[实用新型]电流耦合型人体通信的自动阻抗匹配调节装置

说明书

本实用新型提出一种电流耦合型人体通信的自动阻抗匹配调节装置，包括：电极、阻抗匹配电路、模拟前端电路、幅值相位处理电路、MCU、以及信号发射机和信号接收机；所述电极经阻抗匹配电路通过第一选择开关分别连接信号发射机和信号接收机；所述阻抗匹配电路由电容和电感构成，其两端经第二选择开关依次连接模拟前端电路、幅值相位处理电路和MCU；所述阻抗匹配电路的电容为数字可变电容，所述MCU连接数字可变电容。其克服了现有技术仅能对信道进行固定补偿的局限性，使得注入到负载中的功率最大化，有利于获取真实的信道特性，优化电流耦合型人体通信收发系统的设计。

技术领域

本实用新型属于通信电路领域，尤其涉及一种电流耦合型人体通信的自动阻抗匹配调节装置。

背景技术

人体通信(intra-body communication,IBC)是一种新兴的短距离无线通信方式。中国专利（申请号：201410683212.4）提出了一种用于人体通信的收发器结构、通信系统及方法。其特征在于:包括微处理器、基带处理器、隔离开关、滤波器、电极板、放大器、检波器、比较器。能够提高人体通信数据传输的速度，增强人体通信数据传输的稳定性。中国专利（申请号：201410683212.4）提出了一种电容耦合型人体通信收发器辅助设计系统，包括上位机模块、数据采集卡、电源、隔离电路模块、人体信道和贴在人体表面的电极，能在不同场景下，测量人体信道特性，并在上位机模块中显示出来。中国专利（申请号：201310586022.6）提出本实用新型公开了一种基于电流耦合型人体通信的实时医疗通信系统及其通信方法。该实时医疗系统，包括电源模块，分别与电源模块连接的、同时安装于人体上的发射机和接收机，本实用新型可以在不影响人的正常生理状态下，安全、稳定的利用人体作为媒质实现信息传输。

现有电流耦合人体通信收发器的设计方案中，有些并未加入阻抗匹配电路，信号在传输过程中损耗增加，所以在测量人体信道的特性时，计算出来的衰减特性偏大，导致结果不准确。而当前的体通道阻抗匹配方案主要是用固定电感与传输信道中电容器谐振来补偿路径损耗，但人体的信道特性和电极的接触阻抗会随着人体状态变化发生改变，导致匹配效果不理想，并且个体差异明显，普适性不高。而使用电容耦合方案的，整个系统的适应性和稳定性较低。而电容耦合的方案受外界环境影响较大，使得整个适应性和稳定性都比较低。

实用新型内容

考虑到现有的人体通道阻抗匹配技术主要是用固定电感与传输信道中电容器谐振来补偿路径损耗。但人体的信道特性和电极的接触阻抗会随着人体状态变化发生改变，导致匹配效果不理想，并且个体差异明显，普适性不高。针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种电流耦合型人体通信的自动阻抗匹配调节装置。设计了一种收发复用的阻抗匹配网络，并且以匹配网络的输出信号作为闭环反馈信号，控制器通过跟踪反馈信号获得当前匹配的情况，快速地搜索到最佳匹配点，并对匹配阻抗网络的参数进行调整，从而保证收发系统的阻抗匹配情况保持在一个良好的状态。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种电流耦合型人体通信的自动阻抗匹配调节装置，其特征在于，包括：电极、阻抗匹配电路、模拟前端电路、幅值相位处理电路、MCU、以及信号发射机和信号接收机；所述电极经阻抗匹配电路通过第一选择开关分别连接信号发射机和信号接收机；所述阻抗匹配电路由电容和电感构成，其两端经第二选择开关依次连接模拟前端电路、幅值相位处理电路和MCU；所述阻抗匹配电路的电容为数字可变电容，所述MCU连接数字可变电容。

优选地，所述模拟前端电路带有差分放大电路。

优选地，所述模拟前端电路和幅值相位处理电路之间还设置有由带通滤波器和低功耗放大器组成的保持电路。

优选地，所述幅值相位处理电路包括基于AD8307的幅值检测电路和基于AD8302的相位检测电路。

优选地，所述幅值相位处理电路连接MCU的ADC模块。