TWI644652B - 生理資訊收集系統及其收發裝置 - Google Patents

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TWI644652B
TWI644652B TW107103699A TW107103699A TWI644652B TW I644652 B TWI644652 B TW I644652B TW 107103699 A TW107103699 A TW 107103699A TW 107103699 A TW107103699 A TW 107103699A TW I644652 B TWI644652 B TW I644652B
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Abstract

一種生理資訊收集系統及其收發裝置，用以收集動物體的生理資料。收發裝置包含前置電路、跟隨電路、正交延遲線及輸出電路。前置電路配置用以分離不連續訊號為同相訊號與正交訊號。跟隨電路輸出一控制電壓及經由旋轉同相訊號一預設相位角以輸出一跟隨訊號。正交延遲線依據控制電壓，將正交訊號旋轉一對應相位角。輸出電路合成跟隨訊號與被旋轉的正交訊號，並解調出不連續訊號的一資料訊號。因此，收發裝置可在接收不連續訊號時，降低不連續訊號的頻寬範圍；降低收發裝置產生的功率消耗；以及解調變多個不同資料傳輸率的不連續訊號。

Description

生理資訊收集系統及其收發裝置
本揭露關於一種生理資訊收集系統及其收發裝置。
偵測裝置可穿戴在人體上或者植入到人體內，用以偵測人體的各種生理訊號，或者進行藥物釋放。例如：硫化氫偵測器、潛血偵測器、心跳脈搏測量器、血壓測量器等。更進一步來說，偵測裝置可連接外部裝置（如智慧手環、醫療器材），進而在偵測裝置與外部裝置之間雙向傳輸資料訊號（如生理訊號、控制訊號等）。舉例來說，當偵測裝置以無線通訊傳輸資料訊號時，大多先調變該資料訊號為射頻訊號（或調變訊號），再發送該射頻訊號。外部裝置接收並解調該射頻訊號，用以取得射頻訊號中的資料訊號。對無線通訊而言，可用的無線電頻寬越來越少，目前的射頻訊號大多以具有較窄頻寬的連續訊號為主，其頻寬相對受限。
因此，鑒於上述技術問題，本揭露一實施例提供一種生理資訊收集系統，包含一偵測裝置與一收發裝置。該偵測裝置包含一偵測模組，配置用以偵測一資料訊號；以及一通訊模組，配置用以調變該資料訊號為一不連續訊號並發送該不連續訊號。收發裝置包含一前置電路，配置用以接收、放大該不連續訊號，並將該放大的該不連續訊號分離為相互正交的一同相基頻訊號與一正交基頻訊號。跟隨電路配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之相角差。正交延遲線配置用以依據該控制電壓，將該正交基頻訊號旋轉一對應相位角，該對應相位角係為該相角差加九十度。輸出電路，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出該資料訊號。因此，偵測裝置及收發裝置改以傳送不連續訊號，以降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗以及簡化偵測裝置及收發裝置的電路結構。更進一步來說，偵測裝置及收發裝置可在傳送不連續訊號時，降低不連續訊號的頻寬範圍；降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗；以及解調變多個不同資料傳輸率的不連續訊號。
本發明另一實施例提供一種可經由人體通道接收或發送不連續訊號的收發裝置。該收發裝置包含前置電路、跟隨電路、正交延遲線及輸出電路。前置電路配置用以接收、放大不連續訊號，並將放大的不連續訊號分離為相互正交的同相基頻訊號與正交基頻訊號。跟隨電路配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之相角差。正交延遲線配置用以依據控制電壓，將正交基頻訊號旋轉一對應相位角，該對應相位角係為該相位差加九十度。輸出電路配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出該資料訊號。因此，偵測裝置及收發裝置改以傳送不連續訊號，以降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗以及簡化偵測裝置及收發裝置的電路結構。更進一步來說，偵測裝置及收發裝置可在傳送不連續訊號時，降低不連續訊號的頻寬範圍；降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗；以及解調變多個不同資料傳輸率的不連續訊號。
本發明另一實施例提供一種生理資訊收集系統，包含一便攜式電子裝置與一穿戴式電子裝置。便攜式電子裝置包含一接觸元件，配置用以產生一接觸訊號；以及一通訊介面，配置用以依據該接觸訊號，發送一不連續訊號。穿戴式電子裝置包含一前置電路，配置用以接收通訊介面發送的該不連續訊號，接著前置電路放大不連續訊號，並將放大的不連續訊號分離為相互正交的一同相基頻訊號與一正交基頻訊號；一跟隨電路，配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之相角差； 一正交延遲線，配置用以依據控制電壓，將正交基頻訊號旋轉一對應相位角，對應相位角係為相角差加九十度；以及一輸出電路，配置用以合成跟隨訊號與被旋轉的正交基頻訊號並輸出一資料訊號。因此，偵測裝置及收發裝置改以傳送不連續訊號，以降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗以及簡化偵測裝置及收發裝置的電路結構。更進一步來說，偵測裝置及收發裝置可在傳送不連續訊號時，降低不連續訊號的頻寬範圍；降低偵測裝置及收發裝置產生的功率消耗；以及解調變多個不同資料傳輸率的不連續訊號。
參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種生理資訊收集系統1，包含偵測裝置100及收發裝置200。偵測裝置100可以是硫化氫偵測器、潛血偵測器、心跳脈搏測量器、血壓測量器，可攜式超音波診斷裝置等偵測生理資訊的電子裝置。偵測裝置100包含偵測模組11及通訊模組12。偵測模組11（如生物感測器）可偵測一資料訊號（如人體的生理資訊）。通訊模組12可調變該資料訊號為調變訊號，並發送該調變訊號到收發裝置200。
參閱圖2，在一實施例中，偵測裝置100更包含儲存模組13，配置用以儲存偵測模組11偵測的資料訊號。儲存模組13可為非揮發式記憶體或硬碟等儲存模組。收發裝置200更包含儲存組件29，配置用以儲存通訊介面20接收的資料訊號。儲存組件29與儲存模組13的硬體結構相似，不再贅述。
參閱圖1、圖2及圖5，收發裝置200可以是便攜式電子裝置40（如智慧手機、平板電腦、攜帶式超音波診斷儀器）、穿戴式電子裝置50（如智慧手環、智慧手錶）或其他接收或發送調變訊號的電子裝置。收發裝置200包含通訊介面20及連接通訊介面20的控制組件25。通訊介面20接收該調變訊號之後，通訊介面20解調出調變訊號中的資料訊號。接著，控制組件25驅動通訊介面20調變一睡眠訊號為一調變訊號，並由通訊介面20發送該調變訊號到偵測裝置100的通訊模組12。當偵測裝置100的通訊模組12解調出調變訊號中的睡眠訊號時，偵測模組11依據該睡眠訊號，停止發送含有資料訊號的調變訊號。
調變訊號係指多個資料為0或1所組合的訊號（如生理資訊）經調變後，產生調變訊號，如頻率、相位或振幅鍵移調變訊號。更進一步來說，調變訊號可分為連續訊號與不連續訊號。調變訊號的頻寬介於3KHz至800MHz之間，其中，低頻寬（3 KHz至300KHz）、中頻寬（300KHz至3MHz）或高頻寬（3MHz至300MHz）。以不連續FSK訊號為例，不連續FSK訊號的頻寬介於為1Mz至40MHz的不連續訊號。本說明書所揭露的「頻寬」僅為說明本實施例，實質上調變訊號的頻寬須視資料訊號的型態而定，如聲音訊號、影像訊號或醫療影像等，並不是用來限制本說明書的申請專利範圍。
參閱圖2，在一實施例中，收發裝置200的控制組件25可根據一排程，驅動發送電路21發送一含有喚醒訊號的不連續訊號或者驅動接收電路23接收一含有資料訊號的不連續訊號。在一實施例中，收發裝置200更包含一輸入組件27，如使用者介面、按鈕、聲音輸入組件等，用以產生一觸發訊號，接著控制組件25依據該觸發訊號，驅動發送電路21發送一含有喚醒訊號的不連續訊號或者驅動接收電路23接收一含有資料訊號的不連續訊號。
在一實施例中，收發裝置200的通訊介面20可經由網路通訊協定，如TCP、HTTP、SSL等協定，取得偵測裝置100的身分識別碼。反之，偵測裝置100的通訊模組12亦可經由網路通訊協定取得收發裝置200的身分識別碼，意即收發裝置200與偵測裝置100經由交握過程，建立彼此的連線。在本說明書中描述的「連線」可以是經由網際網路連線收發裝置200與偵測裝置100，或者經由人體通道連線的收發裝置200與偵測裝置100，僅用來說明圖式中各元件間的連結關係或作動方式，並未限制本說明書的申請專利範圍。
參閱圖3及圖4，在一實施例中，偵測裝置100包含第一接觸元件31（如電極片），電性連接通訊模組12。收發裝置200包含第二接觸元件32，電性連接通訊介面20。接觸元件（如第一接觸元件31及第二接觸元件32）可以是一銅片或電極片，用以接觸人體的皮膚而形成人體通道。當第一接觸元件31及第二接觸元件32接觸人體的皮膚時，在第一接觸元件31及第二接觸元件32之間可經由人體皮膚形成一人體通道。本說明書描述的「連接」可分為電性連接或通訊連接。電性連接係為以一導線的兩端點分別連接二物件（如裝置或元件），用以發送或接收調變訊號。通訊連接係為以一空氣或人體通道作為橋梁，由該橋梁的兩端分別連接二物件（如裝置或元件），用以發送或接收調變訊號。更進一步來說，偵測裝置100的通訊模組12可經由人體通道發送或接收一不連續訊號；以及收發裝置200的通訊介面20可經由人體通道發送或接收該不連續訊號。在本說明書中描述的「不連續訊號」可以是指「資料訊號」、「喚醒訊號」、「睡眠訊號」、「觸發訊號」或其他控制訊號的調變訊號，僅用來說明圖式中各元件之間的連結關係或作動方式，並未用來限制本說明書的申請專利範圍。
以智慧手環為例，智慧手環包含使用者介面（如觸控面板）、通訊介面20、第二接觸元件32及連接第二接觸元件32、通訊介面20及使用者介面的控制組件25。當偵測裝置100的第一接觸元件31及智慧手環的第二接觸元件32接觸人體皮膚時，在智慧手環及偵測裝置100之間形成一人體通道。當使用者接觸觸控面板（如電容式觸控面板）時，面板被接觸的位置對應一個或多個產生電流變化量的電容。控制組件25依據該些電容，執行對應觸控面板被接觸位置的一應用程式。該應用程式驅動通訊介面20經由人體通道發送一喚醒訊號到偵測裝置100的通訊模組12。通訊模組12依據喚醒訊號，發送偵測模組11偵測的資料訊號到通訊介面20。接著，在通訊介面20接收該資料訊號之後，控制組件25驅動通訊介面20傳送一睡眠訊號到偵測裝置100的通訊模組12，藉以停止通訊模組12發送資料訊號。
以智慧手機為例，智慧手機包含使用者介面（如波動式觸控螢幕）、通訊介面20、第二接觸元件32及連接使用者介面、通訊介面20與第二接觸元件32的控制組件25。當偵測裝置100的第一接觸元件31及智慧手環的第二接觸元件32接觸人體皮膚時，在智慧手機及偵測裝置100之間形成一人體通道。波動式觸控螢幕係指安裝在觸控面板四周的超音波發射器及接收器會相互傳送（如發送或接收）超音波。當使用者的手指接觸觸控面板時，被傳送的超音波會被手指阻隔，造成被傳送的超音波衰減。控制組件25比對超音波被阻隔前及被阻隔後的超音波衰減變化量，以計算面板被接觸的位置，且該位置對應通訊介面20。當控制組件25判斷被接觸的位置對應通訊介面20時，控制組件25驅動通訊介面20發送一喚醒訊號到偵測裝置20的通訊模組12。通訊模組12依據喚醒訊號，發送偵測模組11偵測的資料訊號到通訊介面20。接著，在通訊介面20接收該資料訊號之後，控制組件25驅動通訊介面20傳送一睡眠訊號到偵測裝置100的通訊模組12，藉以停止通訊模組12發送資料訊號。
在一實施例中，當使用者接觸智慧手機的第二接觸元件32以及觸控面板時，智慧手機與觸控面板可經由人體通道相互連線。當智慧手機的控制組件25或通訊介面20接收到一觸發訊號，控制組件25依據該觸發訊號，經由人體通道發送一喚醒訊號到觸控面板。該觸控面板中的多個陣列電容可經由人體通道耦合該被發送的喚醒訊號，意即觸控面板可經由人體通道，接收該被發送的喚醒訊號。同理，該觸控面板亦可經由人體通道，接收從智慧手機發送的資料訊號。
參閱圖2及圖3，通訊模組12係為第一放大器120、第二放大器121、鎖定振盪電路122、校正電路125、檢測電路128及轉換電路129。更進一步來說，第一放大器120，如低雜訊放大器，第一放大器120可接收並放大一經頻率鍵移調變的喚醒訊號（如頻率鍵移調變訊號）。第二放大器121，如功率放大器，第二放大器121可在該低雜訊放大器接收該頻率鍵移調變訊號之後，發送一經由頻率鍵移調變的資料訊號。鎖定振盪電路122，如注入鎖定數位控制振盪器，鎖定振盪電路122包含數位振盪器123及調變電路124。該數位振盪器123可調整該資料訊號的預設頻率。該調變電路124將該頻率鍵移訊號轉換為振幅鍵移訊號。校正電路125，如數位輔助注入鎖定頻率校正電路，校正電路125包含控制電路126與暫存器127。依據檢測電路128偵測振幅鍵移訊號的位準，該控制電路126以梯度上升法鎖定該振幅鍵移訊號的頻率在一預設頻寬（如20MHz），並產生一數位控制訊號（如頻率為40MHz的校正訊號）。該調變電路124接著依據該頻率鍵移訊號與該數位控制訊號，校正該振幅鍵移訊號的位準。該暫存器127儲存檢測電路128前一次偵測該振幅鍵移訊號的位準。檢測電路128，如波峰偵測器，可偵測該振幅鍵移訊號的位準。轉換電路129，如類比數位轉換電路，可將該振幅鍵移訊號轉換為資料訊號。
參閱圖2及圖4，收發裝置200具有一通訊介面20。該通訊介面20係為發送電路21、接收電路23及連接發送電路21與接收電路23的控制組件25。舉例來說，發送電路21可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號，用以驅動偵測裝置100的通訊模組12發送一含有資料訊號的不連續訊號。接收電路23可接收該通訊模組12發送的該含有資料訊號的不連續訊號，並解調出該含有資料訊號的不連續訊號中的資料訊號。該控制組件25可在該接收電路23解調出該含有資料訊號的不連續訊號中的資料訊號之後，驅動發送電路21發送一含有睡眠訊號的不連續訊號，藉此驅動偵測裝置100的通訊模組12停止發送一含有資料訊號的不連續訊號，並控制偵測裝置100處於睡眠狀態，睡眠狀態係指停止偵測模組11偵測人體的生理資訊與通訊模組12發送含有資料訊號的不連續訊號，僅保留通訊模組12接收喚醒訊號。
在一實施例中，偵測裝置100的通訊模組12也可為收發裝置200的通訊介面20。在一實施例中，收發裝置200的通訊介面20也可為偵測裝置100的通訊模組12。
參閱圖1、圖2及圖4，發送電路21係為第一調整電路211、第二調整電路212、第一振盪電路213、第二振盪電路214、決策電路215及發送放大器216。調整電路可經由輸入一數字控制訊號，產生一類比調整電壓，如具有頻率內插的類比數位轉換器。也就是說，第一調整電路211可產生第一類比調整電壓，以及第二調整電路212可產生第二類比調整電壓。
振盪電路可調整該類比調整電壓的位準，如環形振盪器。也就是說，第一振盪電路213配置用以調整第一類比調整電壓，以及第二振盪電路214可調整第二類比調整電壓。決策電路215，如多工器，配置用以可接收資料訊號及類比調整電壓（如第一或第二類比調整電壓），接著該決策電路215依據類比調整電壓，決定發送被指定的資料訊號，如資料為0或資料為1。發送放大器216，如功率放大器，可放大該被發送的該資料訊號。
參閱圖1、圖2及圖4，接收電路23係為前置電路230、跟隨電路240、正交延遲線250及輸出電路260。前置電路230係為本地放大組件231、本地振盪電路232、第一混合組件233及第二混合組件234。具體來說，本地放大組件231（如低雜訊放大器）可接收並放大不連續訊號，用以放大、降頻不連續訊號，並過濾掉不連續訊號中的高頻的極化電壓與直流偏移。本地振盪電路232可產生同相振盪訊號（如0°）與正交振盪訊號（如90°）。本說明書描述的「同相」係指射頻訊號的相位角逼近0°，如345°至25°；較佳為340°至20°；較佳為345°至15°；較佳為350°至10°；較佳為355°至5°。本說明書描述的「正交」係描述正交振盪訊號超前或落後同相振盪訊號一預設角度，如0°至180°；較佳為0°至90°；較佳為70°至110°；較佳為80°至100°；較佳為85°至95°。但是，「角度」為方向性用語，係依圖式之訊號傳遞方向說明，並非用於限制申請專利範圍，元件間的相對位置構成與圖式類似之方式，亦屬於申請專利範圍所記載之實施態樣。
第一混合組件233可合成來自本地放大組件231的不連續訊號與本地振盪電路232的同相振盪訊號，進而輸出同相訊號（如同相基頻訊號）。第二混合組件234可合成來自本地放大組件231的不連續訊號與本地振盪電路232的正交振盪訊號，進而輸出正交訊號（如正交基頻訊號），該正交訊號的相位角可領先或落後同相訊號的相位角，如90°。舉例來說，當前置電路230接收二個不連續訊號，分別為頻率為105MHz的第一不連續訊號與頻率95MHz的第二不連續訊號，可將第一與第二不連續訊號調變為相互正交且零中頻的同相訊號為+5MHz（5∠0°）及正交訊號為-5MHz（5∠270°或5∠-90°）。
前置電路230更進一步包含第一放大電路235與第二放大電路236。第一放大電路235可放大同相訊號，並過濾掉該同相訊號中的高頻極化電壓與直流偏移，接著第一放大電路235輸出同相基頻訊號。第二放大電路236可放大正交訊號，並過濾掉該正交訊號中的高頻極化電壓與直流偏移，接著第二放大電路236輸出正交基頻訊號。
跟隨電路240係為同相延遲線241及回授電路242，如延遲鎖定迴路（Delay Locked Loop, DLL）。同相延遲線241可在旋轉同相基頻訊號的相位角後，輸出跟隨訊號。回授電路242可在接收同相基頻訊號與跟隨訊號後，產生控制電壓，並將該控制電壓回授至同相延遲線241，藉此使同相延遲線241依據控制電壓，將跟隨訊號的相位角跟隨同相基頻訊號的相位角。在本說明書所指「跟隨」，係指同相延遲線241基於控制電壓，控制跟隨訊號的相位角逐漸逼近同相基頻訊號的相位角，藉此使跟隨訊號與同相基頻訊號之間的相位差小於一預設週期範圍，如±2π或±3π。舉例來說，延遲鎖定迴路的頻寬為1MHz，當在週期1μs之間跟隨訊號的相位角與同相基頻訊號的相位角同相位，則延遲鎖定迴路可鎖定跟隨訊號的相位角。當同相延遲線241及回授電路242所接收的同相基頻訊號發生其相位角不連續時，如資料訊號在1與0之間轉換，延遲鎖定迴路解除鎖定跟隨訊號的相位角，接著偵測同相基頻訊號的一預設周期範圍，如同相基頻訊號的二個周期，如5MHz。舉例來說，若跟隨訊號與同相基頻訊號之相位差為180°，則回授電路242對應產生的控制電壓為0.2伏特，接著同相延遲線241根據0.2伏特，偵測同相基頻訊號的二個周期，如5MHz，並將同相基頻訊號的相位角修正為108°，使得跟隨訊號與同相基頻訊號之相位差為72°。
同相延遲線241可以是但不限於一個或多個D型正反器，每一D型正反器具有一個或多個輸入端及輸出端。舉例來說，一個D型正反器有二輸入端及二輸出端，且多個D型正反器串接，即當前D型正反器的二輸入端串接前一級的二輸出端。
回授電路242係為比較組件243、電荷幫浦244及轉換電路129。比較組件243可用以比較該同相基頻訊號的該相位角與該跟隨訊號的該相位角，對應產生一比較訊號，例如，相位頻率偵測器。電荷幫浦244可用以放大該比較訊號，並輸出一控制電流，如多級倍壓電路。轉換組件245（如一階低通濾波器或電容）可用以轉換控制電流為控制電壓，並將該控制電壓回授至同相延遲線241（如D型正反器的輸入端）。
正交延遲線250可以是但不限於一個或多個D型正反器。考量該些D型正反器與跟隨電路240的匹配性，即同相延遲線241與正交延遲線250的匹配性，正交延遲線250和同相延遲線241的電路結構大致相同，正交延遲線250與同相延遲線241的差異在於正交延遲線250的輸出端與同相延遲線241的輸出端可一起連接到相同的輸出電路260。但不以此為限，在一實施例中，輸出電路260為複數個。例如：輸出電路260有兩個，正交延遲線250的輸出端連接一輸出電路260且同相延遲線241的輸出端連接另一輸出電路260。
輸出電路260係為混頻組件261，如混頻器。混頻組件261可合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出一合成訊號。當資料訊號為1且跟隨訊號與旋轉訊號的相位差為0°時，混頻組件261輸出的合成訊號為1，即解調的資料訊號為1；反之，當資料訊號為0且跟隨訊號與旋轉訊號的相位差為180°時，混頻組件261輸出的合成訊號為0，即解調的資料訊號為0。
在一實施例中，該合成訊號包含高頻訊號與資料訊號，且輸出電路260包含混頻組件261與連接混頻組件261的濾波組件262。濾波組件262可以是但不限於一階或高階低通濾波器，如巴特沃斯濾波器（sallen-key filter），可接收並過濾該合成訊號中兩倍基頻頻率的諧波訊號，如頻率10Hz，抑制諧波訊號35dB。濾波組件262可接收來自混頻組件261的合成訊號，接著濾波組件262可過濾掉合成訊號中的高頻訊號，並輸出資料訊號。也就是說，濾波組件262可輸出合成訊號中的資料訊號。
參閱圖2至圖5，本發明第二實施例提供一種生理資訊收集系統1，包含一便攜式電子裝置40及一穿戴式電子裝置50。便攜式電子裝置40係為一通訊介面20、一使用者介面（如觸控面板或觸控按鍵）及一連接該通訊介面20與該使用者介面的控制組件25。該使用者介面用以產生一觸發訊號。該控制組件25用以依據該接觸訊號，驅動該通訊介面20調變該資料訊號為該不連續訊號，並發送該不連續訊號。使用者介面可以是但不限於具有電容式觸控感應器的面板。當使用者觸碰該面板時，該電容式觸控感應器偵測該面板被觸碰的位置，並產生一觸發訊號。該控制組件25依據該觸發訊號，執行對應於該面板被觸碰位置的應用程式，接著該應用程式可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號到穿戴式電子裝置50的接收電路23。在穿戴式電子裝置50的接收電路23解調出該含有喚醒訊號的不連續訊號中的喚醒訊號之後，穿戴式電子裝置50的發送電路21依據該喚醒訊號，發送一含有資料訊號的不連續訊號到該便攜式電子裝置40的通訊介面20。接著，該便攜式電子裝置40的通訊介面20解調出該含有資料訊號的不連續訊號中的資料訊號。
穿戴式電子裝置50包含發送電路21、接收電路23與控制組件25。發送電路21可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號，用以驅動便攜式電子裝置40的通訊介面20發送一含有資料訊號的不連續訊號到穿戴式電子裝置50的接收電路23。接收電路23接收該含有資料訊號的不連續訊號，並解調出該含有資料訊號的不連續訊號中的資料訊號。接著，控制組件25驅動發送電路21發送一含有睡眠訊號的不連續訊號，用以驅動便攜式電子裝置40的通訊介面20停止發送該含有資料訊號的不連續訊號。
在一實施例中，便攜式電子裝置40包含一儲存單元，配置用以接收並儲存資料訊號。穿戴式電子裝置50包含一儲存元件，配置用以接收並儲存資料訊號。儲存單元及儲存元件已揭露於前文描述的儲存組件，不再贅述。
在一實施例中，便攜式電子裝置40的通訊介面20可經由網路通訊協定，如TCP、HTTP、SSL等協定，取得穿戴式電子裝置50的身分識別碼。反之，穿戴式電子裝置50的通訊介面20亦可經由網路通訊協定取得便攜式電子裝置40的身分識別碼，意即便攜式電子裝置40與穿戴式電子裝置50經由交握過程，建立彼此的連線。
在一實施例中，生理資訊收集系統1更包含偵測裝置100。偵測裝置100係為係為偵測模組11及通訊模組12。便攜式電子裝置40或穿戴式電子裝置50的通訊介面20（如發送電路21）可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號到偵測裝置100的通訊模組12。偵測模組11解調出該不連續訊號中的喚醒訊號，並依據該喚醒訊號，發送一含有資料訊號的不連續訊號到便攜式電子裝置40或穿戴式電子裝置50的接收電路23。接著，接收電路23解調出該不連續訊號中的資料訊號。
在一實施例中，當穿戴式電子裝置50的發送電路21可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號時，偵測裝置100的通訊模組12或便攜式電子裝置40的通訊介面20（如發送電路21）可接收該含有喚醒訊號的不連續訊號並解調出不連續訊號的喚醒訊號，並依據該喚醒訊號，發送一含有資料訊號的不連續訊號到穿戴式電子裝置50的接收電路23。接著，穿戴式電子裝置50的接收電路23可接收來自便攜式電子裝置40的通訊介面發送含有資料訊號的不連續訊號或來自偵測裝置100的通訊模組12發送含有資料訊號的不連續訊號。
在一實施例中，當便攜式電子裝置40的通訊介面（如發送電路21）可發送一含有喚醒訊號的不連續訊號時，偵測裝置100的通訊模組12或穿戴式電子裝置50的接收電路23可解調出該含有喚醒訊號的不連續訊號中的該喚醒訊號，接著偵測裝置100的通訊模組12或穿戴式電子裝置50的發送電路21依據該喚醒訊號，發送一含有資料訊號的不連續訊號到便攜式電子裝置40的通訊介面20（如接收電路23）。接著，便攜式電子裝置40的通訊介面20（如接收電路23）可解調出來自穿戴式電子裝置50的發送電路21或來自偵測裝置100的通訊模組12發送的該含有資料訊號的不連續訊號。
在一實施例中，偵測裝置100的通訊模組12可經由網路通訊協定，如TCP、HTTP、SSL等協定，取得穿戴式電子裝置50的身分識別碼或便攜式電子裝置40的身分識別碼。同理，便攜式電子裝置40的通訊介面20或穿戴式電子裝置50的通訊介面20亦可經由網路通訊協定取得便攜式電子裝置40的身分識別碼，意即偵測裝置100、便攜式電子裝置40及穿戴式電子裝置50經由交握過程，建立任意二者或三方的連線。
通過本發明一個或多個實施例，偵測裝置100及收發裝置200可經由人體通道傳送（接收或發送）調變訊號（如連續訊號或不連續訊號），因為人體通道相較於無線電頻寬，具有較寬的頻寬範圍。但是，偵測裝置100及收發裝置200傳送連續訊號時，偵測裝置100及收發裝置200會產生較大的功率消耗。因此，偵測裝置100及收發裝置200改以傳送不連續訊號，以降低偵測裝置100及收發裝置200產生的功率消耗以及簡化偵測裝置100及收發裝置200的電路結構。更進一步來說，偵測裝置100及收發裝置200可在傳送不連續訊號時，降低不連續訊號的頻寬範圍；降低偵測裝置100及收發裝置200產生的功率消耗；以及解調變多個不同資料傳輸率的不連續訊號。
1‧‧‧生理資訊收集系統
100‧‧‧偵測裝置
11‧‧‧偵測模組
12‧‧‧通訊模組
120‧‧‧第一放大器
121‧‧‧第二放大器
122‧‧‧鎖定振盪電路
123‧‧‧數位振盪器
124‧‧‧調變電路
125‧‧‧校正電路
126‧‧‧控制電路
127‧‧‧暫存器
128‧‧‧檢測電路
129‧‧‧轉換電路
13‧‧‧儲存模組
200‧‧‧收發裝置
20‧‧‧通訊介面
21‧‧‧發送電路
211‧‧‧第一調整電路
212‧‧‧第二調整電路
213‧‧‧第一振盪電路
214‧‧‧第二振盪電路
215‧‧‧決策電路
216‧‧‧發送放大器
23‧‧‧接收電路
230‧‧‧前置電路
231‧‧‧本地放大組件
232‧‧‧本地振盪電路
233‧‧‧第一混合組件
234‧‧‧第二混合組件
235‧‧‧第一放大電路
236‧‧‧第二放大電路
240‧‧‧跟隨電路
241‧‧‧同相延遲線
242‧‧‧回授電路
243‧‧‧比較組件
244‧‧‧電荷幫浦
245‧‧‧轉換組件
250‧‧‧正交延遲線
260‧‧‧輸出電路
261‧‧‧混頻組件
262‧‧‧濾波組件
25‧‧‧控制組件
27‧‧‧輸入組件
29‧‧‧儲存組件
31‧‧‧第一接觸元件
32‧‧‧第二接觸元件
40‧‧‧便攜式電子裝置
50‧‧‧穿戴式電子裝置
[圖1] 是本發明第一實施例之生理資訊收集系統之使用狀態圖。 [圖2] 是本發明第一實施例之生理資訊收集系統之硬體方塊示意圖。 [圖3] 是圖1偵測裝置之第一實施例之硬體方塊示意圖。 [圖4] 是圖1收發裝置之第一實施例之硬體方塊示意圖。 [圖5] 是本發明第二實施例之生理資訊收集系統之硬體方塊示意圖。

Claims (30)

  1. 一種生理資訊收集系統，包含：一偵測裝置，包含：一偵測模組，配置用以偵測一資料訊號；以及一通訊模組，配置用以調變該資料訊號為一不連續訊號並發送該不連續訊號；以及一收發裝置，包含：一前置電路，配置用以接收、放大該不連續訊號，並將該放大的該不連續訊號分離為相互正交的一同相基頻訊號與一正交基頻訊號；一跟隨電路，配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的一相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的一相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之一相角差；一正交延遲線，配置用以依據該控制電壓，將該正交基頻訊號旋轉一對應相位角，該對應相位角係為該相角差加九十度；以及一輸出電路，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出該資料訊號。
  2. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，該收發裝置係為一穿戴式電子裝置或一便攜式電子裝置。
  3. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，該偵測裝置更包含一第一接觸元件，電性連接該通訊模組，該收發裝置包含一第二接觸元件，電性連接該前置電路
  4. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，其中，該跟隨電路包含：一同相延遲線，配置用以在旋轉該同相基頻訊號的該相位角後，輸出該跟隨訊號；以及一回授電路，配置用以在接收該同相基頻訊號與該跟隨訊號後，輸出該控制電壓，而使該同相延遲線接收該控制電壓；其中，該同相延遲線係依據該控制電壓，將該跟隨訊號的該相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角。
  5. 如請求項4所述之生理資訊收集系統，其中，該回授電路包含：一比較組件，配置用以比較該同相基頻訊號的該相位角與該跟隨訊號的該相位角，對應產生一比較訊號；一電荷幫浦，配置用以放大該比較訊號，並輸出一控制電流；以及一轉換組件，配置用以轉換該控制電流為該控制電壓。
  6. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，其中，該收發裝置包含一輸入組件，配置用以驅動該通訊模組發送該不連續訊號。
  7. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，其中，該輸出電路包含：一混頻組件，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號；以及一濾波組件，配置用以過濾並輸出該合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號中的該資料訊號。
  8. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，其中，該收發裝置包含一儲存組件，配置用以在該輸出電路輸出該資料訊號後，接收並儲存該資料訊號。
  9. 如請求項1所述之生理資訊收集系統，其中，該偵測裝置包含一儲存模組，配置用以在該偵測模組偵測該資料訊號後，接收並儲存該資料訊號。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之生理資訊收集系統，其中，該前置電路包含：一本地放大組件，配置用以接收並放大該不連續訊號；一本地振盪電路，產生一同相振盪訊號與一正交振盪訊號；一第一混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該同相振盪訊號，並輸出該同相基頻訊號；一第二混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該正交振盪訊號，並輸出該正交基頻訊號；一第一放大電路，配置用以放大該同相基頻訊號；以及一第二放大電路，配置用以放大該正交基頻訊號。
  11. 一種收發裝置，包含：一前置電路，配置用以接收、放大一不連續訊號，並將該放大的該不連續訊號分離為相互正交的一同相基頻訊號與一正交基頻訊號；一跟隨電路，配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的一相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的一相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之一相角差；一正交延遲線，配置用以依據該控制電壓，將該正交基頻訊號旋轉一對應相位角，該對應相位角係為該相角差加九十度；以及一輸出電路，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出一資料訊號。
  12. 如請求項11所述之收發裝置，更包含一第二儲存組件，配置用以接收並儲存該資料訊號。
  13. 如請求項11所述之收發裝置，該收發裝置係為一穿戴式電子裝置或一便攜式電子裝置。
  14. 如請求項11所述之收發裝置，更包含一接觸元件，電性連接該前置電路。
  15. 如請求項11所述之收發裝置，更包含一輸入組件，配置用以驅動該前置電路接收該不連續訊號。
  16. 如請求項11所述之收發裝置，其中，該輸出電路包含：一混頻組件，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號；以及一濾波組件，配置用以過濾並輸出該合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號中的該資料訊號。
  17. 如請求項11所述之收發裝置，其中，該跟隨電路包含：一同相延遲線，配置用以旋轉該同相基頻訊號的該相位角後，輸出該跟隨訊號；以及一回授電路，配置用以在接收該同相基頻訊號與該跟隨訊號後，輸出該控制電壓，而使該同相延遲線接收該控制電壓；其中，該同相延遲線係依據該控制電壓，將該跟隨訊號的該相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角。
  18. 如請求項11所述之收發裝置，其中，該回授電路包含：一比較組件，配置用以比較該同相基頻訊號的該相位角與該跟隨訊號的該相位角，對應產生一比較訊號；一電荷幫浦，配置用以放大該比較訊號，並輸出一控制電流；以及一轉換組件，配置用以轉換該控制電流為該控制電壓。
  19. 如請求項11至18中任一項所述之收發裝置，其中，該前置電路包含：一本地放大組件，配置用以接收並放大該不連續訊號；一本地振盪電路，產生一同相振盪訊號與一正交振盪訊號；一第一混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該同相振盪訊號，並輸出該同相基頻訊號；一第二混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該正交振盪訊號，並輸出該正交基頻訊號；一第一放大電路，配置用以放大該同相基頻訊號；以及一第二放大電路，配置用以放大該正交基頻訊號。
  20. 一種生理資訊收集系統，包含：一便攜式電子裝置，包含：一接觸元件，配置用以產生一接觸訊號；以及一通訊介面，配置用以依據該接觸訊號，調變一資料訊號為一不連續訊號，並發送該不連續訊號；以及一穿戴式電子裝置，包含：一前置電路，配置用以接收該通訊介面發送的該不連續訊號，接著該前置電路放大該不連續訊號，並將該放大的該不連續訊號分離為相互正交的一同相基頻訊號與一正交基頻訊號；一跟隨電路，配置用以輸出一控制電壓及配置用以旋轉該同相基頻訊號的一相位角以輸出一跟隨訊號，該跟隨訊號的一相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角，該控制電壓係對應於該跟隨訊號與該同相基頻訊號之一相角差；一正交延遲線，配置用以依據該控制電壓，將該正交基頻訊號旋轉一對應相位角，該對應相位角係為該相角差加九十度；以及一輸出電路，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號並輸出該資料訊號。
  21. 如請求項20所述之生理資訊收集系統，其中，該穿戴式電子裝置及該便攜式電子裝置分別包含一儲存組件，配置用以儲存該資料訊號。
  22. 如請求項20所述之生理資訊收集系統，其中，該便攜式電子裝置包含：一控制組件，配置用以在該通訊介面接收該接觸訊號與該資料訊號後，驅動該通訊介面調變該資料訊號為該不連續訊號，並發送該不連續訊號至該前置電路。
  23. 如請求項20所述之生理資訊收集系統，更包含：一偵測裝置，包含：一偵測模組，配置用以偵測該資料訊號；以及一通訊模組，配置用以調變該資料訊號為該不連續訊號並發送該不連續訊號；其中，當該通訊模組或該通訊介面配置用以發送該不連續訊號時，該前置電路配置用以接收該通訊模組發送的該不連續訊號或該通訊介面發送的該通訊模組發送的該不連續訊號。
  24. 如請求項23所述之生理資訊收集系統，其中當該通訊模組配置用以發送該不連續訊號時，該通訊介面或該前置電路配置用以接收該不連續訊號。
  25. 如請求項23所述之生理資訊收集系統，其中，該偵測裝置包含一儲存模組，配置用以在該偵測模組偵測該資料訊號之後，儲存該資料訊號。
  26. 如請求項23所述之生理資訊收集系統，更包含一第一接觸元件，電性連接該通訊模組；以及一第二接觸元件電性連接該前置電路。
  27. 如請求項20所述之生理資訊收集系統，其中，該輸出電路包含：一混頻組件，配置用以合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號；以及一濾波組件，配置用以過濾並輸出該合成該跟隨訊號與該被旋轉的該正交基頻訊號中的該資料訊號。
  28. 如請求項20所述之生理資訊收集系統，其中，該跟隨電路包含：一同相延遲線，配置用以旋轉該同相基頻訊號的該相位角後，輸出該跟隨訊號；以及一回授電路，配置用以在接收該同相基頻訊號與該跟隨訊號後，輸出該控制電壓，而使該同相延遲線接收該控制電壓；其中，該同相延遲線係依據該控制電壓，將該跟隨訊號的一相位角跟隨該同相基頻訊號的該相位角。
  29. 如請求項28所述之生理資訊收集系統，其中，該回授電路包含：一比較組件，配置用以比較該同相基頻訊號的該相位角與該跟隨訊號的該相位角，對應產生一比較訊號；一電荷幫浦，配置用以放大該比較訊號，並輸出一控制電流；以及一轉換組件，配置用以轉換該控制電流為該控制電壓。
  30. 如請求項20至29中任一項所述之生理資訊收集系統，其中，該前置電路包含：一本地放大組件，配置用以接收並放大該不連續訊號；一本地振盪電路，產生一同相振盪訊號與一正交振盪訊號；一第一混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該同相振盪訊號，並輸出該同相基頻訊號；一第二混合組件，配置用以合成該放大之該不連續訊號與該正交振盪訊號，並輸出該正交基頻訊號；一第一放大電路，配置用以放大該同相基頻訊號；以及一第二放大電路，配置用以放大該正交基頻訊號。
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