一种具有消除环境音功能的听诊装置的制作方法

本实用新型涉及听诊器技术领域，尤其是一种具有消除环境音功能的听诊装置。

背景技术：

听诊器用于收集和放大从心脏、肺部、动脉、静脉和其他内脏器官处发出的声音，为医生提供诊断依据，被广泛用于医学领域。由于所采集到的声音除了包含所要保留的目标声音外，还不可避免地包含来自于背景声源的各种被统称为环境音的杂音和噪音，而环境音的存在会降低目标声音的质量，因此需要将环境音和目标声音进行分离并消除环境音。

现有听诊器已应用电子技术进行声音采集和处理，通常是使用多个声音传感器分别对目标声源和背景声源进行拾取，形成多路信号，将这多路信号分别转换成数字信号后，再用处理器芯片分别对每路信号进行滤波和加权匹配等数字信号处理，这样可以消除掉各路通道中相同的声音信号，从而实现消除环境音的效果。为了得到数字信号供处理器芯片处理，需要用到一系列外围电路进行声音采集、信号转换和预处理，但现有技术所用的电路过于复杂，不利于小型化和产品化，这使得现有产品耗电大、体积大、不利于携带，声音采集和转换的质量不高，影响了环境音的消除质量。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种具有消除环境音功能的听诊装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有消除环境音功能的听诊装置，包括听诊头和用于采集和处理听诊音的音频电路，所述音频电路包括处理器芯片、第一声音传感器、第二声音传感器、功放输出电路、由第一滤波电路和第一选频放大电路串联组成的第一采集电路和由第二滤波电路和第二选频放大电路串联组成的第二采集电路；所述第一声音传感器通过第一采集电路分别与处理器芯片和功放输出电路连接，所述第二声音传感器通过第二采集电路与处理器芯片连接。

进一步地，所述第一滤波电路由第一二阶高通电路和第一二阶低通电路串联组成，所述第一声音传感器依次通过第一二阶高通电路、第一二阶低通电路和第一选频放大电路分别与处理器芯片和功放输出电路连接。

进一步地，所述第一二阶高通电路包括第一运放、第一电阻、第十电阻、第二电容和第三电容，所述第二电容的一端与第一声音传感器连接，所述第二电容的另一端通过第三电容与第一运放的同相输入端连接，所述第二电容的另一端通过第一电阻与第一运放的输出端连接，所述第一运放的同相输入端通过第十电阻接地，所述第一运放的反相输入端与输出端连接，所述第一运放的输出端与第一二阶低通电路连接。

进一步地，一种具有消除环境音功能的听诊装置还包括电池、电源管理模块、电池电量检测模块、稳压模块和开关控制模块，所述电池分别与电源管理模块和开关控制模块连接，所述开关控制模块分别与稳压模块和电池电量检测模块连接，所述稳压模块分别与处理器芯片和电源管理模块连接，所述电池电量检测模块与处理器芯片连接；所述电源管理模块连接到外电源；

所述电源管理模块用于对稳压模块输出电压进行监测并对电池进行充放电；

所述开关控制模块用于控制电源管理模块或电池输出的通断；

所述电池电量检测模块用于根据开关控制模块输出的电压从而检测电池的电量；

所述稳压模块用于输出平稳的电压对处理器芯片进行供电。

进一步地，所述电池电量检测模块包括第四十九电阻、第五十一电阻、第五十三电阻和第三十四电容，所述第四十九电阻的一端与开关控制模块连接，所述第四十九电阻的一端与第五十一电阻的一端连接并通过第五十三电阻接地，所述第五十一电阻的另一端与处理器芯片连接并通过第三十四电容接地。

进一步地，所述开关控制模块包括FDC6329L芯片、第四十六电阻、第四十八电阻和第三十一电容，所述FDC6329L芯片的VIN端与电池连接，所述FDC6329L芯片的R_C端和VOUT端均通过第四十六电阻与电池连接，所述FDC6329L芯片的R端通过第四十八电阻接地，所述FDC6329L芯片的VOUT端分别与电池电量检测模块和稳压模块连接，所述FDC6329L芯片的ON/OFF端用于接收开关控制信号。

进一步地，所述电源管理模块包括充电芯片和外电源检测电路，所述充电芯片包括输入端、输出端和充电状态指示端，所述充电芯片的输入端通过外电源检测电路连接到外电源，所述充电芯片的输出端与电池连接，所述充电芯片的充电状态指示端与稳压模块连接；

所述充电芯片用于利用外电源为电池充电；

所述外电源检测电路用于防止充电芯片的电流倒流至外电源。

进一步地，所述外电源检测电路包括PMOS管、NMOS管、第三十二电阻、第三十六电阻和第二十九电容，所述第三十六电阻和第二十九电容并联组成阻容电路，所述PMOS管的源极连接到外电源并依次通过第三十二电阻和阻容电路接地，所述PMOS管的漏极与充电芯片的输入端连接，所述PMOS管的栅极与NMOS管的漏极连接，所述NMOS管的栅极通过阻容电路接地，所述NMOS管的源极接地。

进一步地，一种具有消除环境音功能的听诊装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与处理器芯片连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型第一采集电路结构简单，同时具有滤波和选频放大功能，对所采集的音频信号具有良好的滤波和选频放大效果，能够有效地将音频信号频带限制在适用于进行数字信号处理的范围内，从而提高处理器芯片处理的质量，而且第二采集电路可以使用与第一采集电路完全一样的电路，大大降低了电路的复杂度，提高了电路的可靠性，有利于降低功耗、减少体积和便于携带。根据第一采集电路和第二采集电路同时采集的音频信号，可以为处理器芯片提供符合条件的数字信号处理对象，从而很好地实现消除环境音功能。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型第一采集电路的电路图；

图3为本实用新型功放输出电路的电路图；

图4为本实用新型供电电路的结构框图；

图5为本实用新型电池电量检测模块的电路图；

图6为本实用新型开关控制模块的电路图；

图7为本实用新型稳压模块的电路图；

图8为本实用新型外电源检测电路和充电芯片的电路图；

图9为本实用新型指示灯模块的电路图；

图10为本实用新型处理器芯片的电路图。

具体实施方式

本实用新型一种具有消除环境音功能的听诊装置，包括听诊头和用于采集和处理听诊音的音频电路，如图1所示，所述音频电路包括处理器芯片、由第一滤波电路和第一选频放大电路串联组成的第一采集电路、由第二滤波电路和第二选频放大电路串联组成的第二采集电路、第一声音传感器、第二声音传感器和功放输出电路；所述第一声音传感器通过第一采集电路分别与处理器芯片和功放输出电路连接，所述第二声音传感器通过第二采集电路与处理器芯片连接。

处理器芯片可以是DSP芯片或者MCU芯片等，由于DSP芯片在数字信号处理上具有优越性，优选使用DSP芯片。第一声音传感器和第二声音传感器可以是麦克风等声电转换器件，其用于采集声音并转换成相应的电信号。第一采集电路中的第一滤波电路和第一选频放大电路分别具有滤波作用和选频放大作用，可以对第一声音传感器输出的声音电信号进行滤波和选频放大，从而得到更精确的信号。第一采集电路对第一声音传感器输出的原始电信号进行转换后，传送到处理器芯片的模数转换端口以供处理器芯片内的数字信号处理算法进行处理，经过处理器芯片处理后的音频电信号传送到功放输出电路进行功率放大输出，功放输出电路可以连接到耳机等音频播放设备。第二采集电路的结构和原理与第一采集电路相似。

处理器芯片还可以与晶振和看门狗等外围电路连接。

本实用新型可以应用在听诊器等领域。应用在听诊器上时，第一声音传感器和第一采集电路可以用在听诊头上，用来采集人体部位等目标声源发出的声音。第二声音传感器和第二采集电路可以用来采集背景声源发出的声音。处理器芯片使用现有的算法，可以消除第一声音传感器和第一采集电路所采集到的音频信号中包含的背景声音，从而实现消除噪声的效果。

进一步作为优选的实施方式，如图2所示，所述第一滤波电路由第一二阶高通电路和第一二阶低通电路串联组成，所述第一声音传感器依次通过第一二阶高通电路、第一二阶低通电路和第一选频放大电路分别与处理器芯片和功放输出电路连接。

参考图2，以型号为LMV324的运放U1A以及第一电阻R1、第十电阻R10、第二电容C2和第三电容C3等外围元件组成第一二阶高通电路，运放U1B以及第一电容C1、第七电容C7、第六电阻R6和第七电阻R7等外围元件组成第一二阶低通电路，第一二阶高通电路中，第二电容C2与第二电阻R2的连接端与第一声音传感器连接。第一二阶高通电路和第一二阶低通电路串联后具有良好的带通滤波效果，可以将第一传感器采集到的原始音频电信号频带限定在预定的范围内。以型号为LMV358的运放U2A以及第十三电阻R13和第十电容C10组成第一选频放大电路。第一二阶高通电路、第一二阶低通电路和第一选频放大电路串联后具有良好的滤波和选频放大作用。第一选频放大电路的输出端，即标号为AUDIO的端口与处理器芯片的一模数转换端口连接，将经过滤波和选频放大处理的音频信号传送给处理器芯片处理。

进一步作为优选的实施方式，如图2所示，所述第一二阶高通电路包括第一运放U1A、第一电阻R1、第十电阻R10、第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2的一端与第一声音传感器连接，所述第二电容C2的另一端通过第三电容C3与第一运放U1A的同相输入端连接，所述第二电容C2的另一端通过第一电阻R1与第一运放U1A的输出端连接，所述第一运放U1A的同相输入端通过第十电阻R10接地，所述第一运放U1A的反相输入端与输出端连接，所述第一运放U1A的输出端与第一二阶低通电路连接。

第二滤波电路的结构可以与第一滤波电路的结构完全相同，即第二滤波电路可以由第二二阶高通电路和第二二阶低通电路串联组成，第二滤波电路通过第二选频放大电路与处理器芯片的另一模数转换端口连接。

功放输出电路可以使用型号为LM4809的双通道音频放大器按照图3所示电路实现。图3中，运放U2A以及电阻R13和电容C10所组成的电路为第一采集电路中的第一选频放大电路。

由于本实用新型适用于听诊器等领域，为了进一步提高本实用新型的便携性，对其供电系统做进一步改进。

进一步作为优选的实施方式，如图4所示，本实用新型一种具有消除环境音功能的听诊装置还包括电池、电源管理模块、电池电量检测模块、稳压模块和开关控制模块，所述电池分别与电源管理模块和开关控制模块连接，所述开关控制模块分别与稳压模块和电池电量检测模块连接，所述稳压模块分别与处理器芯片和电源管理模块连接，所述电池电量检测模块与处理器芯片连接；所述电源管理模块连接到外电源；

所述电源管理模块用于对电池进行充放电管理和稳压输出；

所述开关控制模块用于控制电源管理模块或电池输出的通断；

所述电池电量检测模块用于检测电池电量；

所述稳压模块用于输出平稳的电压对处理器芯片进行供电。

参考图4，本实用新型正常工作时，开关控制模块通路，电池所提供的电流通过开关控制模块进入稳压模块，稳压模块向处理器芯片供电，稳压模块也可以通过公共供电端向本实用新型的第一声音传感器和第一滤波电路等其他电路供电。电池电量检测模块可以通过采集电池的电压，并将其发送给处理器芯片进行处理得到电池当前电量信息，当电池电量低于系统设置的阈值时，系统通过指示灯指示用户充电，当系统连接到外部电源充电适配器时，电源管理模块便控制系统通过外电源进行供电，同时对电池进行充电。

进一步作为优选的实施方式，如图5所示，所述电池电量检测模块包括第四十九电阻R49、第五十一电阻R51、第五十三电阻R52和第三十四电容C34，所述第四十九电阻R49的一端与开关控制模块连接，所述第四十九电阻R49的一端与第五十一电阻R51的一端连接并通过第五十三电阻R53接地，所述第五十一电阻R51的另一端与处理器芯片连接并通过第三十四电容C34接地。

图5所示电池电量检测模块是一个分压电路，其将电池通过开关控制模块输出的电压在第四十九电阻R49和第五十三电阻R53上分压，并将第五十三电阻R53得到的分压作为电池当前电量信息进行输出。第五十一电阻R51与第三十四电容C34的连接端，即标号为BAT_VALUE的端口与处理器芯片连接。处理器芯片可以使用STM32F303CCT6等型号，其带有模数转换的端口，可以对电池电量检测模块输出的电压进行测量，DSP软件经过处理后，提示用户当前的电池电量信息。

进一步作为优选的实施方式，如图6所示，所述开关控制模块包括FDC6329L芯片U11、第四十六电阻R46、第四十八电阻R48和第三十一电容C31，所述FDC6329L芯片的VIN端与电池连接，所述FDC6329L芯片的R_C端和VOUT端均通过第四十六电阻R46与电池连接，所述FDC6329L芯片的R端通过第四十八电阻R48接地，所述FDC6329L芯片的VOUT端分别与电池电量检测模块和稳压模块连接，所述FDC6329L芯片的ON/OFF端用于接收开关控制信号。

FDC6329L芯片的ON/OFF端可以连接到按键，即标号为POWERSW的端口，从而接收按键发出的触发信号，并根据触发信号，接通或者断开其VIN端和VOUT端。由于FDC6329L芯片的VIN端与电池连接，同时又与电源管理模块的输出端连接，而VOUT端与稳压模块连接，因此可以使用按键或其他触发元件向FDC6329L芯片发出触发信号，并输出信号到DSP的响应控制引脚，从而控制本实用新型的电源通断。

稳压模块可以使用TLV70033芯片并按图7所示的电路连接。TLV70033的输入端IN的标号为V_BAT1，即与开关控制模块的VOUT端连接，TLV70033的输出端的标号为VDD，稳压模块向处理器芯片与其他器件供电。

进一步作为优选的实施方式，如图8所示，所述电源管理模块包括充电芯片U9和外电源检测电路，所述充电芯片U9包括输入端、输出端和充电状态指示端，所述充电芯片的输入端通过外电源检测电路连接到外电源，所述充电芯片的输出端与电池连接，所述充电芯片的充电状态指示端与稳压模块连接；

所述充电芯片用于利用外电源为电池充电；

所述外电源检测电路用于防止充电芯片的电流倒流至外电源。

充电芯片可以使用LTC4054芯片，其集成了充电管理功能。LTC4054芯片的BAT端为输出端，其连接到电池，CHRG端为充电状态指示端，其与稳压模块的输出端连接，以对稳压模块的输出电压进行检测，从而对电池进行充电管理。VCC端为输入到，其通过外电源检测电路连接至外电源，外电源检测电路可以限制电流使其只能从外电源流向充电芯片，而不能反方向流动。

进一步作为优选的实施方式，如图8所示，所述外电源检测电路包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、第三十二电阻R32、第三十六电阻R36和第二十九电容C29，所述第三十六电阻R36和第二十九电容C29并联组成阻容电路，所述PMOS管Q1的源极连接到外电源并依次通过第三十二电阻R32和阻容电路接地，所述PMOS管Q1的漏极与充电芯片的输入端连接，所述PMOS管Q1的栅极与NMOS管Q2的漏极连接，所述NMOS管Q2的栅极通过阻容电路接地，所述NMOS管Q2的源极接地，所述NMOS管的漏极与处理器芯片的信号检测端连接。

NMOS管Q2可以使用型号为FDN327N的NMOS管。参考图8，当VBUS端接到外电源时，NMOS管Q2的漏极电平发生变化，图8所示电路中NMOS管Q2的漏极通过一由场效应管Q4组成的开关电路与处理器芯片的信号检测端，即标号为USB ONLINE的端口连接，因此NMOS管Q2的漏极电平变化能够通过开关电路后被处理器芯片检测到，处理器芯片可以通过检测其电平来判断是否有外部电源插入。

进一步作为优选的实施方式，本实用新型一种具有消除环境音功能的听诊装置还包括无线通信模块，所述无线通信模块与处理器芯片连接。

无线通信模块可以使用CS8635等型号的蓝牙芯片，通过串口与处理器芯片连接，使处理器芯片具有无线通信功能，可以通过蓝牙与手机等移动终端连接。

进一步作为优选的实施方式，本实用新型一种具有消除环境音功能的听诊装置还包括指示灯模块，其进一步包括绿色指示灯模块、蓝色指示灯模块和红色指示灯模块，指示灯模块的电路图如图9所示。

本实用新型处理器芯片与其他部件可以按照图10所示的方式连接。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但对本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。