本發(fā)明涉及檢測電路，尤其涉及一種電極脫落檢測電路。

背景技術(shù)：

由于生物電信號幅度微弱、內(nèi)阻較高，同時伴隨著由交流電網(wǎng)引入的強烈的共模干擾，通過體表電極檢測到的生物電信號，首先通過緩沖放大器，把高內(nèi)阻的生物電信號緩沖放大成為低內(nèi)阻信號源，緩沖放大器同時也用來檢測電極脫落，緩沖放大器的輸入電壓幅度需要限制不能超過供電電壓，避免緩沖放大器過壓損壞。

當電極脫落時，緩沖放大器的輸入端相當于懸空，此時緩沖放大器的輸出狀態(tài)不確定，無法準確判定電極是否脫落。目前的電極脫落檢測方法有：直流耦合法、交流耦合法、交流載波法。傳統(tǒng)的直流耦合法電路最為簡單，它是在緩沖放大器的輸入端，增加一個上拉或下拉電阻(100mω左右)。

圖1是傳統(tǒng)的電極脫落檢測電路，電阻r2作為限流電阻，電阻r1作為上拉電阻，二極管d1和d2用來限制緩沖放大器a1的輸入電壓幅度不超過其供電電壓，避免緩沖放大器過壓損壞。當電極接觸良好時，由于電阻r1阻值很大(100mω左右)，引入的偏置電流很小，不影響緩沖放大器的緩沖放大功能；當電極脫落或接觸不良時，電阻r1使得緩沖放大器輸出一個直流電平，指示電極脫落。

由于高阻值電阻的穩(wěn)定性較差，尤其在潮濕環(huán)境，會造成電極脫落檢測不可靠，現(xiàn)有技術(shù)需要對電路進行防潮處理才能使電極脫落檢測電路在潮濕環(huán)境中保持穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一個實施例的目的是提供一種電極脫落檢測電路，能有效降低電路的應(yīng)用難度，提高電路的環(huán)境適應(yīng)性和安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種電極脫落檢測電路，包括檢測單元和緩沖放大單元；所述檢測單元包括第一電阻、二極管和三極管；所述三極管的控制端連接所述電極脫落檢測電路的輸入端，并且所述三極管的控制端還連接到所述檢測單元的輸出端，所述三極管的電流輸入端連接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端用于連接正電壓，所述三極管的電流輸出端用于連接負電壓；所述二極管的陽極連接所述三極管的控制端且陰極用于連接所述正電壓，或所述二極管的陽極用于連接所述負電壓且陰極連接所述三極管的控制端；所述緩沖放大單元的輸入端與所述檢測單元的輸出端連接，所述緩沖放大單元的輸出端連接所述電極脫落檢測電路的輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種電極脫落檢測電路通過所述輸入端采集電極的電流電壓，在所述電極接觸良好時，所述三極管控制端電流極小，所述三極管對所述檢測單元的輸入和輸出的影響可近似忽略，所述檢測單元輸出端的電壓通過所述放大電路放大，并由所述緩沖放大單元的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端；在所述電極脫落時，所述電極脫落檢測電路的輸入端空置，所述緩沖放大單元輸出直流電平，所述電極脫落檢測電路輸出直流電平；當所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓過高時，所述二極管導通，所述前置電路的輸出端電壓下降至與所述正電壓一致；當所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓過低時，所述三極管等效于陰極連接所述電極脫落檢測電路的輸入端且陽極接地的二極管，所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓上升至與所述負電壓一致。在保證所述電極脫落檢測電路正常檢測電極電壓的同時，所述電極脫落檢測電路還有效降低了電路的應(yīng)用難度，提高了電路的環(huán)境適應(yīng)性和安全性。

本發(fā)明第二個實施例的目的是提供一種電極脫落檢測電路，能有效降低電路實現(xiàn)難度和應(yīng)用難度，提高電極脫落電極脫落檢測電路的環(huán)境適應(yīng)性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種電極脫落檢測電路，包括檢測單元和緩沖放大單元；所述檢測單元包括第一電阻、二極管和三極管；所述三極管的控制端連接所述電極脫落檢測電路的輸入端，并且所述三極管的控制端還連接到所述檢測單元的輸出端，所述三極管的電流輸入端用于連接正電壓，所述三極管的電流輸出端連接所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端用于連接負電壓；所述二極管的陽極連接所述三極管的控制端且陰極用于連接所述正電壓，或所述二極管的陽極用于連接所述負電壓且陰極連接所述三極管的控制端；所述緩沖放大單元的輸入端與所述檢測單元的輸出端連接，所述緩沖放大單元的輸出端連接所述電極脫落檢測電路的輸出端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種電極脫落檢測電路通過所述輸入端采集電極的電流電壓，在所述電極接觸良好時，所述三極管控制端電流極小，所述三極管對所述檢測單元的輸入和輸出的影響可近似忽略，所述檢測單元輸出端的電壓通過所述放大電路放大，并由所述緩沖放大單元的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端；在所述電極脫落時，所述電極脫落檢測電路的輸入端空置，所述緩沖放大單元輸出直流電平，所述電極脫落檢測電路輸出直流電平；當所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓過高時，所述二極管導通，所述前置電路的輸出端電壓下降至與所述正電壓一致；當所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓過低時，所述三極管等效于陰極連接所述電極脫落檢測電路的輸入端且陽極接地的二極管，所述電極脫落檢測電路的輸入端的電壓上升至與所述負電壓一致。在保證所述電極脫落檢測電路正常檢測電極電壓的同時，所述電極脫落檢測電路還有效降低了電路的應(yīng)用難度，提高了電路的環(huán)境適應(yīng)性和安全性。

作為上述方案的改進，所述電極脫落檢測電路還包括第二電阻；所述三極管的控制端通過所述第二電阻連接所述電極脫落檢測電路的輸入端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種電極脫落檢測電路通過在所述電極脫落檢測電路的輸入端與所述三極管的控制端之間串聯(lián)所述第二電阻，防止所述檢測單元的輸入電流過大時對所述檢測單元的電路造成損害，同時防止所述檢測單元的輸出電壓過大時對所述緩沖放大單元造成損壞，提高了電路的穩(wěn)定性和安全性。

作為上述方案的改進，所述三極管為pnp型三極管，所述二極管的陽極連接所述三極管的控制端，所述二極管的陰極用于連接所述正電壓。

作為上述方案的改進，所述三極管為npn型三極管，所述二極管的陰極連接所述三極管的控制端，所述二極管的陽極用于連接所述負電壓。

作為上述方案的改進，所述第一電阻和所述第二電阻為同類型電阻，且所述第一電阻和所述第二電阻為碳膜電阻、金屬膜電阻或碳質(zhì)電阻。

作為上述方案的改進，所述第一電阻和所述第二電阻為不同類型電阻，且所述第一電阻和所述第二電阻為碳膜電阻、金屬膜電阻或碳質(zhì)電阻。

作為上述方案的改進，所述緩沖放大單元包括同相放大器，所述同相放大器的同相輸入端連接所述放大電路的輸入端，所述同相放大器的輸出端連接所述緩沖放大單元的輸出端。

作為上述方案的改進，所述同相放大器可以是一級放大或多級放大。

作為上述方案的改進，所述同相放大器為電壓跟隨器。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種電極脫落檢測電路的電路圖。

圖2是本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路的電路圖。

圖3是本發(fā)明實施例2提供的一種電極脫落檢測電路的電路圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖2，是本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路的電路圖。

本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路包括檢測單元1和緩沖放大單元2。所述檢測單元包括第一電阻r1、第二電阻r2、二極管d1、三極管q1，本實施例中，所述三極管q1為pnp型三極管，在其他實施例中，所述三極管q1也可以是npn型三極管。在本實施例中，所述緩沖放大單元包括運算放大器a1，在其他實施例中，所述緩沖放大單元也可以是由多個放大器組成的放大電路，不影響本發(fā)明取得的有益效果。

下面結(jié)合圖2，對本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路的連接方式進行詳細的描述。

所述檢測單元1的輸入端連接所述電極脫落檢測電路的輸入端vin，所述第二電阻r2的第一端連接所述檢測單元1的輸入端，所述第二電阻r2的第二端連接所述三極管q1的控制端，即pnp型三極管的基極，所述第二電阻r2的第二端還連接到所述二極管d1的陽極，所述第一電阻r1的第二端還連接到所述檢測單元1的輸出端。

所述三極管q1的電流輸出端，即pnp型三極管的集電極與負電壓vee連接，所述三極管q1的電流輸入端，即pnp型三極管的發(fā)射極連接所述第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端連接正電壓vdd。

所述二極管d1的陰極連接到所述正電壓vdd。

所述運算放大器a1的同相端連接到所述緩沖放大單元2的輸入端，所述運算放大器a1的反相端連接到所述運算放大器a1的輸出端，所述運算放大器a1的輸出端連接到所述緩沖放大單元2的輸出端，構(gòu)成電壓跟隨器，所述緩沖放大單元2的輸出端還連接所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

參考圖2，在本發(fā)明實施例1提供的電極脫落檢測電路中，所述電極脫落檢測電路的輸入端vin電壓輸入以電源地作為參考；所述三極管q1和所述第一電阻r1等效于上拉電阻。根據(jù)三極管的電流放大原理，所述第一電阻r1的電阻值只需要100mω/β就等效于100mω的上拉電阻，其中β為三極管的電流放大倍數(shù)。當電極接觸良好時，所述三極管q1飽和，由于三極管的基極電流很小，所以所述三極管q1不影響所述電極的緩沖放大功能；當所述電極脫落時，所述緩沖放大單元2的輸出端被上拉到正的直流電平。同時所述三極管q1的集電結(jié)和所述二極管d1組成雙向限幅電路，所述第二電阻r2作為限流電阻，保護所述緩沖放大單元2，避免所述緩沖放大單元過壓損壞。

結(jié)合圖2，對本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路的工作過程進行詳細的描述。

所述電極通過所述電極脫落檢測電路的輸入端輸入電信號，所述電信號通過所述檢測單元1的輸入端，從所述檢測單元1的輸出端輸入所述緩沖放大單元2，并且經(jīng)過所述緩沖放大單元2放大，從所述緩沖放大單元2的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

電極接觸良好時，正常情況下，所述檢測單元1的輸出端的電壓處于所述正電壓vdd和所述負電壓vee之間，所述緩沖放大單元2的輸入端的電壓處于所述正電壓vdd和所述負電壓vee之間。由于所述三極管q1的控制端與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述三極管q1的控制端與所述檢測單元1的輸出端同電勢，所述三極管q1的電流輸出端連接所述負電壓vee，所述三極管q1的電流輸入端通過所述第一電阻r1連接到所述正電壓vdd，所述三極管q1處于放大狀態(tài)，由所述三極管q1的發(fā)射結(jié)與所述第二電阻r2等效所述檢測單元1輸出端的上拉電阻，由于所述三極管q1的發(fā)射結(jié)內(nèi)阻高、控制端飽和電流小，所以對檢測單元1的輸出的影響可以近似忽略，同時穩(wěn)定了所述檢測單元1的輸出電壓，即穩(wěn)定了緩沖放大單元2的輸入電壓，經(jīng)過所述緩沖放大單元2的放大，由所述緩沖放大單元2的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

當電極出現(xiàn)脫落情況時，所述電極脫落檢測電路的輸入端空置，所述檢測單元1的輸入端為高阻態(tài)，所述緩沖放大單元2的輸入端也處于高阻態(tài)，所述緩沖放大單元2的輸出端向所述電極脫落檢測電路的輸出端vout輸出一個直流電平。

當所述電極脫落檢測電路的輸入端vin的電壓上升，所述檢測單元1的輸入端和輸出端的電壓升高，所述檢測單元1的輸出端的電壓高于所述正電壓vdd時，由于所述二極管d1的陽極與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述二極管d1的陽極與所述檢測單元1的輸出端同電勢，且所述二極管d1的陰極與所述正電壓vdd連接，所述二極管d1的陽極電勢高于所述二極管d1的陰極電勢，故所述二極管d1導通，所述二極管d1的陽極電勢趨于所述二極管d1的陰極電勢，所述檢測單元1的輸出端的電壓也同步下降至趨于所述正電壓vdd。

當所述電極脫落檢測電路的輸入端vin的電壓下降，所述檢測單元1的輸入端和輸出端的電壓降低，所述檢測單元1的輸出端的電壓低于所述負電壓vee時，由于所述三極管q1的控制端與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述三極管q1的控制端與所述檢測單元1的輸出端同電勢，且所述三極管q1的電流輸出端與所述負電壓vee連接，故所述三極管q1的控制端的電勢低于所述三極管q1的電流輸出端的電勢，所述三極管q1的集電結(jié)導通，所述三極管q1的控制端的電勢趨于所述三極管的電流輸出端的電勢，所述檢測單元1的輸出端的電壓也上升到趨于所述負電壓vee。

本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路，通過將電極輸入信號經(jīng)過檢測單元輸入到緩沖放大單元，由所述緩沖放大單元輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端，所述檢測單元設(shè)有由三極管和二極管構(gòu)成的雙向限幅電路，防止所述緩沖放大單元的輸入電壓過大導致器件受損，并且由所述三極管的發(fā)射結(jié)和第一電阻作為上拉電阻穩(wěn)定所述檢測單元的輸出端的電壓，在保證所述電極脫落檢測電路正常檢測電極電壓的同時，所述電極脫落檢測電路還有效降低了電路的應(yīng)用難度，提高了電路的環(huán)境適應(yīng)性和安全性。

參見圖3，是本發(fā)明實施例2提供的一種電極脫落檢測電路的電路圖。

本發(fā)明實施例2提供的一種電極脫落檢測電路包括檢測單元1和緩沖放大單元2。所述檢測單元包括第一電阻r1、第二電阻r2、二極管d1、三極管q1，本實施例中，所述三極管q1為npn型三極管，在其他實施例中，所述三極管q1也可以是pnp型三極管。在本實施例中，所述緩沖放大單元包括運算放大器a1，在其他實施例中，所述緩沖放大單元也可以是由多個放大器組成的放大電路，不影響本發(fā)明取得的有益效果。

下面結(jié)合圖2，對本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路的連接方式進行詳細的描述。

所述檢測單元1的輸入端連接所述電極脫落檢測電路的輸入端vin，所述第二電阻r2的第一端連接所述檢測單元1的輸入端，所述第二電阻r2的第二端連接所述三極管q1的控制端，即npn型三極管的基極，所述第二電阻r2的第二端還連接到所述二極管d1的陰極，所述第一電阻r1的第二端還連接到所述檢測單元1的輸出端。

所述三極管q1的電流輸入端，即npn型三極管的集電極與正電壓vdd連接，所述三極管q1的電流輸出端，即npn型三極管的發(fā)射極連接所述第一電阻r1的第一端，所述第一電阻r1的第二端連接負電壓vee。

所述二極管d1的陽極連接到所述負電壓vee。

所述運算放大器a1的同相端連接到所述緩沖放大單元2的輸入端，所述運算放大器a1的反相端連接到所述運算放大器a1的輸出端，所述運算放大器a1的輸出端連接到所述緩沖放大單元2的輸出端，構(gòu)成電壓跟隨器，所述緩沖放大單元2的輸出端還連接所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

參考圖3，在本發(fā)明實施例2提供的電極脫落檢測電路中，所述電極脫落檢測電路的輸入端vin電壓輸入以電源地作為參考；所述三極管q1和所述第一電阻r1等效于下拉電阻。根據(jù)三極管的電流放大原理，所述第一電阻r1的電阻值只需要100mω/β就等效于100mω的下拉電阻，其中β為三極管的電流放大倍數(shù)。當電極接觸良好時，所述三極管q1飽和，由于三極管的基極電流很小，所以所述三極管q1不影響所述電極的緩沖放大功能；當所述電極脫落時，所述緩沖放大單元2的輸出端被下拉到負的直流電平。同時所述三極管q1的集電結(jié)和所述二極管d1組成雙向限幅電路，所述第二電阻r2作為限流電阻，保護所述緩沖放大單元2，避免所述緩沖放大單元過壓損壞。

結(jié)合圖3，對本發(fā)明實施2提供的一種電極脫落檢測電路的工作過程進行詳細的描述。

所述電極通過所述電極脫落檢測電路的輸入端輸入電信號，所述電信號通過所述檢測單元1的輸入端，從所述檢測單元1的輸出端輸入所述緩沖放大單元2，并且經(jīng)過所述緩沖放大單元2放大，從所述緩沖放大單元2的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

電極接觸良好時，正常情況下，所述檢測單元1的輸出端的電壓處于所述正電壓vdd和所述負電壓vee之間，所述緩沖放大單元2的輸入端的電壓處于所述正電壓vdd和所述負電壓vee之間。由于所述三極管q1的控制端與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述三極管q1的控制端與所述檢測單元1的輸出端同電勢，所述三極管q1的電流輸出端通過所述第一電阻r1連接所述負電壓vee，所述三極管q1的電流輸入端連接到所述正電壓vdd，所述三極管q1處于放大狀態(tài)，由所述三極管q1的發(fā)射結(jié)與所述第二電阻r2等效所述檢測單元1輸出端的上拉電阻，由于所述三極管q1的發(fā)射結(jié)內(nèi)阻高、控制端飽和電流小，所以對檢測單元1的輸出的影響可以近似忽略，同時穩(wěn)定了所述檢測單元1的輸出電壓，即穩(wěn)定了緩沖放大單元2的輸入電壓，經(jīng)過所述緩沖放大單元2的放大，由所述緩沖放大單元2的輸出端輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端vout。

當電極出現(xiàn)脫落情況時，所述電極脫落檢測電路的輸入端空置，所述檢測單元1的輸入端為高阻態(tài)，所述緩沖放大單元2的輸入端也處于高阻態(tài)，所述緩沖放大單元2的輸出端向所述電極脫落檢測電路的輸出端vout輸出一個直流電平。

當所述電極脫落檢測電路的輸入端vin的電壓上升，所述檢測單元1的輸入端和輸出端的電壓上升，所述檢測單元1的輸出端的電壓高于所述正電壓vdd時，由于所述三極管q1的控制端與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述三極管q1的控制端與所述檢測單元1的輸出端同電勢，且所述三極管q1的電流輸入端與所述正電壓連接，故所述三極管q1的控制端的電勢高于所述三極管q1的電流輸入端的電勢，所述三極管q1的集電結(jié)導通，所述三極管q1的控制端的電勢趨于所述三極管的電流輸入端的電勢，所述檢測單元1的輸出端的電壓也下降到趨于所述正電壓vdd。

當所述電極脫落檢測電路的輸入端vin的電壓下降，所述檢測單元1的輸入端和輸出端的電壓降低，所述檢測單元1的輸出端的電壓低于所述負電壓vee時，由于所述二極管d1的陰極與所述第二電阻r2的第二端連接，所述檢測單元1的輸出端也與所述第二電阻r2的第二端連接，所述二極管d1的陰極與所述檢測單元1的輸出端同電勢，且所述二極管d1的陽極與所述負電壓vee連接，所述二極管d1的陽極電勢高于所述二極管d1的陰極電勢，故所述二極管d1導通，所述二極管d1的陽極電勢趨于所述二極管d1的陰極電勢，所述檢測單元1的輸出端的電壓也同步上升至趨于所述負電壓vee。

本發(fā)明實施例1提供的一種電極脫落檢測電路，通過將電極輸入信號經(jīng)過檢測單元輸入到緩沖放大單元，由所述緩沖放大單元輸出到所述電極脫落檢測電路的輸出端，所述檢測單元設(shè)有由三極管和二極管構(gòu)成的雙向限幅電路，防止所述緩沖放大單元的輸入電壓過大導致器件受損，并且由所述三極管的發(fā)射結(jié)和第一電阻作為上拉電阻穩(wěn)定所述檢測單元的輸出端的電壓，在保證所述電極脫落檢測電路正常檢測電極電壓的同時，所述電極脫落檢測電路還有效降低了電路的應(yīng)用難度，提高了電路的環(huán)境適應(yīng)性和安全性。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。