[发明专利]一种用于脑电检测的数据汇集电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脑电检测的数据汇集电路，将多路高速的数据流按照一个定义好的数据格式（帧结构），汇集成一路更高速的数据流，以便于传输和方便与计算机进行连接。

背景技术

随着现代医学诊断技术的发展，近几年人们开始对人类大脑思维活动所产生的生物电活动（即事件相关电位）进行检测和研究，这就对采集脑电信号的频带要求越来越宽，而且脑电信号往往要求多通道同时采集，每个通道带宽最高达到0—2000Hz，这就要求每个通道的采样频率至少要达到4KHz以上。

对于微弱的脑电信号，往往是伴随着大得多的干扰信号同时存在，将脑电信号放大同时也不可避免将干扰信号放大。对于微伏级的脑电信号，要想在16位以下的采样系统中分辨清楚就必须至少放大1000-10000倍，而这样干扰信号又会使放大器饱和。这对矛盾在常规的放大器中难以解决。有效的解决方案就是减小放大倍数同时提高AD转换的精度，经过计算采用24位的转换精度，放大倍数只要5-10倍就能满足要求。大的干扰信号可以在采样进来AD转换后通过数字滤波的办法来去除。但是，提高采样精度又带来新的问题；现有的高精度AD采样芯片大都是∑－⊿型的，它是通过用过采样的办法牺牲采样率来实现高精度的，因此采样率不高。

常规数字化脑电图仪是将由电极线引入的多路脑电信号先分别进行模拟放大和滤波，然后经过模拟开关的分时切换，形成一路模拟信号进行AD转换，再把转换后的数据通过各种通讯介质传送到计算机中进行处理。对于每个通道4K Hz的采样率，即使按照16个通道计算，一片AD转换器的采样率也要达到64KHz，这对于24位精度的∑－⊿型AD转换器是无法做到的。关键在于∑－⊿型AD转换器在进行高精度转换时，要求输入的模拟信号必须是同一路连续不断的，不能经过开关的切换。

因此现有的常规数字化脑电图仪并没有同时解决好对多路脑电信号进行宽带宽（0—2000Hz），高精度（24位），高采样率采样的问题。

发明人为了解决上述问题，发明了一种新型的脑电检测装置，如图1所示，包括前置放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换器和分析用计算机，前置放大电路、抗混叠滤波电路和AD转换器分别有若干个，其中每一个前置放大电路、一个抗混叠滤波电路和一个AD转换器依次连接分别构成一条采样和模数转换电路，若干条采样和模数转换电路并联连接，形成若干路数据流，先分路进行高频率采样和高精度AD转换；再通过一个高速数据汇集电路将各分路转换好的数据流按照一定的帧结构汇集成一条高速数据流，经过数据传输电路送到分析用计算机进行分析和处理。采用该技术的脑电检测装置可以满足对多路脑电信号同时进行高速率（10 KHz每通道），高精度（24bit）采样的要求。从而使该装置具有稳定性好，抗干扰能力强，频带范围宽等特点，可以应用到事件相关电位的分析领域。由于该脑电检测技术是对多路脑电信号分别进行高速采样和高精度AD转换。因而会同时产生多路高速的数据流。这些大量的多路数据必须按照一定的数据格式形成一路更高速度的数据流才可以方便地输入计算机进行处理。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对发明人设计的脑电检测装置，提供一种能够让多路数据汇集成一条高速数据流的数据汇集电路。

技术方案：本发明所述的用于脑电检测的数据汇集电路，包括主时钟、时序逻辑电路、汇集总线、锁存/串行移位寄存器和若干个缓冲门；每条分路分别将采样的同步数据送到一个缓冲门；所述时序逻辑电路基于所述主时钟，按照帧结构的要求，在不同的时刻从不同路的门控信号线上送出门控信号，控制对应的缓冲门打开，将该分路的同步数据送到汇集总线上；每条分路上的同步数据被送到汇集总线后，所述时序逻辑电路都向所述锁存/串行移位寄存器送出锁存信号将同步数据装入所述锁存/串行移位寄存器中，所述锁存/串行移位寄存器在串行时钟的控制下将装入的数据以串行的方式输出形成高速数据流。

为了配合脑电检测装置的使用，本发明汇集电路中共有70条分路，每条分路采样的同步数据精度为24bit；所述汇集总线为24bit；所述主时钟为24MHz。

有益效果：本发明汇集电路将各分路转换好的数据流按照一定的帧结构汇集成一路高速的数码流，以便于光纤传输和通过USB接口方便与计算机进行连接，满足了脑电检测装置工作的需要。

附图说明

图1为脑电检测装置的结构示意图。

图2为本发明用于脑电检测的数据汇集电路结构示意图。

具体实施方式