一种无线传输线圈脱落监测电路及系统的制作方法

本发明属于植入式医疗器械领域，特别涉及一种无线传输线圈脱落监测电路及系统。

背景技术：

在植入式医疗器械中，电感耦合技术有着广泛的使用，特别是对于人工耳蜗、人工视觉和听性脑干刺激器等产品，由于体外和体内设备只隔着皮瓣厚度的距离，电感耦合技术能够非常有效的将能量和信号传入植入体，从而使植入部分不再需要电池等供能装置，提高了患者使用的舒适度，延长了植入设备使用时间。

由于植入体所需能量完全依靠无线传输线圈传入，因此，如果无线传输线圈发生脱落情况，植入体将无法再工作。对于婴幼儿患者或无法准确表达的患者，一旦无线传输线圈脱落或者与接收线圈对心偏移严重，他们的设备有可能长时间无法正常工作，非常影响他们使用或康复效果。目前该类产品主要采用定时与植入体进行反向交互握手的方式，确保无线传输线圈和植入体都在正常工作。但是，由于植入体反向数据传输速率低，而且反向数据传输时，正向刺激信号输入中断，影响患者的使用效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供无线传输线圈脱落监测电路及系统，使用该电路可以在不影响刺激电路正常工作的情况下，对无线传输线圈是否脱落进行自动定时监测，整个电路有反应速度快，易于集成等优点。

为达到上述目的，本发明提供了一种无线传输线圈脱落监测电路，至少包括：脉冲提取电路、峰值侦测电路、模数转换电路和数字比较电路，其中，

所述脉冲提取电路的输出与所述峰值侦测电路输入相连，其信号幅度与脉冲大信号幅度成正比；

所述峰值侦测电路，用于将收到的脉冲小信号的峰值进行保留，并将该峰值变为直流电平作为输出；

所述模数转换电路与峰值侦测电路相连，用于将峰值侦测电路的模拟输入转化为数字信号输出；

所述数字比较电路，包括数字逻辑电路、时钟控制电路、计数器和寄存器，其中，

所述数字逻辑电路与模数转换电路和寄存器相连，将从模数转换电路输入的数字信号与寄存器中保存的数字信号进行比较，当两个信号的差值超过阈值时，输出高电平，否则，输出低电平；

所述时钟控制电路为数字逻辑电路、计数器、寄存器和模数转换电路提供时钟信号；

所述计数器与模数转换电路相连，控制模数转换电路等时间间隔打开；

所述寄存器与模数转换电路相连，用于保存测量后的数字信号。

优选地，所述脉冲提取电路为电阻分压电路。

优选地，所述峰值侦测电路的供电电压为1.2～5伏。

优选地，所述模数转换电路的测量精度为2～8比特。

优选地，所述模数转换电路打开周期为1毫秒～1秒。

优选地，所述数字比较电路的时钟周期为100纳秒～100微秒。

为达到上述目的，本发明还提供了一种无线线圈脱落监测电路系统，还包括射频发射接收模块、蓝牙模块和用户显示界面模块，其中，

所述射频发射接收模块包括射频信号源、e类放大器和接收线圈，其中，

所述射频信号源与e类放大器相连，用于将需要发出的射频信号输送给e类放大器；

所述e类放大器，包括无线传输线圈、谐振电容、接地电容、功率三极管和绕线电感，其中，

无线传输线圈与谐振电容相连，用于将射频信号发射给接收线圈；

谐振电容一端与无线传输线圈相连形成谐振电路，另一端与功率三极管的集电极相连；

接地电容一端接地，另一端与功率三极管的集电极和脉冲提取电路相连，是无线传输线圈脱落监测电路的输入信号；

绕线电感一端与功率三极管的集电极相连，另一端与供电电压相连；

所述接收线圈与无线传输线圈对心连接，用于接收e类放大器发出的信号；

所述蓝牙模块包括蓝牙发射电路和蓝牙接收电路，其中，

所述蓝牙发射电路与数字逻辑电路有线相连，将数字逻辑电路的输出通过无线蓝牙发出；

所述蓝牙接收电路与蓝牙发射电路通过无线蓝牙相连，用于接收蓝牙发射电路发射的信号；

所述用户显示界面模块与蓝牙接收电路相连，将蓝牙接收电路输出信号转化为用户可识别接受的界面显示。

优选地，所述接地电容的非接地端信号幅度为10～30伏。

本发明的有益效果在于：该电路所有元件都可以集成在芯片内，不影响前向刺激电路正常工作，对电感耦合电路影响可以忽略，功耗低，数字化比较性能可靠。侦测到无线传输线圈脱落后或连接状态不稳定，可以极快的反映到用户或用户监护人，确保用户的使用效果。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测电路中一具体应用实例的整体框图；

图2为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测系统中一具体应用实例的具体框图；

图3为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测系统中一具体应用实例的电路原理图；

图4为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测电路中一具体应用实例的无线传输线圈未脱落和脱落情况下接地电容非接地端信号波形比较图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

参见图1-3，所示为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测电路10的整体框图、系统具体框图和电路原理图，其中，

无线传输线圈脱落监测电路10，至少包括：脉冲提取电路110、峰值侦测电路120、模数转换电路130和数字比较电路140，其中，

所述脉冲提取电路110由第二电阻r2和第三电阻r3组成的分压电路构成，一端与接地电容223的非接地端相连，另一端与峰值侦测电路120输入相连，其功能是从e类放大器中接地电容223上脉冲大信号提取出的脉冲小信号，其信号幅度与脉冲大信号幅度成正比；

所述峰值侦测电路120，由轨对轨放大器a1和a2、第一二极管d1和第二电容c2组成，用于将收到的脉冲小信号的峰值进行保留，并将该峰值变为直流电平作为输出；

所述模数转换电路130与峰值侦测电路120相连，用于将峰值侦测电路120的模拟输入转化为数字信号输出；

所述数字比较电路140，包括数字逻辑电路141、时钟控制电路142、计数器143和寄存器144，其中，

所述数字逻辑电路141与模数转换电路130和寄存器144相连，将从模数转换电路130输入的数字信号与寄存器144中保存的数字信号进行比较，当两个信号的差值超过阈值时，输出高电平，否则，输出低电平；

所述时钟控制电路142为数字逻辑电路141、计数器143、寄存器144和模数转换电路130提供时钟信号；

所述计数器143与模数转换电路130相连，控制模数转换电路130等时间间隔打开；

所述寄存器144与模数转换电路130相连，用于保存测量后的数字信号。

基于上述目的，参见图3，所示为采用所述的无线传输线圈脱落监测系统100的电路原理图，包括无线传输线圈脱落监测电路10、射频发射接收模块20、蓝牙模块30和用户显示界面模块40，其中，

所述射频发射接收模块20，包括射频信号源210、e类放大器220和接收线圈230，其中，

所述射频信号源210与e类放大器220相连，用于将需要发出的射频信号输送给e类放大器220；

所述e类放大器220，包括无线传输线圈221、谐振电容222、接地电容223、功率三极管224和绕线电感225，其中，

无线传输线圈221与谐振电容222相连，用于将射频信号发射给接收线圈230；

谐振电容222一端与无线传输线圈221相连形成谐振电路，另一端与功率三极管224的集电极相连；

接地电容223一端与gnd1相连，另一端与功率三极管224的集电极和脉冲提取电路110相连，是无线传输线圈脱落监测电路10的输入信号；

绕线电感225一端与功率三极管224的集电极相连，另一端与vdd相连；

所述接收线圈230与无线传输线圈221对心连接，用于接收e类放大器220发出的信号；

所述蓝牙模块30包括蓝牙发射电路310和蓝牙接收电路320，其中，

所述蓝牙发射电路310与数字逻辑电路141有线相连，将数字逻辑电路141的输出通过无线蓝牙发出；

所述蓝牙接收电路320与蓝牙发射电路310通过无线蓝牙相连，用于接收蓝牙发射电路310发射的信号；

所述用户显示界面模块40与蓝牙接收电路320相连，将蓝牙接收电路320输出信号转化为用户可识别接受的界面显示。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测电路10，其特征在于，所述脉冲提取电路110为电阻分压电路。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测电路10，其特征在于，所述峰值侦测电路120的供电电压为1.2～5伏。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测电路10，其特征在于，所述模数转换电路130的测量精度为2～8比特。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测电路10，其特征在于，所述模数转换电路130打开周期为1毫秒～1秒。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测电路10，其特征在于，所述数字比较电路130的时钟周期为100纳秒～100微秒。

进一步地，所述的无线线圈脱落监测系统100，其特征在于，所述接地电容223的非接地端信号幅度为10～30伏。

图4为本发明实施例的无线传输线圈脱落监测电路中一具体应用实例的无线传输线圈未脱落和脱落情况下接地电容非接地端信号波形比较图。曲线1是无线传输线圈未脱落正常连接时，接地电容223非接地端的信号(标度5伏/格)，曲线2是无线传输线圈脱落未正常连接时，接地电容223非接地端的信号(标度5伏/格)。从曲线1和曲线2的比较可以看出，无线传输线圈接地电容223非接地端的信号的峰值由未脱落时的10.9375伏上升至脱落时的16.0625伏，发生了非常明显的变化。

本发明与现有的技术方案相比，该电路所有元件都可以集成在芯片内，不影响前向刺激电路正常工作，对电感耦合电路影响可以忽略，功耗低，数字化比较性能可靠。侦测到无线传输线圈脱落后或连接状态不稳定，可以极快的反映到用户或用户监护人，确保用户的使用效果。。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。