[发明专利]基于柔性电路的手部运动信号采集系统

摘要

为了以较低的成本实现高精度的手部微小幅度信号的准确监测，本发明提供了一种基于柔性电路的手部运动信号采集系统，包括：柔性检测电路和信号预处理单元；其中所述信号预处理单元包括弱信号放大单元，用以对经过相位处理得到的信号进行放大。本发明能够提高弱信号放大处理时的信噪比，并降低弱信号放大相关电路的功耗。

主权项

1.一种基于柔性电路的手部运动信号采集系统，包括：柔性检测电路，其中采集手部运动信号；所述柔性检测电路包括运动检测感应单元，用于检测手部运动产生的模拟信号；信号预处理单元，用于对所述模拟信号进行预处理；所述运动检测感应单元包括运动信号检测单元和运动信号检测开启单元，且其中所述信号预处理单元包括弱信号放大单元和A/D转换单元，所述弱信号放大单元用以对经过相位处理得到的信号进行放大，所述运动信号检测开启单元向所述弱信号放大单元输出START信号；所述运动信号检测单元包括：运动距离传感器阵列，用于以阵列的行驶检测待测部位在运动方向上的运动距离；所述运动信号检测开启单元包括：加速度传感器阵列，用于以阵列的形式检测待测部位的加速度信息；角度传感器阵列，用于以阵列的形式检测待测部位的角度变化信息；所述信号预处理单元包括弱信号放大单元，所述弱信号放大单元包括两级信号放大单元、两级相位调整单元和两级信号滤波单元；所述弱信号放大单元包括：第一信号滤波单元，用于对所述模拟信号进行第一级滤波处理；第一信号放大单元，用于对所述模拟信号进行第一级放大处理；第一相位调整单元，用于对经过第一级滤波处理和第一级放大处理得到的信号进行第一级相位调整；第二信号滤波单元，用于对经过第一级相位调整得到的信号进行第二级滤波；第二信号放大单元，用于对经过第一级滤波的信号和经过第二级滤波得到的信号进行第二级放大处理；其特征在于，所述弱信号放大单元包括：15kΩ电阻、20kΩ电阻、50kΩ电阻、1MΩ电阻、90°移相器、180°移相器、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一或非门、第二或非门、第一与非门，以及第二与非门，其中，所述弱信号放大单元的信号输入端连接所述15kΩ电阻的第一端以及90°移相器的输入端，15kΩ电阻的第二端连接第二运算放大器的反相输入端、第一运算放大器的正相输入端、第一电容器的第一端以及第一晶体管的基极，所述第一电容器的第二端接地，第一运算放大器的输出端连接第一与非门的第一输入端以及第一或非门的第一输入端，第一晶体管的发射极连接第二晶体管的集电极，第二晶体管的发射极连接第三晶体管的集电极，第三晶体管的基极与第三晶体管的发射极连接，第二晶体管的基极连接第三运算放大器的反相输入端，第二晶体管的发射极连接第一运算放大器的反相输入端，第三晶体管的发射极连接第一与非门的第二输入端和第一或非门的第二输入端，并连接50kΩ电阻的第一端，50kΩ电阻的第二端连接第二电容器的第一端，第二电容器的第二端接地，第二电容器的第一端连接第五晶体管的基极，第一晶体管的集电极连接第八晶体管的发射极和第三运算放大器的反相输入端，第一与非门的输出端连接第四晶体管的集电极，第四晶体管的发射极分别连接第二或非门的两个输入端，第一或非门的输出端连接第五晶体管的集电极，第五晶体管的发射极连接第二与非门的两个输入端，第一或非门的输出端连接第三电容器的第一端和第二运算放大器的正相输入端，第三电容器的第二端接地，第二与非门的输出端连接第三运算放大器的正相输入端和第四电容器的第一端，第四电容器的第二端接地，第二运算放大器的输出端连接第七晶体管的集电极以及第四运算放大器的正相输入端，第三运算放大器的输出端连接第六晶体管的集电极和第五运算放大器的反相输入端，第六晶体管和第七晶体管的基极彼此相连，第六晶体管的发射极连接第四运算放大器的反相输入端，第七晶体管的发射极连接第五运算放大器的正相输入端，第四运算放大器的输出端连接第九晶体管的第一端，第八晶体管的基极连接电源端，第八晶体管的集电极通过20kΩ电阻接地，第八晶体管的集电极通过1MΩ电阻连接第五运算放大器的输出端，第四运算放大器的输出端连接第九晶体管的集电极，第九晶体管的基极连接90°移相器的输出端以及180°移相器的输入端，第九晶体管的发射极连接第十晶体管的集电极，180°移相器的输出端连接第十晶体管的基极，第十晶体管的发射极连接所述弱信号放大单元的信号输出端，所述第四晶体管的基极连接START信号；所述第一电容器为0.1uF电容器，所述第二电容器为0.22uF电容器，所述第三电容器为0.47uF电容器，所述第四电容器为0.31uF电容器，所述电源为+5V直流电源VCC；上述各运算放大器使用仪用放大器。