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用于植入式装置的遥测系统设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

(4)电源的稳定

如图1所示,VDD是装置的直流电源电压。为了能在线圈L1发射数据信号时提供足够能量,并且不使电源受到数据发射时电感上感应电动势的波动影响,由电阻R1和电容C1组成去耦电路。数据发射周期T必须大于时间常数τ1=R1·C1,一般要求满足T>3~5)·τ1。

在做植入式装置遥测实验时,通过MCU控制电阻R8与发光二极管LED组成的指示电路,可以直观地了解通信状况。
用于植入式装置的遥测系统设计


3 软件设计

本文研究植入式装置的数据遥测,综合考虑信息传输速率和平均功率消耗等因素,采用4-PPM方式。即每两位二进制数据信号调制成一个4-PPM(四进制)信号。数据的调制和解调,以及4-PPM信号以帧格式发送和接收都由软件控制。

定义传输一个4-PPM信号的基本时间单位为一帧(frame),如图2所示,A~F构成一帧。把一帧的持续时间平均分成8份,每一小份时间段代表一个时隙(slot),则一帧由slot0~slot7组成。每一帧里的8个时隙组成4个固定的时区,在每一个时区内包括一定的变化脉冲位置:

(1)第一个固定时区由时隙slot0和slot1组成,如图2中的A、B。在每一帧里的预定脉冲位置产生一个帧同步信号,从而使接收端确定这是一帧的开始,使帧同步。帧同步信号位于每一帧的第一个固定时区内,而且是唯一的同步信号。如图2所示,帧起始由脉冲P1确定,它所在的时隙则定义为slot0,帧同步脉冲P2位于帧的第一个固定时区内的固定位置--时隙slot1。当接收端在接收到P1之后(设为slot0),若接着在slot1接收到P2,则可以确定正在接收一帧,即发送端和接收端之间实现帧同步。

(2)第二个固定时区由时隙slot2组成,如图2中C。这个时区是一个保护带,因为保护带的存在,使帧同步脉冲和数据脉冲在一起不会被当作新的帧同步脉冲,从而唯一地确定一帧,防止数据交迭。

(3)第三个固定时区由时隙slot3~slot6组成,图2中的C~E区间。在这个时区内的脉冲位置产生一个数据量值信号,表示被发送信息的数值,4个时隙唯一地表示两位二进制数据信息:slot3表示“00”,slot4表示“01”,slot5表示“10”,slot6表示“11”。例如,图2中的数据脉冲P3,它位于时隙slot4,因此表示二进制数据是“01”。

(4)第四个固定时区由时隙slot7组成 如图2中的F。这个时区也是一个保护带。Slot7标志这一帧数据结束,从slot8(0)(即slot7之后的一个时隙)起,将开始另一帧数据信号,slot8也就是下一帧的时隙slot0。

本文介绍了一种采用低功耗脉冲位置调制方式的植入式装置遥测技术,设计了系统软、硬件。脉冲发射采用电感升压的原理,电路比较简单,且发送脉冲在时间上有尖锐的定位,能较好地抑制噪声干扰,提高了装置遥测可靠性。数据传送的帧格式能够方便地实现帧同步。适用于需要近距离低功耗遥测的系统,如各种遥测数据量不大的植入式装置。


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