可变增益混频放大器、生物信号采集与处理芯片及系统的制作方法

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种可变增益混频放大器、生物信号采集与处理芯片及系统。

背景技术：

随着人们对健康和医疗的需求不断提升，以无线体域网(wirelessbodyareanetwork,简称wban)为基础的可穿戴式、可植入式的医疗设备受到了广泛的关注。这些医疗设备使用便捷，可以实现对人体信号的实时监测，并发送到智能终端进行数据处理，对于疾病的预防监测有着重要意义。常见的生物信号包括心电信号(ecg)，脑电信号(eeg)和肌电信号(emg)等，这些信号十分微弱，典型值在微伏、毫伏量级，并且频率较低，对采集系统低噪声性能有着严格的要求。斩波调制技术是生物信号放大器中常用的降噪技术，实现生物信号与低频噪声的频谱分离，从而滤除噪声。通过音频线传输放大信号，利用智能终端完成adc(模数转换器)和数字信号处理可以简化前级电路结构。但是目前利用斩波调制技术的音频调制系统需要采用传统的低噪声前置放大器等芯片，该芯片中存在冗余电路引起电路结构面积大、功耗高的问题，且因为采用了传统固有的芯片结构，不能对芯片内部电路进行改动，因此对于电路功能扩展存在很大影响。

因此，如何研制出电路结构简单，节省面积、功耗小的音频调制系统和芯片结构成为目前研究的热点问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可变增益混频放大器、生物信号采集与处理芯片及系统。

本发明的一个实施例提供了一种生物信号采集与处理芯片10，包括可变增益混频放大器11、本振信号产生电路12、能量获取单元13、第一电容c1和第一电阻r1；其中，

所述可变增益混频放大器11的生物信号输入端vin接收生物信号，其电源输入端vdd电连接能量获取单元13，其本振信号输入端lo电连接本振信号产生电路12，其接地端gnd用于获取外部共地信号，其输出端vout电连接所述第一电容c1的第一端且所述第一电容c1的第二端用于输出经调制后的音频信号；

所述本振信号产生电路12用于接收交流电信号并经处理后为所述可变增益混频放大器11提供本振信号；

所述能量获取单元13用于接收交流电信号并经处理后为所述可变增益混频放大器11提供直流电源；

所述电阻r1串接于所述可变增益混频放大器11的接地端gnd与所述第一电容c1的第二端之间。

在本发明的一个实施例中，所述可变增益混频放大器11包括低噪声前置混频放大器111、可编程增益放大器112、带通滤波器113及输出缓冲器114；其中，

所述低噪声前置混频放大器111、所述可编程增益放大器112、所述带通滤波器113及所述输出缓冲器114依次串接于所述生物信号输入端vin与所述第一电容c1之间，且所述低噪声前置混频放大器111电连接所述本振信号输入端lo。

在本发明的一个实施例中，所述低噪声前置混频放大器111包括am调制模块1111和前置放大器模块1112；其中，所述am调制模块1111和所述前置放大器模块1112依次串接于所述生物信号输入端vin与所述可编程增益放大器112之间，且所述am调制模块1111电连接所述本振信号输入端lo。

在本发明的一个实施例中，所述本振信号产生电路12包括偏置电路121和信号整形电路122，所述偏置电路121和所述信号整形电路122依次串接至所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo，且所述偏置电路121的输入端接收所述交流电信号。

在本发明的一个实施例中，所述信号整形电路122包括：第五晶体管m5、第六晶体管m6、第七晶体管m7、第一反相器inv1、第二反相器inv2、第三反相器inv3、第四反相器inv4、第二电阻r2、第三电阻r3；其中，

所述第二电阻r2、所述第五晶体管m5和所述第七晶体管m7依次串接于直流电源和接地端之间，所述第五晶体管m5的控制端输入耦合信号vsin，所述第七晶体管m7的控制端输入偏置电压vbias；

所述第三电阻r3和第六晶体管m6依次串接于所述直流电源与所述第五晶体管m5和所述第七晶体管m7串接形成节点g之间，所述第六晶体管m6的控制端输入参考电压vref；

所述第一反相器inv1与所述第二反相器inv2依次串接至所述第二电阻r2和第五晶体管m5串接形成的节点e处，且所述第一反相器inv1的输出端电连接所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo以输出第一本振信号；

所述第四反相器inv4与所述第三反相器inv3依次串接至所述第三电阻r3和第六晶体管m6串接形成的节点f处，且所述第四反相器inv4电连接所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo以输出第二本振信号。

在本发明的一个实施例中，所述能量获取单元13包括整流器131、过压保护电路132及ldo133；其中，所述整流器131、所述过压保护电路132及所述ldo133依次串接至所述可变增益混频放大器11的电源输入端vdd以提供直流电源，且所述整流器131接收所述交流电信号。

本发明的另一个实施例提供了一种可变增益混频放大器11，包括依次串接的低噪声前置混频放大器111、可编程增益放大器112、带通滤波器113、输出缓冲器114，且所述低噪声前置混频放大器111的第一输入端接收生物信号且其第二输入端接收本振信号。

在本发明的一个实施例中，所述低噪声前置混频放大器111包括依次串接的am调制模块1111和前置放大器模块1112；所述am调制模块1111的信号输入端接收所述生物信号且其本振输入端接收所述本振信号，所述前置放大器模块1112的输出端电连接所述可编程增益放大器112。

在本发明的一个实施例中，所述am调制模块1111包括第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3及第四晶体管m4；所述am调制模块1111的信号输入端包括第一信号输入端in+和第二信号输入端in-，所述am调制模块1111的本振输入端包括第一本振输入端lo+和第二本振输入端lo-，所述am调制模块1111的输出端包括同相输出端out+和反相输出端out-；其中，

所述第一晶体管m1串接于所述第一信号输入端in+与所述同相输出端out+之间，且其控制端电连接至所述第一本振输入端lo+；

所述第二晶体管m2串接于所述第一信号输入端in+与所述反相输出端out-之间，且其控制端电连接至所述第二本振输入端lo-；

所述第三晶体管m3串接于所述第二信号输入端in-与所述同相输出端out+之间，且其控制端电连接至所述第二本振输入端lo-；

所述第四晶体管m4串接于所述第二信号输入端in-与所述反相输出端out-之间，且其控制端电连接至所述第一本振输入端lo+。

本发明的又一个实施例提供了一种生物信号采集与处理系统1，包括生物信号采集与处理芯片10、耳机接口20、生物电极30及终端40，所述生物信号采集与处理芯片10电连接所述生物电极30且通过所述耳机接口20向所述终端40发送采集并调制后的生物信号；其中，所述生物信号采集与处理芯片10为上述任一实施例提供的所述的生物信号采集与处理芯片10。

通过上述实施方式，本发明的生物信号采集与处理芯片将整个信号采集与处理集成在一个ic芯片当中，能够完成生物信号的调制、放大和传输。另外，该芯片将音频am调制与斩波技术结合，省去了调制-解调-再调制过程中后两次冗余的调制，只经过一次调制，可以将信号调制到音频，同时调制实现了信号与噪声的频谱分离，通过后级滤波器降低了噪声，起到了斩波调制的作用。由于可变增益混频放大器的增益可调，该芯片可以对不同种类的生物信号(心电信号，脑电信号，肌电信号等)进行采集与处理。此外，该生物信号采集与处理系统充分利用3.5mm耳机线的两个声道，为系统提供电源电压和稳定的本振信号。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种生物信号采集与处理系统的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种生物信号采集与处理芯片的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种可变增益混频放大器的电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种低噪声前置混频放大器的电路结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种可变增益混频放大器的电路结构对比示意图；

图6位本发明实施例提供的一种am调制模块的电路示意图；

图7为本发明实施例提供的一种本振信号产生电路的电路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种信号整形电路的电路示意图；

图9为本发明实施例提供的一种能量获取单元的电路结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种整流器的电路结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种过电压保护电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种生物信号采集与处理系统的电路结构示意图。该生物信号采集与处理系统1可以包括生物信号采集与处理芯片10、耳机接口20、生物电极30及终端40。其中，所述生物信号采集与处理芯片10电连接所述生物电极30且通过所述耳机接口20向所述终端40发送采集并调制后的生物信号。该系统1可以对不同种类的生物信号(例如心电信号，脑电信号，肌电信号等)进行采集与处理。

具体地，生物电极30贴设于生物体(例如人体)的待采集部位以采集生物信号，采集到的生物信号由生物信号采集与处理芯片10进行调制和放大处理，即将生物信号调制成音频信号并实现信号与噪声的频谱分离且降低噪声，之后由生物信号采集与处理芯片10将形成音频的生物信号通过耳机接口20传输至终端40(例如智能手机)，由终端40上的app进行数据再处理以展示给用户供用户参看采集到的生物信号情况。

其中，该耳机接口20例如为3.5mm耳机接口，其包括左声道数据接口、右声道数据接口、共地接口及mic接口。

请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种生物信号采集与处理芯片的电路结构示意图。该芯片10可以包括可变增益混频放大器11、本振信号产生电路12、能量获取单元13、第一电容c1和第一电阻r1。其中，所述可变增益混频放大器11的生物信号输入端vin接收生物信号，其电源输入端vdd电连接能量获取单元13，其本振信号输入端lo电连接本振信号产生电路12，其接地端gnd用于获取外部共地信号，其输出端vout电连接所述第一电容c1的第一端且所述第一电容c1的第二端用于输出经调制后的音频信号；所述本振信号产生电路12用于接收交流电信号并经处理后为所述可变增益混频放大器11提供本振信号；所述能量获取单元13用于接收交流电信号并经处理后为所述可变增益混频放大器11提供直流电源；所述电阻r1串接于所述可变增益混频放大器11的接地端gnd与所述第一电容c1的第二端之间。

其中，该生物信号由生物电极30提供；能量获取单元13接收的交流电信号可以通过耳机接口20的左声道接口从终端40中获取；本振信号产生电路的交流电信号可以通过耳机接口20的右声道接口从终端40中获取；通过第一电容c1输出的音频信号可以通过耳机接口20的mic接口传输至终端40；该接地端gnd的共地信号可以通过耳机接口20的共地接口从终端40处获取。

具体地，可变增益混频放大器11先将生物电极采集到的生物信号调制到音频(如5khz)，再根据不同种类的生物信号按照合适的增益放大，以供后级处理。其中，可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo(localoscillator)电连接的本振信号产生电路12以由该本振信号产生电路12产生稳定的本振振荡信号，用于am调制；可变增益混频放大器11的电源输入端vdd电连接能量获取单元13以由该能量获取单元13提供直流电压，为芯片10供电；可变增益混频放大器11的输出端vout电连接的第一电容c1的第一端以由该第一电容c1耦合高频调制信号；该第一电容c1的第二端连接的第一电阻r1以由该第一电阻r1检测mic的低阻输入，以使调制后的音频信号通过mic接口接入终端40。

本实施例，本振信号产生电路12的输入和能量获取单元13的输入分别与外接3.5mm耳机线的右声道和左声道连接，所述能量获取单元通过内部整流器，将左声道输出的固定频率正弦信号转换为直流电压来为芯片提供电源，所述本振信号产生电路将右声道输出的正弦信号整形为方波信号来提供本振信号，所述可变增益混频放大器11对输入的生物信号进行调制和放大，并通过耦合电容c1将信号耦合到输出端(3.5mm耳机线的mic输入端)。

实施例二

请一并参见图3至图6，图3为本发明实施例提供的一种可变增益混频放大器的电路结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种低噪声前置混频放大的电路结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种可变增益混频放大器的电路结构对比示意图；图6位本发明实施例提供的一种am调制模块的电路示意图。本实施例在上述实施例的基础上，对可变增益混频放大器的电路进行详细说明。

请参见图3，所述可变增益混频放大器11可以包括低噪声前置混频放大器111、可编程增益放大器112、带通滤波器113及输出缓冲器114；其中，所述低噪声前置混频放大器111、所述可编程增益放大器112、所述带通滤波器113及所述输出缓冲器114依次串接于所述生物信号输入端vin与所述第一电容c1之间，且所述低噪声前置混频放大器111电连接所述本振信号输入端lo。

需要说明的是，由于该可变增益混频放大器11的接地端gnd接入的共地信号和电源输入端vdd接入的直流电源对于低噪声前置混频放大器111、可编程增益放大器112、带通滤波器113及输出缓冲器114均需使用，为了图示简便，并未标注。

具体地，所述低噪声前置混频放大器111在保证自身引入很小噪声的条件下，先将所述生物电极采集的生物信号调制到音频，再进行第一级放大，所述可编程增益放大器112的增益可调，可根据所放大的生物信号的强弱选择合适的增益，以避免输出信号太大使放大器饱和或输出信号太小难以检测。由于经过am调制的生物信号位于音频(如5khz)，同时调制会产生高频谐波，而放大器的1/f噪声和失调未经调制，位于低频，因此所述带通滤波器113用于滤除高频谐波和位于低频的失调和噪声，得到较为纯净的调制信号。为了提高抗干扰能力，所述低噪声前置混频放大器111、可编程增益放大器112、带通滤波器113均采用差分输入和差分输出。所述输出缓冲器114用于将差分信号转换成单端输出信号，并驱动负载。

请参见图4，该低噪声前置混频放大器111可以包括am调制模块1111和前置放大器模块1112；其中，所述am调制模块1111和所述前置放大器模块1112依次串接于所述生物信号输入端vin与所述可编程增益放大器112之间，且所述am调制模块1111电连接所述本振信号输入端lo。

请参见图5，现有技术，由于生物信号十分微弱，通常采用斩波调制技术来降低前置放大器的噪声。传统的先放大后调制的结构需要使用三个调制模块(斩波调制、斩波解调、am调制)和两个低通滤波器，其中，斩波调制与斩波解调实现信号与噪声的频谱分离，第一个低通滤波器用于滤除被调制到高频的1/f噪声和失调；am调制用于将放大的信号调制到音频，第二个低通滤波器用于滤除高频谐波。信号经历了调制-解调-再调制的过程，而输出的信号是高频，所以后两次调制冗余。简化后本发明结构只需要在前置放大器之前进行一次调制，既能够将信号调制到音频(如5khz)，又可以实现信号与噪声的频谱分离，起到斩波调制的作用，未经调制的低频噪声与失调，和调制产生的高频谐波由后级的一个带通滤波器滤除。也即，am调制模块1111的输出与前置放大器1112的输入连接，am调制模块1111用于将生物电极采集的生物信号调制到音频，同时，类似于斩波调制的思想，由于失调与1/f噪声没有被调制，实现了信号与噪声的频谱分离，通过后级的带通滤波器滤除低频失调，噪声和高频谐波，以降低整个低噪声前置混频放大器111的噪声。前置放大器1112用于对生物信号进行第一级放大。

具体地，请参见图6，该am调制模块1111可以包括第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3及第四晶体管m4；所述am调制模块1111的信号输入端包括第一信号输入端in+和第二信号输入端in-，所述am调制模块1111的本振输入端包括第一本振输入端lo+和第二本振输入端lo-，所述am调制模块1111的输出端包括同相输出端out+和反相输出端out-；其中，所述第一晶体管m1串接于所述第一信号输入端in+与所述同相输出端out+之间，且其控制端电连接至所述第一本振输入端lo+；所述第二晶体管m2串接于所述第一信号输入端in+与所述反相输出端out-之间，且其控制端电连接至所述第二本振输入端lo-；所述第三晶体管m3串接于所述第二信号输入端in-与所述同相输出端out+之间，且其控制端电连接至所述第二本振输入端lo-；所述第四晶体管m4串接于所述第二信号输入端in-与所述反相输出端out-之间，且其控制端电连接至所述第一本振输入端lo+。其中，为了简化示图，并未将晶体管的衬底端连接共地信号在图中示出。

其中，lo+与lo-是本振信号产生的两个相位相反的方波信号，in+与in-与生物电极的差分输出连接，当lo+为高电平且lo-为低电平时，开关晶体管m1、m4导通，m2、m3关断，此时in+输入信号通过m1传到out+，in-输入信号通过m4传到out-，当本振信号翻转时，lo+跳变到低电平而lo-跳变到高电平，此时所述开关晶体管m2、m3导通，m1、m4关断，in+输入信号此时通过m2传到out-，in-信号通过m3传到out+。由于输入到输出路径随本振信号来回切换，实现了低频生物信号与高频本振信号的混频，即am调制。

本实施例，该可变增益混频放大器将生物信号调制到音频，同时利用斩波原理降低了噪声，省去了调制-解调-再调制中后两个冗余的调制模块，经过调制与放大后的信号通过耳机接口输入至智能终端设备能够以很低的损耗和失真传输被该芯片调制到音频的生物信号。

实施例三

请参见图7及图8，图7为本发明实施例提供的一种本振信号产生电路的电路结构示意图；图8为本发明实施例提供的一种信号整形电路的电路示意图。本实施例在上述实施例的基础上，对本振信号产生电路进行详细描述。

请参见图7，所述本振信号产生电路12可以包括偏置电路121和信号整形电路122，所述偏置电路121和所述信号整形电路122依次串接至所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo，且所述偏置电路121的输入端接收所述交流电信号。其中，所述偏置电路121的输入与右声道输入信号连接，输出与所述信号整形电路122的输入连接，所述信号整形电路的输出与所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo连接。由于右声道输出的正弦信号共模电平不能确定，偏置电路121用于耦合右声道输出信号，并确定信号整形电路122的输入共模电平(接近于vdd/2)，信号整形电路122用于将正弦信号整形为方波信号。

具体地，请参见图8，所述信号整形电路122包括：第五晶体管m5、第六晶体管m6、第七晶体管m7、第一反相器inv1、第二反相器inv2、第三反相器inv3、第四反相器inv4、第二电阻r2、第三电阻r3；其中，所述第二电阻r2、所述第五晶体管m5和所述第七晶体管m7依次串接于直流电源和接地端之间，所述第五晶体管m5的控制端输入耦合信号vsin，所述第七晶体管m7的控制端输入偏置电压vbias；所述第三电阻r3和第六晶体管m6依次串接于所述直流电源与所述第五晶体管m5和所述第七晶体管m7串接形成节点g之间，所述第六晶体管m6的控制端输入参考电压vref；所述第一反相器inv1与所述第二反相器inv2依次串接至所述第二电阻r2和第五晶体管m5串接形成的节点e处，且所述第一反相器inv1的输出端电连接所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo以输出第一本振信号；所述第四反相器inv4与所述第三反相器inv3依次串接至所述第三电阻r3和第六晶体管m6串接形成的节点f处，且所述第四反相器inv4电连接所述可变增益混频放大器11的本振信号输入端lo以输出第二本振信号。也即，第七晶体管m7的栅极与偏置电压vbias连接，源极接地，漏极与第五晶体管m5、第六晶体管m6的源极连接，所述第五晶体管m5的栅极与右声道耦合信号vsin连接，漏极与所述负载电阻r2的负端连接，并通过所述反相器inv2、inv1与第一本振信号lo-连接，所述第六晶体管m6的栅极与参考电压vref连接，漏极与所述负载电阻r3的负端连接，并通过所述反相器inv3、inv4与第二本振信号lo+连接，所述负载电阻r2、r3的正端与vdd连接。

该信号整形电路122的实现形式类似于一个比较器，放大器开环使用，差分输入的一端接入右声道耦合信号vsin，另一端接参考电压vref(接近于vdd/2)，通过放大器的整形作用，正弦信号边缘变陡峭，在差分输出端形成两个相位相反的方波信号(lo+与lo-)，图中可以看出，lo+与输入正弦信号同相，lo-与输入正弦信号反相，所述第二电阻r2、第三电阻r3用来设置放大器的增益，增益越大，输出信号边缘越陡峭，得到的方波越理想，所述反相器用于进一步整形方波信号。

实施例四

请参见图9至图11；图9为本发明实施例提供的一种能量获取单元的电路结构示意图；图10为本发明实施例提供的一种整流器的电路结构示意图；图11为本发明实施例提供的一种过电压保护电路的电路示意图。本实施在上述实施例的基础上，对能量获取单元进行详细描述。

该所述能量获取单元13可以包括整流器131、过压保护电路132及ldo(低压差线性稳压器)133，所述整流器131、所述过压保护电路132及所述ldo133依次串接至所述可变增益混频放大器11的电源输入端vdd以提供直流电源，且所述整流器131接收所述交流电信号。其中，所述整流器131和过压保护电路132实现ac-dc转换器功能，将左声道输出的正弦信号进行整流，并通过ldo133输出稳定的直流电压给后级供电。

请参见图10，所述整流器131包括第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第八晶体管m8、第九晶体管m9、第十晶体管m10、第十一晶体管m11、第一比较器comp1、第二比较器comp2、第三比较器comp3和第四比较器comp4；其中，所述第八晶体管m8的源极与第一比较器comp1的同相输入端电连接，漏极与第一比较器comp1的反相输入端电连接，栅极与第一比较器comp1的输出端电连接；所述第九晶体管m9的源极与第二比较器comp2的同相输入端电连接，漏极与第二比较器comp2的反相输入端电连接，栅极与第二比较器comp2的输出端电连接；所述第十晶体管m10的源极与第三比较器comp3的同相输入端电连接，漏极与第三比较器comp3的反相输入端电连接，栅极与第三比较器comp3的输出端电连接；所述第十一晶体管m11的源极与第四比较器comp4的同相输入端电连接，漏极与第四比较器comp4的反相输入端电连接，栅极与第四比较器comp4的输出端电连接；输入端vin`与所述第二电容c2、第三电容c3的正端电连接，第二电容c2的负端与所述第八晶体管m8的漏极电连接，并与第九晶体管m9的源极电连接，第九晶体管m9的漏极与所述第四电容c4的正端电连接，并与所述第十晶体管m10的源极电连接，第十晶体管m10的漏极与第三电容c3的负端电连接，并与第十一晶体管m11的源极电连接，第十一晶体管m11的漏极与第五电容c5的正端电连接，并电连接到输出端vout`，第四电容c4、第五电容c5的负端接地。

本实施例的整流器，采用基于有源二极管的电荷泵整流器的拓扑结构，其中集成的有源二极管可以实现几十毫伏的导通压降，与传统二极管整流器相比，大大提高了整流效率，减少了整流器级数。根据不同的输入信号幅度范围和系统所需的电源电压来调整整流器的级数以满足需要。例如，把耳机声道输出电压峰-峰值大于0.7v的智能手机当作输入源，当音频调制的生物信号采集与处理芯片的电源电压低至1.2v时，理论上两级整流器就可以满足要求(假设ldo的最小脱落电压为200mv)。

请参见图11，过压保护电路132可以包括第六电容c6，第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3；其中，信号输入端vin``与所述第六电容c6的正端电连接，并与所述第一二极管d1的正极电连接，第六电容c6的负端接地，第一二极管d1的负极与第二二极管d2的正极电连接，第二二极管d2的负极与第三二极管d3的正极电连接，第三二极管d3的负极接地，输出端vout``电连接第一二极管d1的正极。

本实施例的过压保护电路，用于防止电压过高击穿晶体管，由于不同智能手机耳机声道输出的峰-峰值电压不同(几百毫伏到几伏)，经过整流升压之后的信号可能幅度很大，不同工艺容许的最高电压不同，通过在储能电容(c6)正端串联若干二极管到地，可以将最高电压限制到这些二极管的导通压降之和(图11中为三倍的二极管导通压降，约1.8v)，一旦储能电容上的电压高于这个最大值时，二极管均导通，将储能电容上的电压放电到限制值。

综上，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。