润石科技产品在多普勒胎心仪的应用

发布日期:2020-03-04 14:08:40

便携式的超声多普勒胎心仪适用于家庭应用场合,利用母体中胎儿的心脏细胞收缩和扩张运动对超声波束形成的多普勒效应为基础,在被心跳信号调制了幅度和频率的回波信号中,通过一系列的硬件电路来提取出低频的心跳信号。

目前市面上售卖的多普勒胎心仪,功能十分强大,可以实时绘制胎心的监测曲线,显示胎儿的心率,监听心跳的声音,还可以通过无线的方式推送到手机 APP。

润石科技作为一家拥有高性能模拟信号链设计能力的公司,旗下产品线跟超声波多普勒胎心仪等消费类医疗产品具有非常高的匹配度,包括运算放大器、比较器、模拟开关、LDO 等产品,广泛应用于各类医疗仪器产品。

典型的多普勒胎心仪原理框图如下:

图片6.png

上图中,逻辑非门与晶振构成的振荡电路,一般产生2.5MHz频率的载波,一路用于超声探头的发射,另一路用于接收解调电路中模拟开关 RS2057的同步斩波频率,经过胎心细胞反射回来的信号,被接收探头检测到后,幅度只有 uV 级别,十分微弱,因此在接收探头的匹配电路后面,需要一个低噪声高带宽的运放进行放大,推荐使用 RS624、RS822、RS8752。

对一个调幅信号来说,要提取出基带信号,最好的方式是使用乘法器之类的器件,传统的多普勒胎心仪确实广泛应用 MC1496 等乘法器来解调出胎心信号,不过成本较高。新的实现方式可以采用开关斩波+有源低通滤波器,这种电路结构同样可以有效降低载波信号带来的干扰,RS2057 是导通电阻 4.5Ω,带宽300MHz,开关速度在 30ns 级别的模拟开关,非常适合高频率的开关斩波应用。RS624 是低噪声高带宽运放,可用于设计低通,带通类型的有源滤波器,由于回波信号十分微弱,因此往往需要两到三级的放大。

放大后的低频胎心音频信号,一般需要提供给外部喇叭或者耳机,RS2118 是一个可以通过负压的模拟开关,单电源供电下可以通过最高 -2V的信号,适用于切换多通道的音频信号。同样在系统的供电中,RS3236 低功耗 LDO 可以为 MCU 或者其他器件供电。

总结来看,润石科技可以适用于多普勒胎心仪的产品有:

低噪声高带宽运放:RS624,RS822,RS8752;

低导通电阻模拟开关:RS2057,RS2118;

低功耗 LDO:RS3236。

运放 RS624,RS822,RS8752 主要参数对比:

QQ截图20200225105721.png

模拟开关 RS2057,RS2118 主要参数对比:

QQ截图20200225105752.png

低功耗 LDO  RS3236 的主要参数如下:

◆ 宽输入电压范围:1.7V~7.5V,支持 4 节干电池输入;

◆ 内部最大输出限流点:>500mA;

◆ 超低静态电流:20uA;

◆ 超低压差:1mV/mA;

◆ 超高 PSRR:70dB@1KHz;

◆ 输出电压精度可选:1% 或者 2.5%;

◆ 多种固定输出电压可选,有 SOT-23,SOT-89-3,SOT-23-5,UTDFN-1*1-4L 封装可选。