ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к схеме преобразования напряжение-частота и, в частности, к схеме резистивно-емкостного (RC) генератора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Преобразование аналогового значения в цифровое значение (A/D (аналого-цифровое) преобразование) используют для измерения аналоговой величины, например напряжения, тока, емкости и т.п. Существуют различные типы способов, содержащие интегрирование, последовательное аппроксимирование и ΔΣ, при этом выбирают способ преобразования, наиболее подходящий для заданной аналоговой величины. Интегральные схемы (ИС), объединяющие упомянутые схемы, промышленно выпускаются различными производителями.
Однако стоимость упомянутых ИС высока и необходимо управление программным обеспечением.
Кроме того, если разрешение повышают для выполнения высокоточного измерения, то стоимость обычно становится выше на данную величину.
На практике частота позволяет выполнять самое надежное и высокоточное измерение, и, следовательно, при использовании частоты возможно A/D-преобразование с небольшими затратами и высокой точностью.
Например, в находящейся на рассмотрении заявке на патент Японии № 9-113310 описано сенсорное устройство пьезорезистивного типа, а также описан способ коррекции изменения датчика и преобразования упомянутого изменения в частоту.
В находящейся на рассмотрении заявке на патент Японии № 10-104292 описано сенсорное устройство емкостного типа, а также описана схема для преобразования емкостной составляющей, которая изменяется в зависимости от давления, в частоту.
ДОКУМЕНТАЛЬНЫЕ ССЫЛКИ НА ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: находящаяся на рассмотрении заявка на патент Японии № 9-113310
Патентный документ 2: находящаяся на рассмотрении заявка на патент Японии № 10-104292
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В находящейся на рассмотрении заявке на патент Японии № 9-113310 описано сенсорное устройство пьезорезистивного типа и способ, в котором применяется схема резистивно-емкостного (CR) генератора, но выбран сложный способ преобразования с вычислением периодической разновременности частот генерации, генерируемых двумя схемами резистивно-емкостного (CR) генератора, и, следовательно, существует такой недостаток, как высокая стоимость. Сенсорное устройство емкостного типа, описанное в находящейся на рассмотрении заявке на патент Японии № 10-104292, характеризуется такими недостатками, как сильная зависимость от температурных характеристик и высокая стоимость.
СРЕДСТВА ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛИ
Целью настоящего изобретения является создание высокоточной схемы преобразования напряжение-частота на основе простого способа и устройства измерения кровяного давления, оборудованного упомянутой схемой.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения схема преобразования напряжение-частота содержит схему RC (резистивно-емкостного) генератора с емкостной составляющей и резистивной составляющей. Схема RC-генератора содержит ввод, на который подается входное напряжение, первый резистивный элемент, подсоединенный между вводом и первой внутренней точкой разветвления, первый конденсатор, содержащий один электрод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный со второй внутренней точкой разветвления, второй резистивный элемент, содержащий один проводящий вывод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления параллельно первому конденсатору, первую логическую схему, соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента и подсоединенную между первой внутренней точкой разветвления и второй внутренней точкой разветвления через второй резистивный элемент, вторую логическую схему, соединенную со второй внутренней точкой разветвления, для вывода колебательного сигнала в соответствии с выходным сигналом первой логической схемы, и первый переключающий элемент для электрического подключения первой внутренней точки разветвления, соединенной с одним электродом, к фиксированному напряжению для заряда и разряда первого конденсатора в соответствии с уровнем напряжения второй внутренней точки разветвления.
Входное напряжение, предпочтительно, соответствует выходному напряжению датчика пьезорезистивного типа.
Первый переключающий элемент, предпочтительно, является проводящим, когда уровень напряжения во второй внутренней точке разветвления больше или равен пороговому значению и первая внутренняя точка разветвления, соединенная с одним электродом, электрически подключена к фиксированному напряжению, так что первый конденсатор разряжается. Первый переключающий элемент является непроводящим, когда уровень напряжения во второй внутренней точке разветвления меньше, чем пороговое значение, и первая внутренняя точка разветвления, соединенная с одним электродом, подключена к входному напряжению, так что первый конденсатор заряжается.
В схеме расположены третий резистивный элемент, подсоединенный между вводом и третьей внутренней точкой разветвления, второй конденсатор, содержащий один электрод, соединенный с третьей внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный с четвертой внутренней точкой разветвления, и четвертый резистивный элемент, содержащий один проводящий вывод, соединенный с третьей внутренней точкой разветвления параллельно второму конденсатору. Первая логическая схема содержит первую инверторную схему, соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента, и схему исключающего ИЛИ для получения входного сигнала с вывода третьей инверторной схемы и другого проводящего вывода четвертого резистивного элемента и для вывода входного сигнала во вторую внутреннюю точку разветвления. Вторая логическая схема содержит второй инвертор, подсоединенный между второй внутренней точкой разветвления и четвертой внутренней точкой разветвления, и третью инверторную схему, соединенную с четвертой внутренней точкой разветвления. В схеме дополнительно расположен второй переключающий элемент для электрического подключения третьей внутренней точки разветвления, подсоединенной к одному электроду, к фиксированному напряжению, для разряда второго конденсатора в соответствии с уровнем напряжения четвертой внутренней точки разветвления.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения устройство измерения кровяного давления содержит манжету для оборачивания вокруг предварительно заданного места измерения на человеке-объекте измерения и средство определения давления для определения давления манжеты. Средство определения давления содержит датчик пьезорезистивного типа для формирования напряжения в соответствии с давлением манжеты и схему RC-генератора, содержащую емкостную составляющую и резистивную составляющую. Схема RC-генератора содержит ввод, на который подается входное напряжение, первый резистивный элемент, подсоединенный между вводом и первой внутренней точкой разветвления, первый конденсатор, содержащий один электрод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный со второй внутренней точкой разветвления, второй резистивный элемент, содержащий один проводящий вывод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления параллельно первому конденсатору, первую логическую схему, соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента и подсоединенную между первой внутренней точкой разветвления и второй внутренней точкой разветвления через второй резистивный элемент, вторую логическую схему, соединенную со второй внутренней точкой разветвления, для вывода колебательного сигнала в соответствии с выходным сигналом первой логической схемы, и первый переключающий элемент для электрического подключения первой внутренней точки разветвления, соединенной с одним электродом, к фиксированному напряжению для заряда и разряда первого конденсатора в соответствии с уровнем напряжения второй внутренней точки разветвления.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Схема преобразования напряжение-частота и устройство измерения кровяного давления в соответствии с настоящим изобретению содержат первый переключающий элемент, заряжающий или разряжающий первый конденсатор в соответствии с выходным сигналом первой логической схемы. Время заряда первого конденсатора изменяется соответственно входному напряжению, подаваемому на ввод, и, следовательно, частоту колебательного сигнала можно регулировать простым способом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - внешний вид в перспективе сфигмоманометра 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - блок-схема, представляющая аппаратную конфигурацию сфигмоманометра 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - принципиальная схема к описанию датчика 32 давления пьезорезистивного типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - принципиальные схемы к описанию обычной схемы RC-генератора.
Фиг. 5 - графики, поясняющие уровень напряжения каждой точки разветвления обычной схемы RC-генератора.
Фиг. 6 - принципиальная схема к описанию схемы 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 7 - графики, поясняющие уровень напряжения каждой точки разветвления схемы 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 8 - принципиальная схема к описанию схемы 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 - графики, поясняющие уровень напряжения каждой точки разветвления схемы 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения.
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи. Одинаковые позиции обозначают на фигурах одинаковые или соответствующие участки, описание которых в дальнейшем не повторяются.
<Внешний вид и конфигурация>
В дальнейшем сначала будет приведено описание внешнего вида и конфигурации устройства 1 измерения кровяного давления (называемого далее «сфигмоманометром 1») в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
(Внешний вид)
Описание сфигмоманометра 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения приведено ниже со ссылкой на фиг. 1.
Как показано на фиг. 1, сфигмоманометр 1 содержит основной блок 10 и манжету 20 для оборачивания на запястье человека-объекта измерения. Основной блок 10 присоединен к манжете 20. Дисплейный блок 40, выполненный на основе жидкого кристалла или подобным способом, и блок 41 оперативного управления для получения команды от пользователя (как правило, человека-объекта измерения) расположены на поверхности основного блока 10. Блок 41 оперативного управления содержит множество переключателей.
(Аппаратная конфигурация)
Описание аппаратной конфигурации сфигмоманометра 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения приведено ниже со ссылкой на фиг. 2.
Как показано на фиг. 2, манжета 20 сфигмоманометра 1 содержит пневматическую камеру 21. Пневматическая камера 21 подсоединена к пневматической системе 30 воздушной трубкой 31.
Кроме дисплейного блока 40 и блока 41 оперативного управления основной блок 10 содержит пневматическую систему 30, CPU (центральный процессор) 100 для управления каждым блоком централизованным способом и выполнения вычислительными процедурами различных типов, память 42 для хранения программ, назначающих центральному процессору (CPU) 100 выполнение предварительно заданной операции и данных различных типов, энергонезависимую память (например, флэш-память) 43 для хранения измеренного кровяного давления, источник 44 питания для подачи питания в центральный процессор (CPU) 100 или подобное устройство, блок 45 отсчета времени для выполнения операции отсчета времени, блок 46 ввода/вывода данных для получения извне ввода данных и звуковой сигнализатор 62 для испускания предупредительного или подобного звукового сигнала.
Блок 41 оперативного управления содержит переключатель 41A питания для получения ввода команды на включение или выключения питания, переключатель 41B измерения для получения команды на начало измерения, выключатель 41C для получения команды на прекращение измерения и переключатель 41D памяти для получения команды на считывание информации, например кровяного давления, сохраненной во флэш-памяти 43. Блок 41 оперативного управления может также содержать переключатель ID (идентификации) (не показанный), применяемый для ввода ID (идентификатора) для идентификации человека-объекта измерения. Следовательно, запись и считывание данных измерения можно выполнять для каждого человека-объекта измерения.
Пневматическая система 30 содержит датчик 32 давления для определения давления (манжетного давления) в пневматической камере 21, насос 51, чтобы подавать воздух в пневматическую камеру 21 для нагнетания манжетного давления, и клапан 52, подлежащий открытию и закрытию для выпуска или запирания воздуха в пневматической камере 21.
Основной блок 10 дополнительно содержит усилитель 33, схему 34 преобразования напряжение-частота (схему генерации), схему 53 управления приводом насоса и схему 54 управления приводом клапана, имеющие отношение к пневматической системе 30.
В настоящем примере датчик 32 давления является, например, датчиком давления пьезоэлектрического типа. Усилитель 33 усиливает выходное напряжение датчика 32 давления и выдает усиленное напряжение в схему 34 преобразования напряжение-частота. Схема 34 преобразования напряжение-частота выдает сигнал, имеющий частоту генерации, соответствующую выходному напряжению датчику 32 давления, усиленную усилителем 33, в центральный процессор (CPU) 100. Схема 34 преобразования напряжение-частота описана в дальнейшем. Усилитель 33 выполнен с возможностью усиления разности, так как разность уровней напряжения (амплитуда) выходного сигнала из датчика 32 напряжения имеет небольшое значение, но, в частности, не обязателен, если разность уровней напряжения (амплитуда) выходного сигнала из датчика 32 напряжения имеет большое значение, и можно выбрать конфигурацию непосредственного подключения к датчику 32 давления.
Центральный процессор (CPU) 100 преобразует частоту генерации, полученную из схемы 34 преобразования напряжение-частота в давление, и определяет давление. Схема 53 управления приводом насоса управляет приводом насоса 51 по сигналу управлению, подаваемому из центрального процессора (CPU) 100. Схема 54 управления приводом клапана выполняет управление открытием/закрытием клапана 52 по сигналу управления, подаваемому из центрального процессора (CPU) 100.
Насос 51, клапан 52, схема 53 управления приводом насоса и схема 54 управления приводом клапана составляют конфигурацию регулировочного механизма 50 для регулировки манжетного давления. Устройство для регулировки манжетного давления не ограничено вышеупомянутым механизмом.
Например, блок 46 ввода/вывода данных выполняет считывание и запись программ и данных из/в съемного(ый) носителя(ль) 132 записи. Блок 46 ввода/вывода данных может выполнять передачу и прием программ и данных по линии связи в/из внешний компьютер (не показанный).
Как показано на фиг. 1, сфигмоманометр 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит основной блок 10, прикрепленный к манжете 20, но основной блок 10 и манжета 20 могут быть соединены воздушной трубкой (воздушной трубкой 31 на фиг. 2), как принято в плечевом сфигмоманометре.
Пневматическая камера 21 расположена в манжете 20, но текучая среда, подаваемая в манжету 20, не ограничена воздухом и может быть жидкостью или гелем. В альтернативном варианте заполняющая среда не ограничена текучей средой и может представлять собой однородные тонкодисперсные частицы, например микрошарики.
В настоящем варианте осуществления предварительно заданное место измерения является запястьем, но не ограничено запястьем и может быть любым другим местом, например плечом.
Датчик 32 давления пьезоэлектрического типа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения описан ниже с использованием фиг. 3.
Как показано на фиг. 3, датчик 32 давления содержит резистивные элементы Rp1-Rp4, подсоединенные параллельно между источником питания с напряжением Vd и заземлением с напряжением GND, которое является фиксированным напряжением. Соединительная точка разветвления между резисторными элементами Rp1 и Rp2 подсоединена к выводу со стороны (+). Соединительная точка разветвления между резисторными элементами Rp3 и Rp4 подсоединена к выводу со стороны (-). Датчик давления резистивного типа формирует разность потенциалов на выводе, так как значение сопротивления каждого резистивного элемента изменяется соответственно давлению. Датчик 32 давления выдает сигнал напряжения, формируемый на выводе, в схему 34 преобразования напряжение-частота через усилитель 33.
Далее, сначала, приведено описание обычной схемы RC-генератора.
Обычная схема RC-генератора описана ниже с использованием фиг. 4.
Как показано на фиг. 4(a), обычная схема RC-генератора содержит резистивные элементы 12, 13, схемы ИЛИ-НЕ 11A-11C и конденсатор 14.
Резистивный элемент 13 расположен между точкой NA разветвления и точкой NB разветвления. Резистивный элемент 12 расположен между точкой NA разветвления и одним боковым вводом входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A.
Емкость 14 содержит один электрод, подсоединенный к точке NA разветвления, и другой электрод, подсоединенный к точке NC разветвления. Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A подсоединен к точке NA разветвления через резистивный элемент 12, и другой боковой ввод подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ выводится в один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11B.
Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11В подсоединен к выходной точке разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A, и другой боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11В подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ передается в точку NC разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11C.
Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11C подсоединен к точке NC разветвления, и другой боковой ввод подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ передается в выходную точку NB разветвления.
Другая входная точка разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A, 11В, 11C подключена к напряжению GND заземления. Поэтому каждая из схем ИЛИ-НЕ 11A, 11B, 11C выполняет функцию инверторной схемы для инвертирования и выдачи входного сигнала.
Далее приведено описание работы схемы RC-генератора.
Схема RC-генератора характеризуется частотой генерации, установленной временем до достижения порогового значения схемы ИЛИ-НЕ 11A схемой постоянной времени, содержащей резистивный элемент 13 и конденсатор 14.
В частности, если для входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A установлен уровень «L» («низкий») и уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A становится «H» («высоким»), то в точке NB разветвления также устанавливается уровень «H» через схемы ИЛИ-НЕ 11В, 11C.
Если конденсатор 14 заряжается и напряжение точки NA разветвления достигает уровня «H», одна входная точка разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A также достигает уровня «H» и уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется. Вместе с тем уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A переходит с уровня «H» на уровень «L», так что в точке NB разветвления также устанавливается уровень «L» через схемы ИЛИ-НЕ 11В, 11C.
В свою очередь, когда электрический заряд, накопленный в конденсаторе 14, разряжается и уровень напряжения в точке NA разветвления становится уровнем «L», уровень в одной входной точке разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A также оказывается «L», так что уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется с уровня «L» на уровень «H». В точке NB разветвления также устанавливается уровень «H» через схемы ИЛИ-НЕ 11В, 11C.
Операция заряда и операция разряда повторяются, поэтому напряжение в точке NB разветвления попеременно выводится с уровнем «L» и уровнем «H» и в результате выполняется операция генерации.
Далее со ссылкой на фиг. 5 приведено описание уровня напряжения в каждой точке разветвления обычной схемы RC-генератора.
На фиг. 5 показаны формы сигналов напряжения в точках NA, NB, NC разветвления.
Ниже приведено описание периода операции заряда и операции заряда.
На фиг. 4(b) представлена схема к описанию операции заряда типичной схемы постоянной времени, сконфигурированной значением R сопротивления и емкостью C.
Другими словами, значение R сопротивления соответствует резистивной составляющей резистивного элемента 13 на фиг. 4(a) и емкость С соответствует емкостной составляющей конденсатора 14 на фиг. 4(a).
Напряжение Vo схемы постоянной времени выражается следующим уравнением.
Уравнение 1
Начальное условие для вычисления постоянной A интегрирования является таким, чтобы напряжение Vo выражалось нижеследующим уравнением, если Vo = 0 в момент времени t = 0.
Уравнение 2
С другой стороны, начальное условие операции заряда схемы RC-генератора, показанной на фиг. 4(a), состоит в том, что операция заряда начинается сразу после того, как напряжение достигает Vth в результате операции разряда. Другими словами, когда время t=0, напряжение Vo в точке Na разветвления становится Vth-Vd.
Следовательно, когда начальное условие подставляют в уравнение (1), то получают следующее уравнение.
Уравнение 3
Vth-Vd=Vd-B(Vi=Vd),
Решение вышеприведенного уравнения относительно t дает следующее уравнение.
Уравнение 4
Когда напряжение Vo передается во входную точку разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A и достигает порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется и устанавливается равным уровню «L». Другими словами, время до достижения порогового значения Vth вентиля ИЛИ-НЕ составляет время, когда Vo=Vth. Пороговое значение Vth вентиля ИЛИ-НЕ выражается нижеследующим уравнением при подстановке в вышеприведенное уравнение, так как пороговое значение Vth обычно составляет 1/2 от напряжения Vd источника питания.
Уравнение 5
Время tc, необходимое для операции заряда, выражается нижеследующим уравнением.
Уравнение 6
Ниже поясняется операция разряда.
На фиг. 4(c) представлена схема к описанию операции разряда типичной схемы постоянной времени, сконфигурированной значением R сопротивления и емкостью C.
Другими словами, значение R сопротивления соответствует резистивной составляющей резистивного элемента 13 на фиг. 4(a), и емкость С соответствует емкостной составляющей конденсатора 14 на фиг. 4(a).
Напряжение Vo схемы постоянной времени выражается следующим уравнением.
Уравнение 7
Начальное условие операции разряда схемы RC-генератора, показанной на фиг. 4(a), состоит в том, что операция разряда начинается сразу после того, как напряжение достигает Vth в результате операции заряда. Другими словами, когда время t=0, напряжение Vo в точке Na разветвления становится Vth+Vd.
Следовательно, когда начальное условие подставляют в уравнение (7), то получают следующее уравнение.
Уравнение 8
Решение вышеприведенного уравнения относительно t дает следующее уравнение.
Уравнение 9
Время до достижения порогового значения Vth вентиля ИЛИ-НЕ составляет время, когда Vo = Vth. Пороговое значение Vth вентиля ИЛИ-НЕ выражается нижеследующим уравнением при подстановке в вышеприведенное уравнение, так как пороговое значение Vth обычно составляет 1/2 от напряжения Vd источника питания.
Уравнение 10
Время td, необходимое для операции разряда, выражается нижеследующим уравнением.
Уравнение 11
Следовательно, схема RC-генератора, показанная на фиг. 4(a), может получать форму импульса с коэффициентом заполнения 50%, так как схема RC-генератора характеризуется соотношением времен tc=td.
Как пояснялось выше, время, равное сумме времени tc, необходимого для операции заряда, и времени td, необходимого для операции разряда, составляет один период.
Следовательно, частоту генерации можно изменять посредством изменения резистивной составляющей, емкостной составляющей и т.п., как очевидно из уравнений (6) и (11).
В обычном сенсорном устройстве емкостного типа применяют схему RC-генератора и принят способ изменения частоты генерации посредством изменения емкости конденсатора.
Схема 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения описана ниже со ссылкой на фиг. 6.
Как показано на фиг. 6, схема 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения содержит резистивные элементы 12, 13, 16, схемы ИЛИ-НЕ 11A-11C, конденсатор 14 и переключающий элемент 15.
Резистивный элемент 16 расположен между вводом и точкой N0 разветвления. Переключающий элемент 15 расположен между точкой N0 разветвления и заземлением с напряжением GND, которое является фиксированным напряжением, и становится проводящим в зависимости от уровня напряжения в точке NC разветвления. Резистивный элемент 13 расположен между точкой NO разветвления и точкой NA разветвления. Резистивный элемент 12 расположен между точкой NA разветвления и одним боковым вводом входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A.
Конденсатор 14, содержащий один электрод, соединенный с точкой NA разветвления, и другой электрод, соединенный с точкой NC разветвления. Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A соединен с точкой NA разветвления через резистивный элемент 12, и другой боковой ввод подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ выводится в один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11B.
Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11В соединен с выходной точкой разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A, и другой боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11В подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ передается в точку NC разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11С.
Один боковой ввод входной точки разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11С соединен с точкой NC разветвления, и другой боковой ввод подключен к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ передается в выходную точку NB разветвления.
Аналогично схеме RC-генератора в настоящем примере частота генерации устанавливается временем до достижения порогового значения схемы ИЛИ-НЕ 11A схемой постоянной времени, содержащей резистивные элементы 13, 16 и конденсатор 14.
В частности, если во входной точке разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A присутствует уровень «L», то сигнал на выходе упомянутой схемы устанавливается на уровень «H». Одновременно с этим сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В устанавливается на уровень «L», и сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11С устанавливается на уровень «H».
Поскольку уровень напряжения в точке NC разветвления находится на уровне «L», один электрод конденсатора 14 соединен с вводом через резистивные элементы 13, 16, то напряжение в точке NA разветвления выражается нижеследующим уравнением при операции заряда схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивными элементами 13, 16 и конденсатором 14. Другими словами, как изложено выше, начальным условием операции заряда схемы RC-генератора является входной сигнал, использующий уравнение (1).
Начальное условие является таким, чтобы напряжение Vo в точке NA разветвления равнялось Vth - Vd, когда время t = 0.
Уравнение 12
t=0, 
Решение вышеприведенного уравнения относительно t дает следующее уравнение.
Уравнение 13
Время до достижения порогового значения Vth вентиля ИЛИ-НЕ составляет время, когда Vo=Vth. Пороговое значение Vth вентиля ИЛИ-НЕ выражается нижеследующим уравнением при подстановке в вышеприведенное уравнение, так как пороговое значение Vth обычно составляет 1/2 от напряжения Vd источника питания.
Уравнение 14
Время te, необходимое для операции заряда, выражается нижеследующим уравнением.
Уравнение 15
Когда напряжение заряда передается во входную точку разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A и достигает порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется и устанавливается на уровень «L». Одновременно с этим сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В переходит с уровня «L» на уровень «H». Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C переходит с уровня «H» на уровень «L».
Переключающий элемент 15 проводит ток (включен) соответственно уровню напряжения (уровню «H») в точке NC разветвления при установке сигнала на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В на уровень «H». Тем самым осуществляется электрическое подключение к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и точке N0 разветвления. При этом напряжение в точке NB разветвления выражается нижеследующим уравнением при операции разряда схемой постоянной времени, содержащей резистивный элемент 13 и конденсатор 14.
Уравнение 16
Другими словами, уравнение (16) является таким же, как уравнение (11).
Когда соответствующее напряжение заряда передается во входную точку разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A и становится ниже, чем пороговое значение Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется и переходит с уровня «L» на уровень «H».
Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В переходит с уровня «H» на уровень «L». Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C переходит с уровня «L» на уровень «H».
Переключающий элемент 15 не проводит ток (выключен) соответственно уровню напряжения (уровню «L») в точке NC разветвления при установке сигнала на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В на уровень «L». Тем самым напряжение GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и точка N0 разветвления электрически разъединяются. Вместе с тем один электрод конденсатора 14 подсоединен к вводу через резистивные элементы 13, 16 и, следовательно, выполняется вышеописанная операция заряда.
Другими словами, сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C является колебательным сигналом уровня «L», уровня «H», уровня «L», … в соответствии с операцией заряда и операцией разряда.
В схеме 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления емкостная составляющая и резистивная составляющая конденсатора 14 и резистивных элементов 12, 13, 16 имеют фиксированные значения, и входное напряжение, подаваемое на ввод, изменяется. Входное напряжение, подаваемое на ввод является выходным напряжением, выдаваемым в зависимости от давления из датчика давления.
Описание уровней напряжения в каждой точке разветвления схемы 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения приведено ниже с использованием фиг. 7.
На фиг. 7 показаны уровни напряжения в точке NA разветвления и точке NC разветвления.
В конфигурации в соответствии с настоящим вариантом осуществления, то есть в конфигурации, в которой входное напряжение, подаваемое из ввода, изменяется, время заряда te изменяется как показано в уравнении (15). Время разряда не изменяется, так как емкостная составляющая и резистивная составляющая конденсатора 14 и резистивных элементов 12, 13 16 имеют фиксированные значения. Значение R сопротивления в уравнении (15) соответствует сумме значений резистивных составляющих резистивных элементов 13, 16 на фиг. 6. Емкость С соответствует емкостной составляющей конденсатора 14 на фиг. 6.
Так как время разряда до достижения порогового значения схемы ИЛИ-НЕ 11A зависит от входного напряжения, то период колебательного сигнала изменяется и частоту генерации можно изменять.
Другими словами, схемой 34 преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления выдается сигнал, имеющий частоту генерации в соответствии с выходным напряжением датчика 32 давления, в центральный процессор (CPU) 100, и центральный процессор (CPU) 100 преобразует частоту генерации в давление и определяет давление.
Следовательно, с помощью простого способа можно создать недорогую и высокоточную схему преобразования напряжение-частота. С использованием данной схемы можно также реализовать устройство измерения кровяного давления.
В конфигурации, показанной на фиг. 6, описана конфигурация схемы ИЛИ-НЕ, в которой одна входная точка разветвления подключена к напряжению GND заземления (с уровнем «L»), которое является фиксированным напряжением, однако возможно применение конфигурации, в которой вместо схемы ИЛИ-НЕ применяется схема И-НЕ с подключением одной входной точки разветвления к напряжению Vd (уровню «H») источника питания.
В конфигурации, показанной на фиг. 6, описана конфигурация, использующая схемы ИЛИ-НЕ 11A-11C, в которых соответствующая входная точка разветвления подключена к напряжению GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и, следовательно, выполняющая функцию инверторной схемы для инвертирования логического уровня входного сигнала. Следовательно, можно выбрать конфигурацию, в которой схемы ИЛИ-НЕ 11A-11C заменены инверторными схемами. В соответствии с данной конфигурацией можно сократить число элементов конфигурации схемы и можно уменьшить компоновку схемы.
(Модификация варианта осуществления)
Ниже с использованием фиг. 8 приведено описание схемы 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 8, схема 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения отличается от схемы 34 преобразования напряжение-частота, описанной на фиг. 6, тем, что дополнительно содержит схему ИЛИ-НЕ 11D, резистивные элементы 17, 20, 21, переключающий элемент 18 и конденсатор 19.
В частности, резистивный элемент 17 расположен между вводом и точкой N1 разветвления. Переключающий элемент 18 расположен между точкой N1 разветвления и фиксированным напряжением и становится проводящим/непроводящим в зависимости от уровня напряжения в точке NB разветвления. Резистивный элемент 20 расположен между точкой NE разветвления и точкой N1 разветвления. Конденсатор 19 содержит один электрод, соединенный с точкой NE разветвления, и другой электрод, соединенный с точкой NB разветвления. Схема ИЛИ-НЕ 11D содержит одну входную точку разветвления, соединенную с точкой NB разветвления, и другую точку разветвления, подключенную к фиксированному напряжению, и передает результат логического вычисления ИЛИ-НЕ в точку ND разветвления. Один проводящий вывод резистивного элемента 21 соединен с точкой NE разветвления, и другой проводящий вывод соединен с входной точкой разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11B.
Схема 11В ИЛИ-НЕ получает выходной сигнал схемы ИЛИ-НЕ 11A и сигнал из точки NE разветвления через резистивный элемент 21 и передает результат логического вычисления исключающего ИЛИ-НЕ в точку NC разветвления.
В конфигурации в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления описан способ, по которому регулируется время заряда в соответствии с входным напряжением, так что регулируется период уровня «H» колебательного сигнала, однако ниже в конфигурации в соответствии с модификацией настоящего варианта осуществления описан способ, по которому дополнительно регулируется период уровня «L» колебательного сигнала.
В частности, если во входной точке разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A присутствует уровень «L», то сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C устанавливается на уровень «H». Одновременно с этим сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В устанавливается на уровень «L» и сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11С устанавливается на уровень «H». Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11D также устанавливается на уровень «L».
В данном случае в точке NC разветвления присутствует уровень «L», и, следовательно, переключающий элемент 15 является непроводящим. В точке NB разветвления присутствует уровень «H», и, следовательно, переключающий элемент 18 является проводящим. Поэтому напряжение GND заземления, которое является фиксированным напряжением, и точка N1 разветвления электрически соединены. Другими словами, сигнал, подаваемый во входную точку разветвления через резистивные элементы 20, 21 схемы ИЛИ-НЕ 11В, устанавливается на уровень «L». Следовательно, схема ИЛИ-НЕ 11В действует как инверторная схема, так как в одной входной точке разветвления присутствует уровень «L».
Так как уровень напряжения в точке NC разветвления является уровнем «L», то один электрод конденсатора 14 соединен с вводом через резистивные элементы 13, 16 и выполняется операция заряда, как в вышеприведенном описании. Когда напряжение в точке NA разветвления передается во входную точку разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11A при выполнении операции заряда и достигает порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A изменяется и устанавливается на уровень «L». Одновременно с этим сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В переходит с уровня «L» на уровень «H». Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11С переходит с уровня «H» на уровень «L». Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11D переходит с уровня «L» на уровень «H».
Переключающий элемент 15 становится проводящим (включенным) соответственно уровню напряжения (уровню «H») точки NC разветвления при установке сигнала на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В на уровень «H». Тем самым выполняется электрическое подключение напряжения GND заземления, которое является фиксированным напряжением, к точке N0 разветвления. Одновременно с этим выполняется операция разряда. В данном случае, переключающий элемент 18 является непроводящим (выключенным), так как сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C переведен с уровня «H» на уровень «L». Схема ИЛИ-НЕ 11В выполняет функцию инверторной схемы, так как в одной входной точке разветвления присутствует уровень «L», поскольку сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11A имеет уровень «L».
Сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11C имеет уровень «L», и уровень напряжения в точке NB разветвления находится на уровне «L», так что один электрод конденсатора 19 подсоединен к вводу через резистивные элементы 17, 20 и выполняется операция заряда. Когда напряжение в точке NE разветвления передается во входную точку разветвления схемы ИЛИ-НЕ 11B в результате операции заряда и достигает порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11B, уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В изменяется и устанавливается на уровень «L». Тогда переключающий элемент 15 становится непроводящим (выключенным). Поэтому заземления с напряжением GND, которое является фиксированным напряжением, и точка N0 разветвления электрически разъединяются. Вместе с тем один электрод конденсатора 14 соединен с вводом через резистивные элементы 13, 16 и, следовательно, выполняется вышеописанная операция заряда.
Уровень на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11С переходит с уровня «L» на уровень «H» при установке уровня на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11В на уровень «L». Поэтому сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ оказывается на уровне «H» и переключающий элемент 18 становится проводящим. Вместе с тем точка N1 разветвления подключается к напряжению GND заземления. Вследствие этого выполняется операция разряда.
Другими словами, сигнал на выходе схемы ИЛИ-НЕ 11D является колебательным сигналом уровня «H», уровня «L», уровня «H», уровня «L», … в соответствии с операций заряда и операцией разряда.
Схема 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит резистивную составляющую и емкостную составляющую, установленные таким образом, чтобы время заряда до достижения в точке NE разветвления порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11В схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивными элементами 17, 20 и конденсатором 19, было короче, чем время разряда в точке NA разветвления до достижения уровня, меньшего или равного пороговому значению Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивным элементом 13 и конденсатором 14.
В схеме 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления емкостная составляющая и резистивная составляющая конденсаторов 14, 19 и резистивных элементов 12, 13, 16, 17, 20, 21 имеют фиксированные значения, и входное напряжение, подаваемое на ввод, изменяется. Входное напряжение, подаваемое на ввод, является выходным напряжением, выдаваемым в соответствии с давлением в датчике давления.
Описание уровней напряжения в каждой точке разветвления схемы 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с модификацией варианта осуществления настоящего изобретения дано ниже с использованием фиг. 9.
На фиг. 9(a) показаны уровни напряжения в точке NA разветвления и точке NE разветвления.
В конфигурации в соответствии с модификацией настоящего варианта осуществления, то есть в конфигурации, в которой изменяется входное напряжение, подаваемое с ввода, время tf заряда в точке NA разветвления и время tg заряда в точке NE разветвления изменяются. Время разряда не изменяется, так как емкостная составляющая и резистивная составляющая конденсаторов 14, 19 и резистивных элементов 12, 13 16, 17, 20, 21 являются фиксированными.
Ниже приведено описание по поводу времени заряда в точке NA разветвления и времени заряда в точке NE разветвления.
Сначала приведено описание для точки NE разветвления.
Начальным условием во время заряда является условие, что Vo равняется 0-Vd, когда t=0.
Следовательно, напряжение в точке NE разветвления можно выразить нижеследующим уравнением, с подстановкой начального условия.
Уравнение 17
Решение относительно t дает следующее уравнение.
Уравнение 18
Время достижения порогового значения Vth вентиля ИЛИ-НЕ является временем, когда Vo=Vth.
Следовательно, время tg, необходимое для операции заряда, выражается следующим уравнением.
Уравнение 19
Значение R сопротивления в уравнении (19) соответствует суммарному значению резистивных составляющих резистивных элементов 17, 20, показанных на фиг. 8. Емкость С соответствует емкостной составляющей конденсатора 19 на фиг. 8.
Далее приведено описание для точки NA разветвления.
Во-первых, начальное условие во время разряда в точке NA разветвления является таким, что Vo=Vth+Vd, когда t=0.
Следовательно, что касается точки NA разветвления, для точки NA разветвления во время разряда справедливо вышеприведенное уравнение (8).
Как изложено выше, схема 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит резистивную составляющую и емкостную составляющую, установленные так, чтобы время заряда до достижения в точке NE разветвления порогового значения Vth схемы ИЛИ-НЕ 11В схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивными элементами 17, 20 и конденсатором 19, становилось короче, чем время разряда в точке NA разветвления до напряжения меньшего, чем или равного пороговому значению Vth схемы ИЛИ-НЕ 11A, схемой постоянной времени, сконфигурированной из резистивного элемента 13 и конденсатора 14.
Следовательно, когда в точке NE разветвления достигается пороговое значение Vth схемы ИЛИ-НЕ 11B, в точке NA разветвления устанавливается напряжение выше, чем пороговое значение Vth, на предварительно заданное напряжение, как показано на фиг. 9.
Сначала получают напряжение, когда в точке NE достигается пороговое значение Vth схемы ИЛИ-НЕ 11В.
В частности, время tg, когда напряжение в точке NE разветвления становится Vth, подставляют в уравнение (8).
Уравнение 20
Соответствующее напряжение является напряжением в точке NA разветвления, когда напряжение в точке NE разветвления становится Vth.
Начальное условие во время операции заряда в точке NA разветвления является таким, чтобы Vo=К-Vd, когда t=0, и, следовательно, напряжение в точке NA разветвления выражается нижеследующим уравнением, когда начальное условие подставляют в уравнение (1).
Уравнение 21
В результате решения относительно t, время tf, необходимое для операции заряда, выражается следующим напряжением.
Уравнение 22
Значение R сопротивления в уравнении (22) соответствует суммарному значению резистивных составляющих резистивных элементов 13, 16, показанных на фиг. 8. Емкость С соответствует емкостной составляющей конденсатора 14, показанного на фиг. 8.
Следовательно, так как время заряда до достижения пороговых значений схемы ИЛИ-НЕ 11A и схемы ИЛИ-НЕ 11B зависит от входного напряжения, то период колебательного сигнала изменяется и можно изменять частоту генерации.
Другими словами, в центральный процессор (CPU) 100, схемой 34# преобразования напряжение-частота в соответствии с настоящим вариантом осуществления выводится сигнал, имеющий частоту генерации в соответствии с выходным напряжением датчика 32 давления, и центральный процессор (CPU) 100 преобразует частоту генерации в давление и определяет давление.
Следовательно, с помощью простого способа можно создать недорогую и высокоточную схему преобразования напряжение-частота. С использованием данной схемы можно также реализовать устройство измерения кровяного давления.
В конфигурации в соответствии с модификацией настоящего варианта осуществления время заряда регулируется в соответствии с входным напряжением схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивными элементами 13, 16 и конденсатором 14, для регулировки периода уровня «H» колебательного сигнала в точке NB разветвления, и, кроме того, время заряда регулируется в соответствии с входным напряжением схемой постоянной времени, сконфигурированной резистивными элементами 17, 20 и конденсатором 19, для регулировки периода уровня «L» колебательного сигнала в точке NB разветвления.
Частота генерации, выполняющая функцию колебательного сигнала схемы ИЛИ-НЕ 11D для вывода инвертированного сигнала в точке NB разветвления, регулируется.
В конфигурации, показанной на фиг. 8, описана конфигурация схем ИЛИ-НЕ 11A, 11C и 11D, в которой одна входная точка разветвления подключена к напряжению GND заземления (уровню «L»), которое является фиксированным напряжением, однако возможно применение конфигурации, в которой вместо схемы ИЛИ-НЕ применяется схема И-НЕ с подключением одной входной точки разветвления к напряжению Vd (уровню «H») источника питания.
В конфигурации, показанной на фиг. 8, вместо конфигурации схем ИЛИ-НЕ 11A, 11C и 11D, можно выбрать конфигурацию, в которой установлена инверторная схема для инвертирования логического уровня входного сигнала. В соответствии с данной конфигурацией, можно сократить число элементов конфигурации схемы, и можно уменьшить компоновку схемы.
В соответствии с конфигурацией модификации настоящего варианта осуществления, период уровня «H» и период уровня «L» колебательного сигнала регулируются в соответствии с входным напряжением таким образом, что можно обеспечивать широкий динамический диапазон, в результате чего можно реализовать более точную схему преобразования напряжение-частота. Можно также реализовать устройство измерения кровяного давления с использованием данной схемы.
Варианты осуществления, представленные в настоящем описании, являются пояснительными во все аспектах и не подлежат трактовке в смысле ограничения. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием, и все видоизменения, эквивалентные по смыслу формуле изобретения, следует считать охваченными формулой изобретения.
ОПИСАНИЕ СИМВОЛИЧЕСКИХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 электронный сфигмоманометр
10 основной блок
20 манжета
21 пневматическая камера
30 пневматическая система
31 воздушная трубка
32 датчик давления
33 усилитель
34, 34# схема преобразования напряжение-частота
40 дисплейный блок
41 блок оперативного управления
41A переключатель питания
41B переключатель измерения
41C выключатель
41D переключатель памяти
42 память
43 флэш-память
44 источник питания
45 блок отсчета времени
46 блок ввода/вывода данных
50 регулировочный механизм
51 насос
52 клапан
53 схема управления приводом насоса
54 схема управления приводом клапана
62 звуковой сигнализатор
100 CPU (центральный процессор)
132 носитель записи
(57) Изобретение относится к схеме преобразования напряжение-частота, которая используется в устройстве для измерения кровяного давления. Технический результат - создание высокоточной схемы преобразования напряжение-частота. Схема преобразования напряжение-частота содержит схему резистивно-емкостного (RC) генератора, содержащего первый резистивный элемент, первый конденсатор, второй резистивный элемент, первую логическую схему и первый переключающий элемент. Устройство измерения кровяного давления содержит манжету для оборачивания вокруг предварительно заданного места измерения на человеке-объекте измерения, средство определения давления упомянутой манжеты, при этом средство определения давления содержит датчик (Rp1-Rp4) пьезорезистивного типа для формирования напряжения в соответствии с давлением манжеты и схему RC-генератора. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил. 
1. Схема преобразования напряжение-частота, содержащая:
схему (34) резистивно-емкостного (RC) генератора, содержащую емкостную составляющую и резистивную составляющую; при этом
схема RC-генератора содержит
ввод, на который подается входное напряжение,
первый резистивный элемент (13, 16), подсоединенный между вводом и первой внутренней точкой (NA) разветвления,
первый конденсатор (14), содержащий один электрод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный со второй внутренней точкой (NC) разветвления,
второй резистивный элемент (12), содержащий один проводящий вывод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления параллельно первому конденсатору,
первую логическую схему (11A, 11B), соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента и подсоединенную между первой внутренней точкой разветвления и второй внутренней точкой разветвления через второй резистивный элемент,
вторую логическую схему (11C), соединенную со второй внутренней точкой разветвления, для вывода колебательного сигнала в соответствии с выходным сигналом первой логической схемы, и
первый переключающий элемент (15) для электрического подключения первой внутренней точки разветвления, соединенной с одним электродом, к фиксированному напряжению для заряда и разряда первого конденсатора в соответствии с уровнем напряжения второй внутренней точки разветвления.
2. Схема преобразования напряжение-частота по п. 1, в которой входное напряжение соответствует выходному напряжению датчика пьезорезистивного типа.
3. Схема преобразования напряжение-частота по п. 1, в которой
первый переключающий элемент является проводящим, когда уровень напряжения во второй внутренней точке разветвления больше или равен пороговому значению и первая внутренняя точка разветвления, соединенная с одним электродом, электрически подключена к фиксированному напряжению, так что первый конденсатор разряжается; и
первый переключающий элемент является непроводящим, когда уровень напряжения во второй внутренней точке разветвления меньше, чем пороговое значение, и первая внутренняя точка разветвления, соединенная с одним электродом, подключена к входному напряжению, так что первый конденсатор заряжается.
4. Схема преобразования напряжение-частота по п. 1, дополнительно содержащая:
третий резистивный элемент (17, 20), подсоединенный между вводом и третьей внутренней точкой (NE) разветвления;
второй конденсатор (19), содержащий один электрод, соединенный с третьей внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный с четвертой внутренней точкой (NB) разветвления; и
четвертый резистивный элемент (21), содержащий один проводящий вывод, соединенный с третьей внутренней точкой разветвления параллельно второму конденсатору; при этом
первая логическая схема содержит первую инверторную схему (11A), соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента, и схему (11B) исключающего ИЛИ для получения входного сигнала с вывода первой инверторной схемы и другого проводящего вывода четвертого резистивного элемента и для вывода сигнала во вторую внутреннюю точку разветвления;
вторая логическая схема содержит второй инвертор (11C), подсоединенный между второй внутренней точкой разветвления и четвертой внутренней точкой разветвления, и третью инверторную схему (11D), соединенную с четвертой внутренней точкой разветвления; и
дополнительно второй переключающий элемент (18) для электрического подключения третьей внутренней точки разветвления, подсоединенной к одному электроду, к фиксированному напряжению, для разряда второго конденсатора в соответствии с уровнем напряжения четвертой внутренней точки разветвления.
5. Устройство измерения кровяного давления, содержащее:
манжету (20) для оборачивания вокруг предварительно заданного места измерения на человеке-объекте измерения; и
средство (32) определения давления для определения давления манжеты; при этом
средство определения давления содержит
датчик (Rp1-Rp4) пьезорезистивного типа для формирования напряжения в соответствии с давлением манжеты, и
схему (34) RC-генератора, содержащую емкостную составляющую и резистивную составляющую; и
схема RC-генератора содержит
ввод, на который подается входное напряжение,
первый резистивный элемент (13, 16), подсоединенный между вводом и первой внутренней точкой (NA) разветвления,
первый конденсатор (14), содержащий один электрод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления, и другой электрод, соединенный со второй внутренней точкой разветвления,
второй резистивный элемент (12), содержащий один проводящий вывод, соединенный с первой внутренней точкой разветвления параллельно первому конденсатору,
первую логическую схему (11A, 11B), соединенную с другим проводящим выводом второго резистивного элемента и подсоединенную между первой внутренней точкой разветвления и второй внутренней точкой разветвления через второй резистивный элемент,
вторую логическую схему (11C), соединенную со второй внутренней точкой разветвления, для вывода колебательного сигнала в соответствии с выходным сигналом первой логической схемы, и
первый переключающий элемент (15) для электрического подключения первой внутренней точки разветвления, соединенной с одним электродом, к фиксированному напряжению для заряда и разряда первого конденсатора в соответствии с уровнем напряжения второй внутренней точки разветвления.
| УСТАНОВКА ДЛЯ КОМПЛЕКТНОЙ ПОВЕРКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА | 2002 |
|
RU2223031C1 |
| УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА | 2001 |
|
RU2210974C2 |
| JP 10270946 А, 09.10.1998 | |||
| Устройство для контроля времени хода измерительного механизма | 1985 |
|
SU1275342A1 |
