便携式电子系统（共7篇）
便携式电子系统 篇1
摘要：低功耗策略有三级,第三级策略专注于在不牺牲性能的条件下降低用电,例如利用分布式智能管理,特点是不需要基带或应用处理器强大的处理能力和速度,允许处理器将全部功能转交给半自动的外围控制器。智能显示器LED背光驱动器就是很好的一个例子,本文以ADP5520智能背光驱动器为例做了介绍。
关键词：便携式,低功耗,智能显示,LED背光驱动
小型便携式电子系统一直在不断向前发展,诸如移动电话、PMP(个人媒体播放器)、DSC(数码相机)、DVC(数字摄像机)、PME(便携式医疗设备)和GPS(全球定位系统),功能特性一代比一代丰富。随之而来的是一些外围电路的要求也趋于雷同,因为它们的电源、端口和MMI(人机界面)都使用相似的技术。
低功耗全功能产品的三级策略
随着便携式系统的功能增加以及性能的提高,对功耗进行管理的需求也日益提高。因此,OEM厂商用来解决功耗问题的策略也在不断发展。
第一级策略专注于能量管理子系统的效率,包括尽量减小DC/DC转换器、LDO、电池管理和电池保护电路上的损耗。
这是一种以电源子系统为中心的方法,很大程度上取决于半导体供应商生产比市场上同类架构器件功耗更低的元件和集成器件的能力。这使OEM工程师的主要任务变成元器件的选择,在能效、元器件成本和封装尺寸等因素之间取得平衡。
虽然这种策略一直非常奏效,元器件市场也意识到了这个益处,但大多数模拟和以模拟为主的混合信号IC厂商并没有从工艺尺寸不断缩减中显著受益。
第二级策略的关注重点从电源转移到了系统中的某些部分,甚至大规模ASIC中某些特定时间不工作的部分。这种策略在应用于无线链路硬件和显示器背光等大能耗用户时特别有效,而且能通过关闭即使功耗并不高的负载(如音频子系统、I/O端口或非易失性配置存储器),来延长每次充电的工作时间。例如目前生产的移动电话就有20或更多的电源域。
除了节省在像射频组件和显示器背光等大功耗电路中的空闲电流引起的功耗外,只要系统可以关闭某个时钟驱动的电路部分,这种策略就能有效降低静态功耗。随着IC制造工艺向前所未有的更小尺寸发展,这种策略可以有效地代替时钟选通达到减小空闲电流的目的。
这种功耗降低策略依赖于系统架构师、软硬件实现人员以及ASIC供应商的技术贡献。虽然这种策略是成功的,但也受到应用处理器的负载数量限制,这些额外特性将迫使设计师耗用更多功耗更大的计算资源。例如,移动手机已经从ARM7转向ARM9和ARM11处理器,将它们作为可选的基带和辅助处理资源。其它便携式电子产品也有类似的趋势,虽然程度上有所不及。
第三级策略专注于在不牺牲性能的条件下降低各种功能的用电。一种可行的技术是利用分布式智能管理,特点是不需要基带或应用处理器强大的处理能力和速度。
这种策略允许处理器将全部功能转交给半自动的外围控制器。结果形成这样的工作模式:处理器可以在以人活动而非数据处理或通信任务期间进入睡眠状态,不过,数据处理或通信任务需要发挥处理器的全部能力。智能显示器背光驱动器就是很好的一个例子。
第三级策略下的背光方案
便携式电子产品的用户需要在各种环境光线条件下都有清晰可见的屏幕显示。目前便携式产品经常使用光敏二极管或光敏晶体管估测环境光线亮度,并以此作为背光驱动器控制的白天、灯光明亮的室内环境或灯光暗淡的环境。
处理器是这样完成控制过程的:将控制信号发送给背光驱动器,再由驱动器向LED串提供三种可能的电流等级中的一种。但这种做法效率不高。实际上这是微处理器管理的一种方式:在功能强大且运行成本高昂的中心资源监测下,将任务委派给具有较低运行成本的系统某个部分。这样做看起来似乎无助于处理器任务卸载。
一赢:智能驱动器转移处理器任务
基于ADP5520智能背光驱动器的方案可从LED驱动器获得显著的节能,这种LED驱动器可以在微控制器配置控制下工作,或者自动管理显示器照明。ADP5520由一个非同步升压转换器、一个可编程环境光线管理电路、一个状态机和一个可以进一步节省系统资源的可配置端口扩展器组成。
升压转换器可以给多达6个串联的白光LED供电,串联电压可以高达24.5V,驱动电流高达30mA。环境光线测量部分为环境光线传感器提供所有信号调理功能,并与片上的状态机和升压转换器一起实现0～30mA共128个电流等级。
由于有个处理器只执行与控制曲线相仿的光线控制服务,在模拟各种移动手机使用率的测试中(图1),ADP5520可以使每次充电的工作时间延长15%。在ADP5520控制方法中增加环境光线检测功能,可以使每次充电的待机时间比基准测量值多50%。这些曲线模拟了不需要射频功能的手机交互式应用,如游戏、文本和电子邮件消息阅读和撰写或相机应用。
设计师希望他们的产品可在不同光线等级之间平滑过渡,而不只是切换。处理器控制下的光照方案需要大量处理器交互才能实现平滑过渡,因此与简单的开关控制相比,这种方案大大增加了处理器的负载。智能LED驱动器,例如ADP5520,可以实现多种渐亮渐暗电流变化,包括线性、平方律和立方律,因而可进一步减轻处理器负载(图2)。这种可配置的驱动器具有15种不连续并且独立的渐亮渐暗时间,范围从300ms～5.5s。片上有个可复位的调光定时器,可编程为从10s～120s共15种时间间隔中的一种。
二赢:智能驱动器提供额外的低带宽功能
除了节能外,这种智能驱动器可以通过实现其它低带宽外设功能提供更多价值。例如,ADP5520集成了一个可配置的端口扩展器,这个扩展器提供8个I/O引脚。
也可以将两个I/O引脚连接到第三个专用引脚,作为具有可编程调光、开关和闪烁控制功能的LED指示器用的独立电流吸收(current sink)引脚。剩下的引脚是可编程的,用于键盘或通常I/O。
这些辅助LED驱动器可以消耗0～14mA的电流,并且可以通过64个步进实现渐亮或渐暗。与主背光电流消耗一样,与辅助驱动器引脚相连的指示器可以切换开关状态,或者通过线性或非线性序列实现光线调节。
三赢:智能驱动器可减少PCB走线数量
为了让配置数据从处理器流向智能驱动器,让状态、I/O或击键数据流回处理器,ADP5520实现了I2C接口。这种设置可以减少外设和控制器之间的器件和走线的数量,从而简化高密度便携式电子设备中的PCB(印制电路板)设计。
当用铰链或滑块(hinge or slider mechanism)将显示器、指示器和键盘与处理器分割开时,节能效果将更加显著。在这种情况下,带片上端口扩展器的智能LED驱动器可以减少与产品另一半连接的柔性电路的尺寸和成本(图4)。
参考文献
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[2]Marasco K.Running Low and Long[J/OL].Appliance Magazine,(2009-8).http://www.appliancemagazine.com/print.php-article=2260
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[5]Finn G.New Touch-Screen Controllers Offer Robust Sensing for Portable Displays[R/OL].(2010-2).http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/44-02/touch_screen.html
便携式电子治疗仪的研制 篇2
关键词：便携式,电子治疗,单片机,频率可调
0 引言
随着社会的不断发展, 人们生活节奏日益加快, 很多人由于工作忙碌没有时间去运动健身, 以致于身体地出现不适的症状。为了让忙碌的人们能够适时地缓解疲劳, 减轻病痛, 各医疗器械企业生产了多种类的医疗健身电子产品, 如按摩仪、治疗仪等。但目前市场上的治疗仪大多治疗方式单一, 而本文所设计的便携式电子治疗仪能够在使用时适时地选择输出信号、调节脉冲频率以达到提高舒适度的目的, 其性价比高, 易携带, 且具有多种治疗功能, 能舒适地使用并促进其血液循环及活化其细胞的效果。
1 系统概述
本设计包括电源电路、信号发生电路、显示电路、传感器电路和键盘控制电路五大电路模块, 以单片机为控制中心, 实现信号的发生与输出, 并将调试后所得到的安全信号作用于人体病灶的便携式电子治疗仪。如图1所示。
2 硬件组成
2.1 电源电路
考虑到仪器易携带的特点及经济成本和技术难度等因素, 本设计采用9V干电池作为供电电源, 由于需提供特定的5V电压, 因此在系统中使用了LM2596S-5.0芯片 (输入电压高达40V、输出电压范围1.2V-37V、输出电流高达3A) 。利用其独有的开关电压调节功能的特性, 加上D1和D3两个1N5824肖特基二极管的稳压特性和电感L1、L2, 电容C2、C4的所组成的LC振荡电路, 最终实现降压和单/双电源转换功能。如图2 所示。
2.2 信号发生电路
信号发生电路包括单片机控制和D/A转换电路两部分。在单片机控制电路中, 通过软件编程的方式从D0-D7端口输出数字信号, 通过S1、S2控制DAC0832工作。将单片机产生的数字信号输入DAC0832完成D/A转换得到模拟信号, 再采用运放LM324双极性方式的接法将电流转换成电压, 最后输出多种波形。如图3 所示。
2.3 显示电路
为了能直观方便地显示信号产生与控制信号的波形及频率, 本设计使用了LCD1602显示屏来对其波形及其频率进行实时显示。电路中部分引脚连接关系如下: LCD1602的7-14引脚与P1.0-P1.7端口相连接, LCD1602的4-6引脚 (读、写、使能控制) 与P2.2-P2.4相连接, 至于其他液晶显示屏的引脚, 则按照LCD1602正常工作来连接, 即能达到很好的显示效果。
2.4 键盘控制电路
在对信号波形及频率的调节环节中, 本设计舍弃了以往的电位器等旋转式器件, 转而采用了简单易操作的点触开关来选择和调节波形与频率, 并且充分利用了点触开关能产生脉冲的特点, 通过按键触发中断。S1是波形选择开关, S2是频率递增开关, S3是频率递减开关。三个开关结合两个74LS22与非门实现了触发中断, 产生触发信号, 信号经由单片机处理后最终实现系统的调节和控制。如图4所示。
2.5 传感器电路
信号产生电路输出的信号需要经过传感器作用于人体病灶, 对于人体而言, 其可承受的安全电压是36V, 安全电流是1A, 而在本设计中, 经由单片机和D/A数模转换电路所产生的信号的电压远远小于36V, 电流也小于1A, 本设计所产生的信号基本符合要求, 对于人体是安全的。尽管设计所得的信号达到了安全指标, 但是由于通过传感器输出的信号在作用于人体时, 如果没有采取任何隔离措施, 那么信号电流会通过人体这个导体流向其他电路模块, 以致于各模块电路相互产生干扰, 因此本设计的传感器电路运用了隔离变压器来实现隔离防护的作用。信号通过T1隔离变压器之后, 经过由RF、LED、YF1、YF2组成的传感器作用于人体, 当LED灯亮时, 隔离变压器输出的信号能够通过YF1、YF2电极正常作用于人体, 当LED灯灭时, 隔离变压器不能输出信号, 即使输出了一点信号也是极其微弱的, 不足以作用于人体, 传感器不能正常工作。如图5所示。
3 软件设计
因单片机内部数据只能通过0、1输出, 产生的信号都为离散数字信号, 故此处根据数字信号处理的相关知识对输出信号进行采样、量化。设计时对预定的波形进行采样, 通过查表得到不同幅度值的输出, 同时, 实验证明了采样点的疏密程度会直接影响到信号的失真度, 采样点越密, 信号失真度越小。
本系统在C51编程的基础之上采用了模块化设计和子程序嵌套技术。主程序采用顺序查询的方式, 首先执行主程序初始化程序, 当在定时器开中断后, 在运行波形选择子程序的同时, 运行键盘触发中断子程序, 最终通过LCD1602显示屏显示出波形及其频率。
(1) 主程序设计。
系统工作时, 单片机上电自动复位, 参数需要初始化。在主程序的设计过程中, 需要进行对控制D/A模块进行初始化, LCD1602模块的显示模块初始化等操作。为了能够更好的实现波形和频率的改变, 本设计中增加了定时器触发中断, 因此还要选择定时器并对其进行初始化。如图6所示。
(2) 定时器中断子程序。
设置定时器为触发中断以实现对波形的选择。若选择波形时, 若选择方波, 则执行squre_Out函数, 若选择正弦波, 则执行sine_out函数, 若选择三角波, 则执行Triangle_out函数。如图7所示。
(3) 键盘中断控制子程序。
有按键按下时, 即执行键盘中断控制子程序, 此时把中断信号暂存在缓冲区, 然后关中断和定时器并处理信号。消除键盘延时去抖动后通过键值比较判断键值, 随即转入相对应的程序, 通过对频率的大小设定和波形选择方式的设定, 最终能够实现将波形、频率在一定范围内显示。在输出波形和频率之后再打开中断和定时器, 继续等待中断。如图8所示。
4 结束语
本设计介绍的是一款结合电源电路、信号发生电路、显示电路、传感器电路和键盘控制电路五大电路模块, 以单片机为系统控制中心, 实现信号的发生与输出, 并将调试后所得到的安全信号作用于人体病灶的便携式电子治疗仪。
本仪器能够产生频率10-200Hz的可调波形, 不仅可以缓解压力, 减轻病痛, 而且使用时很安全, 对人体无副作用。本仪器的最大特点就是容易操作, 便于携带, 不管是上班族, 还是老人, 对于其舒缓身体, 治疗病痛而言, 都是一个不错的选择。在“低碳、低耗”的理念的呼声下, 本仪器采用了可充电电池以提供电源的节能措施, 在满足大众需求的同时, 也实现了节能环保, 低碳生活的一个完美结合。
参考文献
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[2]谢维成, 杨加国.单片机原理及应用及C51程序设计[M], 北京:清华大学出版社, 2006.
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[4]陈安宇.医用传感器[M], 北京:科学出版社, 2008.
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[6]陈琼.一种单片机控制超低频任意信号发生器的设计与实现[J], 南昌航空工业学院学报:自然科学版, 2004.
便携式电子防晕仪的设计 篇3
现在社会水平越来越发达, 交通工具越来越便利, 但确有大部分人都在受着晕车的困扰。基于此, 人们开始着手电子治晕仪的研制, 以解决晕车人的烦恼。晕车是由于人体内耳前庭平衡感受器受到过度运动刺激, 前庭器官产生过量生物电, 影响了神经中枢。而电子治晕仪主要是通过一种基于单片机脉冲发生电路产生一种可调的脉冲信号, 通过光耦合隔离后作用于人体。便携式电子治晕仪的设计主要采用便携式, 携带十分方便, 我们通过电刺激产生脉冲信号来达到, 并且可以根据不同的人晕车程度的不一样来设计档位调节脉冲信号的宽度和频率。
本文设计并制作出了一种基于单片机的电子治晕仪。该仪器的特色在于, 除了具有现有的晕车治疗仪功能外, 还具有预防作用, 原理简单, 便于随身携带, 使用者可以自行调节, 操作简单等优势。
2 现有研究
从国内外文献研究, 现在电刺激常用的方法有:神经肌肉电刺激疗法 (NMES) , 功能性电刺激疗法 (FES) , 经皮神经电刺激疗法 (TENS) 。
2.1 神经肌肉电刺激疗法 (NMES)
神经肌肉电刺激疗法是通过刺激神经或肌肉群, 使之主动或被动地节律性收缩, 从而加强肌肉的血液循环, 促进神经兴奋及传导功能恢复, 延缓肌肉废用性萎缩, 加快神经再生过程及运动功能恢复的一种方法。
2.2 功能性电刺激疗法 (FES)
功能性电刺激是利用一定强度的低频脉冲电流 (100Hz以下, 多用20~50Hz) , 通过预先设定的刺激程序来刺激一组或多组肌肉, 从而诱发肌肉运动或模拟正常的肌肉自主运动, 以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的一种治疗方法。
2.3 经皮神经电刺激疗法 (TENS)
经皮神经电刺激疗法又称周围神经粗纤维电刺激疗法, 是将刺激电极置者皮肤表面, 通过低频脉冲电流刺激神经纤维从而达到治疗的目的一种治疗方法。
基于上述的研究方法, 我们可以知道, 低频脉冲电刺激法作为一种重要的物理理疗手段, 在临床上已得到相当广泛的应用并显出良好效果, 在临床上将会越来越重要。
3 硬件电路的设计
3.1 硬件电路的设计
本设计主要由电源模块, 脉冲信号发生模块, 键盘控制模块和显示模块等四个模块组成 (图1) 。
(1) 电源模块电路主要有由变压器和三端稳压集成电路LM780组成, 220V的交流经过变压器后变成12V的交流电, 再通过LM780稳压成正5V的直流电。此时5V的直流稳压电源给整个电路供电。
(2) 脉冲信号发生模块电路主要由单片机、DAC0832和TL08构成, 由单片机产生一个脉冲信号, 在由DAC0832进行数模转换, 在经过TL082放大处理后得到。
(3) 键盘控制电路在这次设计中采用了四个独立按键控制。一个按键选择波形, ;两个按键用来调节信号的频率以改变脉冲信号, 两个按键分别加减, 还有一个按键用来TTL输出。
(4) 显示电路使用LCD1602液晶进行显示。
4 软件的设计
软件部分用C语言在keil软件中进行编程, 由主程序和子程序嵌套编程。
流程图如图2所示:
5 结语
本次设计的便携式电子防晕仪是以STC89C52单片机为主控制器的, 产生电脉冲信号, 通过按键可调, 液晶显示。通过变压器隔离后能够安全作用于人体, 而且体积小, 便于随身携带。本仪器能够根据患者要求较好的调节波形和频率, 可调频率范围10-200HZ, 能够更好的使用于广大群众, 具有很好的临床价值。
摘要：设计一种基于单片机的便携式电子防晕仪, 其原理主要基于单片机、D/A转换器DAC0832、TL082来实现防晕与易携带, 重点阐述了单片机主控制和脉冲信号产生电路的硬件和软件设计。
关键词：单片机,DAC0832,电脉冲信号
参考文献
[1]沙宪政, 霍纪文.新一代低频电治疗仪研制[D].医疗设备信息, 2003.
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[3]谢树群, 一种双相恒流脉冲此刺激器的设计[D].
[4]余学飞.现代医学电子仪器原理与设计[M].华南理工大学出版社, 2007.
一种便携式电子水银两用血压计 篇4
1 我国人口老龄化程度越来越严重
人口老龄化是指总人口数量减少, 年长人口数量增加, 因而导致老年人口比例相应增加的一种动态。当一个国家或地区60岁以上老年人占人口总量10%, 或65岁以上老年人占人口总数的7%, 即意味着这个国家或地区的人口处于老龄化社会。而我国在2001年65岁及以上人口比例已达到了7.1%, 标志着我国已正式步入老龄化社会。据统计, 我国在2015年末, 60岁及以上的人口所占比例达到16.1%, 远远高于10%的标准, 而65岁以上人口所占比例为10.5%, 也高于7%的标准, 这意味着我国已处于人口老龄化状态, 而且随着上世纪六、七十年代出生人口潮的人群渐渐变老, 这个比例还将不断地增大。[1]
我国已步入老龄化社会已经是不争的事实, 老年人的健康和保健是我国目前必须重视的社会问题。
2 高血压患病率与老龄化成正比
高血压病是老年人群的常见慢性病, 由高血压引起的脑卒中、心脏病等疾病有可能直接致死或引发后遗症, 严重影响老年人的生存和生活质量。虽然目前高血压病有年轻化的势头, 但老年人患高血压病的比例还是更高。有调查显示, 患高血压病的主要影响因素为年龄和肥胖[2]。而且其中年龄是更为重要的因素。高血压是个慢性病, 需要动态监测血压水平, 督促规律服药, 保持血压在正常范围, 以防治心脑疾病发生。但是对一般人而言, 不太可能长期住在医院进行监测, 而且老年人群大多行动不便, 多数人离医院或医疗机构路途较远, 不能方便的随时监测血压, 因此, 家用血压计便应运而生。便携式电子血压计已经非常普及, 但是家庭使用电子血压计的准确性值得商榷。
3 目前市场上家用血压计的现状
血压计是人们日常生活中不可或缺的健康小护士, 电子血压计相对水银血压计更加简便方便, 近年来也为众多高血压患者所推崇, 但并不是所有人群都适合使用电子血压计。有报道称, 市场上七成血压计“体检”不合格, 测量数据不准确。原因是大部分电子血压计采用“示波法”测血压, “示波法”电子血压计准不准确的关键在于传感器是否准确抓到血管波动的那个点[3]。老年人或者身材过胖、过瘦的人都有可能不能准确的抓到那个点, 如果传感器不能准确把握那个点, 测量数据就不准确了。但是老年人或身材过胖者却正好是高血压病的高发人群。因此, 解决高血压病患者的困惑, 医疗器械行业的人们都觉得这不单是个很好的商机, 更是责任, 所以不少人都在致力进行家用血压计的改进。
4 电子水银两用血压计的构造
本文所述血压计涉及医疗器材领域, 是一种电子水银两用血压计。包括电子血压计主体、袖带, 其特征在于电子血压计还包括水银计。在本电子水银两用血压计中, 电子血压计主体、水银计和袖带的气囊连通。使用者可以根据电子血压计主体、水银计分别或同时获知两种血压测试的结果, 因此具有较好的可靠性。
为更进一步阐述本血压计为达成预定目的所采取的技术手段及功效, 以下结合附图及较佳实施例, 对依据本血压计提出具体实施方式、结构、特征及其功效。
图1所示为电子水银两用血压计的结构示意图, 包括电子血压计主体1、袖带2、水银计3。
电子血压计主体1设有检测袖带2的气囊压力的压力传感器, 与压力传感器连接用于显示压力值的显示器, 用于给袖带2的气囊充气的空气泵, 用于控制袖带2的气囊放气的放气阀, 电子血压计主体1还可以设有电源, 电源与压力传感器、显示器、空气泵电连接。电子血压计主体1可以设有用于控制压力传感器、显示器、空气泵的开关。
袖带2用于套在被测用户手臂上, 袖带2的气囊被充气到一定压力 (一般比收缩压高出30~50mm Hg) 后停止加压, 开始放气, 当气压到一定程度, 血流就能通过血管, 且有一定的振荡波, 振荡波通过气管传播到压力传感器, 压力传感能实时检测到所测袖带内的压力及波动。逐渐放气, 振荡波越来越大。再放气由于袖带与手臂的接触越松, 因此压力传感器所检测的压力及波动越来越小。
水银计3用于测量袖带2的气囊的压力。测试者可以通过听诊器听到震荡波。
本电子血压计主体和袖带的气囊通过第一连通管连通, 电子水银计通过第二连通管与第一连通管连通, 第二连通管与第一连通管可以拆卸的方式连接。
综上所述, 老龄化社会迫切需要老年人的自我保健, 自我检测, 既方便又可靠的电子水银两用血压计是家用高血压计的首选, 而本文所述电子水银两用血压计, 电子血压计主体、水银计和袖带的气囊连通。使用者可以根据电子血压计主体、水银计分别或者同时获知两种测试的结果, 因此具有较好的可靠性。
参考文献
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[2]朱匡纪, 王洪歆, 汤建英, 等.金华市婺城区城市老龄化居民高血压患病率调查[J].中国农村卫生事业管理, 2011, 31 (7) :731.
便携式电子系统 篇5
气管插管是保持呼吸道通畅、便于呼吸管理的有效方法,是麻醉和抢救危重患者时的一项重要措施。其主要用于确保心肺暂时停止的患者呼吸道畅通,向其输氧,以防止脑细胞坏死。在急救和全身麻醉时,气管插管是一个重要的关键步骤。它的成功与否直接影响抢救成功率和全身麻醉的成败。本研究所述的可视气管插管技术主要用于困难气管插管。急诊非手术患者紧急气管插管时,很大部分患者也存在气道困难的情况。传统气管插管技术存在诸多的弊端[1,2],并依赖于医生的经验。可视气管插管装置价格昂贵,且不便于携带。鉴于以上原因,特研究一种集电子视频、可视、便携于一身的经济型可视气管插管装置。
2 便携式电子视频气管插管装置的结构及原理
2.1 便携式电子视频气管插管装置的结构
便携式电子视频气管插管装置结构见图1。它主要由物镜、硬性窥镜镜体、气管插管接头、电子照明装置、目镜、光学镜头、光学接口、CCD摄像头、7 in LCD监视器等部件组成。
2.2 便携式电子视频气管插管装置的工作原理
便携式电子视频气管插管装置的基本工作原理大致是:将气管导管套在镜体上→按照镜体的弯曲角度,镜体的目镜在导管内缩进1.5～2 cm→固定→右手持硬性窥镜与身体长轴处于垂直位→从一侧口角放入窥镜→滑过舌面后转为与长轴平行→打开光源,向前送窥镜→透过颈部皮肤可以看到光源所在位置,也可通过液晶监视器观察位置,将其调整至甲状软骨的正上方→此时通过液晶监视器即可以看到声门,送入管子即可。
3 与几种国内、外气管插管装置的比较
便携式电子视频气管插管装置与国内、外气管插管装置的比较[3,4,5]见表1。
4 临床应用及注意事项
本装置经临床实际应用具有良好效果。特别是对困难气管插管、战伤、急救、抢救、突发事件等情况下的气管插管具有重要价值。与其他同类装置相比,其具有如下特点:可显著降低插管难度;提高了插管的成功率;能准确、快速、轻松地完成气管插管;明显减少了不必要的创伤和并发症。本装置研究成功后投入临床实际应用,经26例困难气管插管患者使用,其成功率为97.8%,具有良好效果。
在使用中应注意如下事项:(1)由于设计方面的局限,它不能像纤维支气管镜那样边插管边吸引,因此为了防止分泌物模糊视野,酌情使用干燥剂和插管前充分吸引口咽部就显得尤为重要;(2)初学者往往容易过分依赖目镜,在直视下寻找声门,而且经常由于置入过深而进入食管,此时可以在直视下边退边寻找声门[6];(3)对于颈部组织肥厚的患者,光斑不易显现,插管的成功有赖于导管末端由左侧向中线摆动时划入会厌下方的“落空感”和目镜直视下的位置确认;(4)推荐的方法是:操作者位于患者头端(同普通喉镜插管),左手上提下颌,右手操控气管插管镜,从口正中置入,沿舌体表面前行并通过目镜直视寻找会厌等解剖结构以完成气管插管,左侧磨牙入路气管插管技术。
参考文献
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便携式电子系统 篇6
1.1 引言
模块就是通过一系列工艺加工过程将集成电路芯片进行封装的器件, 随着封装技术的不断进步, 出现了多芯片模块 (MCM) 的概念。在20世纪90年代中期, 改技术曾被广泛认为是电子电路芯片封装的最佳技术, 但是随着电子工业不断发展以及封装技术的不断更新, M C M封装技术逐渐显露出诸多缺陷, 其制造成本高, 对于大规模的应用无法满足需求。芯片级产品 (Die products) 的出现, 促进了MCM技术的大规模应用。由于采用芯片级产品的M C M封装较传统的封装技术相比, 其大大减少产品的成本以及研发周期等突出优点, 让MCM封装技术的优势进一步体现出来。
1.2 便携式电子设备的优势
便携式电子设备, 主要采用的是芯片级产品封装, 在如今信息发展如此迅速的时代, 计算机、通讯、娱乐、学习等领域都应用了电子芯片级封装技术。因此, 便携式电子设备的主要特点有以下几个方面。
(1) 采用芯片级封装产品, 具有非常优异的性能, 其缩短芯片之间连接距离, 降低芯片之间的信号传输延迟, 增强芯片输入输出端口的电性能。
(2) 随着芯片级产品尤其是芯片级产品组装3D产品的应用越来越广泛, 便携式电子设备的封装效率将大大提高, 从而减少芯片面积与基板占用面积的比值, 该比值往往是封装技术是否先进的重要标志。因此使封装过后的电子设备具有更小的尺寸。
(3) 目前掌上只能终端以及无线连接系统中均广泛采用了芯片级产品, 其突出的性价比将进一步推动芯片级产品在电子行业得到更多的应用。
(4) 可靠性。在满足消费者所期望的性价比的同时, 芯片级产品提供更高的产品质量以及性能可靠性。
2 便携式电子设备封装发展趋势
2.1 基板芯片封装 (COB)
所谓基板芯片封装 (COB) , 就是在将芯片粘附在互连基板上, 并通过引线进行点连接。改封装技术较早用于电子工业生产中, 它的主要优点是省去了一些后加工工序, 减低产品生产成本。但这种封装方式让芯片直接暴露于空气之中, 用以收到自然或者人为的损坏, 其次这种封装方式的封装效率不高。
在便携式电子设备的封装中, 使用的经过严格测试和筛选的芯片进行C O B封装, 可以是产品质量以及可靠性达到成规器件的水平, 因此, 这种传统的封装技术在便携式电子设备封装中还是使用比较广泛。
2.2 倒装片封装 (FC)
将芯片与互连基板同时进行展附和点连接, 称作直接芯片安装, 在安装过程中, 将芯片面面向互连基板, 这种安装方式称为倒装片封装。目前一些新的倒装片安装, 为便携式电子设备封装提供良好的效益, FC封装主要可以分为回流焊和粘附两类。
通常, 使用粘附倒装片封装有两种方式来完成。其一, 使用绝缘的粘附薄膜直接将芯片原件粘附在互连布线的印制线路板上, 由于这种粘附方式绝缘性很高, 因此适用于高密度的输入输出端口互连上;另外, 通过使用各向异性导电薄膜来实现芯片与基板之间的电器互连, 各向异性导电薄膜主要由热固性粘附剂、导电粒子以及释放膜组成。粘附倒装片与回流焊相比具有优势, 主要表现为:操作更加简单, 免去涂焊料及助焊剂的过程;清洗工作也简单多了;可提供更多的芯片输入输出端口数, 组装中芯片与基板间的连接较短, 有效减少信号传输延时加快芯片的运行速度。
2.3 圆片级封装 (WLP)
圆片级封装, 简称WLP, 是在圆片上完成完成芯片级产品测试以及和互连凸点的制作, 将芯片分成许多独立的小片。与上面的倒装片封装相比, 其具有更宽大的芯片引脚间距以及焊球尺寸, 这种封装可以直接应用于表面的封装, 从而降低制作成本, 缩短制作工期。
圆片级封装技术是由CSP封装技术发展而来, 它的组装占用印刷版面积稍微比芯片尺寸大一点, 其封装中不需要使用下填充。由于少了下填充的保护, 结构设计可能会紧密, 器件容易受到外来力的作用遭到破坏, 因此, 在设计WLP封装是, 注意增加外力缓冲层、控制好焊球几何尺寸以及优化焊球的位置优化等, 从而增加焊接的可靠性, 进而使该技术得到进一步推广。在便携式电子设备的组装中, 必将越来越多的使用圆片级封装, 以及WLP电路的安装技术和W L P制造技术。
2.4 多芯片模块封装 (MCM)
多芯片模块封装通常是定制设计的, 在一块高密度的连接基板上安装有几十甚至几百个芯片元件。多芯片模块封装技术早期主要用于军事研究或者科学研究等高性能的计算机中, 由于芯片级产品的出现, MCM技术的优点就显露出来了。在便携式电子设备的组装中使用的主要是芯片级产品, 组装合格率得到很大提高。
多芯片模块封装的主要特点主要表现在以下几方面:可以将不同的技术工艺的芯片封装在一起;与常规的封装技术相比缩短产品封装周期, 降低成本;节省芯片组装原料和简化测试手段。由于M C M技术的上述优点, 在未来的便携式电子设备的封装中, M C M封装技术占有非常重要的位置。
2.5 3D封装
随着市场需求不断增长, 对便携式电子产品要求逐渐增高, 不仅体现在外形要轻、薄、小等而且在功能上要求功能齐全、性能稳定等, 一种新型的封装技术就产生了, 这就是3D封装。3D封装用堆栈的方法将静态随机存储器和闪存芯片重叠起来, 实现了更大的存储空间, 并且3D封装不收器件的种类限制, 可以将不同功能不同大小的芯片堆叠在一起, 并形成一个高性能的功能模块。3D封装主要包括倒装芯片、引线键合, 先封装再堆栈、软板型态折叠等几种形式。
3 结语
科技的发展的同时, 也促使便携式电子设备的发展, 各种功能以及电子电路封装形式也不断的被发现。从目前的产品需求来看, 封装已不再是简单的保护器件芯片, 同时还是确保产品质量和功能的一个重要因素。怎样有效提高封装技术, 是一个摆在我们面前一个长远的问题。
参考文献
[1]Herper, 电子封装材料与工艺[M].化学工业出版社, 2006.
便携式电子系统 篇7
1人文思想的内涵
整体上看,人文思想可谓为舶来文化。该思想始于文艺复兴时期,是当时社会思潮的核心所在。人文思想,提倡以人为主,发挥人的价值,关注人利益的基本思想。它表现为 :关注人的尊严及价值,维护命运并追求利益,高度重视祖先留下的精神文化现象。人文精神,既是精神文明的核心,同时也对物质文明建设有很大影响,是国民文化水平的衡量标准。
人文,包含文化、人类学、哲学、逻辑学、心理学及伦理学等诸多门类,产品设计元素中应涉及人文思想。设计师在创造各种物质产品时,也在开展精神活动。产品既带来了附加值,同时也形成文化感染力,对商品形象及企业文化等均有很大提升。产品,不仅是承载某些既定功能的载体,同时更为企业窗口,传递着各类文化信息。当代设计师,应学会综合利用科学与艺术,通过实验主义、分析主义方法来拓宽视野,确保其设计活动能摆脱传统时代的封闭性,对创新及科学原理的认知均应以人文思想为主线。
2人文思想在便携式电子产品中的融入
人类选择或消费某种商品,必然有其相应的理由,便携式电子产品也不例外。短缺经济时代,商品较为匮乏,产品成为人类唯一的消费渴望,人们别无选择。而现代社会,商品已琳琅满目,人类对消费的渴求已越过产品本身,而是将矛头和重点放在了产品功能之外、由品牌和文化积淀而成的“精神价值“。另外,目前产品功能大体趋同,品牌竞争极为激烈。从中外知名品牌的成功经验来看,品牌产品的前提在于人性本质的需求。
到目前为止,全球便携式电子产品中发展最为成功的品牌可谓为“苹果”。苹果产品凭借其独特的魅力超越其他对手,赢得了全球用户的心。拿i Phone手机来说,i Phone将移动电话、上网装置及宽屏i Pad三项功能集中起来,给广大用户带来了很大便利 ;内置重力感应器与多点触摸真正令用户领会到了“随心所欲”;加之朴实无华的外观设计,舒适的手感等,令i Phone面世后便深受世人喜欢。苹果的魅力,就在于一代设计大师 -- 乔布斯充分实现了科学技术与人文思想两者的完美融合。乔布斯对人文的认知,不仅是在产品设计各细节中综合考虑到用户的心理需求,力求“物尽其美”;人才使用上,乔布斯也能崇尚人文情怀。第一,为找到更为顶尖的人才,乔布斯可以说“不择手段”。所以,他花很多精力、时间去打电话,以寻求那些他听说过的优秀员工,或他认为对苹果公司职位比较合适的人才。第二,乔布斯通过员工个人化来提升公司文化及创新能力,用自身个人化来获取自由、惬意人生。在苹果公司,员工极受尊重,他们的创作灵感与工作激情也得到了充分发挥。成功的设计可令用户在享受苹果产品时,不知不觉中加入苹果“酷玩产品”俱乐部。国内近年来备受关注的小米手机,尤其是年轻人青睐的小米手机青春版,也将人文思想巧妙融合于产品设计中。为勾起用户对青春的美好回忆,核心为消费能力较好的70后的共鸣,小米手机的外观设计更为大众化,易让人产生亲切感。另外,性能设计上小米为满足年青群体尤其70后用户的需求心理,另有待机时间长、电磁辐射超低等优势。
3便携式产品设计的改进途径
3.1从设计原理上改进
1)注重人的心理需求
针对便携式产品设计,首先应注重人类的心理需求,以评定产品能否符合便携标准,帮助他们减轻压力。人们在使用某种产品前,往往会通过产品的外形获得用户体验。拿笔记本电脑设计来说,随着笔记本电脑的普及,年轻、自由及时尚的年轻群体成为笔记本电脑的消费主流。笔记本电脑必须充分遵循人性化设计理念,以实现未来的和谐发展。
2)适应人的生理需求
尽管消费者容易以貌取物,但设计师应从产品的使用效果、安全性及舒适性等进行综合考虑。以人体基本尺寸为基准,降低产品对用户造成的伤害。例如,设计海尔W62机型时,商家在诸多方面均进行了细节处理 :首先,音箱置于笔记本正面,而并非底面 / 侧面。如此一来,用户在携带笔记本时,其影音效果也能得到有效降低。
3.2从设计风格上改进
1)功能简洁化
现代科技环境下,产品功能并非简单叠加。功能的合理性对产品的欢迎度有很大影响,相反,功能烦琐与无序则会带给消费者无穷的压力。实际上,人们只会经常性使用产品的某些主要功能,但却不常使用它的附加功能。要使电子产品保持长久的生命力,设计者就必须做到单一性、简单化,真正突出主题功能,以增加用户对产品的倾注。
2.)形态简洁化
简洁、紧凑的造型,对便携式产品极为关键。装饰太多,只会增加产品的携带难度,给用户造成各种麻烦,而尽快操作、使用产品才符合现代人的生活节奏。因此,设计师应把握好分寸,浓缩和提取产品的形态特征,并呈现和表达其产品功能。通过简洁化的产品形态设计,赢取消费者的认可。
3结论