在相当大的差值，那么可以将位控制参数增加多于一，以致使ASAR逻辑来针对更快速改变的信号更快速地增加位数。可以将用于当前转换周期和前一个转换周期的_細之间的差值与阈值、范围、或位分辨率进行比较，以便确定应用于位控制参数的增量P。一般来说，如果顺序的_細值指示相对较高斜率的Vm，那么位控制参数可以比顺序的_細值指示相对较低斜率的时增加更大的增量。
[0096]在于框438处调节位控制参数之后，A/D转换过程返回到框406以便设定用于开始下一个转换周期的_始。可以将Μφ始设定为在框436处执行的全位转换的输出_細。在框408处，将用于下一个转换周期的位数设定为位控制参数的整数值。下一个转换周期在框410处开始并且如先前所描述的那样进行。
[0097]如果逐次逼近计数器的绝对值不等于在转换周期结束时的位数，如在框430处所确定的，那么转换控制模块认为转换完成。由ASAR生成的最终近似值Mi的数字化值被转换控制模块接收，并且被产生作为从A/D转换器提供到MD处理器和控制模块(或其他控制或处理电路)的_細信号。小于位数的计数指示所适配位数搜索收敛在所适配位数的范围内的Ai的值上。
[0098]在框434处，位控制被减少。位控制被减少的量可以在不同的实施例之间改变并且可以是固定的或可调节的数字。在所示的实例中，位控制参数从其当前值减少1/Ζ，其中Z可以是固定的或可编程的数字。作为替代方案，Z可以是可自动调节的数字。例如，IMD 10可以被配置成“获悉”用于将针对给定患者的给定模拟输入信号的转换时间最小化的Z的最佳值。Z可以是大于零的任何值，并且典型地将为(但不限于)大于或等于一的整数值。
[0099]在调节位控制参数之后，A/D转换过程返回到框406以便将用于下一个转换周期的定为框432处的A1的最近的数字化值(提供为_細)。用于下一个转换周期的位数被设定为位控制参数的整数值。因此，如果已从前一个位控制值中减去分数部分1/Z，那么位控制值被取舍至最接近的整数以便设定所调节的位数。在框410处，使用分别在框406和408处设定的初始近似值和位#来开始下一个转换周期。
[0100]转换控制模块使用Z的值来控制减少位数的频率。例如，当Z大于或等于一时，假设不需要将导致框438处的位控制增加的介入全位转换，在每个逐次转换周期上位控制减少1/Z。如果针对Z个顺序转换周期位控制减少1/Z，那么在第Z个转换周期上位#将减少一。这样，如果Z等于或大于I，那么在框408处减少位数的最大频率是每第Z个转换周期一次。
[0101]在Z大于I并且P等于I的实例中，位控制参数导致所适配位数响应于转换周期的超出范围的结果而更相对较快速地增加并且在转换保持在所适配位数的范围内时相对较慢速地减少。通过使用所适配位数减少转换周期所需的位时间减少了 A/D转换所需的总功率消耗。即使响应于逐次逼近计数器达到位数可能需要使用所有可用位来重复转换周期，总体转换时间仍可能减少，这样因为并不是针对每个单个转换周期都执行全范围转换。
[0102]图7是根据一个说明性实例的用于改变因子Z的值的位时间使用的绘图，该因子被用来调节图6的框434处的位数控制参数。用于所有转换周期的平均位时间是沿用于对植入在站立和行走的受试者体内的模拟加速度计信号进行A/D转换的y轴502绘制的。平均位时间指示当根据如结合图6所描述的位控制参数来调节可适配位数时，每个转换周期所使用的总体平均位数。所示的实例包括用于初始全范围转换以及用于在模拟信号超出所适配位数范围的情况下执行的任何全位转换的总计九个可用位。
[0103 ]位控制因子Z是沿X轴504绘制的。因子Z被用来使等式位控制=位控制-1 / Z中的位控制参数减量，如结合图6的框434所描述的。如图7中可以看出，与在所有转换周期上进行的全位转换相比，被测试用于Z的所有值，甚至为I的值，导致了所有转换周期的平均位时间的总体减少。例如，当Z= I时，平均位时间被减少至7。当Z是8或16时，平均位时间被减少至小于5。
[0104]在不同的实例中，Z可以是固定的或可调节的值。包括在IMD 10中的A/D转换器所转换的信号不同，选择用于Z的值也可以不同。取决于模拟信号行为和其他因素，与每个周期上的全位转换相比，用于实现位时间的最大减少的最佳Z可能由于影响模拟信号的其他因素而在不同的信号类型之间、在不同的采样率之间、在不同的患者之间、以及随时间的推移改变。因此，Z可以是可调节的值。在一些实施例中，MD 10可以存储用于改变Z的值的位时间数据以便“获悉”用于减少用于转换给定信号的平均位时间的Z的最佳值。最佳Z可以由IMD 10自动设定。
[0105]图8是根据另一个实施例的用于控制自调节A/D转换器的方法的流程图600。在框352处，在启动A/D转换器以便将模拟输入信号数字化时，设定用于第一转换周期的A1的初始数字近似值_始。在框602处，可以选择Ai的初始数字近似值作为A/D转换器的全范围的中点。在框604处，使用全刻度A/D转换器范围和所有可用位来执行全位转换。在完成全位转换时由A/D转换器产生的数字输出信号_細被设定为等于Mi的收敛值(框606)。
[0106]在执行第一转换周期之后，在框608处设定用于下一个转换周期的初始近似值用于下一个转换周期的Mt始可以基于至少一个先前转换周期的数字输出值_細进行设定，如上所述。在框610处，设定用于下一个转换周期的位数，该位数可以是基于针对预定数量的先前转换周期仏是在所适配位数范围内的所适配位数，如以上所描述的。
[0107]在612处，将初始近似值_搬与用于当前转换周期的仏进行比较。在一些实例中，通过确定六1与1?始之间的差值并且确定此差值的符号是正还是负来完成此比较。差值A1-Mw台的符号指示仏是否大于(正差值)或者々,是否小于_始(负差值)。此差值的符号在所适配位数转换周期过程中使用，因为它指示调节A1的下一个数字近似值的方向。如果符号是正，将增大下一个近似值，并且如果符号是负，将减小下一个近似值。
[0108]在框614处，将A1与所适配位数范围的在于框612处确定的符号的方向上的边界值进行比较。例如，如果所适配位数范围是±5mV，并且确定仏大于Μ?；(正符号差值)，那么将A1与所适配位数范围的正边界或上边界(在这个实例中为+5mV)进行比较。如果A1小于Μ?始，在框612处导致负差值，那么将仏与所适配位数范围的负边界或下边界进行比较。
[0109]如果A1超过所适配位数范围的边界值，即，或者大于上边界或者小于下边界，如由框614处的比较确定的，那么在框618处增加位控制参数。在框604处，紧接着在完成所适配位数转换周期之前执行全位转换。如果A1F超过边界值，S卩，不大于上边界或不小于下边界，那么在框616处A/D转换器继续进行以完成所适配位数转换。在框620处减少位控制参数以用于设定下一个转换周期中的位数。
[0110]通过在与麻始的初始比较之后将A1与边界值进行比较，可以比在使用逐次调节计算器(如结合图6所描述的)的情况下更早地检测出超出范围情况的确定。此超出范围情况的较早检测使得能够使用总可用位数的转换周期的重新开始更早地发生，而不是在如结合图6所描述的在完成所适配位数转换周期之后发生。然而，由流程图600所示的方法确实需要针对每个所适配位数转换周期进行额外的仏比较，SPA1与所适配位数范围的边界值的比较(框614)。
[0111]因此，已经描述了用于A/D转换的设备和方法的不同实施例。然而，本领域的普通技术人员还将理解，可以在不脱离权利要求书的范围的情况下对所描述的实施例做出不同的修改。例如，虽然已经描述了转换控制参数和参数值的具体实例，但是应理解，可以定义或设想其他控制参数或参数值以便控制可适配位数和模拟信号样本的数字值的初始近似值，进而减少A/D转换周期所需的平均时间。这些和其他实例是在以下权利要求书的范围之内。
【主权项】
1.一种医疗装置，包括 模拟-数字(A/D)转换器，配置成接收模拟信号并且具有全刻度范围和跨越所述全刻度范围的总位数， 所述A/D转换器配置成在多个转换周期内、使用在所述多个转换周期中的至少当前转换周期上的可适配位数来将所述模拟信号转换成数字信号，其中，所述可适配位数包括跨越所述全刻度范围的部分的所适配的位数，所述全刻度范围的所述部分小于所述总位数的所述全刻度范围。2.如权利要求1所述的装置，进一步包括: 转换控制模块，配置成使用所述模拟信号的先前经数字化的值来设定所述模拟信号的采样点的数字值的初始近似， 所述A/D转换器配置成从所述初始近似值开始来搜索所述采样点的所述数字值。3.如权利要求2所述的装置，其中所述转换控制模块配置成将所述初始近似值设定成等于在紧接的前一个转换周期中获得的经数字化的值。4.如权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成将跨越所述全刻度的所述部分的所述可适配位数设定成包括所述初始近似。5.如权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成: 判定所述模拟信号的采样点是否在所述全刻度范围中由所述所适配位数跨越的所述部分内；并且 如果所述模拟信号的所述采样点在所述全刻度范围的所述部分内，则减少用于所述多个转换周期中的下一个转换周期的所述可适配位数。6.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成:在预定数量的模拟信号采样点在所述全刻度范围的所述部分内之后，减少所述可适配位数。7.如权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成: 判定所述模拟信号的采样点是否在所述全刻度范围中由所述所适配位数跨越的所述部分外部；以及 如果所述模拟信号采样点在所述全刻度范围的所述部分外部，则增加用于所述多个转换周期中的下一个转换周期的所述可适配位数。8.如权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成: 判定所述模拟信号的采样点是否在所述全刻度范围中由所述所适配位数跨越的所述部分外部；以及 响应于所述模拟信号在所述全刻度范围的所述部分外部，使用所述总位数来重复将所述模拟信号转换为数字信号。9.如权利要求1-8中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成:在减少所述可适配位数之前，调节需要在所述全刻度范围的所述部分内的所述预定数量的模拟信号采样点，以便减少在所述多个转换周期内转换所述模拟信号所需的总时间。10.如权利要求1-9中的任一项所述的装置，其中，所述A/D转换器配置成: 将所述模拟信号的采样点的数字近似与所述模拟信号进行比较； 响应于所述比较，响应于所述数字近似值大于所述模拟信号而在第一方向上调节所述数字近似，并且响应于所述数字近似小于所述模拟信号而在第二方向上调节所述数字近似； 在所述搜索操作期间，产生在所述第一方向和所述第二方向中的仅一个方向上经重复地调节的多个逐次的数字近似的计数;以及 响应于所述计数，调节在所述多个转换周期中的下一个转换周期上的所述可适配位数。11.如权利要求1-10中的任一项所述的装置，进一步包括产生所述模拟信号的可植入式生理传感器。
【专利摘要】在此公开了一种医疗装置，该医疗装置被配置成使用可适配位数来转换模拟信号。该医疗装置包括用于接收模拟信号的模拟-数字(A/D)转换器。该A/D转换器具有全刻度范围和跨越该全刻度范围的总位数。该A/D转换器在转换周期内使用可适配位数将该模拟信号转换成数字信号，这样使得在这些转换周期的至少一部分上，该A/D转换器使用跨越该全刻度范围的一部分、小于该总位数的所适配位数来转换该模拟信号。
【IPC分类】A61B5/00, H03M1/46
【公开号】CN105531933
【申请号】CN201480049979
【发明人】沈晓楠, J·P·罗伯茨
【申请人】美敦力公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】EP3044880A1, US9209824, US20150073228, WO2015038416A1