信号调节电路、生命监测装置和电子设备的制作方法

1.本技术涉及健康监测技术领域，具体涉及一种信号调节电路、生命监测装置和电子设备。


背景技术：

2.目前，相关技术中的生命监测装置，获取到的生命体征信号的质量比较容易受到使用场景的影响。主要原因在于，相关技术中的生命监测装置根据单一的使用场景或者电子设备去设计，尤其是生命监测装置中获取生命体征信号的电路，根据使用的场景而固定了信号的放大倍数，因此在更换使用场景后会导致获取到的生命体征信号幅值较低，从而导致生命体征信号的检测精确度较低，以及影响后续根据生命体征信号进行生命体征状态检测的效果。


技术实现要素：

3.鉴于此，本技术提供一种信号调节电路、生命监测装置和电子设备，用于降低使用场景的转移对生命体征信号的检测精确度的影响。本技术技术方案如下：
4.一种信号调节电路，电连接至生命监测装置，所述信号调整电路包括：电压跟随电路，所述电压跟随电路用于接收生命体征信号，并降低所述生命体征信号的阻抗；运算放大电路，所述运算放大电路与所述电压跟随电路及所述生命监测装置连接，用于放大所述生命体征信号的幅值，并传输放大后的所述生命体征信号至所述生命监测装置；运放调节电路，所述运放调节电路与所述运算放大电路连接，用于接收调节指令并根据所述调节指令调节所述运算放大电路的放大倍数，以使所述放大后的所述生命体征信号的幅值调节至所述生命监测装置的预设幅值范围。
5.在其中一实施例中，所述运算放大电路包括第一运算放大器以及第一电阻；所述第一运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻与所述电压跟随电路连接，所述第一运算放大器的正相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端用于与所述生命监测装置连接。
6.在其中一实施例中，所述信号调整电路还包括控制电路，所述控制电路与所述运放调节电路连接，用于输出所述调节指令至所述运放调节电路。
7.在其中一实施例中，所述运放调节电路包括数字电位器、第一电容以及第一电源；所述数字电位器的第一引脚连接至所述第一电源，并通过所述第一电容接地；所述数字电位器的第二引脚接地；所述数字电位器的第三引脚以及第四引脚连接至所述控制电路；所述数字电位器的第五引脚连接至所述第一运算放大器的反相输入端；所述数字电位器的第六引脚连接至所述第一运算放大器的输出端。
8.在其中一实施例中，所述运放调节电路包括八路模拟开关器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第二电源以及第三电源；所述八路模拟开关器的第一引脚通过所述第二电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第二引脚通过所述第三电阻连接至所述第一运算放大
器的输出端；所述八路模拟开关器的第三引脚连接至所述第一运算放大器的反相输入端；所述八路模拟开关器的第四引脚通过所述第四电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第五引脚通过所述第五电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第六引脚以及第八引脚接地；所述八路模拟开关器的第七引脚连接至所述第三电源；所述八路模拟开关器的第九引脚、第十引脚以及第十一引脚连接至所述控制电路；所述八路模拟开关器的第十二引脚通过所述第六电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第十三引脚通过所述第七电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第十四引脚通过所述第八电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第十五引脚通过所述第九电阻连接至所述第一运算放大器的输出端；所述八路模拟开关器的第十六引脚连接至所述第二电源，并通过所述第二电容接地。
9.在其中一实施例中，所述电压跟随电路包括第二运算放大器、第三电容、第四电容、第四电源以及第五电源；所述第二运算放大器的正相输入端用于接收所述生命体征信号；所述第二运算放大器的反相输入端连接至所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输出端连接至所述运算放大电路；所述第二运算放大器的正极电源端连接至所述第四电源，并通过所述第三电容接地；所述第二运算放大器的负极电源端连接至所述第五电源，并通过所述第四电容接地。
10.在其中一实施例中，所述信号调节电路还包括：浪涌保护电路，所述电压跟随电路通过所述浪涌保护电路接收所述生命体征信号，所述浪涌保护电路用于滤除所述生命体征信号中的瞬态电压信号。
11.在其中一实施例中，所述浪涌保护电路包括第十电阻以及静电保护二极管；所述第十电阻的第一端连接至所述生命体征信号的接收端，并连接至所述电压跟随电路，所述第十电阻的第二端接地；所述静电保护二极管的第一端连接至所述生命体征信号的接收端，并连接至所述电压跟随电路，所述静电保护二极管的第二端接地。
12.第二方面，本技术提供一种生命监测装置，所述生命监测装置包括接收端、体征状态判断电路以及所述的信号调节电路；其中，所述接收端用于接收所述生命体征信号，所述体征状态判断电路用于根据所述生命体征信号获得相应的体征状态信息，所述信号调节电路用于将所述生命体征信号的幅值调节至所述生命监测装置的预设幅值范围。
13.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括生命体征传感器以及所述的生命监测装置；所述生命体征传感器用于获取所述生命体征信号。
14.本技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
15.通过运放调节电路调节运算放大电路的放大倍数，从而可灵活调节生命体征信号的幅值，将生命体征信号调节至生命监测装置所要求的预设幅值范围，以提高生命体征信号的检测精确度，以及降低使用场景的转移对生命体征信号的检测精确度的影响。
附图说明
16.图1是本技术实施方式提供的一种睡眠监测设备的结构示意图。
17.图2是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
18.图3是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
19.图4是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
20.图5是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
21.图6是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
22.图7是本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图。
23.图8是本技术实施方式提供的一种生命监测装置的结构示意图。
24.图9是本技术实施方式提供的一种电子设备的结构示意图。
25.元件符号说明
26.100-睡眠监测设备；110-压电传感器；120-生命监测装置；
27.200-信号调节电路-；210-电压跟随电路；220-运算放大电路；230-运放调节电路；240-控制电路；
28.300-信号调节电路-；310-电压跟随电路；320-运算放大电路；330-运放调节电路；340-控制电路；321-第一运算放大器；322-第一电阻；331-数字电位器；332-第一电容；333-第一电源；
29.400-信号调节电路-；410-电压跟随电路；420-运算放大电路；430-运放调节电路；440-控制电路；421-第一运算放大器；422-第一电阻；4301-八路模拟开关器；4302-第二电阻；4303-第三电阻；4304-第四电阻；4305-第五电阻；4306-第六电阻；4307-第七电阻；4308-第八电阻；4309-第九电阻；4310-第二电容；4311-第二电源；4312-第三电源；
30.500-信号调节电路-；510-电压跟随电路；520-运算放大电路；530-运放调节电路；540-控制电路；511-第二运算放大器；512-第三电容；513-第四电容；514-第四电源；515-第五电源；
31.500-信号调节电路-；510-电压跟随电路；520-运算放大电路；530-运放调节电路；540-控制电路；650-浪涌保护电路；651-第十电阻；652-静电保护二极管；
32.700-生命监测装置；710-接收端；720-信号调节电路；730-体征状态判断电路；
33.800-电子设备；810-生命体征传感器；820-生命监测装置。
具体实施方式
34.需要说明的是，本技术实施例中“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或多于两个。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。本技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
35.另外需要说明的是，本技术实施例中公开的方法或流程图所示出的方法，包括用于实现方法的一个或多个步骤，在不脱离权利要求的范围的情况下，多个步骤的执行顺序可以彼此互换，其中某些步骤也可以被删除。
36.目前，相关技术中的生命监测装置，获取到的生命体征信号的质量，比较容易受到使用场景的影响。主要原因为相关技术中的生命监测装置根据单一的使用场景或者电子设备去设计，尤其是生命监测装置中获取生命体征信号的电路，根据使用的场景而固定了信号的放大倍数，因此在更换使用场景后往往会导致获取到的生命体征信号幅值较低，从而导致生命体征信号的检测精确度较低，以及影响后续根据生命体征信号进行生命体征状态
检测的效果。上述生命监测装置可以应用于睡眠监测设备中。
37.请参考图1，图1为本技术实施方式提供的一种睡眠监测设备的结构示意图，该睡眠监测设备100包括压电传感器110以及生命监测装置120。其中该压电传感器110可以平铺在床垫上，用于接收用户睡眠时的体动信号，并将体动信号转换为生命体征信号。该生命监测装置120则接收该生命体征信号，对该生命体征信号进行处理。
38.但是，该压电传感器110获取的生命体征信号比较容易受到使用场景的影响，例如在床垫比较硬的场景下，压电传感器110的形变幅度比较小，这时候获取的生命体征信号的强度较小，若生命监测装置120获取到生命体征信号直接去进行处理，则无法准确地检测睡眠状态。同时，在床垫比较软的场景下，压电传感器110的形变幅度比较大，这时候获取的生命体征信号的强度较大，在利用生命体征信号进行睡眠状态的检测时，容易误判为持续体动的状态，从而影响检测的结果。并且，不同体重的用户在使用过程中压电传感器110的形变幅度也均不相同，同样也会影响检测的结果。
39.因此，本技术实施方式提供了一种信号调节电路，用于将生命体征信号调节至生命监测装置的预设幅值范围，以降低使用场景的转移对生命体征信号的检测精确度的影响。
40.请参考图2，图2为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，该信号调节电路200电连接至生命监测装置，包括电压跟随电路210、运算放大电路220、运放调节电路230以及控制电路240。
41.电压跟随电路210，电压跟随电路210与生命体征信号的接收端连接，用于接收生命体征信号，并降低生命体征信号的阻抗。
42.本技术实施方式中，上述生命体征信号为模拟信号，由生命体征传感器采集获得。该生命体征传感器可以包括体温传感器、体动传感器、呼吸传感器以及脉搏传感器等至少一种传感器的组合，例如该体温传感器可以为温敏电阻传感器等，该体动传感器可以为压电传感器等，这里不做限定。
43.其中，由于生命体征信号为模拟信号，自带阻抗，尤其是温敏电阻以及压电传感器等电阻类型的传感器，其阻抗是比较大的。因此在接收到生命体征信号后，通过电压跟随电路210可以有效降低其阻抗，从而降低生命体征信号传输至下一级电路后的信号干扰。
44.运算放大电路220，运算放大电路220与电压跟随电路210以及生命监测装置连接，用于放大生命体征信号的幅值，并传输放大后的生命体征信号至生命监测装置。
45.本技术实施方式中，上述由于生命体征传感器产生的初始信号的强度是比较弱的，即初始的生命体征信号的幅值比较低，因此需要经过运算放大电路220进行信号幅值的放大后，该生命体征信号才易于转换为数字信号，以及易于在生命监测装置中进行算法处理。
46.其中，上述运算放大电路220的放大倍数并不固定，在接收到模拟调节信号后，可以根据该模拟调节信号进行放大倍数调整，以使最终输出的生命体征信号的幅值符合该生命监测装置的要求。
47.运放调节电路230，运放调节电路230与运算放大电路220连接，用于接收调节指令并根据该调节指令调节运算放大电路220的放大倍数，以使放大后的生命体征信号的幅值调节至生命监测装置的预设幅值范围。
48.本技术实施方式中，上述调节指令可以为数字信号，该运放调节电路230在接收调节指令后，根据该调节指令生成相应的模拟调节信号，以传输该模拟调节信号至上述运算放大电路220，使运算放大电路220调节至相应的放大倍数，从而将生命体征信号的幅值调节至预设幅值范围。
49.其中，该预设幅值范围可以为一个固定的范围，即在不同的场景中去使用该生命监测装置时，通过该信号调节电路200会将获得的生命体征信号调节至该预设幅值范围，从而可以消除不同场景对生命体征信号的检测精度的影响。
50.请参考图3，图3为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，与图2相比，图3中的信号调节电路200还包括控制电路240。
51.控制电路240，控制电路240与运放调节电路230连接，用于输出调节指令至运放调节电路230。
52.本技术实施方式中，该控制电路240可以包括中包括控制单元，该控制单元包括但不限于mcu(microcontroller unit，微控制单元)、dsp(digital signal processing/processor，数字信号处理)、mpu(micro processor unit，微处理器单元)等，本技术实施方式不对控制单元进行具体限制。
53.其中，该调节指令可以预存在该控制电路240中，即该控制电路240中还包括有与上述控制单元连接的存储介质。例如，该存储介质中可以存储有多个调节指令，每个调节指令对应的放大倍数均不相同，控制单元可以选择其中的调节指令传输至运放调节电路230。并且，该控制单元可以连接至运算放大电路220的输出端，以采集生命体征信号，根据生命体征信号的强弱选择相应的调节指令，即可以形成闭环控制。
54.本技术实施方式中，该信号调节电路通过运放调节电路230调节运算放大电路220的放大倍数，从而可灵活调节生命体征信号的幅值，将生命体征信号调节至生命监测装置所要求的预设幅值范围，以提高生命体征信号的检测精确度，以及降低使用场景的转移对生命体征信号的检测精确度的影响。
55.请参考图4，图4为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，该信号调节电路300包括电压跟随电路310、运算放大电路320、运放调节电路330以及控制电路340。
56.其中该电压跟随电路310以及控制电路340与图2中的电压跟随电路210以及控制电路240相同或类似，具体可参考图2中有关电压跟随电路210以及控制电路240的描述，在此不再赘述。可以理解，图3所示的信号调节电路300与图2所示的信号调节电路200相比，其区别在于运算放大电路320以及运放调节电路330。
57.本技术实施方式中，该运算放大电路320包括第一运算放大器321，以及第一电阻322；第一运算放大器321的反相输入端通过第一电阻322与电压跟随电路连接，第一运算放大器321的正相输入端接地，第一运算放大器321的输出端用于与生命监测装置连接。
58.本技术实施方式中，该运放调节电路330包括数字电位器331、第一电容332以及第一电源333；数字电位器331的第一引脚连接至第一电源333，并通过第一电容332接地；数字电位器331的第二引脚接地；数字电位器331的第三引脚以及第四引脚连接至控制电路；数字电位器331的第五引脚连接至第一运算放大器321的反相输入端；数字电位器331的第六引脚连接至第一运算放大器321的输出端。
59.其中，该控制电路340通过第三引脚以及第四引脚传输调节指令至该数字电位器331，从而调节数字电位器331的第五引脚以及第六引脚之间的电阻值，从而调节该第一运算放大器321的放大倍数。假设第一电阻322的阻值为r1，该数字电位器331的第五引脚以及第六引脚之间的电阻值为rf，则
[0060][0060][0061]
请参考图5，图5为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，该信号调节电路400包括电压跟随电路410、运算放大电路420、运放调节电路430以及控制电路440。
[0062]
其中该电压跟随电路410、运算放大电路420以及控制电路440与图3中的电压跟随电路310、运算放大电路320以及控制电路340相同或类似，具体可参考图3中有关电压跟随电路310、运算放大电路320以及控制电路340的描述，在此不再赘述。可以理解，图4所示的信号调节电路400与图3所示的信号调节电路300相比，其区别在于运放调节电路430。
[0063]
本技术实施方式中，该运算放大电路420包括第一运算放大器421，以及第一电阻422。
[0064]
本技术实施方式中，该运放调节电路430包括八路模拟开关器4301、第二电阻4302、第三电阻4303、第四电阻4304、第五电阻4305、第六电阻4306、第七电阻4307、第八电阻4308、第九电阻4309、第二电容4310、第二电源4311以及第三电源4312；
[0065]
八路模拟开关器4301的第一引脚通过第二电阻4302连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第二引脚通过第三电阻4303连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第三引脚连接至第一运算放大器421的反相输入端；八路模拟开关器4301的第四引脚通过第四电阻4304连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第五引脚通过第五电阻4305连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第六引脚以及第八引脚接地；八路模拟开关器4301的第七引脚连接至第三电源4312；八路模拟开关器4301的第九引脚、第十引脚以及第十一引脚连接至控制电路；八路模拟开关器4301的第十二引脚通过第六电阻4306连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第十三引脚通过第七电阻4307连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第十四引脚通过第八电阻4308连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第十五引脚通过第九电阻4309连接至第一运算放大器421的输出端；八路模拟开关器4301的第十六引脚连接至第二电源4311，并通过第二电容4310接地。
[0066]
其中，第二电阻4302、第三电阻4303、第四电阻4304、第五电阻4305、第六电阻4306、第七电阻4307、第八电阻4308以及第九电阻4309的阻值大小均不相同。
[0067]
即控制电路440可以通过传输调节指令至该八路模拟开关器4301，使八路模拟开关器4301根据调节指令选择其中一个连接有上述电阻的引脚，与第三引脚闭合。从而调节第一运算放大器421的放大倍数。例如，控制电路440传输高电平至第九引脚以及第十引脚，并传输低电平至第十一引脚，则可以控制八路模拟开关器4301的第二引脚与第三引脚闭合。
[0068]
请参考图6，图6为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，该信
号调节电路500包括电压跟随电路510、运算放大电路520、运放调节电路530以及控制电路540。
[0069]
其中该运算放大电路520、运放调节电路530以及控制电路540与图2中的运算放大电路220、运放调节电路230以及控制电路240相同或类似，具体可参考图2中有关运算放大电路220、运放调节电路230以及控制电路240的描述，在此不再赘述。可以理解，图4所示的信号调节电路500与图2所示的信号调节电路200相比，其区别在于电压跟随电路510。
[0070]
本技术实施方式中，该电压跟随电路510包括第二运算放大器511、第三电容512、第四电容513、第四电源514以及第五电源515；第二运算放大器511的正相输入端连接至生命体征信号的接收端；第二运算放大器511的反相输入端连接至第二运算放大器511的输出端；第二运算放大器511的输出端连接至运算放大电路；第二运算放大器511的正极电源端连接至第四电源514，并通过第三电容512接地；第二运算放大器511的负极电源端连接至第五电源515，并通过第四电容513接地。
[0071]
其中，该第二运算放大器511的反相输入端连接至输出端形成电压跟随器，生命体征信号经过该电压跟随器的处理后可以有效降低其阻抗，从而减少后续信号处理过程中因阻抗而带来的信号干扰。该第四电源514为第二运算放大器511的正极供电电源，通过该第三电容512可以滤除第四电源514中的杂波，防止杂波对生命体征信号的影响。同理，该第五电源515为第二运算放大器511的负极供电电源，通过该第四电容513可以滤除第五电源515中的杂波，防止杂波对生命体征信号的影响。
[0072]
请参考图7，图7为本技术实施方式提供的一种信号调节电路的结构示意图，该信号调节电路600包括电压跟随电路610、运算放大电路620、运放调节电路630、控制电路640以及浪涌保护电路650。
[0073]
其中该电压跟随电路610、运算放大电路620、运放调节电路630以及控制电路640与前述实施方式中的电压跟随电路、运算放大电路、运放调节电路以及控制电路相同或类似，具体可参考前述实施方式中相应的内容，在此不再赘述。
[0074]
本技术实施方式中，该浪涌保护电路650，电压跟随电路610通过浪涌保护电路650连接至生命体征信号的接收端，浪涌保护电路650用于滤除生命体征信号中的瞬态电压信号。
[0075]
其中，浪涌保护电路650包括第十电阻651以及静电保护二极管652；第十电阻651的第一端连接至生命体征信号的接收端，并连接至电压跟随电路，第十电阻651的第二端接地；静电保护二极管652的第一端连接至生命体征信号的接收端，并连接至电压跟随电路，静电保护二极管652的第二端接地。该静电保护二极管652用于防止静电或瞬态电压击穿电压跟随电路610中的运算放大器元件。
[0076]
请参考图8，图8为本技术实施方式提供的一种生命监测装置的结构示意图。该生命监测装置700包括接收端710，体征状态判断电路730，以及前述的信号调节电路720。
[0077]
其中，该接收端710用于接收生命体征信号；该体征状态判断电路730用于根据生命体征信号获得相应的体征状态信息；该信号调节电路720用于将所述生命体征信号的幅值调节至生命监测装置700的预设幅值范围。
[0078]
本技术实施方式中，通过该信号调节电路720通过运放调节电路调节运算放大电路的放大倍数，从而可灵活调节生命体征信号的幅值，将生命体征信号调节至体征状态判
断电路730所要求的预设幅值范围，以提高生命体征信号的检测精确度，降低使用场景的转移对生命体征信号的检测精确度的影响，并且使体征状态判断电路730输出的体征状态信息准确度更高。
[0079]
请参考图9，图9为本技术实施方式提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备800包括生命体征传感器810，以及前述的生命监测装置820；生命体征传感器用于获取生命体征信号。
[0080]
其中，该电子设备800可以为睡眠监测设备、健康监测设备以及运动监测设备等应用人体生命特征信号的电子设备。通过该生命监测装置820中的信号调节电路，可以灵活调节生命体征信号的幅值，将生命体征信号调节至电子设备800所要求的预设幅值范围，以提高生命体征信号的检测精确度，以及降低使用场景的转移对电子设备800精确度的影响。
[0081]
以上所述的实施例仅仅是本技术的优选实施例方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形及改进，均应落入本技术的权利要求书确定的保护范围内。