CN113687613A - 一种可任意调节参数的组合波形产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可任意调节参数的组合波形产生方法，该方法包含了基础组合波形生成模型，波形参数更新模型，波形幅值调节模型；波形参数更新模型刷新波形的参数，基础组合波形生成模型可产生模型中的波形，这一基础波形通过波形幅值调节模型进一步可以对波形的幅值进行放大而波形的频率还有波形特征保持不变。本发明的有益效果是：有效减少波形产生过程的复杂度和波形产生时的运算开销，减少装置对微处理器性能的要求。

Description

一种可任意调节参数的组合波形产生方法

技术领域

本发明涉及康复治疗仪器领域，尤其涉及一种可任意调节参数的组合波形产生方法。

背景技术

电子理疗仪，通过不同的波形组合来输出治疗波形。而现有的方法会使波形的参数变化比较频繁，变化的速度也比较快，波形的组合方式调节起来比较困难，波形实现过程也比较复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种组合波形参数可任意调节的电子理疗仪波形产生方法，旨在优化现有波形实现过程复杂，波形难以调整的问题。是通过如下技术方案实现的。

一种可任意调节参数的组合波形产生方法，适用于电子理疗仪，通过电子理疗仪的系统输出治疗波形，配置基础组合波形生成模型，波形参数更新模型，波形幅值调节模型，数模转换模块根据模型得到幅值可调的不同波形组合，包括如下步骤：

波形参数更新模型生成一个初始的波形驱动参数，并在后续更新波形驱动参数实现对组合波形的更改；

在触发新波形生成条件后，将波形驱动参数传递给基础组合波形生成模型，由基础组合波形生成模型驱动数模转换模块，生成一个待调制的基础波形；

在触发波形幅值调整条件后，由波形幅值调节模型驱动数模转换模块，对所述基础波形的幅值进行调节。

本发明的有益效果在于：有效减少波形产生过程的复杂度和波形产生时的运算开销，减少装置对微处理器性能的要求。

附图说明

图1是本发明实施例中组合波形产生方法框线结构图。

图2是本发明实施例中波形参数更新流程图。

图3是本发明实施例中基础组合波形生成流程图。

图4是本发明实施例中长度对称模型中波形生成流程图。

图5是本发明实施例中长度不对称的模型中波形生成流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的阐述，所述的实施例仅为本发明一部分的实施例，这些实施例仅用于解释本发明，对本发明的范围并不构成任何限制。

本发明提供一种组合波形参数可任意调节的电子理疗仪波形产生方法，可以产生输出波形参数可以任意调节的治疗波形。为使本发明的目的、技术方案更清晰，以下对本发明进一步详细说明。

如图1所示，一种可任意调节参数的组合波形产生方法，该方法包含了基础组合波形生成模型，波形参数更新模型，波形幅值调节模型；波形参数更新模型刷新波形的参数，基础组合波形生成模型可产生模型中的波形，这一基础波形通过波形幅值调节模型进一步可以对波形的幅值进行放大而波形的频率还有波形特征保持不变。基础波形组合生成模型里采用分段查表的方法实现。

方法还包括对波形参数进行更新，生成第一组组合波形、第二组组合波形和第一组组合波形与第二组组合波形依次轮询的波形，最后对生成的基础波形的幅值进行进一步的调节。

参数更新模型只要保证在一组波形组合执行完之后及时对新的波形参数更新，执行的最小时间周期取决于一组波形组合执行完成所需的最短时间。通过这种方式增加了更新波形参数的周期，也简化了参数更新的复杂性。

本发明的实施例中，以电子理疗仪为例，基础组合波形生成模型是基于电子理疗仪的数模转换模块(D/A部分)产生的波形输出，数模转换模块主要是通过TLC7528D A转换芯片，将DATA7－DATA0的八位数字信号转化为模拟信号输出。波形信号从TLC75258的3脚RFBA这个引脚输出，19脚RFBB实现波形的幅度调节。第4脚REFA是单片机的载波信号输入，实现0到10K范围内的任意频率的载波调制。第6脚DACB是波形片选控制端，通过这个引脚控制A，B两路波形输出。第15脚，16脚是TLC7528芯片的使能信号；通过控制这两个引脚刷新DATA7－DATA0八位数字信号。通过TLC7528DA转换芯片及其外围电路产生本发明所述的波形组合。

波形参数更新模型，这一部分主要通过同时设置两组波形数据的参数来驱动波形生成。设置一组组合波形的参数时，需要设定组合1的波形类型，波形长度，组合1的循环次数，组合2的波形类型，波形长度，组合2的循环次数，以及组合1与组合2交替循环的次数，同时也需要分别将组合1、2的波形数据填充进中频基础波形生成模型里。这里采用时间间隔的方法来驱动参数列表更新，具体的流程图如图2所示。

所述将波形数据填充进基础组合波形生成模型里，而波形数据内容的填充主要包括三角波、正弦波、升锯齿波、降锯齿波、占空比可变的方波、对称梯形波、不对称梯形波、对称的衰减为0的扇形波、不对称的衰减为0的扇形波、对称的衰减不为0的扇形波、不对称的衰减不为0的扇形波、只增长的指数波、只递减的指数波、钟形波，阶梯上升波、阶梯下降波。

所填充的数据内容具体如下：

三角波采用y＝(255÷N)＊x+0.5直接生成，其中x的值为0到N，N为要生成的三角波的上升阶段的长度，这里只使用1/2周期的波形数据，结果值y只取整数部分存入数组。在后面的基础组合波形生成模型里通过对称的方式实现所有的波形数据。

正弦波采用y＝255×sin((πx)÷(2N))+0.5直接生成1/2周期波形数据，其中N为要生成的正弦波的上升阶段的长度，结果值y只取整数部分存入数组。在后面的基础组合波形生成模型里通过对称的方式实现所有的波形数据。

钟形波采用y＝255－255×exp(－B＊N)－0.5生成1/2周期的波形数据，其中N为要生成的波形的上升阶段的长度，B为调节波形上升速度的一个参数，我们会依据长度不同来选择不同的参数，参数与长度有一个对应关系。最终计算出的结果值y只取整数部分存入数组。在后面的基础组合波形生成模型里通过对称的方式实现所有的波形数据。

衰减为0的扇形波在这里采用生成递减波形的数组内容，采用y＝255×exp(－B＊N)+0.5生成1/2周期的波形数据，其中N为要生成的波形的衰减阶段的长度，B为调节波形衰减速度的一个参数，我们会依据长度不同来选择不同的参数，参数与长度有一个对应关系。最终计算出的结果值y只取整数部分存入数组。在后面的基础组合波形生成模型里通过对数据进行简单的处理，实现所有的波形数据。主要用来实现衰减为0的扇形波的输出。

衰减不为0的扇形波采用y＝(255－D)×exp(－B×N)+D+0.5生成1/2周期的波形数据，其中N为要生成的波形的衰减阶段的长度，D为最终要衰减到的一个值，B为调节波形衰减速度的一个参数，我们会依据长度不同来选择不同的参数，参数与长度有一个对应关系。最终计算出的结果值y只取整数部分存入数组。在后面的基础组合波形生成模型里通过对数据进行简单的处理，实现所有的波形数据。主要用来实现衰减不为0的扇形波的输出。

从0开始增长的扇形波采用y＝255－255×exp(－B＊N)－0.5生成，其中N为要生成的波形的衰减阶段的长度，B为调节波形衰减速度的一个参数，通过此方式实现波形的前半部分，主要用来实现长度不对称的衰减为0的扇形波的输出。

从D开始增加的扇形波采用y＝255－2D－(255－D)×exp(－B×N)－0.5生成，其中N为要生成的波形的衰减阶段的长度，D为最终要衰减到的一个值，B为调节波形衰减速度的一个参数，通过此方式实现波形的前半部分，主要用来实现长度不对称的衰减不为0的扇形波的输出。

升锯齿波与降锯齿波采用同一组锯齿波数据生成，数据生成采用y＝(255÷N)＊x+0.5生成，其中x的值为0到N，N为要生成的三角波的上升阶段的长度，所生成的上升阶段的波形数据通过对称的方式实现下降阶段的波形数据。

增长的尖波与递减的尖波采用同一组指尖波数据生成，数据采用y＝255÷N²×(x²)生成，其中x的值为0到N，N为要生成的波形的长度，y的最大值为255。所生成的上升阶段的波形数据通过对称的方式得到下降阶段的波形数据，从而实现递减的尖波。

阶梯上升波与阶梯下降波采用阶梯上升波的数据来实现，阶梯下降波采用将上升波的数据对称来实现，数据采用y＝255÷N+0.5来实现，N为要生成的阶梯的个数，结果值y只取整数。每一段阶梯的长度与所输出的波形长度有关，采用均等分的方法实现所有数据的填充，这些数据就是阶梯波形的数据内容。

如图3所示，所述的基础组合波形生成模型，主要采用固定周期的方式执行此部分，每个周期内选择不同的数值来实现波形的输出。

所述的基础组合波形生成模型中，我们所生成的数据最大值为255，所生成的波形数据长度大于1000时，查表时主要以长度为1000的数组作为基础，只需要生成最大值为1000的数组即可。当前波形计数值增加2，5，10，20时数组的索引值增加1，即输出数组内下一个值，从而实现输出长度较长的波形，以此方法来减少内存开销。

所述的基础组合波形生成模型，包括两组循环交替的波形，每组波形对应的波形类型，循环次数，波形长度，波形数据内容存在一定差异，这些参数在参数更新模型里进行了更新，这里只需要交替设置两组波形的参数，通过这些参数，基础组合波形生成模型选择合适的模型进行数据输出。

所述的基础组合波形生成模型中三角波、正弦波、钟形波的生成方式，采用一种对称模型。这几种波形因为前后是对称的，所以采用生成1/2周期的波形数据，此波形数据主要为递增的数据，前半部分波形数据采用数组索引增加的方式，后半部分波形数据使用数组索引减少的方式，只采用一半的波形数据内容通过对称，实现所有波形数据的生成，从而减少内存开销。两段数据内容由同一个数组产生，因此前后对称。

所述的基础组合波形生成模型中对称长度的衰减为0的扇形波、对称长度的衰减不为0的扇形波的生成方式，采用一种长度对称模型。这几种波形因为是前后长度是一致的而且前后数据内容是有关系的，所以采用生成1/2周期的波形数据，前半部分波形数据采用最大值255减去数组内容得到，后半部分波形直接使用所生成的递减波形数组，通过一半的波形数据内容，实现所有波形数据的生成，从而减少内存开销。波形的输出过程中第一段主要是没有波形输出的时间段，第二段主要是输出被255减去数组值的一个递增值，第三段主要是输出递减数组的内容，第二段与第三段由同一个数组产生，因此前后对称。波形生成的流程如图4所示。

所述的基础组合波形生成模型中不对称的模型里，其中第一段主要是没有波形输出的时间段，第二段主要是输出数组1的内容，第三段在输出波形为升锯齿波、降锯齿波、只增长的尖波、只递减的尖波、阶梯上升波、阶梯下降波时不输出，只在输出波形为不对称长度衰减为0的扇形波、不对称长度衰减不为0的扇形波时也输出第三段波形数据。波形生成的流程图如图5所示。

所述基础组合波形生成模型中升锯齿波、降锯齿波、只增长的尖波、只递减的尖波、阶梯上升波、阶梯下降波的生成方式，采用只输出第一段与第二段的方式来实现。这几种波形因为只有一段波形，不同类型的波形只有上升与下降的区别而且两部分对称，因此一种波形只采用一组波形数据。我们将生成的上升的波形数据存入数组，数组索引从0开始增加到最大后，波形数据也会增加到最大，同理我们将数组索引从最大值开始减小到0后，波形数据也会减小到最小，通过这种方式生成所需要的基础波形，简化波形数据的内容。

所述基础组合波形生成模型中不对称长度衰减为0的扇形波、不对称长度衰减不为0的扇形波的生成方式，采用输出三段的方式来实现，第一段波形数据为0，第二段输出波形数据为递增的扇形波，第三段数据为递减的扇形波，这两段均通过查表的方式实现。

所述基础组合波形生成模型中占空比可变的方波采用两段输出的方式来实现，其中波形数据只需要两个值来实现，一个最大值与一个最小值。第一段输出最大值，第二段输出最小值，两段波形长度可变即可实现占空比可变的方波。

所述基础组合波形生成模型中对称梯形波、不对称梯形波采用四段输出的方式来实现，其中第一段输出0值，第二段则输出上升波形，第三段则输出最大值的固定值，第四段则输出下降波形。对称梯形波的第二段与第四段采用同一数组生成，只是数组的索引方式不同，第二段从第一个数组元素开始引用，第四段则从最后一个数组元素开始引用。而对于不对称梯形波的第二段与第四段采用两组不同长度不同波形内容的两组数据生成，第一段与第三段则与对称梯形波一样。

所述波形幅值调节模型中主要通过控制D/A部分另一个通道B来实现，这里采用五十个等级来对幅值进行调节。为了使每一个等级对应的电压均匀变化，这里采用等差数列作为每一个等级对应的输出值。通过外部触发条件来改变幅值的大小，在外部条件不被触发的情况下，幅值作为一个固定值输出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可任意调节参数的组合波形产生方法，适用于电子理疗仪，通过电子理疗仪的系统输出治疗波形，其特征在于：配置基础组合波形生成模型，波形参数更新模型，波形幅值调节模型，数模转换模块根据模型得到幅值可调的不同波形组合，包括如下步骤：

波形参数更新模型生成一个初始的波形驱动参数，并在后续更新波形驱动参数实现对组合波形的更改；

在触发新波形生成条件后，将波形驱动参数传递给基础组合波形生成模型，由基础组合波形生成模型驱动数模转换模块，生成一个待调制的基础波形；

在触发波形幅值调整条件后，由波形幅值调节模型驱动数模转换模块，对所述基础波形的幅值进行调节。

2.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述的基础组合波形生成模型，包括两组循环交替的波形，每组波形对应的参数在参数更新模型里更新，交替设置两组波形的参数，基础组合波形生成模型根据参数选择模型进行数据输出。

3.根据权利要求2所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述触发新波形生成条件时，基础组合波形生成模型循环交替的第一组波形和第二组波形，并生成新的波形驱动参数，该波形参数包含：第一组和第二组波形总共循环的次数，第一组单个基础波形循环次数，第一组单个基础波形类型，第一组单个基础波形长度，第一组单个基础波形内容填充值，第二组单个基础波形循环次数，第二组单个基础波形类型，第二组单个基础波形长度和第二组单个基础波形内容填充值。

4.根据权利要求2所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述波形参数更新模型更新该波形驱动参数来实现对两组基础波形的更改，具体的循环过程是：第一组单个基础波形循环若干次，然后第二组单个基础波形循环若干次，第一组和第二组波形交替循环若干次后该组波形结束，等待下一次触发条件。

5.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述波形驱动参数传递到基础组合波形组合模型后，由基础波形组合模型，依据传递过来的波形参数选择具体采用那一种类别的波形模型。

6.根据权利要求4所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述波形模型主要包括三角波、正弦波、钟形波、长度对称的衰减为0的扇形波、长度对称的衰减不为0的扇形波、升锯齿波、降锯齿波、只增长的尖波、只递减的尖波、阶梯上升波、阶梯下降波、长度不对称的衰减为0的扇形波、长度不对称的衰减不为0的扇形波、占空比可变的方波、对称梯形波或不对称梯形波。

7.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述的基础组合波形生成模型，主要采用固定周期的方式执行，每个周期内选择不同的数值来实现波形的输出。

8.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述组合波形产生方法进一步包括对称波形的处理方法，其中，所述处理方法采用生成1/2周期的波形数据，前半部分波形数据采用数组索引增加的方式，后半部分波形数据使用数组索引减少的方式，采用一半的波形数据内容通过对称处理，实现所有波形数据的生成，从而减少内存开销。

9.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述组合波形产生方法进一步包括不对称波形的处理方法，其中，不对称波形的第一段主要是没有波形输出的时间段，第二段主要是输出上升的波形数据，第三段在输出波形为升锯齿波、降锯齿波、只增长的尖波、只递减的尖波、阶梯上升波、阶梯下降波时不输出，只在输出波形为不对称长度衰减为0的扇形波、不对称长度衰减不为0的扇形波时输出第三段波形数据。

10.根据权利要求1所述的组合波形产生方法，其特征在于，所述波形幅值调节模型中通过所述数模转换模块的第二通道来实现，采用若干等级来对幅值进行调节，这里采用等差数列作为每一个等级对应的输出值，使每一个等级对应的电压均匀变化，通过外部触发条件来改变波形幅值的大小，在外部条件不被触发的情况下，波形幅值作为一个固定值输出。

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