可重配置测量设备和用于控制设备的方法[0001] 本申请要求于2013年8月28日提交于韩国知识产权局的第10-2013-0102309号 韩国专利申请的优先权，其全部内容以引用方式被包含于此。 [0003] 正开发用于检查患者的身体状况的各种医疗装置。用于测量患者的电生物信号的 医疗装置的意义着重于健康检查过程中的患者便利、健康检查结果的快速提供等方面。 [0004] 可由于身体内形成的电场而产生生物电位，并且可根据电场的大小利用预定部位 的电压测量生物电位。生物电位的来源是可兴奋细胞，可兴奋细胞响应于电刺激而表现出 电激励（electric excitation)。可兴奋细胞可由于电激励而生成动作电位，由可兴奋细胞 生成的动作电位可通过神经纤维传输。通过这样的动作电位，可在身体中形成电场。 [0005] 类似于生物电位信号，阻抗信号还可用于监测生物对象的身体状况或情绪状况。

[0006] 提供此
以按照简化形式介绍下面在
[0007] 在一个一般方面，提供一种可重配置测量设备，包括：第一斩波器，被配置为调制 输入信号；放大器，被配置为放大第一斩波器的输出信号。所述可重配置测量设备还包括： 第二斩波器，被配置为解调放大器的输出信号或内部信号；控制器，被配置为基于测量模式 控制第一斩波器和第二斩波器。
[0008] 所述测量模式可包括生物电位测量模式和阻抗测量模式。
[0009] 所述控制器可被配置为：响应于测量模式为生物电位测量模式，将与生物电位测 量模式对应的频率信号提供给第一斩波器和第二斩波器。
[0010] 所述控制器可被配置为：响应于测量模式是阻抗测量模式，控制第一斩波器以便 于输入信号绕过第一斩波器。
[0011] 所述控制器可被配置为：响应于测量模式是阻抗测量模式，将与阻抗测量模式对 应的频率信号提供给第二斩波器。
[0012] 所述控制器可被配置为：响应于测量模式是阻抗测量模式并且用于阻抗测量的载 波频率在由放大器引起的噪声频带内，将与生物电位测量模式对应的频率信号提供给第一 斩波器和第二斩波器。
[0013] 所述设备还可包括：模数转换器（ADC)，被配置为对第二斩波器的输出信号执行 模数转换；解调器，被配置为基于所述载波频率解调经转换的数字信号。
[0014] 所述设备还可包括：第三斩波器，被配置为利用所述载波频率解调第二斩波器的 输出信号。
[0015] 所述控制器可被配置为：响应于测量模式为生物电位测量模式，控制第三斩波器 以便于第二斩波器的输出信号绕过第三斩波器。
[0016] 所述控制器可包括：第一复用器（MUX)，被配置为选择性地将第一频率信号或恒 压信号提供给第一斩波器；第二MUX，被配置为选择性地将第一频率信号或第二频率信号 提供给第二斩波器。
[0017] 所述控制器还可包括：移相器，被配置为将第二频率信号的相位移位。
[0018] 所述设备还可包括：电流发生器，被配置为基于第二频率信号产生用于阻抗测量 的电流。所述控制器可被配置为响应于测量模式为阻抗测量模式，启用所述电流发生器。
[0019] 所述设备还可包括：第一电阻单元，被配置为利用电容器和至少两个开关实现用 于偏置电压的节点与第一斩波器和放大器之间的节点之间的电阻组件。所述控制器可被配 置为响应于测量模式为生物电位测量模式，启用第一电阻单元。
[0020] 所述设备还可包括：第二电阻单元，被配置为利用至少两个电阻器实现用于偏置 电压的节点与第一斩波器和放大器之间的第一节点之间的第一电阻组件，并且利用所述至 少两个电阻器实现用于偏置电压的节点与第一斩波器和放大器之间的第二节点之间的第 二电阻组件，该第二电阻组件具有与第一电阻组件相同的电阻值。所述控制器可被配置为 响应于测量模式为阻抗测量模式，启用第二电阻单元。
[0021] 所述设备还可包括：恢复单元，被配置为将与放大器的正常操作范围对应的电压 提供给放大器。
[0022] 在另一一般方面，提供一种可重配置测量设备，包括：测量模块，每一个测量模块 被配置为测量生物电位或阻抗；控制器，被配置为控制每一个测量模块测量生物电位或阻 抗。每一个测量模块包括：调制器，被配置为对输入信号进行调制；放大器，被配置为放大 调制器的输出信号；解调器，被配置为解调放大器的输出信号或内部信号。
[0023] 所述控制器可被配置为：将第一频率信号提供给包括在被配置为测量生物电位的 每一测量模块中的调制器和解调器。
[0024] 所述第一频率信号的频率可高于包括在被配置为测量生物电位的每一测量模块 中的放大器所引起的噪声频带。
[0025] 所述控制器可被配置为将恒压信号提供给包括在被配置为测量阻抗的每一测量 模块中的调制器，并将第二频率信号提供给包括在被配置为测量阻抗的每一测量模块中的 解调器。
[0026] 包括在被配置为测量阻抗的每一测量模块中的调制器可被配置为使输入信号绕 过调制器。
[0027] 所述第二频率信号的频率可与用于阻抗测量的载波频率相同。
[0028] 响应于用于阻抗测量的载波频率在包括在被配置为测量阻抗的每一测量模块中 的放大器所引起的噪声频带内，所述控制器可被配置为将具有高于所述噪声频带的频率的 第一频率信号提供给包括在被配置为测量阻抗的每一测量模块中的调制器和解调器。
[0029] 在另一一般方面，提供一种控制可重配置测量设备的方法，该方法包括：接收指示 测量模式的信号；基于测量模式将第一信号提供给第一斩波器；基于测量模式将第二信号 提供给第二斩波器。所述第一斩波器可被配置为利用第一信号调制输入信号，所述第二斩 波器被配置为利用第二信号解调由放大器放大的被调制的输入信号。
[0030] 响应于测量模式为生物电位测量模式，第一信号和第二信号中的每一个可包括与 生物电位测量模式对应的频率信号。
[0031] 响应于测量模式为阻抗测量模式，第一信号可包括恒压信号，第一斩波器可被配 置为使输入信号绕过第一斩波器。
[0032] 响应于测量模式为阻抗测量模式，第二信号可包括与阻抗测量模式对应的频率信 号。
[0033] 响应于测量模式为阻抗测量模式并且用于阻抗测量的载波频率在由放大器引起 的噪声频带内，第一信号和第二信号中的每一个可包括与生物电位测量模式对应的频率信 号。
[0034] 一种非暂时性计算机可读存储介质可存储程序，所述程序包括使得计算机执行所 述方法的指令。
[0035] 在另一一般方面，提供一种可重配置测量设备，包括：第一斩波器，被配置为对信 号进行调制；放大器，被配置为放大被调制的信号。所述可重配置测量设备还包括：第二斩 波器，被配置为解调被放大的信号；控制器，被配置为基于正在测量信号的生物电位还是阻 抗来控制第一斩波器和第二斩波器。
[0036] 所述控制器可被配置为：响应于正在测量生物电位，将第一频率的第一频率信号 提供给第一斩波器和第二斩波器；响应于正在测量阻抗并且大于第一频率的第二频率在由 放大器引起的噪声频带之外，将恒压信号提供给第一斩波器，并且将所述第二频率的第二 频率信号提供给第二斩波器；响应于正在测量阻抗并且所述第二频率在所述噪声频带内， 将第一频率信号提供给第一斩波器和第二斩波器。
[0037] 其它特征和方面将从以下【具体实施方式】、附图和权利要求而显而易见。




[0038] 图1是示出可重配置测量设备的示例的框图。
[0039] 图2是示出测量生物电位信号的测量设备的操作的示例的示图。
[0040] 图3是示出测量阻抗的测量设备的操作的示例的示图。
[0041] 图4是示出斩波器的示例的电路图。
[0042] 图5是示出控制器的示例的电路图。
[0043] 图6和图7是不出使用可重配置测量设备的测量系统的不例的框图。
[0044] 图8A至图8D是示出测量设备的输入端的示例的电路图。
[0045] 图9是示出包括多个可重配置测量模块的测量设备的示例的框图。
[0046] 图10是示出控制可重配置测量设备的方法的示例的流程图。
[0047] 贯穿附图和【具体实施方式】，除非另外描述或提供，相同的标号将被理解为指代相 同的元件、特征和结构。附图可能未按比例，可能为了清晰、说明和方便而夸大了图中元件 的相对尺寸、比例和描绘。

【具体实施方式】
[0048] 提供以下【具体实施方式】以帮助读者获得本文所描述的方法、设备和/或系统的全 面理解。然而，对于本领域普通技术人员而言，本文所描述的系统、设备和/或方法的各种 改变、修改和等同物将是明显的。所描述的一系列处理步骤和/或操作是示例；然而，步骤 和/或操作的顺序不限于本文所阐述的顺序，而是可如本领域所知那样改变，除非步骤和/ 或操作必须按照特定顺序发生。另外，为了清晰和简明，本领域普通技术人员熟知的功能和 构造的描述可省略。
[0049] 这里所描述的特征可按照不同的形式实施，而不应解释为限于本文所描述的示 例。相反，提供本文所描述的示例以使得本公开将彻底和完整，并且将本公开的完整范围传 达给本领域普通技术人员。
[0050] 图1示出可重配置测量设备100的示例。参照图1，可重配置测量设备100 (以下 称作"测量设备"）包括放大器120、多个斩波器110和130以及控制器140。
[0051] 测量设备100利用控制器140来控制第一斩波器110和第二斩波器130,从而能够 以各种测量模式操作。例如，测量设备100可测量生物电位。
[0052] 可由于身体内形成的电场而产生生物电位，并且可根据电场的大小利用身体的预 定部位的电压来测量生物电位。生物电位可包括心电图（ECG)、肌电图（EMG)、神经电图 (ENG)、脑电图（EEG)、视网膜电图（ERG)、眼电图（EOG)和/或本领域普通技术人员已知的 其它测量。利用安装在体表的电极执行ECG测量以测量心脏的电活动。利用安装在肌肉中 的电极执行EMG测量以测量肌肉收缩。利用安装在末梢神经中的电极执行ENG测量以测量 提供刺激之后的生物电位信号。例如，可通过ENG测量来测量神经传导速度和延迟时间。利 用安装在头部周围的表面电极执行EEG测量以测量大脑的电活动。利用安装在视网膜或视 网膜的内侧表面上的电极执行ERG测量以测量视觉响应。利用安装在眼睛周围的表面电极 执行EOG测量以测量眼动。
[0053] 控制器140可控制第一斩波器110和第二斩波器130以测量生物电位。为了测量 生物电位，放大器120可放大通过电极输入的信号。放大器120可为差分放大器。差分放大 器是指被构造为放大两个输入信号之间的差的放大器，并且可包括例如仪表放大器（IA)。
[0054] 在此示例中，放大器120中可能出现噪声。例如，放大器120中出现的噪声可为1/ f噪声。1/f噪声也称作闪烁噪声，并且可以是有源器件中出现的独特噪声。当有源器件中 出现的噪声被表示在频率轴上时，在低频带（例如，小于或等于100赫兹（Hz))中的噪声级 别会大大增加。1/f?噪声的级别可与频率成反比地增加。
[0055] 由于生物电位信号是低频信号，所以放大器120中出现的噪声可能干扰生物电位 信号。为了防止这种干扰，控制器140可控制第一斩波器110调制输入信号。例如，控制器 140可控制第一斩波器110将输入信号调制为中心频率高于噪声频带的信号。因此，放大器 120可放大被调制的信号。由于被调制的信号的中心频率超出噪声频带，由放大器120放 大的信号可不受噪声的影响。另外，控制器140可控制第二斩波器130解调被放大的信号。 例如，控制器140可控制第二斩波器130将经放大的信号解调为具有原始中心频率的信号。
[0056] 测量设备100还可测量阻抗。类似于生物电位信号，阻抗信号也可用于监测生物 对象的身体状况或情绪状况。例如，可测量指示皮肤的电阻水平的阻抗、指示皮肤的水合作 用的程度的阻抗、基于肺呼吸而改变的阻抗、基于血液流动而改变的阻抗、存在于包括测量 电极的电路径上的阻抗和/或本领域普通技术人员已知的其它阻抗。
[0057] 控制器140可控制第一斩波器110和第二斩波器130在阻抗测量模式下操作。与 为了测量身体中出现的生物电位而执行的生物电位测量相比，可利用出现在身体外部的电 流来执行阻抗测量。例如，当将通过电流发生器产生的电流提供给将要测量阻抗的身体部 位时，该部位的阻抗可导致压降。测量设备100可测量由该压降导致的电位差，从而测量阻 抗。
[0058] 生物电阻抗分析（BIA)可基于这样的原理：具有预定长度的相同横截面积的均匀 导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比。然而，人体不是均匀圆柱体形状，因此，身体 电导不均匀。人体包括相对利于导电的肌肉和细胞外液以及相对不利导电的脂肪组织。因 此，可使用各种电路模型来描述身体的电特性。例如，当交流电（AC)流到身体中时，电流可 穿过细胞膜，细胞膜可用电荷进行充电。在此示例中，细胞膜可充当电容器，可利用充当电 容器的细胞膜来对身体的电特性建模。另外，电渗透性可针对AC的每一频率而变化。例如， 5千赫（kHz)AC不穿过细胞膜，因此可用于测量细胞外液。至少IOOkHz的AC穿过细胞膜， 因此可用于测量全身含水量（TBW，total body water)。
[0059] 当利用AC测量阻抗时，输入到测量设备100中的信号可以AC的频率作为中心频 率。可与利用AC的频率调制的信号相似地使用输入信号。输入信号可被放大器120放大 以用于测量。
[0060] 如上所述，放大器120中可能出现噪声。例如，放大器120中可能出现1/f噪声。 由于输入信号以AC的频率作为中心频率，所以当输入信号的中心频率在放大器120中出现 的噪声的频带之外时，输入信号可不受放大器120中出现的噪声的干扰。控制器140可控 制第一斩波器110以便于输入信号旁路（bypass,绕过）第一斩波器110。例如，控制器140 可将操作电压（Vdd)或地电压（GND)的恒压信号提供给第一斩波器110。
[0061] 放大器120可放大旁路的信号。由于旁路的信号的中心频率在噪声频带之外，所 以由放大器120放大的信号可不受噪声的影响。另外，控制器140可控制第二斩波器130 解调放大的信号。由于放大的信号以用于阻抗测量的AC的频率作为中心频率，所以控制器 140可控制第二斩波器130利用对应的中心频率解调放大的信号。
[0062] 根据示例的测量设备100可根据应用以各种测量模式重配置。另外，如以下将描 述的，根据示例的测量设备100可包括多个可重配置测量模块。在此示例中，根据应用，至 少一部分测量模块可在生物电位测量模式下操作，剩余部分的测量模块可在阻抗测量模式 下操作。
[0063] 例如，由于将要基于穿过围绕心脏的外部的测量方向而测量的电信号的形式可能 与将要基于穿过围绕心脏的外部的另一测量方向而测量的电信号的形式不同，所以可利用 多个通道来测量ECG。在此示例中，测量设备100可被重配置为利用多个通道测量ECG，并且 测量皮肤与用于ECG测量的测量电路的输入端之间的界面阻抗。当利用三个通道测量ECG 时，包括在测量设备100中的三个测量模块可被改造为在生物电位测量模式下操作。另外， 为了测量每一通道处的界面阻抗，包括在测量设备100中的其他三个测量模块可被重配置 为在阻抗测量模式下操作。另外，由于可基于提供给第二斩波器130的频率的相位来测量 阻抗信号的实数分量和虚数分量，所以当测量阻抗时，包括在测量设备100中的另外三个 测量模块可被重配置为在阻抗测量模式下操作。
[0064] 根据应用，阻抗测量可能没有必要，或者可能需要使用更多通道的生物电位测量。 根据示例的测量设备100可提供根据应用自由改变生物电位测量和阻抗测量的配置的技 术。
[0065] 图2示出测量生物电位信号的测量设备200的操作的示例。参照图2,测量设备 200包括第一斩波器210、放大器220和第二斩波器230。尽管没有在图2中示出，但是测量 设备200还包括控制器，控制器被配置为控制第一斩波器210和第二斩波器230。
[0066] 以下，将详细描述在生物电位测量模式下经过第一斩波器210、放大器220和第二 斩波器230的输入信号的调制、放大和解调。在图2所示的每一曲线图中，X轴表示频率，y 轴表示功率密度。例如，电信号的中心频率随着X轴的值增大而增大，电信号的强度随着y 轴的值增大而增大。
[0067] 测量设备200通过输入端205接收用于生物电位测量的输入信号。以下，用于生 物电位测量的输入信号将被称作生物电位信号。由于生物电位信号是直流（DC)信号或低 频信号，所以生物电位信号可类似于与输入端205对应的曲线图中的信号206来表示。人 体中出现的生物电位信号具有相对低的功率密度。因此，放大器220放大生物电位信号以 便测量生物电位信号。然而，放大器220是有源器件，因此在放大器220中出现1/f噪声。 在频域中，生物电位信号可位于1/f噪声的频带内。因此，当放大完整的生物电位信号时， 1/f噪声可导致干扰。
[0068] 为了防止这种干扰，控制器将具有高于1/f?噪声的频带的频率fc的信号提供给第 一斩波器210。在此不例中，生物电位信号可类似于与第一斩波器210和放大器220之间的 节点215对应的曲线图中的信号216来表示。生物电位信号穿过第一斩波器210以被调制 为以频率fc作为中心频率的信号216。
[0069] 以频率fc作为中心频率的信号216被放大器220放大。生物电位信号可类似于与 放大器220的内部部分225对应的曲线图中的信号226来表示。当生物电位信号穿过放大 器220时，生物电位信号的功率密度增加。另外，1/f噪声可类似于与放大器220的内部部 分225对应的曲线图中的信号227来表示。1/f噪声出现在低频带中。由于生物电位信号 被第一斩波器210调制为以频率fc作为中心频率，在与放大器220的内部部分225对应的 曲线图中，信号226和信号227可不重叠，这意味着生物电位信号可不受1/f噪声的干扰。
[0070] 控制器控制第二斩波器230解调放大的信号226。详细地讲，控制器将具有频率f c 的信号提供给第二斩波器230。在此示例中，生物电位信号可类似于与输出端235对应的曲 线图中的信号236来表示。生物电位信号穿过第二斩波器230以被解调为具有原始中心频 率的信号236。同时，与1/f噪声对应的信号穿过第二斩波器230以被调制为以频率fc作 为中心频率的信号237。由于生物电位信号被第二斩波器230解调并且同时，1/f噪声被第 二斩波器230调制，所以在与输出端235对应的曲线图中，信号236和信号237可不重叠， 这意味着生物电位信号可不受1/f噪声的干扰。
[0071] 对应于输出端235的曲线图中的信号236的中心频率可与对应于输入端205的曲 线图中的信号206的中心频率相同，并且与输出端235对应的曲线图中的信号236的功率 密度可大于与输入端205对应的曲线图中的信号206的功率密度，这意味着生物电位信号 尽管被放大和解调也可不受1/f?噪声的干扰。如上所述，测量设备200可提供控制第一斩 波器210和第二斩波器230以便于生物电位信号被放大而不受1/f噪声影响的技术。
[0072] 图3示出测量阻抗的测量设备300的操作的示例。参照图3,测量设备300包括第 一斩波器310、放大器320和第二斩波器330。尽管图3中未不出，测量设备300还包括被 配置为控制第一斩波器310和第二斩波器330的控制器。
[0073] 以下，将详细描述在阻抗测量模式下经过第一斩波器310、放大器320和第二斩波 器330的输入信号的旁路、放大和解调。在图3所示的每一曲线图中，X轴表示频率，y轴表 示功率密度。
[0074] 测量设备300通过输入端305接收用于阻抗测量的输入信号。以下，用于阻抗测 量的输入信号将被称作阻抗信号。阻抗信号包括当通过电流发生器340产生的电流流入人 体345 (被建模为阻抗Z)中时出现的电位差的信息。电流发生器340产生频率fc的AC。
[0075] 由于阻抗信号以频率fc作为中心频率，所以阻抗信号可类似于与输入端305对应 的曲线图中的信号306来表示。由于在人体345中流动的电流的电平较低，所以阻抗信号 的功率密度也较低。为了测量阻抗信号，阻抗信号被放大器320放大。
[0076] 放大器320中出现1/f噪声。然而，在频域上，用于阻抗测量的频率fc位于1/f 噪声的频带之外。在此示例中，阻抗信号可不受1/f?噪声的干扰，并且第一斩波器310可无 需调制阻抗信号以防止1/f噪声的干扰。控制器控制第一斩波器310以便于阻抗信号旁路 (绕过）第一斩波器310。例如，控制器可将Vdd或地GND的恒压信号提供给第一斩波器 310。当阻抗信号旁路第一斩波器310时，穿过第一斩波器310之前的阻抗信号可基本上与 穿过第一斩波器310之后的阻抗信号相同。阻抗信号可类似于与第一斩波器310和放大器 320之间的节点315对应的曲线图中的信号306来表示。
[0077] 阻抗信号被放大器320放大。阻抗信号可类似于与放大器320的内部部分325对 应的曲线图中的信号326来表示。当阻抗信号穿过放大器320时，阻抗信号的功率密度增 力口。1/f噪声可类似于与放大器320的内部部分325对应的曲线图中的信号327来表示。 1/f噪声出现在低频带中。由于阻抗信号以频率fc作为中心频率，所以在与放大器320的 内部部分325对应的曲线图中，信号326和信号327可不重叠，这意味着阻抗信号可不受1/ f噪声的干扰。
[0078] 控制器控制第二斩波器330解调经放大的信号326。详细地讲，控制器将具有频率 fc的信号提供给第二斩波器330。在此示例中，参照与输出端335对应的曲线图，阻抗信号 穿过第二斩波器330以被解调为信号336。同时，与1/f噪声对应的信号穿过第二斩波器 330以被调制为以频率fc作为中心频率的信号337。由于阻抗信号被第二斩波器330解调 并且同时，1/f噪声被第二斩波器330调制，所以在与输出端335对应的曲线图中，信号336 和信号337可不重叠，这意味着阻抗信号可不受1/f?噪声的干扰。如上所述，测量设备300 可提供控制第一斩波器310和第二斩波器330以便于阻抗信号被放大而不受1/f?噪声影响 的技术。
[0079] 图4示出斩波器400的示例。参照图4,斩波器400基于控制电压Vc将输入端 口 450和460连接到输出端口 470和480。斩波器400包括基于控制电压操作的第一开关 410SWpl、第二开关420SWnl、第三开关430SWn2和第四开关440SWp2。
[0080] 第一开关410、第二开关420、第三开关430和第四开关440可在控制电压为逻辑 " 1"时导通，并且在控制电压为逻辑" 0 "时截止。在图4中，控制第三开关430和第四开关 440的控制电压Vcb是从控制电压Vc逻辑反转的电压。
[0081] 当控制电压Vc为逻辑"1"并且控制电压Vcb为逻辑"0"时，第一开关410和第 二开关420可导通，第三开关430和第四开关440可截止。在此示例中，第一输入端口 450 可连接到第一输出端口 470,第二输入端口 460可连接到第二输出端口 480。第一输入端口 450连接到第一输出端口 470并且第二输入端口 460连接到第二输出端口 480的状态可称 作第一状态。在第一状态下，Vip = Vop，Vin = Von。
[0082] 相反，当控制电压Vc为逻辑"0"并且控制电压Vcb为逻辑" 1"时，第一开关410 和第二开关420可截止，第三开关430和第四开关440可导通。在此示例中，第一输入端口 450可连接到第二输出端口 480,第二输入端口 460可连接到第一输出端口 470。第一输入 端口 450连接到第二输出端口 480并且第二输入端口 460连接到第一输出端口 470的状态 可称作第二状态。在第二状态下，Vip = Von，Vin = Vop。
[0083] 图1的控制器140可基于测量模式将AC电压或DC电压提供给斩波器400。当提 供AC电压作为斩波器400的控制电压Vc时，斩波器400可按照每一个控制电压的间隔在 第一状态和第二状态之间切换。例如，当控制电压对应于IkHz的AC电压时，控制电压的间 隔可对应于1毫秒（ms)。在此示例中，斩波器400可每Ims在第一状态和第二状态之间切 换。详细地讲，斩波器400可在第一状态下操作0. 5ms，随后在第二状态下操作0. 5ms，随后 再次在第一状态下操作0. 5ms。
[0084] 当AC电压被提供给斩波器400时，斩波器400可基于AC电压的频率调制或解调 输入信号。例如，斩波器400可基于控制电压Vc的间隔切换施加给第一输入端口 450的信 号和施加给第二输入端口 460的信号，并通过第一输出端口 470和第二输出端口 480输出 信号。在此示例中，输入信号可被调制为以控制电压Vc的频率作为中心频率的信号。当输 入信号对应于以控制电压Vc的频率作为中心频率的信号时，可通过斩波器400去除包括在 输入信号中的控制电压Vc的频率分量。在此示例中，输入信号可被解调为不具有控制电压 Vc的频率分量的信号。
[0085] 当提供DC电压作为斩波器400的控制电压Vc时，斩波器400可基于DC电压的逻 辑值在第一状态和第二状态中的一个下操作。例如，当控制电压对应于为逻辑"1"的Vdd 的DC电压时，斩波器400可在第一状态下操作。当控制电压对应于为逻辑"0"的GND的DC 电压时，斩波器400可在第二状态下操作。
[0086] 当DC电压被提供给斩波器400时，输入信号可旁路（绕过）斩波器400。例如，斩 波器400可基于控制电压Vc保持第一状态或第二状态。当控制电压Vc为逻辑" 1"时，斩 波器400可保持第一状态，因此输入信号可旁路（绕过）斩波器400。当控制电压Vc为逻 辑"0"时，斩波器400可保持第二状态，因此施加给输入端口 450和460的电压可被切换并 输出。
[0087] 尽管以上描述了被实现为基于控制电压Vc控制电信号的流动的斩波器400的示 例，但斩波器400的配置不限于该示例。根据示例，斩波器400的配置可不同地改变。例如， 斩波器400还可在每一输出端处包括电容器，并且可基于每一电容器中累积的电荷的量来 确定输出值。
[0088] 图5不出控制器540的不例。参照图5,测量设备500包括第一斩波器510、放大 器520和第二斩波器530。参照图1至图4所提供的描述可适用于第一斩波器510、放大器 520和第二斩波器530中的每一个。
[0089] 测量设备500还包括控制器540,控制器540利用复用器（MUX)来实现。在此示 例中，控制器540包括用于第一斩波器510的第一 MUX541以及用于第二斩波器530的第二 MUX542。第一 MUX541将控制电压提供给第一斩波器510,第二MUX542将控制电压提供给第 二斩波器530。
[0090] 控制器540基于测量模式控制第一 MUX541和第二MUX542。例如，在生物电位测量 模式下，控制器540可控制第一 MUX541和第二MUX542分别向第一斩波器510和第二斩波 器530提供用于调制和解调生物电位信号的频率信号。在阻抗测量模式下，控制器540可 控制第一 MUX541向第一斩波器510提供用于使阻抗信号旁路（绕过）第一斩波器510的 恒压信号。控制器540还可控制第二MUX542向第二斩波器530提供用于解调阻抗信号的 频率信号。
[0091] 第一 MUX541接收恒压信号Vdd或GND和用于调制生物电位信号的频率信号。例 如，第一 MUX541可接收与用于调制生物电位信号的频率信号对应的第一输入信号，并且接 收与恒压信号对应的第二输入信号。用于调制生物电位信号的频率信号可对应于4kHz。
[0092] 控制器540利用寄存器REG_SEL_BP来控制第一 MUX541。寄存器REG_SEL_BP被设 置为指示测量模式的值。例如，当寄存器REG_SEL_BP被设置为" 1"时，REG_SEL_BP可指示 生物电位测量模式。当REG_SEL_BP被设置为" 0 "时，寄存器REG_SEL_BP可指示阻抗测量 模式。控制器540提供寄存器REG_SEL_BP作为第一 MUX541的选择信号。
[0093] 当寄存器REG_SEL_BP指示生物电位测量模式时，第一 MUX541输出用于调制生物 电位信号的频率信号。当寄存器REG_SEL_BP指示阻抗测量模式时，第一 MUX541输出用于 使阻抗信号旁路第一斩波器510的恒压信号。第一 MUX541所输出的信号被提供作为第一 斩波器510的控制电压，通过该控制电压来控制第一斩波器510的操作。
[0094] 第二MUX542接收用于解调生物电位信号的频率信号以及用于解调阻抗信号的相 移频率信号。例如，第二MUX542可接收与用于解调生物电位信号的频率信号对应的第一输 入信号，并且接收与用于解调阻抗信号的频率信号对应的第二输入信号。用于解调生物电 位信号的频率信号可对应于4kHz，用于解调阻抗信号的频率信号可对应于50kHz。
[0095] 控制器540利用指示测量模式的寄存器REG_SEL_BP来控制第二MUX542。控制器 540提供寄存器REG_SEL_BP作为第二MUX542的选择信号。控制器540可利用相同的寄存 器 REG_SEL_BP 同时控制第一 MUX541 和第二 MUX542。
[0096] 当寄存器REG_SEL_BP指示生物电位测量模式时，第二MUX542输出用于解调生物 电位信号的频率信号。当寄存器REG_SEL_BP指示阻抗测量模式时，第二MUX542输出用于 解调阻抗信号的相移频率信号。第二MUX542所输出的信号被提供作为第二斩波器530的 控制电压，通过该控制电压来控制第二斩波器530的操作。
[0097] 测量设备500通过调节用于解调阻抗信号的频率信号的相位来测量实数分量的 阻抗值和虚数分量的阻抗值。例如，测量设备500可通过利用相位0度（° )的频率信号解 调阻抗信号来获得实数分量的阻抗值。测量设备500可通过利用相位90°的频率信号解调 阻抗信号来获得虚数分量的阻抗值。
[0098] 为此，控制器540还包括移相器543。移相器543调节用于解调阻抗信号的频率信 号的相位。例如，移相器543可将用于解调阻抗信号的频率信号的相位移位90°。经相移 的频率信号被输入作为第二MUX542的第二输入信号。
[0099] 控制器540可利用用于移相的寄存器控制移相器543。控制器540可基于寄存器 的值确定将移位的相位角，并基于确定的大小控制移相器543移相。例如，当用于移相的寄 存器被设置为指示相位0°的值时，控制器540可控制移相器543以便于用于解调阻抗信号 的频率信号旁路移相器543。当用于移相的寄存器被设置为指示相位90°的值时，控制器 540可控制移相器543将用于解调阻抗信号的频率信号移位90°。
[0100] 尽管图5示出包括第一 MUX541、第二MUX542和移相器543的控制器540，但控制器 540的配置可不同地改变。例如，测量设备500可包括第一 MUX541、第二MUX542和移相器 543作为与控制器540分开的单独元件。在此示例中，控制器540可产生控制第一 MUX541、 第二MUX542和移相器543的控制信号。
[0101] 控制器540还产生控制电流发生器550的控制信号以用于阻抗测量。当测量模式 对应于生物电位测量模式时，控制器540产生禁用电流发生器550的控制信号。当测量模 式对应于阻抗测量模式时，控制器540产生启用电流发生器550的控制信号。
[0102] 控制器540利用指示测量模式的寄存器REG_SEL_BP来控制电流发生器550。艮口， 控制器540将指示测量模式的寄存器REG_SEL_BP提供给电流发生器550。基于指示测量模 式的寄存器REG_SEL_BP的值来启用或禁用电流发生器550。当提供给电流发生器550的寄 存器REG_SEL_BP的值为"1"时，测量设备500可在生物电位测量模式下操作，因此，可禁用 电流发生器550。相反，当提供给电流发生器550的寄存器REG_SEL_BP的值为"0"时，测量 设备500可在阻抗测量模式下操作，因此可启用电流发生器550以产生用于阻抗测量的电 流。
[0103] 电流发生器550接收具有用于阻抗测量的频率的AC信号，例如，用于解调阻抗信 号的频率信号。电流发生器550利用接收的AC信号产生用于阻抗测量的AC电流。AC信号 可从外部输入，或者根据示例，可由控制器540提供。
[0104] 作为另一示例，代替恒压信号，控制器540可向用于阻抗测量的第一斩波器510提 供用于调制阻抗信号的频率信号。例如，当用于阻抗测量的AC电流的频率被包括在放大器 520的1/f?噪声的频带内时，阻抗信号可遭受1/f?噪声的干扰。为了防止阻抗信号遭受1/f 噪声的干扰，控制器540可控制第一 MUX541和第二MUX542分别向第一斩波器510和第二 斩波器530提供用于调制和解调阻抗信号的频率信号。
[0105] 第一 MUX541可接收用于调制阻抗信号的频率信号以及用于使阻抗信号旁路第一 斩波器510的恒压信号。例如，第一 MUX541可接收与用于调制阻抗信号的频率信号对应的 第一输入信号以及与恒压信号对应的第二输入信号。用于调制阻抗信号的频率信号可与上 述用于调制生物电位信号的频率信号相同。
[0106] 控制器540可利用寄存器REG_SEL_BP来控制第一 MUX541。如上所述，当寄存器 REG_SEL_BP被设置为" 1"时，寄存器REG_SEL_BP可指示生物电位测量模式。当寄存器REG_ SEL_BP被设置为"0"时，寄存器REG_SEL_BP可指示阻抗测量模式。然而，当用于阻抗测量 的AC电流的频率被包括在放大器520的1/f?噪声的频带内时，寄存器REG_SEL_BP可被设 置为" 1"。因此，第一 MUX541和第二MUX542可将用于调制和解调阻抗信号的频率信号分别 提供给第一斩波器510和第二斩波器530。
[0107] 当用于阻抗测量的AC电流的频率被包括在放大器520的1/f噪声的频带内时， 寄存器REG_SEL_BP可被设置为"2"，而非" 1"或"0"。当接收到"2"作为选择信号时，第 一 MUX541和第二MUX542可将用于调制和解调阻抗信号的频率信号分别输出给第一斩波器 510和第二斩波器530。
[0108] 上述控制器540的操作可如表1所示安排。
[0109] [表 1]
[0110]