一种用于肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路的制作方法

本实用新型涉及听诊装置的电路领域，尤其涉及一种用于肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路。

背景技术：

肺音是呼吸系统在换气过程中产生的声音的总称，蕴含着呼吸系统的病理学、生理学信息。近年来，随着电子技术的发展以及对肺音的进一步认识的提高，肺音听诊已成为临床检测中的一种不可或缺的一环。由于差异化听诊装置可帮助医者快速捕捉肺音异常情况，具有较好的应用潜力。差异化听诊装置需要采集患者胸壁上的两个不同位置上的肺音，两路不同肺音信号经过减法操作做差后，成为肺音差异信号。由于胸壁上的不同之处肺音存在差别，且肺音异常时，差别较大，则导致差异信号幅度较高，再经过差异信号放大电路放大后，肺音差异信号可能存在饱和情况，信号过大，导致单片机控制器的AD采集值过高，无法展示肺音差异信号的全部轮廓，不利于患者信息的判别。此外，信号过大时，单片机引脚平均电压过高，导致单片机控制器损坏。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现肺音差异信号的自动限幅，提高差异化听诊装置诊断的准确率的肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种用于肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路，包括：

低通滤波电路，用于滤除肺音信号中的高频干扰信号；

反相比例放大电路，用于将所述低通滤波电路输出的信号放大或衰减一定倍数后输出；

半整流电路，用于将所述反相比例放大电路输出的交流电整流输出，为光耦电路的导通提供开关信号；

所述光耦电路，用于形成衰减电路，降低输出电压幅度；

正反保护电路，用于对单片机控制器的AD引脚进行保护；

所述低通滤波电路、所述反相比例放大电路和所述正反保护电路依次串联连接，所述半整流电路一端连接至所述反相比例放大电路的输出端，另一端连接至所述光耦电路的输入端，所述光耦电路的两个输出端与所述反相比例放大电路中的反馈电阻并联连接。

优选地，所述反相比例放大电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器；所述运算放大器的正输入端通过所述第五电阻接地，所述运算放大器的负输入端通过所述第二电阻与所述低通滤波电路的输出端连接，所述第三电阻和第四电阻串联在所述运算放大器的负输入端与输出端之间。

优选地，所述半整流电路包括串联的第一二极管和第六电阻，所述第六电阻连接至所述反相比例放大电路的输出端，所述第一二极管连接至所述光耦电路的输入端。

优选地，所述反相比例放大电路的输出端设置有所述正反保护电路。

优选地，所述正反保护电路包括两个反接的第二二极管和第三二极管，所述第二二极管阳极与电源连接，所述第三二极管阳极接地。

优选地，所述光耦电路的两个输出端具体并联在所述第四电阻上。

优选地，所述第五电阻(R5)为运放平衡电阻。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过对输出电压的限幅，实现肺音差异信号的自动限幅，提高差异化听诊装置诊断的准确率；同时通过设置正反保护电路，保护单片机控制器的AD引脚。

附图说明

图1为本实用新型功能方框示意图；

图2为本实用新型电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型一种用于肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路包括用于滤除肺音信号中的高频干扰信号的低通滤波电路1，用于将低通滤波电路1输出的信号放大或衰减一定倍数后输出的反相比例放大电路2，用于整流反相比例放大电路2输出的交流电，为光耦电路4的导通提供开关信号的半整流电路3，用于形成衰减电路，降低输出电压幅度的光耦电路4，用于保护单片机控制器的AD引脚的正反保护电路5；低通滤波电路1、反相比例放大电路2和正反保护电路5依次串联连接；半整流电路3一端连接至反相比例放大电路2的输出端，另一端连接至光耦电路4的输入端，光耦电路4的两个输出端与反相比例放大电路2中的反馈电阻并联连接。

如图2所示，低通滤波电路1包括第一电阻R1和电容C1串联后接地。本实施例中的电阻均采用0805封装的贴片电阻，其中第一电阻R1＝2.4k欧姆，电容C1＝0.033uF，截止频率为2KHz。

反相比例放大电路2包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和运算放大器U4A；运算放大器U4A的正输入端通过第五电阻R5接地，R5为运放平衡电阻，运算放大器U4A的负输入端通过第二电阻R2与低通滤波电路1的输出端连接，第三电阻R3和第四电阻R4串联在运算放大器U4A的负输入端与输出端之间。其中本实施例中各元件参数分别取：R2＝5k欧姆，R3＝1k欧姆，R4＝50k欧姆，R5＝9k欧姆，U4A采用电源供电的LM358。

半整流电路3包括串联的第一二极管D1和第六电阻R6，第六电阻R6连接至反相比例放大电路2的输出端，第一二极管D1连接至光耦电路4的输入端；第六电阻R6用于对第一二极管D1进行分压，第一二极管D1将交流电转换为直流电，两者共同作用使半整流电路3的输出电压减小。其中本实施例中的二极管均采用DO-214AC封装的M7，R6＝680欧姆。

光耦电路4包括光耦U1，光耦U1采用SOP4封装的低功耗线性光耦PC817，其两个输出端并联在反相比例放大电路2中的第四电阻R4。当输出信号的平均电压超过3v时，驱动光耦U1导通，从而将第四电阻R4短路，降低运算放大器U4A的反馈电阻，形成衰减电路，达到输出保护的作用。

正反保护电路5包括两个反接的第二二极管D2、第三二极管D3，其中第二二极管D2阳极与电源连接，第三二极管D3阳极接地，两者的阴极与运算放大器U4A输出端连接，用于对单片机控制器的AD引脚进行正负电压保护。当运放输出瞬时电压高于电源电压，D2导通，起正保护作用；当运放输出瞬时电压高于接地电压，D3导通，起负保护作用。

本实用新型的一种用于肺音差异听诊装置的差异信号限幅电路的工作原理为：外部肺音差异信号从标号IN输入，首先经过第一电阻R1和电容C1构成的低通滤波电路1滤除大于2KHz的高频信号，然后经由反相比例放大电路2的第二电阻R2输送至运算放大器U4A，经过一定倍数的放大或衰减后输出。此时差异信号传递过程根据反相比例放大电路2的输出信号平均电压分为两种情况：当输出信号平均电压超过3V时，输出信号通过半整流电路3，驱动光耦U1导通，进而使第四电阻R4短路，从而降低运放反馈电阻，使输出信号电压幅度降至3V以下；当输出信号平均电压低于3V时，输出信号经正反保护电路5输出至外部单片机控制器。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。