最新技術分享:脈搏測量電路設計
發布時間:2015-02-01 責任編輯:sherryyu
【導讀】脈搏測量屬於檢測有無脈博的測量,有脈搏時遮擋光線,無脈搏時透光強,所采用的傳感器是紅外接收二極管和紅外發射二極管。這裏將再次為大家分享脈搏測量電路設計原理,供大家參考學習。
用於體育測量用的脈搏測量大致有指脈和耳脈二種方式。這二種測量方式各有優缺點,指脈測量比較方便、簡單,但因為手指上的汗腺較多,指夾常年使用,汙染可能會使測量靈敏度下降;耳(er)脈(mai)測(ce)量(liang)比(bi)較(jiao)幹(gan)淨(jing),傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)少(shao),容(rong)易(yi)維(wei)護(hu)。但(dan)因(yin)耳(er)脈(mai)較(jiao)弱(ruo),尤(you)其(qi)是(shi)當(dang)季(ji)節(jie)變(bian)化(hua)時(shi),所(suo)測(ce)信(xin)號(hao)受(shou)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)影(ying)響(xiang)明(ming)顯(xian),造(zao)成(cheng)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)不(bu)準(zhun)確(que)。
脈搏信號的拾取
脈搏信號拾取電路如圖1所示,IClA接為單位 增益緩衝器以產生2.5V的基準電壓。

紅外接收二極管在紅外光的照射下能產生電能,單個二極管能產生O.4 V電壓,0.5 mA電流。BPW83型紅外接收二極管和IR333型紅外發射二極管工作波長都是940 nm,在zai指zhi夾jia中zhong,紅hong外wai接jie收shou二er極ji管guan和he紅hong外wai發fa射she二er極ji管guan相xiang對dui擺bai放fang以yi獲huo得de最zui佳jia的de指zhi向xiang特te性xing。紅hong外wai發fa射she二er極ji管guan中zhong的de電dian流liu越yue大da,發fa射she角jiao度du越yue小xiao,產chan生sheng的de發fa射she強qiang度du就jiu越yue大da。在zai圖tu l中,RO選100 Ω是基於紅外接收二極管感應紅外光靈敏度考慮的。R0過大,通過紅外發射二極管的電流偏小,BPW83型紅外接收二極管無法區別有脈搏和無脈搏時的信號。反之,R0過(guo)小(xiao),通(tong)過(guo)的(de)電(dian)流(liu)偏(pian)大(da),紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)二(er)極(ji)管(guan)也(ye)不(bu)能(neng)準(zhun)確(que)地(di)辨(bian)別(bie)有(you)脈(mai)搏(bo)和(he)無(wu)脈(mai)搏(bo)時(shi)的(de)信(xin)號(hao)。當(dang)紅(hong)外(wai)發(fa)射(she)二(er)極(ji)管(guan)發(fa)射(she)的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)直(zhi)接(jie)照(zhao)射(she)到(dao)紅(hong)外(wai)接(jie)收(shou)二(er)極(ji)管(guan)上(shang)時(shi),IC1B的反相輸入端電位大於同相輸入端電位,Vi為“O”。當手指處於測量位置時,會出現二種情況:一是無脈期。雖然手指遮擋了紅外發射二極管發射的紅外光,但是,由於紅外接收二極管中存在暗電流,仍有lμA的暗電流會造成Vi電位略低於2.5 V。二是有脈期。當有跳動的脈搏時,血脈使手指透光性變差,紅外接收二極管中的暗電流減小,Vi電位上升。
由此看來,所謂脈搏信號的拾取實際上是通過紅外接收二極管,在有脈和無脈時暗電流的微弱變化,再經過IClB的放大而得到的。所拾取的信號為2μV左右的電壓信號。
信號的放大電路設計
按人體脈搏在運動後最高跳動次數達240次/分計算來設計低通放大器,它由IC2A和C04等組成,如圖2所示。轉折頻率由R07、C04、R08和C05決定,放大倍數由R08和R06的比值決定。

二級放大器兼比較器如圖3所示。Rpll用以調整係統的放大倍數,C06用以防止放大器自激。采用二級放大,零點漂移不很明顯,在O.1 V左右。所以將比較器的閾值電壓設計成O.25 V,以確保濾除幹擾信號。采用比較器的好處是能有效地克服零點漂移所造成的影響,提高測量的準確性。

波形整形電路設計
波形整形電路如圖4所示,IC3A是CD4528型單穩態多諧振蕩器,有效脈寬為0.05 s.其寬度由R22和C20決定。IC3B也組成一個單穩態多諧振蕩器,脈寬為240ms。D2、Dl和T3等組成一個或非門,隻有C,E兩點均為低電平時,信號放大器整機輸出才是高電平。設計這個電路的目的是為了在輸出端輸出一個窄脈衝,並且要在由R13和C07決定的時間內任何信號都不會幹擾輸出。 R23和C21充電時間的長短決定了計數脈衝的寬度,一般不希望它太寬。波形整形時序如圖5所示。

danggaifangdaqiyongyujiqunmaiboceliangyishi,yidingyaozhuyibutongxinhaotongdaozhijiandexianghuyingxiang,jianyibagegefangdaqidedianyuanfenkai。ciwai,celiangtongdaoxuyaoyigekaiguandianlu,dangzhijiaxuan
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