具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种经胸阻抗测量电路。

在本发明的一个实施例中。参照图1，经胸阻抗测量电路包括：

至少两个电极片10，用于与待测对象电连接；

交流恒流源20，与所述电极片10连接，所述交流恒流源20用于输出交流恒流信号至所述电极片10；

电压检测电路30，与所述电极片10连接，所述电压检测电路30用于检测所述电极片10的电压，并输出相应的电压检测信号；

主控电路40，与交流恒流源20和所述电压检测电路30分别连接，所述主控电路40用于根据所述电压检测信号以及所述交流恒流源20的电流，确定所述待测对象的经胸阻抗值。

其中，电极片10的数量不做限定，可以根据实际的要求进行设置即可。

交流恒流源20可以直接采用集成的交流恒流源芯片，也可以采用分立元件搭建，此处不做限定。

电压检测电路30可以是任意类型的交流信号检测电路，例如，均值检波电路，通过构建交直流转换电路对交流信号进行半波或全波整流，再对整流输出的脉动直流信号采用积分电路得到较平缓的直流信号，直流信号的幅值就是被测信号的半波整流平均值或全波整流平均值，再利用被测信号的半波整流平均值或全波整流平均值与有效值的关系即可计算出被测信号的有效值。又例如，峰值检测电路，通过构建的交直流转换电路对交流信号进行半波或全波整流，再用充电电容保持整流输出的脉动直流信号的峰值，得到较平缓的直流信号，直流信号的幅值就是被测交流信号的峰值，再利用被测信号的峰值与有效值的关系即可计算出被测信号的有效值。

主控电路40可以是微控制单元(MCU)或者其他类型的控制器，此处不做限定。

待测对象的经胸阻抗包括等效电容分量和等效电阻分量。经测试研究，等效电容分量为干扰量，等效电阻分量才是除颤工作中，需要测试的量。

本发明技术方案利用电容“隔直通交”的特点，通过交流恒流源20将交流恒流信号通过电极片10输出至待测对象，再通过电压检测电路30检测待测对象两端的电压。此时交流恒流信号的电流已知，待测对象两端的电压已知，则通过欧姆定律，即可计算出待测对象的经胸阻抗。此时，相对交流恒流源20而言，等效电容分量的阻抗为0，也即等效电容分量产生的损耗为0，因此，此时测试得到的经胸阻抗完全为等效电阻分量。实现了直接测量经胸阻抗中的等效电阻分量，消除等效电容分量的影响，由于可以消除等效电容分量，提高了经胸阻抗测量的准确度，由于直接测量等效电阻分量，提高了经胸阻抗测量的实时性，本申请提高了除颤仪的成功率。

在本发明的一实施例中，所述交流恒流信号的频率值大于等于60千赫兹。

本实施例通过设置交流恒流信号的频率值大于等于60千赫兹，使得交流恒流信号可以直接通过等效电容分量，而不会产生损耗，使得测试得到的经胸阻抗完全为等效电阻分量。

在本发明一实施例中，所述交流恒流信号电流值小于1毫安，以提高安全性。

在本发明一实施例中，参照图2，所述交流恒流源20包括：

恒流源21，用于输出直流恒流信号；

逆变电路22，输入端与所述恒流源21连接，所述逆变电路22的输出端所述电极片10连接。

其中，恒流源21可以是图2所示的恒流源，也可以是其他恒流源。逆变电路22可以是图2所示的逆变电路22，也可以是其他逆变电路，此处不做限定。

参照图2，第一运算放大器U1将参考电压和第二电阻R2两端的电压进行比较，并在第二电阻R2两端的电压与参考电压不相等时，调节经第一电阻R1输出至第一MOS管Q1的电压的大小，进而调节第一MOS管Q1的漏极和源极之间的漏源电阻，最终使得第二电阻R2两端的电压与参考电压相等，从而使得流经第二电阻R2的电流恒定，此时，恒流源提供的恒流信号的电流值I_DP可以通过以下公式获得：

其中，V0为参考电压的电压值，，R2为第二电阻R2的电阻值。

参考电压V0是大小可调的电压，通过调节所述参考电压的电压值，可以调节所述恒流源提供的恒流信号的电流值I_DP的大小。

继续参照图2，在恒流源的输出端(第一MOS管Q1的漏极)设置有由第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4以及第五MOS管Q5组成的H桥电路。其中，第二MOS管Q2和第五MOS管Q5组成H桥电路的上桥臂，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4组成H桥电路的下桥臂。可以通过主控电路40或者其他电路，输出PWM信号分别控制上下桥臂交替导通，即可将恒流源21提供的直流恒流信号转换成交流恒流信号并输出至与电极片10连接所述的待测对象。

在本发明一实施例中，参照图3，所述电压检测电路30电路包括：

信号处理电路31，输入端与所述电压检测电路30连接，所述信号处理电路31的输出端与所述主控电路40连接；

所述信号处理电路31用于将所述电压检测信号转换成平滑的直流信号后，输出至所述主控电路40。

可以理解的是，以主控电路40为微控制单元为例，所述电压检测信号为交流信号，微控制单元无法直接接收交流信号。本实施例通过信号处理电路31，将电压检测信号由交流信号转换成对应平滑的直流信号，使得微控制单元可以接收电压检测信号并处理。

进一步地，继续参照图3，所述信号处理电路31包括：

差分放大电路311，用于将所述电压检测信号进行差分放大；

带通滤波电路312，与所述差分放大电路311的输出端连接，用于将差分放大后的所述电压检测信号进行带通滤波；

整流电路313，与所述带通滤波电路312的输出端连接，用于将交流形式所述电压检测信号转换成直流形式的所述电压检测信号；

峰值检波电路314，用于获取直流形式的所述电压检测信号的峰值，并输出至所述主控电路40。

所述主控电路40电压检测信号的峰值，确定与所述电极片10连接的所述待测对象的经胸阻抗值。

本实施例通过差分放大器将至少两个电极片10上的差分电压V1和V2进行差分放大，并输出差分放大电压V3。通过带通滤波器，滤除待测对象产的的肌电信号等干扰信号，只留取差分放大电压V3，将滤波后的信号标记为滤波信号V4。通过整流电路313将交流形式的滤波信号V4进行半波或全波整流，进而变成脉动直流信号V5。然后再通过峰值检波电路314，获取脉动直流信号的峰值，得到较平缓的平缓直流信号V6输出至主控电路40，平缓的直流信号的幅值即为差分放大电压V3的峰值。

此时主控电路40可以根据差分放大电压V3的峰值与有效值的关系，即可计算出差分放大电压V3的有效值，再根据差分放大电压V3的有效值以及差分放大电路311的放大倍数，即可计算与电极片10连接的待测对象的两端电压的有效值，而根据待测对象的两端电压的有效值和交流恒流信号的电流值，通过欧姆定律即可求得待测对象的经胸阻抗。

在本发明一实施例中，参照图4，所述差分放大电路311包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第五运算放大器U5以及第六运算放大器U6。

具体地，第二运算放大器U2的同相输入端接入差分电压V1，第二运算放大器U2的反相输入端与输出端连接，形成输入缓冲器/跟随器，缓冲器输入阻抗无穷大，而输出阻抗又很小，在可以让后级电路获得较大电压。同理，第三运算放大器U3也形成输入缓冲器/跟随器。

第四运算放大器U4、第五运算放大器U5以及第六运算放大器U6再组成差分放大电路311：

第四运算放大器U4的同相输入端与第二运算放大器U2的输出端连接，第四运算放大器U4的反相输入端与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第四运算放大器U4的输出端连接，第四运算放大器U4的输出端再与第四电阻R4的一端连接；

第五运算放大器U5的同相输入端与第三运算放大器U3的输出端连接，第五运算放大器U5的反相输入端与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第五运算放大器U5的输出端连接，第五运算放大器U5的输出端再与第七电阻R7的一端连接；

第四运算放大器U4的反相输入端与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与第五运算放大器U5的反相输入端连接。

第四电阻R4的另一端与第六运算放大器U6的反相输入端连接，第七电阻R7的另一端与第六运算放大器U6的同相输入端连接。

再通过设置第三电阻R3的阻值等于第六电阻R6的阻值，第四电阻R4的阻值等于第七电阻R7的阻值。

如此，所述第六运算放大器U6的输出电压V_OUT可以通过以下公式获得：

其中，R3为第三电阻R3的阻值，R4为第四电阻R4的阻值，R5为第五电阻R5的阻值，R8为第八电阻R8的阻值。

本实施例通过差分放大电路311，将差分电压V1和差分电压V2放大为差分放大电压V3，以便信号处理电路31更好的对差分放大电压V3进行信号处理，并使得主控电路40可以接收到电压值合适的电压检测电路30。

参照图5，所述带通滤波器包括：第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第七运算放大器U7、第一电容C1以及第二电容C2。

第九电阻R9的一端接入所述差分放大电压V3，第九电阻R9的另一端与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端与第七运算放大器U7的同相输入端连接，第七运算放大器U7的同相输入端再与第十二电阻R12的一端连接，第十二电阻R12的另一端接地；第七运算放大器U7的反相输入端与十一电阻的一端连接，第十一电阻R11的另一端与第七运算放大器U7的输出端连接，第七运算放大器U7的反相输入端还与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端接地；

第七运算放大器U7的输出端与第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端与第一电容C1和第九电阻R9的公共端连接，第二电容C2的一端与第一电容C1和第九电阻R9的公共端连接；第二电容C2的另一端接地。第七运算放大器U7的输出端输差分放大信号V3被滤波后的滤波信号V4。

其中，带通滤波电路312的中心频率f_p可以通过以下公式计算获得：

其中，R9、R12以及R13分别为第九电阻R9、第十二电阻R12以及第十三电阻R13的电阻值，C1和C2分别为第一电容C1和第二电容C2的电容值。本实施例中，可以通过选择合适的电阻和电容参数，以设置带通滤波电路312的中心频率f_p为差分放大信号V3的频率，从而滤除差分放大信号V3以外的干扰信号(例如肌电信号)，输出滤波信号V4。

参照图6，所述整流电路313包括：第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第八运算放大器U8、第九运算放大器U9、第一二极管D1以及第二二极管D2。

第十四电阻R14的一端接入所述滤波信号V4，第十四电阻R14的另一端与第八运算放大器U8的反相输入端连接，第八运算放大器U8的反相输入端再与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第八运算放大器U8的输出端连接，第八运算放大器U8的输出端与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与第八运算放大器U8的反相输入端连接。

第十五电阻R15与第一二极管D1的公共端与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与第九运算放大器U9的反相输入端连接；

第十六电阻R16与第二二极管D2的公共端与第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的另一端与第九运算放大器U9的同相输入端连接；

第九运算放大器U9的反相输入端与第十八电阻R18的一端连接，第十八电阻R18的另一端与第九运算放大器U9的输出端连接；

第九运算放大器U9的同相输入端与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端接地。

第九运算放大器U9的输出端输出脉动直流信号V5。为了方便计算，第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20的阻值均相等。则脉动直流信号V5可以通过以下公式获得：

其中，R17和R18分别为第十七电阻R17和第十八电阻R18的阻值。

本实施例通过搭建全波整流电路313，将滤波信号V4整流为脉动直流信号V5，以便后续进行峰值检波/均值检波，进而可以使得主控电路40可以获取直流形式的电压检测信号。

参照图7，所述峰值检波电路314包括：第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第十运算放大器U10、第十一运算放大器U11、第三电容C3、第三二极管D3以及第四二极管D4。

第十运算放大器U10的同相输入端接入所述脉动直流信号V5，第十运算放大器U10的反相输入端与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第十运算放大器U10的输出端连接，第十运算放大器U10的输出端再与第四二极管D4的阳极连接，第四二极管D4的阴极与第十一运算放大器U11的同相输入端连接，第十一运算放大器U11的同相输入端分别于第二十二电阻R22的一端以及第三电容C3的一端连接，第二十二电阻R22的另一端以及第三电容C3的另一端接地；

第十一运算放大器U11的反相输入端与第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端与第十运算放大器U10的反相输入端连接；第十一运算放大器U11的反相输入端与输出端连接。第十一运算放大器U11的输出端输出平滑直流信号V6；V6可以通过以下公式获得：

V6＝V5-Vd；

其中，Vd为第三二极管D3、第四二极管D4的正向电压降；

本实施例将脉动直流信号V5进行峰值检波，并将峰值信号稳压形成平滑直流信号V6输出至主控电路40，如此一来，主控电路40可以根据平滑直流信号V6，以及信号处理电路31的处理过程的逆运算，获取待测对象的两端电压的峰值信号，并根据待测对象两端电压的峰值信号与有效值的关系，获取待测对象的两端电压的有效值，进而根据待测对象的两端电压的有效值以及交流恒流信号的有效值，即可获取待测对象的经胸阻抗。

在本发明一实施例中，参照图8，所述经胸阻抗测量电路还包括：

参考负载，与所述电极片10串联连接；

切换电路，所述切换电路的第一输入端与所述电极片10连接，所述切换电路的第二输入端与所述参考负载连接，所述切换电路的输出端与所述交流恒流源20和所述电压检测电路30分别连接；

所述主控电路40还用于根据所述参考负载的电压检测信号、所述参考负载的电阻以及所述交流恒流信号确定所述待测对象的经胸阻抗值。

所述参考负载可以是高精度，稳定性强的负载。

所述切换电路可以为双刀双掷继电器，继电器是机械开关，相比较MOS管等电子开关，继电器的切换是物理意义上的切换，使得本实施例在切换测量待测对象的两端电压和参考负载的两端电压时，参考负载和待测对象不会影响彼此的测量。

参照图8，所述参考负载可以为上述的第二电阻R2。当然，在其他实施例中，切换电路可以是其他类型的切换电路，参考负载也可以是独立于恒流源之外，单独设置的负载。

本实施例中，双刀双掷继电器的两个第一静触点分别与两个电极片10连接，双刀双掷继电器的两个第二静触点分别与第二电阻R2的两端连接，双刀双掷继电器两个动触点与信号处理电路31/主控电路40连接。通过控制双刀双掷继电器，可以分别对第二电阻R2和待测对象的两端电压进行测量。由于流经第二电阻R2的电流与流经待测对象的电流一致，因此可以得到以下公式：

其中，V8和V7为待测对象两端的电压，V10和V9为第二电阻R2两端的电压，R2为第二电阻R2的电压值，R_P为待测对象的经胸阻抗。

其中，第二电阻R2可以选取高精度低漂移电阻，由于V8和V7，以及V10和V9，是通过相同的信号处理电路31处理并检测得到的，两者的测量均经过了相同的误差损耗，因此本实施例可以避免了信号处理电路31带来的误差，从而大大提高经胸阻抗的测量精度。

在本发明一实施例中，所述经胸阻抗测量电路还包括：

除颤保护电路，输入端与电极片10连接，所述除颤保护电路的输出端与所述电压检测电路30连接。

参照图9，所述除颤保护电路可以包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第四电容C4、第五电容C5、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7以及第八二极管D8。

具体地，所述第四电容C4的一端与两个电极片10中的一个连接，第四电容C4的另一端与第二十五电阻R25的一端连接，第二十五电阻R25的另一端输出差分电压V1，第二十三电阻R23的一端与第四电容C4和第二十五电阻R25的公共端连接，第二十三电阻R23的另一端接地；

第五电容C5的一端与两个电极片10中的另一个连接，第五电容C5的另一端与第二十六电阻R26的一端连接，第二十六电阻R26的另一端输出差分电压V2，第二十四电阻R24的一端与第五电容C5和第二十六电阻R26的公共端连接，第二十四电阻R24的另一端接地；

第五二极管D5的阳极与安全电压的负极连接，第六二极管D6的阴极与安全电压的正极连接；第五二极管D5的阴极与第六二极管D6的阳极连接，第五二极管D5和第六二极管D6的公共端与第四电容C4和第二十五电阻R25的公共端连接。

第七二极管D7的阳极与安全电压的负极连接，第八二极管D8的阴极与安全电压的正极连接；第七二极管D7的阴极与第八二极管D8的阳极连接，第七二极管D7和第八二极管D8的公共端与第五电容C5和第二十六电阻R26的公共端连接。

其中，第四电容C4和第五电容C5用于滤除待测对象的两端电压的直流分量。第五至第八二极管D8选用高压快速二极管，差分电压V1和V2进行钳位，使得差分电压V1和V2小于安全电压。这样除颤仪在工作时，对待测对象施加的高电压就不会对信号处理电路31以及主控电路40产生破坏，起到保护作用。

本发明还提出一种除颤仪，包括上述的经胸阻抗测量电路以及除颤装置；该经胸阻抗测量电路的具体结构参照上述实施例，由于本除颤仪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中所述除颤装置根据所述经胸阻抗测量电路检测的经胸阻抗值，调节输出的除颤信号的除颤能量及除颤波形。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。