CN104224225A - 一种心音信号采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种信号采集***，具体涉及一种心音信号采集***。一种心音信号采集***，本***由心因信号采集电路、A/D转换、USB通信和上位机显示部分组成。该***可以高效、实时地显示采集到的心音信号，并且可以达到视听合一的目的，得到的信号信噪比高，利于后续的研究。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号采集***，具体涉及一种心音信号采集***。
背景技术
心音信号是人体重要的生理信号之一。由于心音的产生机理，它能够很好地反映心脏活动、血液流动和心脏的健康状况。音信检测与分析能够准确判断心音信号，提早发现心血管疾病，是了解心脏和血管状态的一种不可缺少的手段。但是心音信号中含有心血管病变的许多信息，单纯依靠心脏听诊很难判断心血管是否健康。目前广泛应用的心电图检查是心脏变时性和变传导性的最佳检测方法，但不能检测心脏的变力性先天心脏瓣膜受损。心电传导组织病变引起的心脏机械活动障碍不会首先反映在心电信号(ECG)上，但却能首先在心音上反映出来，因此，心音具有心电信号不可替代的诊断信息。、
市面上的音信号采集与处理***噪比较低不利于后期的处理，或有的串口的传输速度慢，同时由于现在一般的计算机都不存在串口，不利于推广。
发明内容
本发明旨在提供一种基于USB的实时信号采集***。
本发明的技术方案在于：
一种心音信号采集***，本***由心因信号采集电路、A/D转换、USB通信和上位机显示部分组成。
优选地，所述的心音信号采集电路包括心音传感器、前置放大、低通滤波电路、中间级放大电路以及耳机输出。
更优选地，所述中间级放大电路连接一后级放大电路。
或者优选地，所述的A/D转换采用STCl2C5A60S2单片机作为主控芯片。
更优选地，所述的STCl2C5A60S2系列单片机ADC由多路选择开关、比较器、逐次比较寄存器、10bit DAC、转换结果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR构成。
或者优选地，所述的USB通信采用型号为CH372的USB芯片。
本发明的技术效果在于：
该***可以高效、实时地显示采集到的心音信号，并且可以达到视听合一的目的，得到的信号信噪比高，利于后续的研究。
附图说明
图1为本发明一种心音信号采集***的机构框图。
具体实施方式
利用自制的心音传感器采集到的信号为毫伏级信号，经过前置放大电路进行初步放大，对放大后的信号进行低通滤波，然后经过中间级放大，通过耳机输出，因为此时的信号仅有几百毫伏，为了便于后期处理，需经过后级可调放大，得到伏级信号可经过A/D等后期处理。
由于心音信号十分微弱，而前置放大电路又是微弱信号检测的第一级，担负着将微弱信号放大的任务，应该尽量减少测量过程中引入的观测噪声。而前置放大器则是引入噪声的主要部件之一，所以要求前置放大器应该具有很好的低噪声性能。又因为处理的是声音信适号，所以选取了具有超低失真低噪声的OPA2134运算放大器，同时还具有高输入阻抗、高共模抑制比低漂移等特点。
从前级放大电路得到的信号十分微弱，并且掺杂着听诊头与衣服或者皮肤摩擦的噪音以及一些高频的机械噪声，所以需要通过低通滤波器来滤除高频成分。
设计中采用二阶压控型低通有源滤波器，相比一阶滤波器，可以使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果。为了使电路稳定工作，滤波器的增益应该小于3。
由于从中间级得到的信号只有几百毫伏，不便于后期的处理，所以在这里又加了一级放大，可以得-5 V到+5 V之间的信号，便于A/D采样。
本***采用STCl2C5A60S2单片机作为主控芯片。该单片机自带8路10位高速A/D转换器，速度可达250kHz(25万次/s)。STCl2C5A60S2系列单片机ADC由多路选择开关、比较器、逐次比较寄存器、10bit DAC、转换结果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR构成。
STCl2C5A60S2系列单片机的ADC是逐次比较型ADC。逐次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位(MSB)开始，顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较。经过多次比较，使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。逐次比较型A/D转换器具有速度高、功耗低等优点。
本文采用南京沁恒公司的USB芯片CH372，该芯片可以实现1MB/s的传输速度，全速USB设备接口，兼容USB V2.0，即插即用，***元器件只需要晶体和电容。提供一对主端点和一对辅助端点，支持控制传输、批量传输、中断传输，具有简便的内置固件模式和灵活的外部固件模式。内置固件模式屏蔽了相关的USB协议，自动完成标准的USB枚举配置过程，完全不需要本地端控制器作任何处理，简化了单片机的固件编程。本文中采用STCl2C5A60S2来控制CH372实现下位机与上位机的USB通信。
Claims (6)
1.一种心音信号采集***，其特征在于：本***由心因信号采集电路、A/D转换、USB通信和上位机显示部分组成。
2.如权利要求1一种心音信号采集***，其特征在于：所述的心音信号采集电路包括心音传感器、前置放大、低通滤波电路、中间级放大电路以及耳机输出。
3.如权利要求2一种心音信号采集***，其特征在于：所述中间级放大电路连接一后级放大电路。
4.如权利要求1一种心音信号采集***，其特征在于：所述的A/D转换采用STCl2C5A60S2单片机作为主控芯片。
5.如权利要求4一种心音信号采集***，其特征在于：所述的STCl2C5A60S2系列单片机ADC由多路选择开关、比较器、逐次比较寄存器、10bit DAC、转换结果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR构成。
6.如权利要求1一种心音信号采集***，其特征在于：所述的USB通信采用型号为CH372的USB芯片。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410501006.7A CN104224225A (zh) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | 一种心音信号采集*** |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201410501006.7A CN104224225A (zh) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | 一种心音信号采集*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104224225A true CN104224225A (zh) | 2014-12-24 |
Family
ID=52213762
Family Applications (1)
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| CN201410501006.7A Pending CN104224225A (zh) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | 一种心音信号采集*** |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN104224225A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105982692A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-10-05 | 广东医学院附属医院 | 一种宽频带参数监测的多功能听诊器及其实现方法 |
| CN109199432A (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-15 | 南京邮电大学 | 一种多路同步采集心音信号的并行压缩感知方法 |
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2014
- 2014-09-26 CN CN201410501006.7A patent/CN104224225A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105982692A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-10-05 | 广东医学院附属医院 | 一种宽频带参数监测的多功能听诊器及其实现方法 |
| CN109199432A (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-15 | 南京邮电大学 | 一种多路同步采集心音信号的并行压缩感知方法 |
| CN109199432B (zh) * | 2018-06-26 | 2021-09-03 | 南京邮电大学 | 一种多路同步采集心音信号的并行压缩感知方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141224 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |