信号处理系统及方法与生物阻抗检测装置及组件的制作方法_3

文档序号:9460347阅读:来源:国知局
输出信号Sf。举例而言,依据设计上的 需求,所述滤波器107可为各种不同的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带 拒滤波器或W上滤波器的组合。
[0076] 所述模拟至数字转换器109用W将所述频率经选择的滤波输出信号Sf转换成与 信号强度相关的第一数字输出信号Sduuti。举例而言,依据设计上的需求,所述模拟至数字转 换器109可为各种不同的模拟至数字转换器。
[0077] 至于用W进行相位(〇)检测的相位检测模块而言,所述第二方波产生器111用W 将所述刺激信号转换为第二方波信号Sw2。图1中,判断或比较所述第二输入信号Sm2与参 考信号(电压/电流)Sw的信号准位大小,且根据所述判断或比较结果产生一第二方波信 号Sw2。倘若所述第二输入信号Sm2大于所述参考信号Sw,则所述第二方波信号Sw2为一 正向饱和输出信号(例如:逻辑1输出信号);倘若所述第二输入信号Si"2小于所述参考信 号Sfw,则所述第二方波信号Sw2为一负向饱和输出信号(例如:逻辑0输出信号)。
[007引所述时间数字转换器113用W量化第一方波信号Swi与第二方波信号Sw2之时间 差距,并输出与相位相关的第二数字输出信号。W图1为例,可将所述第一方波信号Swi的 上升边缘与所述第二方波信号Sw2的上升边缘之间的时间差转换成一第二数字输出信号 Sd"ut2,或者将所述第一方波信号Swl的下降边缘与所述第二方波信号Sw2的下降边缘之间的 时间差转换成一与相位相关的第二数字输出信号Sdwt2。换言之,所述时间数字转换器113 可将所接收之不同输入信号的上升或下降边缘之间的时间差转换为一数字输出信号。举例 而言,依据设计上的需求,所述时间数字转换器113亦可W简单的逻辑口组合电路或时序 电路来实现。
[0079] 图2显示本发明的信号处理系统20之一较佳实施例的方块图,所述信号处理系统 20用W对所测得的感测信号进行增益(IZI)部分的检测处理,如图2所示,所述信号处理系 统20至少包括;信号放大器201、比较器203、混波器205、滤波器207、及模拟至数字转换器 209。
[0080] 如图所示,一电流I流经一阻抗Z,且在所述阻抗Z两端产生第一输入信号及 第二输入信号Sm2。所述信号放大器201与所述比较器203分别接收所述第一输入信号 及第二输入信号Sm2。所述信号放大器201W-可调整增益放大所述第一输入信号及 第二输入信号Si"2之信号准位(电压/电流)差值,进而产生放大信号S。。应留意到,在本 实施例中,所述信号放大器201为一电压(V/V)放大器。但在本发明的其他实施例中,所述 信号放大器201可视设计上的需求置换为电流(1/1)、转导(I/V)或转阻(V/I)放大器。
[0081] 所述比较器203比较所述等第一输入信号及第二输入信号Sm2的信号准位大 小,且根据所述比较结果产生第一比较信号Sci。倘若所述第一输入信号大于所述第二 输入信号Sm2,则所述第一比较信号Sci可为一正向饱和输出信号(例如:逻辑1输出信号); 倘若所述第一输入信号小于所述第二输入信号Sm2,则所述第一比较信号Sci为一负向 饱和输出信号(例如:逻辑0输出信号)。举例而言,所述比较器203可为能够在两输入信 号之间的信号准位差大于一预定临限值时产生逻辑1或0之输出信号(数字电路)或产生 饱和输出信号(模拟电路)之晶体管放大器或比较器所替代。
[0082] 所述混波器205将所述放大信号S。及所述第一比较信号Sci混合,W产生一混合 输出信号Smu。举例而言,所述放大信号S。及所述第一比较信号Sci可能具有相同或不同的 频率成分,所述混波器205将所述放大信号S。及所述第一比较信号Sci进行混频处理。
[0083] 所述滤波器207为一低通滤波器,用W对所述混合输出信号Smu进行滤波,将低频 W外之信号成分滤除,W产生一频率经选择的滤波输出信号Sf(如保留低频信号)。在本发 明的其他实施例中,所述滤波器207并不限定于低通滤波器。
[0084] 所述模拟至数字转换器209用W将所述频率经选择的滤波输出信号Sf转换成与 信号强度相关的第一数字输出信号Sduuti。举例而言,根据所述频率经选择的滤波输出信号 Sf,所述模拟至数字转换器209可经选定为分辨率更高或速度更快之其他类型模拟至数字 转换器。
[0085] 图3显示本发明的信号处理系统30之一较佳实施例的方块图,所述信号处理系统 30用W对所测得的感测信号进行相位(〇)部分的检测处理,如图所示,所述信号处理系统 30至少包括;一第一比较器303、一第二比较器311及一时间数字转换器灯ime-to-Digital Conve;rte;r;TDC)313。
[008引如图所示,一电流I流经一阻抗Z,且在所述阻抗Z两端产生第一输入信号及 第二输入信号Sm2。所述第一比较器303及第二比较器311分别接收所述第一输入信号 及第二输入信号Si"2。所述第一比较器303比较所述第一输入信号及第二输入信号Si"2 的信号准位大小,且根据所述比较结果产生第一比较信号Su。倘若所述第一输入信号 大于所述第二输入信号Si"2,则所述第一比较信号Su可为一正向饱和输出信号(例如:逻 辑1输出信号);倘若所述第一输入信号小于所述第二输入信号Sm2,则所述第一比较 信号Su为一负向饱和输出信号(例如:逻辑0输出信号)。
[0087] 类似地,所述第二比较器311比较所述第一输入信号Si"2与一参考信号Sw的信号 准位大小,且根据所述比较结果产生第二比较信号或2。倘若所述第二输入信号Si"2大于所 述参考信号Sfw,则所述第二比较信号Sc2可为一正向饱和输出信号(例如:逻辑1输出信 号);倘若所述第二输入信号Si"2小于所述参考信号Sfw,则所述第二比较信号Sc2为一负向 饱和输出信号(例如:逻辑0输出信号)。
[0088] 举例而言,在本发明的其他实施例中,所述第一比较器303及第二比较器311可为 其他适当之晶体管放大器或比较器所替代。
[0089] 所述时间数字转换器313接收所述第一比较信号Sci及第二比较信号Sc2,且可将 所述第一比较信号Sci的上升边缘与所述第二比较信号Sc2的上升边缘之间的时间差转换成 一第二数字输出信号Sd"ut2,或者将所述第一比较信号Sci的下降边缘与所述第二比较信号 Sc2的下降边缘之间的时间差转换成一与相位相关的第二数字输出信号Sd"ut2。举例而言,依 据设计上的需求,所述时间数字转换器313亦可W简单的逻辑口组合电路或时序电路来实 现。
[0090] 综合图2及图3的内容可知,图3所示的用W处理相位信号检测的构件上,其所采 用的技术为将分别经由两比较器(303及311)对待测量的生物组织作信号揃取并转为方波 信号输出,其中的第一比较器303则可W与图2所示的比较器203同时共享,再将两比较器 (303及311)各自的输出方波信号(S"及或2)作为时间数字转换器313的输入信号;由于 两信号(Sci及Sc2)彼此之间有一定的相位差,等同于在时间上有一定的时间差距,因此利用 时间数字转换器313本身的特性能够将两信号(S"及或2)之间的时间差距量化并转换为第 二数字输出信号Sd"ut2输出,而所述第二数字输出信号Sd"ut2即为经过待测量的生物组织所 产生的相位部分(〇)的信号。
[0091] 因此,本发明的信号处理系统解决现有阻抗检测技术所带来的不便及缺点,如无 法随着生物阻抗变化来监控、硬件需求较多、所产生参考信号的准确度、参考信号间是否匹 配、实现上的复杂度和功率上的消耗等问题;并可产生较为准确且具较高参考价值的生理 参数,W针对不同的病症做评估诊断。
[0092] 图4显示本发明的信号处理方法的一实施例的流程图,用W说明对测得的感测信 号进行增益(|z|)部分的检测处理步骤。在步骤S401中,藉由W-可调整增益放大一第一 输入信号与一第二输入信号之信号准位差值来产生一放大信号,此处理步骤用W放大所揃 取到的待测量的生物组织信号(即前述的感测信号),接着进入步骤S402。步骤S401可藉 由例如一信号放大器实现。
[0093] 在步骤S402中,藉由判断所述第一及第二输入信号的信号准位大小来产生一第 一方波信号,此处理步骤即用W将所述放大后的生物组织信号转换为第一方波信号,接着 进入步骤S403。步骤S402可藉由例如一比较器实现。
[0094] 在步骤S403中,藉由混合所述放大信号及所述第一方波信号来产生一混合输出 信号,接着进入步骤S404。步骤S403可藉由例如一混波器(或混频器)实现。
[0095] 在步骤S404中,对所
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