一种超小型多功能高精度生理电采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医学技术以及可穿戴设备领域，具体涉及一种可以采集心电、肌电以及脑电的超小型多功能高精度生理电采集模块。
【背景技术】
[0002]可穿戴计算机是一种新概念、超微型、可穿戴的计算机系统，由于可以“穿戴”在人体上，所以可以实现人机之间自然、方便和直接的交互，使人们能以更自然的方式携带计算设备和获得计算功能，最终实现人机之间的“最佳结合和协同”。据权威部门预测，可穿戴科技会是市场上的下一个重头戏，未来三五年市场价值将从今天30?50亿美元发展到约500亿美元，市场潜力非常巨大(魏保志.热点技术专利预警分析(可穿戴计算设备分册)[M],北京:知识产权出版社，2014，I)。
[0003]整体来看，中国可穿戴设备市场主要的产品形态以智能手表为主，手环、项圈等为辅，功能分布在娱乐休闲以及健身、医疗健康领域，企业多在北京、深圳等一线城市。速途研究院预测，运动健身、医疗健康将成为重点发展的细分领域(冀静.速途研究院:2013年可穿戴设备市场分析[EB/0L].http://www.sooto0.com/content/467072.shtml，12 月 6 日，2013)。然而，传统的医疗电子仪器因为体积庞大、功耗甚高无法很好地嵌入到可穿戴设备当中。
[0004]市场上已经有一些极具创意和价值的可穿戴健康设备，例如，Zephyr B1Module健身服和brainlink意念头箍。Zephyr B1Module健身服胸部位置有一个圆形的生物学传感器(B1Module)，这个生物学传感器中有一个能够监测动作和速度的加速度计，能够测量使用者的心率、呼吸速率和皮肤温度(魏保志.热点技术专利预警分析(可穿戴计算设备分册)[M].北京:知识产权出版社，2014，10-11)。brainlink意念头箍是深圳市宏智力科技有限公司推出的一款基于单通道脑电信号的可穿戴设备，用户可以通过其进行一些训练和操作。但是，这些可穿戴健康设备绝大多数都不是基于生理电信号开发的，但生理电信号在疾病诊断中具备极大的意义。即使有小部分设备是基于生理电信号开发，这些设备也只能采集1-2通道的生理电信号，这远远无法满足把可穿戴设备用于疾病诊断的要求。之所以出现这样状况，是因为生理电信号不仅幅度微小，而且频率很低。因此，对各种噪声及漂移特性的限制和要求就十分严格(余学飞.现代医学电子仪器原理与设计[M].广州:华南理工大学出版社，2007，8)。而市场上现有生理电采集模块不仅体积庞大、功耗甚高而且使用效果不能完全满足人们的要求，这不符合可穿戴设备小型化、低功耗、高性能的要求，导致了基于生理电信号开发的可穿戴设备在市场上数量极少。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种超小型多功能高精度生理电采集装置，通过合理化设计电路，使得该装置体积小，性能组、功能多样。
[0006]本发明的一种超小型多功能高精度生理电采集装置，包括第一 PFC连接器集成区、呼吸信号检测电路集成区、多通道差分滤波电路与威尔逊中心网络电路集成区、右腿驱动电路集成区、芯片集成区、芯片所需外围电路集成区、供电电路集成区、第二 PFC连接器集成区和第三PFC连接器集成区；第一 PFC连接器集成区、呼吸信号检测电路集成区、多通道差分滤波电路与威尔逊中心网络电路集成区、右腿驱动电路集成区、芯片集成区与芯片所需外围电路集成区位于PCB板的正面，供电电路集成区、第二 PFC连接器集成区和第三PFC连接器集成区为与PCB板的背面；第一 PFC连接器集成区上集成有第一 PFC连接器Jl，呼吸信号检测电路集成区上面集成有呼吸信号检测电路，多通道差分滤波电路与威尔逊中心网络电路集成区上集成有多通道差分滤波电路和威尔逊中心网络电路，右腿驱动电路集成区上集成有右腿驱动电路，芯片集成区上集成有第一芯片U1、芯片所需外围电路集成区上集成有第一芯片Ul所需的外围电路，供电电路集成区上集成有供电电路，第二 PFC连接器集成区上集成有第二 PFC连接器J2，第三PFC连接器集成区上集成有第三PFC连接器J3 ;第三PFC连接器J3与供电电路通过PCB板背板走线相连，供电电路还与第一芯片Ul通过PCB板背板走线相连，第一芯片Ul还与右腿驱动电路、多通道差分滤波电路、威尔逊中心网络电路、呼吸信号检测电路以及第二 PFC连接器通过PCB板背板走线相连，右腿驱动电路、多通道差分滤波电路和威尔逊中心网络电路还与第一 PFC连接器Jl相连，第一芯片Ul内还集成有电极脱落检测电路。
[0007]优选地，所述供电电路包括第二芯片U2、第三芯片U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第五十八电容C58和第五十九电容C59 ;第二芯片U2的接脚I接地、接脚2与第九电阻R9串联，接脚3与第十七电容C17并联在接脚2与第九电阻R9导线上，接脚4空接，接脚5与第十六电容C16和第五十八电容C58并联，接脚5与AVSS串联，第九电阻R9与AVSSl和AVSS2串联；第三芯片U3的接脚7接地，接脚6与第十电阻RlO串联，接脚8与第十八电容C18并联在接脚6与第十电阻RlO导线上，接脚10空接，接脚9与第十九电容C19和第五十九电容C59并联，接脚9与AVDD串联，第十电阻RlO与AVDDl和AVDD2串联。
[0008]优选地，所述多通道差分滤波电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第^^一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十九二极管D19、第二十二极管D20、第二^^一二极管D21、第二十二二极管D22、第二十三二极管D23、第二十四二极管D24、第二十五二极管D25、第二十六二极管D26、第二十七二极管D27、第二十八二极管D28、第二十九二极管D29、第三十二极管D30、第三^^一二极管D31、第三十二二极管D32、第二十电容C20、第二^^一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第三十电容C30、第三^^一电容C31、第三十二电容C32、第三十三电容C33、第三十四电容C34、第三十五电容C35、第三十六电容C36、第三十七电容C37、第三十八电容C38、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四^^一电容C41、第四十二电容C42、第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第四十八电容C48、第四十九电容C49、第五十电容C50、第五^^一电容C51、第五十二电容C52、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第五十五电容C55、第五十六电容C56、第五十七电容C57、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三^^一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四^^一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十六电阻R46、第四十七电阻R47、第四十八电阻R48、第四十九电阻R49、第五十电阻R50、第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第五十四电阻R54、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、第五十八电阻R58、第五十九电阻R59、第六十电阻R60、第六^^一电阻R61和第六十二电阻R62 ;第十三电阻R13、第十四电阻R14与INlN串联，第十五电阻R15、第十六电阻R16与INlP串联，第二十电容C20、第二^^一电容C21、第一二极管Dl和第二二极管D2与第十四电阻R14并联，第二十二电容C22、第二十三电容C23、第三二极管D3和第四二极管D4与第十六电阻R16并联，第二十电容C20、第二^^一电容C21、第二十二电容C22和第二十三电容C23接地，第一二极管Dl和第三二极管D3接AVDD，第二二极管D2和第四二极管D4接AVSS，第十三电阻R13接第一 PFC连接器Jl节点18，第十五电阻R15接第一 PFC连接器Jl节点17 ;
[0009]第二十三电阻R23、第二十四电阻R24与IN2N串联，第二十五电阻R25、第二十六电阻R26与IN2P串联，第三十电容C30、第三^^一电容C31、第五二极管D5和第六二极管D6与第二十四电阻R24并联，第三十二电容C32、第三十三电容C33、第七二极管D7和第八二极管D8与第二十六电阻R26并联，第三十电容C30、第三^^一电容C31、第三十二电容C32和第三十三电容C33接地，第五二极管D5和第七二极管D7接AVDD，第六二极管D6和第八二极管D8接AVSS，第二十三电阻R23接第一 PFC连接器Jl节点16，第二十五电阻R25接第一 PFC连接器Jl节点15，第二十七电阻R27与第二十六电阻R26并联，第二十七电阻R27接 AVDD ;
[0010]第二十九电阻R29、第三十电阻R30与IN3N串联，第三^^一电阻R31、第三十二电阻R32与IN3P串联，第三十四电容C34、第三十五电容C35、第九二极管D9和第十二极管DlO与第三十电阻R30并联，第三十六电容C36、第三十七电容C37、第^^一二极管Dll和第十二二极管D12与第三十二电阻R32并联，第三十四电容C34、第三十五电容C35、第三十六电容C36和第三十七电容C37接地，第九二极管D9和第^^一二极管Dll接AVDD，第十二极管DlO和第十二二极管D12接AVSS，第二十九电阻R29接第一 PFC连接器Jl节点14，第Si电阻R31接第一 PFC连接器Jl节点13，第三十三电阻R33与第三十二电阻R32并联，第三十三电阻R33接AVDD ；
[0011]第三十五电阻R35、第三十六电阻R36与IN4N串联，第三十七电阻R37、第三十八电阻R38与IN4P串联，第三十八电容C38、第三十九电容C39、第十三二极管D13和第十四二极管D14与第三十六电阻R36并联，第四十电容C40、第四^^一电容C41、第十五二极管D15和第十六二极管D16与第三十八电阻R38并联，第三十八电容C38、第三十九电容C39、第四十电容C40和第四^^一电容C41接地，第十三二极管D13和第十五二极管D15接AVDD，第十四二极管D14和第十六二极管D16接AVSS，第三十五电阻R35接第一 PFC连接器Jl节点1