源控制信號輸出端發(fā)送的控制信號改變電壓調(diào)節(jié)電路8的可控電壓輸出端的輸出電壓值；光電二極管正對紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管，用于采集紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管發(fā)出的光信號；運(yùn)放電路9用于對光電二極管的信號輸出端發(fā)送的采集信號進(jìn)行放大處理。
[0027]為了能夠根據(jù)實(shí)際檢測電壓來實(shí)時調(diào)節(jié)儲能電路2的電壓，使儲能電路2的電壓能夠滿足檢測儀的耗能電路的電能，本實(shí)用新型還包括分壓檢測電路11，分壓檢測電路11的高壓端與儲能電路2的電能輸出端相連，分壓檢測電路11的分壓端與單片機(jī)10的電壓采樣端口相連。采用分壓檢測電路11能夠?qū)崟r檢測儲能電路2的電壓值，從而由單片機(jī)10通過麥克風(fēng)線路向音頻口對接的外部移動設(shè)備發(fā)送頻率調(diào)節(jié)請求，由移動設(shè)備根據(jù)頻率調(diào)節(jié)請求發(fā)送相應(yīng)頻率的音頻信號，使供電諧振電路I獲得最佳的諧振效果，從而進(jìn)一步使儲能電路2獲得足夠電壓的電能。
[0028]為了能夠使檢測儀具備獨(dú)立的報警功能，本實(shí)用新型還包括一個報警器，報警器與單片機(jī)10的報警信號輸出端相連。由于外部移動設(shè)備的音頻口在與檢測儀對接檢測過程中被占用，常常不具備聲音報警功能，尤其像手機(jī)一類的移動設(shè)備，在音頻口被占用時將自動設(shè)定外置喇叭靜音，所以在檢測儀上設(shè)置報警器尤為重要。
[0029]本實(shí)用新型的電子開關(guān)電路6包括電阻R1、電阻R3以及MOS管Q1，電阻Rl的一端與MOS管Ql的柵極相連，電阻Rl的另一端與單片機(jī)10的開關(guān)控制信號輸出端口 IRCO相連，電阻R3連接在MOS管Ql的柵極和源極之間，MOS管Ql的漏極輸出為VAA的電壓源。
[0030]如圖2所示，本實(shí)用新型的供電諧振電路I包括振蕩電容C2、振蕩電容C4以及振蕩電感LI，振蕩電容C2和振蕩電容C4串聯(lián)后與振蕩電感LI相并聯(lián)，供電諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C2和振蕩電容C4連接處；振蕩電感LI的一端接地，另一端為供電諧振電路的諧振信號輸出端，供電諧振電路I放大左聲道接收的頻率信號幅度的倍數(shù)為50?200。采用該供電諧振電路I能夠有效提高左聲道接收的頻率信號的諧振效果，從而成功地為儲能電路進(jìn)行充電。
[0031]為了進(jìn)一步提高儲能電路2的充電效果，本實(shí)用新型的供電諧振電路I的諧振信號輸出端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D1，穩(wěn)壓管Dl的正極與供電諧振電路的諧振信號輸出端相連，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。采用穩(wěn)壓管Dl能夠?qū)⒐╇娭C振電路I的諧振信號輸出端輸出的諧振信號進(jìn)行平穩(wěn)處理，進(jìn)一步提高了儲能電路2的充電效果。
[0032]本實(shí)用新型的接收諧振電路3包括振蕩電容C5、振蕩電容C6以及振蕩電感L2，振蕩電容C5和振蕩電容C6串聯(lián)后與振蕩電感L2相并聯(lián)，接收諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C5和振蕩電容C6連接處；振蕩電感L2的一端接地，另一端為接收諧振電路的諧振信號輸出端，接收諧振電路3放大右聲道接收的頻率信號幅度的倍數(shù)為50?200。采用該接收諧振電路3能夠有效提高右聲道接收的頻率信號的諧振效果，從而成功地為儲能電路2進(jìn)行充電。
[0033]為了進(jìn)一步提高儲能電路2的充電效果，本實(shí)用新型的接收諧振電路的諧振信號輸入端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D2，穩(wěn)壓管D2的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。采用穩(wěn)壓管D2能夠?qū)⒔邮罩C振電路3的諧振信號輸出端輸出的諧振信號進(jìn)行平穩(wěn)處理，進(jìn)一步提高了儲能電路2的充電效果。
[0034]如圖1、7和8所示，本實(shí)用新型的信號接收電路5包括檢波二極管D3、電容C7以及電阻R8，檢波二極管D3的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，檢波二極管D3的負(fù)極端與單片機(jī)的信號輸入端口 RXD相連；電容C7的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地；電阻R8的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地。采用檢波二極管D3對如圖6所示的諧振信號進(jìn)行檢波，實(shí)現(xiàn)對接收諧振電路5的諧振信號輸出端輸出的諧振信號的平穩(wěn)處理，然后再通過電容C7和電阻R8構(gòu)成的RC電路進(jìn)行高頻部分的濾波，最終獲得如圖8所示的方波脈沖信號，設(shè)RC電路的時間常數(shù)為τ，諧振后的音頻頻率為&，單片機(jī)10接收信號的頻率為f2，則需要時間常數(shù)τ滿足:4〈1/ τ <〈f2，將RC電路的時間常數(shù)τ設(shè)定在該范圍內(nèi)能夠有效防止出現(xiàn)傳輸失敗或傳輸誤碼。
[0035]為了進(jìn)一步提高檢測儀的普適性，本實(shí)用新型在麥克風(fēng)線路與單片機(jī)10的數(shù)據(jù)發(fā)送端口之間還設(shè)有電壓適應(yīng)電路4，電壓適應(yīng)電路4包括下拉電阻R7、適應(yīng)電阻R5以及適應(yīng)電阻R6 ;適應(yīng)電阻R5的阻值大于適應(yīng)電阻R6的阻值；適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的一端相連后再與麥克風(fēng)線路相連，適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的另一端P0.1和P0.2分別連接至單片機(jī)不同的數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.1和P0.2 ;下拉電阻R7的一端連接在適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的連接處，另一端接地。在麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口之間設(shè)置適應(yīng)電阻R5或適應(yīng)電阻R6，能夠使單片機(jī)根據(jù)對接的外部移動設(shè)備電平要求選擇合適的發(fā)送端口進(jìn)行信號發(fā)送，提高了檢測儀的適應(yīng)能力。
[0036]如圖3所示，本實(shí)用新型的H橋電路為常用的H橋電路，一共包括左右對稱的四個橋路，H橋電路的高壓端與電子開關(guān)電路6的輸出端VAA相連，低壓端與電阻R16的另一端相連，H橋電路的中間橫梁上連接紅外光發(fā)光二極管的正極LED+和紅光發(fā)光二極管的正極IR+，左側(cè)的兩個橋路的橋路導(dǎo)通信號輸入端與單片機(jī)10的橋路導(dǎo)通信號輸出端口 IROO相連，右側(cè)的兩個橋路的橋路導(dǎo)通信號輸入端與單片機(jī)10的橋路導(dǎo)通信號輸出端口 IROl相連。
[0037]本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)電路8包括電阻R16、電阻R19、電阻R20、三極管Q6以及三極管Q7 ;三極管Q6的集電極與H橋電路的低壓端相連，三極管Q6的發(fā)射極與電阻R19的一端相連，三極管Q6的基極與三極管Q7的集電極相連；三極管Q7的集電極還與電阻R16的一端相連，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的基極與單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端IDA相連；電阻R16的另一端與電子開關(guān)電路的輸出端VAA相連；電阻R19的另一端接地；電阻R20的一端與三極管Q7的基極相連，電阻R20的另一端接地；三極管Q6為NPN型三極管，三極管Q7為PNP型三極管。采用單片機(jī)10發(fā)送不同頻率的方波信號來控制三極管Q7的通斷，使電壓調(diào)節(jié)電路8的可控電壓輸出端輸出可控的電壓值，從而使H橋電路7的高壓端與低壓端之間呈現(xiàn)出可控的壓降，使加載在紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管上的電壓值實(shí)現(xiàn)可控，從而應(yīng)對不同的使用者，提高了檢測儀的普適性。
[0038]如圖4所示，本實(shí)用新型的運(yùn)放電路9和濾波電路均為常見的運(yùn)放電路和濾波電路，運(yùn)放電路9能夠?qū)⒐怆姸O管的采集信號放大8?10倍，其中，PHO+和PHO-分別與光電二極管的正負(fù)極相連接，運(yùn)放電路9的信號輸出端與多路選擇器的信號輸入端相連，多路選擇器的控制端與單片機(jī)10的選擇控制端口 CLl相連，多路選擇器的兩路信號輸出端分別與單片機(jī)的原始信號采集端口 ADC3以及濾波電路的輸入端相連，多路選擇器的供電端直接與儲能電路2的電能輸出端相連；濾波電路的交流分量輸出端和直流分量輸出端分別與單片機(jī)的交流信號采集端口 ADCl和直流信號采集端口 ADC2相連，VAA電壓由電子開關(guān)電路6的輸出端提供，VDD電壓與單片機(jī)10的DVV端口相連，該運(yùn)放電路9放大光電二極管采集信號的倍數(shù)為50?150。
[0039]如圖5所示，本實(shí)用新型的單片機(jī)10為具有A/D采樣功能的微處理器，在單片機(jī)10上設(shè)有開關(guān)控制信號輸出端口 IRC0、信號輸入端口 RXD、數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.1、數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.2、橋路導(dǎo)通信號輸出端口 IR00、橋路導(dǎo)通信號輸出端口 IR01、H橋電源控制信號輸出端IDA、交流信號采集端口 ADC1、直流信號采集端口 ADC2、原始信號采集端口 ADC3、電壓采樣端口 ADCO以及DVV端口。
[0040]如圖6所示，本實(shí)用新型的分壓檢測電路11的包括串聯(lián)在儲能電路2的電能輸出端與地之間的分壓電阻R2和電阻R4，單片機(jī)的電壓采樣端口 ADCO連接在電阻R2和電阻R4之間的連接處。
[0041]本實(shí)用新型的光電式血氧檢測儀在工作時，首先將外部移動設(shè)備通過音頻接口與檢測儀相對接，并通過右聲道向單片機(jī)10發(fā)送喚醒信號，再由移動設(shè)備通過左聲道和右聲道向供電諧振電路I和接收諧振電路3發(fā)送移動頻率的音頻信號，由供電諧振電路I和接收諧振電路3進(jìn)行諧振放大，再分別通過穩(wěn)壓管Dl和穩(wěn)壓管D2后對儲能電路2的儲能電容Cl充電，同時分壓檢測電路11實(shí)時采集儲能電容Cl的電壓，若儲能電容Cl的電壓還未達(dá)到設(shè)定的工作電壓，則由單片機(jī)10通過數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.1發(fā)送音頻頻率變換信息，此時若數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.1發(fā)送后電壓未變化，則再通過數(shù)據(jù)發(fā)送端口 P0.2發(fā)送音頻頻率變換信息，在外部移動設(shè)備增音頻頻率后，再由分壓檢測電路11采集儲能電容Cl的電壓，直到滿足工作電壓要求，并在達(dá)到工作電壓后由單片機(jī)10通過麥克風(fēng)線路向移動設(shè)備發(fā)送充電完成信號，再由移動設(shè)備通過右聲道連接的信號接收電路5向單片機(jī)發(fā)送采集命令，此時，左聲道仍然處于充電狀態(tài)，在右聲道傳輸完成采集命令后將再次進(jìn)入充電狀態(tài)；在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，首先由單片機(jī)10控制電子開關(guān)電路6發(fā)送接通命令，接通電壓調(diào)節(jié)電路8、H橋電路7以及運(yùn)放電路9的供電，再由單片機(jī)10控制H橋電路7的對角橋路交替通斷，使紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管交替發(fā)光，再由光電二極管實(shí)時采集光信號，然后再通過運(yùn)放電路9完成信號的放大，再由單片機(jī)10根據(jù)能耗控制多路選擇器切換信號傳輸路徑，若電能充足，則由濾波電路能夠?qū)⑦\(yùn)放電路9輸出的交流分量和直流分量進(jìn)行分離，使單片機(jī)10能夠分別對兩路信號進(jìn)行采集，若電能不足，則直接將運(yùn)放電路9輸出信號發(fā)送給單片機(jī)10進(jìn)行采集，最后再由單片機(jī)10再將采集完成的數(shù)據(jù)通過麥克風(fēng)線路發(fā)送給外部移動設(shè)備，至此完成血氧數(shù)據(jù)的采集，在全部血氧數(shù)據(jù)采集完成后，由單片機(jī)10向電子開關(guān)電路6發(fā)送斷開命令，斷開電壓調(diào)節(jié)電路8、H橋電路7以及運(yùn)放電路9的供電，同時單片機(jī)10也進(jìn)入低功耗模式。
【權(quán)利要求】
1.一種基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:包括音頻接口、供電諧振電路、接收諧振電路、信號接收電路、儲能電路、電子開關(guān)電路、單片機(jī)、電壓調(diào)節(jié)電路、H橋電路、紅外光發(fā)光二極管、紅光發(fā)光二極管、光電二極管、運(yùn)放電路、濾波電路以及多路選擇器；所述音頻接口由左聲道線路、右聲道線路和麥克風(fēng)線路組成，所述左聲道線路與供電諧振電路的諧振信號輸入端相連，所述右聲道線路與接收諧振電路的諧振信號輸入端相連，所述麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口相連；所述供電諧振電路的諧振信號輸出端與儲能電路的電能輸入端相連，所述接收諧振電路的諧振信號輸出端分別與儲能電路的電能輸入端以及信號接收電路的信號輸入端相連；所述信號接收電路的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端口相連；所述儲能電路的電能輸出端與電子開關(guān)電路的輸入端以及單片機(jī)的電源端與相連，所述電子開關(guān)電路的控制端與單片機(jī)的開關(guān)控制信號輸出端口相連，所述電子開關(guān)電路的輸出端分別與電壓調(diào)節(jié)電路的供電端、H橋電路的高壓端、運(yùn)放電路的供電端以及濾波電路的供電端相連；所述電壓調(diào)節(jié)電路的控制信號端與單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端相連，所述電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端與H橋電路的低壓端相連；所述紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管串聯(lián)在H橋電路的中間橫梁上，且紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管的偏置極性相反；所述H橋電路的橋路導(dǎo)通信號輸入端與單片機(jī)的橋路導(dǎo)通信號輸出端口相連；所述光電二極管的信號輸出端與運(yùn)放電路的信號輸入端相連，所述運(yùn)放電路的信號輸出端與多路選擇器的信號輸入端相連；所述多路選擇器的控制端與單片機(jī)的選擇控制端口相連，所述多路選擇器的兩路信號輸出端分別與單片機(jī)的原始信號采集端口以及濾波電路的輸入端相連；所述濾波電路的交流分量輸出端和直流分量輸出端分別與單片機(jī)的交流信號采集端口和直流信號采集端口相連； 所述信號接收電路用于將接收諧振電路輸出的諧振波形信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)識別的方波脈沖信號；所述H橋電路在同一時刻只有一組對角的兩個橋路導(dǎo)通；所述電壓調(diào)節(jié)電路用于根據(jù)單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端發(fā)送的控制信號改變電壓調(diào)節(jié)電路的可控電壓輸出端的輸出電壓值；所述光電二極管正對紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管，用于采集紅外光發(fā)光二極管和紅光發(fā)光二極管發(fā)出的光信號；所述運(yùn)放電路用于對光電二極管的信號輸出端發(fā)送的采集信號進(jìn)行放大處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:還包括分壓檢測電路，所述分壓檢測電路的高壓端與儲能電路的電能輸出端相連，所述分壓檢測電路的分壓端與單片機(jī)的電壓采樣端口相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:還包括一個報警器，所述報警器與單片機(jī)的報警信號輸出端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述供電諧振電路包括振蕩電容C2、振蕩電容C4以及振蕩電感LI，所述振蕩電容C2和振蕩電容C4串聯(lián)后與振蕩電感LI相并聯(lián)，所述供電諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C2和振蕩電容C4連接處；所述振蕩電感LI的一端接地，另一端為供電諧振電路的諧振信號輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述供電諧振電路的諧振信號輸出端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D1，所述穩(wěn)壓管Dl的正極與供電諧振電路的諧振信號輸出端相連，所述穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述接收諧振電路包括振蕩電容C5、振蕩電容C6以及振蕩電感L2，所述振蕩電容C5和振蕩電容C6串聯(lián)后與振蕩電感L2相并聯(lián)，所述接收諧振電路的諧振信號輸入端位于振蕩電容C5和振蕩電容C6連接處；所述振蕩電感L2的一端接地，另一端為接收諧振電路的諧振信號輸出端。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述接收諧振電路的諧振信號輸入端與儲能電路的電能輸入端之間設(shè)有穩(wěn)壓管D2，所述穩(wěn)壓管D2的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，所述穩(wěn)壓管D2的負(fù)極與儲能電路的電能輸入端相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述信號接收電路包括檢波二極管D3、電容C7以及電阻R8，所述檢波二極管D3的正極與接收諧振電路的諧振信號輸出端相連，所述檢波二極管D3的負(fù)極與單片機(jī)的信號輸入端口相連；所述電容C7的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地；所述電阻R8的一端與檢波二極管D3的負(fù)極相連，另一端接地。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述麥克風(fēng)線路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端口之間還設(shè)有電壓適應(yīng)電路，所述電壓適應(yīng)電路包括下拉電阻R7、適應(yīng)電阻R5以及適應(yīng)電阻R6 ;所述適應(yīng)電阻R5的阻值大于適應(yīng)電阻R6的阻值；所述適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的一端相連后再與麥克風(fēng)線路相連，所述適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的另一端分別連接至單片機(jī)不同的數(shù)據(jù)發(fā)送端口 ；所述下拉電阻R7的一端連接在適應(yīng)電阻R5和適應(yīng)電阻R6的連接處，另一端接地。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于音頻口的光電式血氧檢測儀，其特征在于:所述電壓調(diào)節(jié)電路包括電阻R16、電阻R19、電阻R20、三極管Q6以及三極管Q7 ;所述三極管Q6的集電極與H橋電路的低壓端相連，所述三極管Q6的發(fā)射極與電阻R19的一端相連，所述三極管Q6的基極與三極管Q7的集電極相連；所述三極管Q7的集電極還與電阻R16的一端相連，所述三極管Q7的發(fā)射極接地，所述三極管Q7的基極與單片機(jī)的H橋電源控制信號輸出端相連；所述電阻R16的另一端與電子開關(guān)電路的輸出端相連；所述電阻R19的另一端接地；所述電阻R20的一端與三極管Q7的基極相連，所述電阻R20的另一端接地；所述三極管Q6為NPN型三極管，所述三極管Q7為PNP型三極管。
【文檔編號】H03K19-0175GK204274468SQ201420746219
【發(fā)明者】朱啟文, 潘學(xué)柏, 劉旭 [申請人]南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院