[发明专利]一种基于全差分运放的激励源电路

说明书

技术领域

本发明涉及检测电子电路领域，特别涉及一种基于全差分运放的激励源电路。

背景技术

传统的生物阻抗检测方法中，通常采用伏安法（即阻抗=电压/电流）测量生物阻抗，具体的，需要在人体待测部位的两个不同点输入电流，通过测量这两点之间的电压来获得两点之间的阻抗。而产生这个输入信号的电路一般称为激励源或激励电路，通常，有直流测量模式与交流测量模式。直流测量的优点是电路简单，但是其会改变细胞膜的极化状态，可能会对人体产生伤害；而交流测量在一定程度上不会改变细胞膜的极化状态。另外，由于人体是一个阻容网络，采用交流测量相对于直流测量也更加准确。

现有的交流测量采用的激励源电路，多采用几个集成运算放大器组合使用，引入的噪声较大，而且难以做到很高的对称性，不利于共模干扰的抑制，因此不利于阻抗这种微弱信号的采集检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中用于生物阻抗检测的设备中激励源电应用的普通运放电路具有的噪声大、电路实现复杂的缺陷，提供一种噪声低，对称性好的激励源电路。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于全差分运放的激励源电路，包括：依次连接的全差分运放电路、高通滤波电路、谐振滤波电路以及限流电路；

全差分运放电路，用于接收PWM信号，并将其放大后分两路输出，该两路信号大小相等，相位相反；

高通滤波电路，用于接收所述全差分运放电路输出的第一信号，并滤除其中的低频成分；

谐振滤波电路，用于接收所述高通滤波电路输出的第二信号，并滤除其中的干扰波信号后输出；

限流电路，用于接收所述谐振滤波电路输出的第三信号，并按照指定比例降低该第三信号的值后输出。

进一步的，所述全差分运放电路包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接收所述PWM信号。

进一步的，所述PWM信号由单片机引脚或信号发生器产生。

进一步的，所述高通滤波电路为RC高通滤波电路。

进一步的，所述谐振滤波电路包括依次连接的LC并联谐振滤波电路以及LC串联谐振滤波电路。

进一步的，所述限流电路为限流电阻。

进一步的，所述限流电阻为两级串联电阻或两级以上串联电阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的基于全差分运放的激励源电路具有如下优点：

1、噪声低，对称性极好，有利于共模干扰的抑制，有利于阻抗信号的采集；

2、采用谐振滤波，选频效果好，输出的波形干净；抗干扰能力强，可以应用到射频类的医疗器械中，能有效过滤射频干扰；。

3、应用限流电阻，降低流经人体的电流，流经人体的电流也在安全范围内；

4、结构简单，应用广泛，如可以应用到一般的体脂检测、体表阻抗检测、体内阻抗检测等，只需要修改本发明提供的电路中的阻容参数调整至所应用领域需要范围即可。

附图说明：

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明具体实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：如图1所示，本实施例提供一种基于全差分运放的激励源电路，包括：依次连接的全差分运放电路1、高通滤波电路2、谐振滤波电路3以及限流电路4；全差分运放电路1用于接收PWM信号，并将其放大后分两路输出；该两路信号大小相等，相位相反；该PWM信号的频率范围为20K-100K；高通滤波电路2用于接收全差分运放电路1输出的第一信号（本实施例中，该第一信号同时包含全差分运放电路1输出大小相等、相位相反的两路信号），并滤除第一信号中的低频成分后输出；谐振滤波电路3用于接收高通滤波电路2输出的第二信号，并滤除第二信号中的干扰信号（如使用射频类的医疗器械的人体中可能存在的射频干扰，其会干扰到电路，进而对信号造成影响）后输出，（主要功能是用于选波，例如如果采用的激励信号为50kHz，该谐振电路的频点设置在50kHz，可以有效过滤掉除50kHz以外的其它频率的信号。另外如果应用在射频环境下，可以有效滤除射频干扰）；限流电路4用于接收谐振滤波电路3输出的第三信号，并按照指定比例降低该第三信号的值后输出；由于第一信号中包含大小相等、相位相反的两路信号，因此，第二信号、第三信号同样是对应的两路信号。