一种双通道低频调制中频双极性脉冲信号产生系统

本发明涉及集成电路，具体涉及一种双通道低频调制中频双极性脉冲信号产生系统。

背景技术：

1、低频调制中频双极性电流信号兼有低、中频电流的刺激特点，且由于其波形、波幅、频率、调幅度的不断变化，人体不易适应从而可以保持持续的刺激效果。通过将现代生物电刺激技术和传统中医针灸理论相结合的经皮穴位电刺激技术(teas:transcutaneouselectrical acupoint stimulation)，已经在医疗、康复、保健领域得到广泛应用，也是现代医疗器械领域研究的热点之一。

2、根据中医针灸理论与实践，对人体疾病的治疗、人体机能的康复及日常保健，往往需要在多个穴位上实施刺激作用，才能达到更好的效果，现有的中频眼部治疗仪系统一般低频信号较少，且通道单一，不能同步产生多个穴位电刺激信号，从而不能实现对多个穴位的同时同步刺激。

3、因此，现需要一种能够对多个穴位同时同步刺激的双通道低频调制中频双极性脉冲信号产生系统。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种双通道低频调制中频双极性脉冲信号产生系统，以解决现有技术中的医疗器械不能对多个穴位同时同步刺激的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种双通道低频调制中频双极性脉冲信号产生系统，包括：供电及信号隔离电路、分别与供电及信号隔离电路连接的信号产生主模块和信号产生从模块；信号产生主模块和信号产生从模块中的电路结构一致。

3、信号产生主模块包括依次连接的第一升降压电源电路、第一mcu控制器电路、第一中频双极性脉冲信号产生电路和第一信号输出接口，还包括与第一mcu控制器电路连接的第一输出电流检测电路和第一低频电流信号产生电路，第一低频电流信号产生电路还与第一中频双极性脉冲信号产生电路连接。

4、进一步地，供电及信号隔离电路包括：供电隔离电路；供电隔离电路为：电源隔离芯片u6，电源隔离芯片u6的gnd1端和agnd连接，电源隔离芯片u6的vin端和vdd12连接，vdd12和agnd为信号产生主模块的电源信号；电源隔离芯片u6的gnd2端和agnd2连接，电源隔离芯片u6的vout端和vdd12_2连接，vdd12_2和agnd2为信号产生从模块的电源信号。

5、进一步地，供电及信号隔离电路还包括：串行通信隔离电路，串行通信隔离电路包括光电隔离器件u13和光电隔离器件u14，信号产生主模块中的u13和u14分别产生发送信号uart2_tx和接收信号uart2_rx，与信号产生主模块中的第一mcu控制器电路的引脚连接；然后再经过信号产生从模块中的u13和u14，和信号产生从模块中的第二mcu控制器电路的接收信号uart2_rx_2和发送信号uart2_tx_2引脚相连接。

6、进一步地，第一升降压电源电路包括：降压电路；vdd12为降压电路的输入电压，vdd12连接电容c18、电容c52以及电阻r76后，再连接降压芯片u10的en端，降压芯片u10的bs端和sw端分别连接电容c48的两端，电容c48、电感l2、滤波电容c53、滤波电容c54、瞬变抑制二极管d15和保险丝f1依次连接后输出直流电源信号；其中，电感l2、电阻r64和电阻r65依次连接，输出直流电源的电压由电阻r64、电阻r65确定，即降压电路的输出电压vout为：降压电路的输出电压为串行通信隔离电路的输入电压。

7、进一步地，第一升降压电源电路还包括：升压电路；vdd12为升压电路的输入电压，经过输入滤波电容c16、电阻r58、跨接电感l3输入到升压芯片u11；经跨接电感l3、反馈分压电阻r56、反馈分压电阻r59、反馈环路振荡抑制电容c43、输出滤波电容c44、二极管d32、瞬变抑制二极管d22和保险丝f4后输出电源电压，其中升压电路的输出电压vout'为：

8、进一步地，滤波电容c16、电阻r58和升压芯片u11的vin端与vdd12连接，电阻r58的另一端连接升压芯片u11的shdn端；跨接电感l3的一端连接升压芯片u11的vin端，另一端连接升压芯片u11的sw端，升压芯片u11的sw端、二极管d32、输出滤波电容c44、瞬变抑制二极管d22和保险丝f4依次连接，升压芯片u11的fb端分别与反馈环路振荡抑制电容c43、反馈分压电阻r56和反馈分压电阻r59连接，反馈环路振荡抑制电容c43、反馈分压电阻r56的另一端连接于二极管d32的阴极。

9、进一步地，第一低频电流信号产生电路由电压跟随电路、电压电流转换与放大电路连接而成，电压跟随电路为电压跟随压芯片u16，电压电流转换与放大电路为电压电流转换与放大芯片u15，电压跟随压芯片u16的out端与电压电流转换与放大芯片u15的in端连接。

10、进一步地，第一中频双极性脉冲信号产生电路包括：第一全桥驱动电路、第二全桥驱动电路和全桥电路，第一全桥驱动电路为第一全桥驱动芯片u6，第二全桥驱动电路为第二全桥驱动芯片u5，第一mcu控制器电路产生两路互补的pwm脉冲信号pwm1_a和pwm1_b，分别输入第一全桥电路驱动芯片u6和第二全桥电路驱动芯片u5的引脚；全桥电路包括四个nmos器件：q7、q8、q9和q10。

11、进一步地，电流检测电路包括：第一级放大电路、电压跟随与二级放大电路；第一级放大电路包括：单通道运算放大器u4，单通道运算放大器u4的输入信号current_test为全桥电路的输出，即全桥电路中的电流取样电阻r21；电压跟随与二级放大电路包括：两通道运算放大器u3，两通道运算放大器u3包括：第一运放通道和第二运放通道，其中，第一运放通道包括：-ina端、+ina端和outa端；第二运放通道包括：-inb端、+inb端、outb端和其他外围电路；第一运放通道组成电压跟随器，第二运放通道组成第二级放大电路；第一级放大电路的输出信号vo1，输入到电压跟随器的+ina端，电压跟随器的输出电压信号vo2作为第二级放大电路的输入信号，经第二级放大后的电压信号ad_current连接到第一mcu控制器电路的模拟量/数字量端。

12、进一步地，第一低频电流信号产生电路的输入电压信号为第一mcu控制器电路的source_ctrl信号，第一低频电流信号产生电路产生的电流源信号current_source作为全桥电路的电源信号，第一mcu控制器电路产生的ad_current信号输入电流检测电路的运算放大器芯片u3的outb端；第一mcu控制器电路输出不同的模拟电压信号source_ctrl，并输入第一低频电流信号产生电路的in+端，第一mcu控制器电路的串行输出和接收引脚，即uart0_tx端口和uart0_rx端口，通过双排接插件连接到蓝牙/wifi模块，降压电路输出的3.3v电压给mcu芯片进行供电。

13、本发明具有如下有益效果：

14、本发明在实现更多种低频信号对中频电流信号进行调制的同时，设计和实现了双通道信号的产生系统，且通道间互不串扰，且可以在此基础上进一步扩展至多通道，从而实现多个眼部相关穴位的电刺激，更有助于眼部疾病的治疗、康复和保健。系统还实现了对输出电流的实时检测，从而保证了系统使用过程的安全性，通过设计的蓝牙/wifi通信接口连接手机或个人电脑的软件系统，还可以实现对系统实用过程的数据管理和智能分析等功能。