r>【具體實施方式】
[0048] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0049] 第一方面，本發明提出了一種基于隨機共振的超聲多普勒胎屯、監測系統，如圖1 所示，包括：
[0050] 超聲接收器，用于接收根據周期胎屯、屯、率信號形成的超聲波回波信號W及噪聲信 號；
[0051] 帶通濾波器，用于選擇超聲波載波頻率的回波信號；
[0052] 解調檢波器，用于分離所述回波信號與本振載波信號的乘積結果中的低頻調制信 號和高頻載波信號；
[0053] 絕對值電路，用于獲取低頻調制信號中包括胎屯、屯、率的包絡信號；
[0054] 還包括： 陽化5] 隨機共振電路，用于獲取包絡信號中的周期胎屯、屯、率信號。
[0056] 本發明通過采用兩級電路，將周期信號從噪聲中檢測出來，從而實現在低福射劑 量的情況下，檢測胎屯、屯、率。
[0057] 如圖1所示，超聲發射換能器所發射的超聲波信號。超聲波信號波形為：
[0058] V。…=sin(?1:) (1)
[0059] 為超聲波發射信號電壓、《為角頻率；
[0060] 超聲換能器接收根據胎屯、屯、率形成的超聲波回波信號W及噪聲信號。回波信號為 二次波，采用符號Vw。表示，它是信號角頻率《、信號幅值A、相位角4的函數。相比較與 發射波V。。回波信號Vw。的幅值Aw。和相位4均發生了變化，可用數學描述為： 陽06UVsec(w，A,4) =Asecsin(〇t+<l))似
[0062] 并將該超聲波回波信號W及噪聲信號傳輸至帶通濾波器。帶通濾波器將上述超聲 波回波信號W及噪聲信號進行濾波，允許載波頻率為超聲波頻率的信號通過。
[0063] 圖2示出了帶通濾波器的電路原理圖，電路結構如下：電阻R32、電阻R33、電阻 R34串聯，該多個電阻的一端連接預設電壓，另一端連接電壓VCC。在晶體管Q1的柵極連接 至電阻R32和電阻R33的連接點處，形成晶體管Q1的偏置電壓，源極連接至電阻R33和電阻 R34的連接點處，漏極通過電阻R31與電容C35形成的并聯諧振電路連接至預設電壓。輸入 信號通過電容C34連接至電阻R32和電阻R33的連接點處。電感L1與電容C31形成串聯 諧振電路將電阻R33和電阻R34的連接點處的信號輸出。通過選擇合適的電阻與電容值， 并調節晶體管Q1的工作點，該帶通濾波器對接收的載有胎屯、信號的進行放大和選頻濾波。 W64] 如圖3所示，本振信號產生電路：晶振XI與電阻R41串聯后與反相器呪A并聯，同 時電阻R43也與反相器呪A并聯。在電容C41與C42串聯后與晶振XI并聯。反相器U6A、 U2A、U9A和U3A的第一端并聯后與反相器呪A的輸出端連接。其中，反相器U9A、U3A的第 二端相連接，反相器U6A、U2A的第二端相連接并輸出振蕩信號。 陽0化]本發明還提供了一種解調檢波器。本解調檢波器實現對帶通濾波器輸出的胎屯、多 普勒頻移信號解調檢測。將通過帶通濾波器的信號與本振載波信號相乘，分離出低頻調制 信號和高頻載波信號。
[0066]
[0067] 理論上，回波信號經過低通濾波后獲得的調制信號為： W側
（4 ) W例當目標運動時，回波信號與載波信號會發生頻差Af:
[0070]
(5)
[00川式中，V為目標運動速度，C為超聲傳播聲速，f為載波頻率。頻差大小Af與目 標徑向運動速度分量值呈線性關系。Vk信號中的相位信息4與Af-致。通過檢測序列 中的主頻率成分可獲得Af。同時被檢測目標運動速度V的變化與信號Vu中的幅值信息 Asec-致。
[0072] 其中，低頻調制信號為有效信號，載有胎屯、多普勒頻移信號和胎心。率包絡信號。 因此，該解調檢波器實現了多普勒信號平移至低頻率。
[0073] 圖4示出了本發明實施例提供了一種解調檢波器。如圖5所示，電容巧2化及電 容C53并聯后與電阻R51串聯，所形成的串聯電路的第一端連接電壓VCC，第二端連接預設 電壓。在電阻R51與電容C52和電容C并聯電路的交點分別通過電阻R54連接模擬乘法器 MC149抓的引腳CIN+、電阻R53連接模擬乘法器MC149抓的引腳CIN-、電阻R52連接引腳SIG INW及電阻R55連接引腳BIAR。回波信號正極、負極分別連接至模擬乘法器MC1496D的引 腳SIGIN+、引腳SIGIN。本振信號通過電容C54連接模擬乘法器MC1496D的引腳CIN-。 W74] 如圖4所示，模擬乘法器MC1496D的引腳2通過電阻R56與引腳3相連接，引腳 VEE連接預設電壓；引腳OUT+與電容巧8、電阻R510串聯后連接運算放大器U2A的反相輸 入端。在引腳OUT+與電容C58的連接點處分別通過電阻R58連接電壓VCC、通過電容巧5 連接預設電壓。模擬乘法器MC1496D的引腳OUT與電容巧7、電阻R511串聯后連接運算放 大器U2A的正相輸入端；在引腳OUT與電容C57連接點分別通過電阻貼9連接電壓VCC、通 過電容C56連接預設電壓；在電阻R511與運算放大器U2A的連接點處通過電阻R512連接 預設電壓。
[00巧]在運算放大器U2A的輸出端與反相輸入端還有電阻R513,該運算放大器U2A的輸 出端輸出解調信號。
[0076] 可選地，監測系統還包括低通濾波器，低能濾波器設置在解調檢測器與絕對值電 路之間，用于濾除高頻載波信號。
[0077] 圖5示出了本發明實施例提供的低通濾波器的電路，用于輸出載有胎屯、多普勒頻 移信息和胎心。率包絡信息的信號。如圖6所示，通過解調檢測器輸出的信號通過電阻R61 與運算放大器U63A的正相輸入端連接，電阻R61與正相輸入端的連接點通過電容R61接預 設電壓。運算放大器U63A的反相輸入端與輸出端連接。運算放大器U63A的輸出端輸出信 號到音頻放大電路W及蜂鳴器、絕對值電路。
[007引圖6示出了本發明實施例提供的一種絕對值電路。絕對值電路輸出信號包含胎屯、 多普勒頻移信號和胎屯、屯、率包絡信號。
[0079] 如圖6所示，來自低通濾波器的信號經過電阻R71進入運算放大器U71A的反相輸 入端。該運算放大器U71A的反相輸入端與電阻R72、R74串聯后連接運算放大器U72A的正 相輸入端、與電阻R73、R75串聯后連接運算放大器U72A的反相輸入端。運算放大器U71A 的正相輸入端連接預設電壓；電源負極連接5V電壓，并通過電容C71連接預設電壓，電源正 極連接5V電壓，并通過電容C72連接預設電壓。二極管D71與D72串聯，其中，二極管D72 的正極連接至電阻R73與電阻R75的連接點處，二極管D71的負極連接至電阻R72與電阻 R74的連接點處。運算放大器