醫用通訊呼叫設備的製作方法
2023-10-09 00:52:54 1
專利名稱：醫用通訊呼叫設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種兩線制總線醫用通訊呼叫設備，具體應用於醫院病房患者與護士 間通訊呼叫系統以及醫院排隊叫號系統。
背景技術：
傳統的兩線制總線醫用通訊呼叫設備電路框圖如圖1所示，主機與各分機是兩芯 線聯網，輸出為A、B兩端，其中B端為接地端，A端信號如圖2所示。主機發碼是靠A端電 平高低發送數據，其不足之一是當主機通過兩芯線發送數據時，線上為高低電平，此時給分 機供電困難；不足之二是高低電平傳輸速率低。專利號為ZL200720024467. 5的專利公開了 一種「兩線制總線門診智能分診系 統」，包括分機和主機，分機和主機之間通過總線連接，分機內設置通話電路和控制電路，主 要技術特點在於分機內設置交流高阻電路，所述的總線採用兩線制，交流高阻電路的輸入 端連接兩線制總線，輸出端連接通話電路和控制電路的電源端，控制電路的輸出端連接通 話電路的控制端，通話電路的輸出端連接兩線制總線。交流高阻電路使得兩線制總線處於 高阻抗，交流高阻電路的輸出端連接的後續電路處於低阻抗，傳輸信號就不會受到衰減，能 順利將信號傳送給分機，既可以提供各個分機的電源，又可以實現分機和主機之間的信號 傳輸。專利號為ZL200720024466. 0的專利公開了一種「門診智能分診系統」，包括分機
和主機，分機和主機之間通過總線連接，主機內設置音頻處理、命令發送電路和音頻發送電 路，主要技術特點在於設置總線輸出電路，總線輸出電路的輸出端連接總線，所述的總線 輸出電路採用三端可調集成穩壓器以及外圍電路組成。總線輸出電路將來自命令發送電路 和音頻發送電路的信號轉換，通過兩線制總線發送至各個分機。以上兩個專利均採用了兩線制總線，布線少，安裝方便，易於控制，但未能解決採 用高低電平傳送數據存在分機供電困難以及高低電平傳輸速率低的問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術採用高低電平傳送數據存在分機供電 困難以及高低電平傳輸速率低的缺陷，提供一種分機供電可靠、總線傳輸距離遠，傳輸速率 高的兩線制總線醫用通訊呼叫設備。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種醫用通訊呼叫設備，包括主機 和多個相同的分機，分機與主機之間通過兩線制總線連接，其特徵在於主機內部設置主機 CPU和輸出控制電路，主機CPU輸出數據信號，再經輸出控制電路轉換為兩組極性完全相反 的正負電平信號後同兩線制總線連接；分機設置正負電壓檢測電路，其輸入同兩線制總線 的一端連接，將接收到的正負電平信號進行檢測後輸出數據信號。 其中優選方案是所述主機輸出控制電路由一個前置NPN型三極體和兩個反向設置的功率運算放大器或音頻功放以及外圍電阻組成。所述分機的正負電壓檢測電路由一 NPN型三極體以及基極電阻和集電極電阻組 成，三極體的基極為輸入，發射極接地，集電極為輸出。本發明與現有技術比較，具有如下優點1、本發明由於設計採用了主機輸出控制電路，將主機CPU輸出數據信號轉換為兩 組極性完全相反的正負電平傳輸信號後進行傳輸的正負輸出傳輸方式，兩線制總線A、B兩 輸出端均是動態的，即A端輸出為正時，B端輸出為負；A端輸出為負時，B端輸出為正。這 樣在主機發碼期間，分機均能通過整流得到能源提供，分機供電可靠。2、本發明採用的正負輸出的數據傳輸方式，具有傳輸距離遠，傳輸速率高的優點。
圖1為現有技術的兩線制總線醫用通訊呼叫設備的電路原理框圖。圖2為現有技術的高低電平數據信號波形示意圖。圖3為本發明實施例的電路原理框圖。圖4為本發明的正負電平傳輸信號波形示意圖。圖5為本發明的主機CPU數據輸出及分機CPU數據輸入信號波形示意6為本發明實施例的電路原理圖。其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10電阻，B1、B2 三極體，F1、F2 功率運 算放大器，CPU 中央處理器，A、B 兩線制總線。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。參照圖1，現有技術的兩線制總線醫用通訊呼叫設備，包括主機和多個相同的分 機，分機與主機之間通過兩線制總線連接，主機內部設置主機CPU和輸出控制電路，主機 CPU的輸出和輸出控制電路的輸入連接，輸出控制電路的輸出和兩線制總線的A端連接，兩 線制總線的B端與主機的接地端連接。兩線制總線A端信號相對於地端(0電平)波形如圖2 所示。主機發碼是靠A端電平高低發送數據，其不足之一是當主機通過兩芯線發送數據時， 線上為高電平、低電平變換，造成給分機供電困難和不穩定；不足之二是高低電平傳輸速率 低。通常，在分機的內部設置有極性轉換電路、穩壓電路、電壓檢測電路、分機CPU和顯示 通話電路等其它電路，其中，極性轉換電路採用二極體整流橋，整流橋的輸入端連接兩線制 總線，作用在於將二線制總線上不分極性的信號，轉換成固定的正負極信號；分機內的電壓 檢測電路採用高低電壓檢測電路，其輸入同二極體整流橋的輸出正端連接，輸出同分機CPU 連接，主機通過兩線制總線發送高低電平數據，一方面實現分機和主機之間的信號傳輸，另 一方面通過極性轉換電路的二極體整流橋和其輸出連接的穩壓電路，實現為分機的電路供 電二極體整流橋的輸出正端經穩壓電路穩壓後輸出分機供電電源，分別和分機CPU、電壓 檢測電路、顯示通話等電路連接，二極體整流橋的輸出負端作為分機供電的公共地端，分別 和高低電壓檢測電路、分機CPU、顯示通話等電路連接。參照圖3本發明實施例的電路原理框圖，包括主機和多個相同的分機，主機內部 設置有主機CPU和主機輸出控制電路，主機CPU的輸出和主機輸出控制電路的輸入連接，主機輸出控制電路的輸出分別和兩線制總線的A、B端連接。主機CPU輸出數據信號的波形如圖5所示，再經輸出控制電路轉換為兩組極性完全相反的正負電平信號，然後通過兩線制總線傳送至分機，兩線制總線A、B端傳送的正負電平信號波形分別如圖4中的VA、VB所示。分機內部設置極性轉換電路、穩壓電路、正負電壓檢測電路、分機CPU和顯示通話等其它電路，極性轉換電路採用二極體整流橋，整流橋的輸入端連接兩線制總線，二極體整流橋的輸出正端經穩壓電路穩壓後輸出分機供電電壓，分別和正負電壓檢測電路、分機CPU、顯示通話等電路連接，二極體整流橋的輸出負端作為分機供電的公共地端，分別和正負電壓檢測電路、分機CPU、顯示等電路連接。分機採用正負電壓檢測電路，其輸入同兩線制總線的一端連接，將接收到的正負電平信號進行檢測後檢出數據信號至分機CPU的輸入端，分機CPU將處理後的數據信號輸出至顯示通話電路等其它電路。參照圖6本發明實施例的電路原理圖，主機採用正負15V供電電源，主機CPU數據輸出信號波形如圖5所示5V脈衝信號，主機輸出控制電路由一個NPN型前置三極體和兩個反向設置的功率運算放大器或音頻功率放大器以及外圍電阻組成主機輸出控制電路分別採用大功率運放或音頻功率放大器Fl、F2作為輸出；主機正15V由電阻R5、R6分壓後給Fl正輸入端提供正電壓，Fl的輸入負端一方面經電阻R2接正15V電源，另一方面經電阻R4接至三極體Bl的集電極，同時還經電阻R3與Fl的輸出端連接；三極體Bl的基極通過電阻Rl接到主機CPU的數據輸出端，三極體Bl的發射極接地，保證當三極體Bl飽和導通時兩線制總線的A端輸出正電壓，三極體Bl截止時A端輸出負電壓。大功率運放F2的正輸入端接地，負輸入端通過電阻R8連至輸出端，負輸入端同時通過電阻R7連至Fl輸出端，使F2成為一反向放大器，使之保證F2的輸出與Fl的輸出幅值相等、方向相反，即當A端輸出為正時B端為負，反之A端輸出為負時B端為正；兩線制總線A、B端信號\、Vb波形如圖4所示，為兩組極性完全相反的正負電平信號。本實施例中電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8的優選電阻值分別為12K、30K、10K、10K、 10Κ、10Κ、10Κ。在分機端，分機的正負電壓檢測電路由一 NPN型三極體Β2以及基極電阻R9和集電極電阻RlO組成，三極體Β2的基極為輸入，發射極接分機參考地，集電極為輸出。為保證分機電壓檢測電路所檢出信號波形極性與主機CPU數據輸出信號相一致，將兩線制總線其中之一的B端即分機橋式整流的輸入D端通過電阻R9接到正負電壓檢測電路中三極體B2的基極，三極體B2的集電極輸出接至分機CPU數據輸入端，同時經上拉電阻RlO接分機5V供電電源，三極體B2的發射極直接與分機地端連接。這樣當主機A端信號電平為正時B端為負，也即分機的D端為負，三極體B2截止，其集電極輸出高電平，當主機A端輸出為負B端輸出為正時，三極體B2輸出低電平，從而實現了對兩線制總線A、B端所傳送正負電平信號中數據信號的檢出，檢出信號亦即分機CPU的數據輸入信號波形如圖5所示。本發明兩線制總線醫用通訊呼叫設備的工作過程如下主機CPU輸出的高電平5V，低電平OV數位訊號，其數據信號波形如圖5所示。此信號通過電阻Rl加到三極體Bl的基極，控制其飽和導通與截止，飽和導通時通過電阻R2、R3、R4組成的電路控制大功率運放Fl的輸出端A為正電壓，反之，截止時控制其輸出端A為負電壓，其A端電壓波形如圖4中Va所示。運放Fl的A端通過電阻R7接至另一大功率運放F2的負輸入端，當A端為高電壓時，F2的輸出端B端輸出為低電壓；A端為低電壓時， B端輸出為高電壓，如圖4中Vb波形所示，從而通過兩個輸出控制電路將CPU輸出的高低電 平數據信號轉換成了二線制總線A、B端的正負電平傳輸信號。在分機端，通過極性轉換電路的橋式整流，無論A端為正還是B端為正，整流的輸出C點總是高電平。這樣無論在主機發碼期間還是待機期間，整流輸出C點總能得到高電 平，保證了分機穩壓電路的供電。當A端為高電平時，B端為低電平，也就是分機的D端也為低電平，三極體B2截止， 分機的CPU輸入為高電平。當A端為負B端為正時，三極體B2飽和導通，分機的CPU輸入 端為低電平，得到的波形正好與主機CPU輸出的波形相同，如圖5所示。這樣主機CPU的輸出數據信號與分機CPU的輸入數據信號完全相同，順利實現了 數據信號通過兩線制總線的傳送和檢出。本發明中，主機CPU、分機CPU主要用於控制生成和接收處理通訊數據信號，採用 常規晶片產品及其相應外圍電路即可實現，主機輸出控制電路所使用功率運算放大器或者 音頻功放亦可採用市售元件，分機內所設置二極體整流橋電路、穩壓電路、顯示通話電路等 其它電路均為現有醫用通訊呼叫設備的常用功能電路，其相互間的電路連接也為該領域普 通技術人員所掌握，作為現有技術在此不再贅述。本發明的設計方案中，由於採用了主機通過兩線制總線發送兩組極性完全相反的 正負電平信號的信號傳輸方式，無論主機輸出A正B負還是B正A負，分機的穩壓電路都能 保證有足夠的高電壓，從而保證了分機的供電；其次，主機使用正負電平輸出傳輸速率高， 傳輸距離遠，而且主機輸出控制電路使用大功率運放或者音頻功放，使主機的帶載能力增 強，因而可廣泛應用於醫院病房通訊呼叫以及醫院排隊叫號系統。
權利要求
一種醫用通訊呼叫設備，包括主機和多個相同的分機，分機與主機之間通過兩線制總線連接，其特徵在於主機內部設置主機CPU和輸出控制電路，主機CPU輸出數據信號，再經輸出控制電路轉換為兩組極性完全相反的正負電平信號後同兩線制總線連接；分機設置正負電壓檢測電路，其輸入同兩線制總線的一端連接，將接收到的正負電平信號進行檢測後輸出數據信號。
2.根據權利要求1所述的醫用通訊呼叫設備，其特徵在於，所述主機輸出控制電路由 一個前置NPN型三極體和兩個反向設置的功率運算放大器或音頻功放以及外圍電阻組成。
3.根據權利要求1所述的醫用通訊呼叫設備，其特徵在於，所述分機的正負電壓檢測 電路由一 NPN型三極體以及基極電阻和集電極電阻組成，三極體的基極為輸入，發射極接 地，集電極為輸出。
全文摘要
一種醫用通訊呼叫設備，包括主機和多個相同的分機，分機與主機之間通過兩線制總線連接，其特徵在於主機內部設置主機CPU和輸出控制電路，主機CPU輸出數據信號，再經輸出控制電路轉換為兩組極性完全相反的正負電平信號後同兩線制總線連接；分機設置正負電壓檢測電路，其輸入同兩線制總線的一端連接，將接收到的正負電平信號進行檢測後輸出數據信號。本發明採用了將主機數據信號轉換為兩組極性完全相反的正負電平信號進行傳輸的方式，分機供電可靠，數據傳輸距離遠，傳輸速率高，可廣泛應用於醫院病房通訊呼叫及醫院排隊叫號系統。
文檔編號H04M11/00GK101800821SQ20101011940
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月23日 優先權日2010年1月23日
發明者耿玉泉 申請人:山東亞華電子有限公司