光電脈搏檢測(cè)電路

光電脈搏檢測(cè)電路

設(shè)計(jì)報(bào)告報(bào)告人：陳云指導(dǎo)教師：李剛2007年1月12日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1?系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3設(shè)計(jì)目的……………………3\o"CurrentDocument"1.2整體電路 4\o"CurrentDocument"2?單元電路設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"2.1光發(fā)射電路 4\o"CurrentDocument"2.2光電轉(zhuǎn)換電路 5\o"CurrentDocument"2.3前級(jí)放大 5濾波電路……………………6后級(jí)放大……………………6\o"CurrentDocument"系統(tǒng)測(cè)試 6測(cè)試儀器……………………7單元電路測(cè)試………………7系統(tǒng)整體測(cè)試………………9總結(jié) 9參考文獻(xiàn)……………9光電脈搏檢測(cè)電路摘要：本電路由光電池、LM324等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)光電脈搏信號(hào)的提取和放大。采用目前效果較好光電池的電流轉(zhuǎn)電壓電路實(shí)現(xiàn)對(duì)脈搏的測(cè)量。整個(gè)電路的簡(jiǎn)化能夠有效減小器件間匹配和級(jí)聯(lián)引起的干擾，提高脈搏測(cè)量精度。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中，采用該光電式脈搏傳感器對(duì)人體的脈搏進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，得到比較理想的脈搏波形，為實(shí)現(xiàn)脈搏信息的提取和分析提供了參考方案。1．系統(tǒng)設(shè)計(jì)1．1設(shè)計(jì)目的1．近年來(lái)，隨著生活水平的不斷提高，人民對(duì)健康的觀念和醫(yī)療的認(rèn)識(shí)也在發(fā)生著變化，開(kāi)始從單純對(duì)疾病的治療，逐漸轉(zhuǎn)向積極預(yù)防和促進(jìn)健康。而現(xiàn)在社會(huì)的快節(jié)奏和高壓力引起的“亞健康狀態(tài)”人群的增加使得人們開(kāi)始越來(lái)越注重家庭醫(yī)療保健和體育鍛煉。脈搏波中包含有豐富的人體生理信號(hào)，因此脈搏波的監(jiān)測(cè)在醫(yī)療保健和體育鍛煉監(jiān)測(cè)中都有重要的意義和廣泛的應(yīng)用。2．通過(guò)親自動(dòng)手設(shè)計(jì)分析制作電路，能讓我們從質(zhì)上對(duì)從人體上如何取得醫(yī)學(xué)信號(hào)及怎樣處理有了一定的了解。系統(tǒng)組成框圖如下：1．2整體電路2．單元電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)思路將整體電路分成五大模塊介紹。光發(fā)射電路、光電轉(zhuǎn)換電路、前級(jí)放大、濾波電路及后級(jí)放大。2．1光發(fā)射電路2．單元電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)思路將整體電路分成五大模塊介紹。光發(fā)射電路、光電轉(zhuǎn)換電路、前級(jí)放大、濾波電路及后級(jí)放大。2．1光發(fā)射電路Vcc光發(fā)射電路采用了常見(jiàn)恒流源電路，通過(guò)穩(wěn)壓管使流過(guò)R1的電流為一定值，進(jìn)而保證流過(guò)LED的電流為恒定值。電路參數(shù)如下：（以下參數(shù)均是結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有元件取用，與理論上有些誤差）穩(wěn)壓管：2V三級(jí)管：8050LED： 850nmR1： 650（20mA）R2： 3900（5?10mA）2．2光電轉(zhuǎn)換電路CfI卜光電轉(zhuǎn)換電路采用了電流轉(zhuǎn)電壓型電路，根據(jù)米勒定律光電池的負(fù)載電阻為2．2光電轉(zhuǎn)換電路CfI卜光電轉(zhuǎn)換電路采用了電流轉(zhuǎn)電壓型電路，根據(jù)米勒定律光電池的負(fù)載電阻為R=Rf/(A+1)。(設(shè)A=10000時(shí),R=100K/(100001)=10 ),因而可認(rèn)為光電池處于短路工作狀態(tài)，能取出理想的短路電流。電路參數(shù)如下：光電池：2DU6Rf： 20K(20K~100K，AC/DC較好)Cf：0.27u2．3前級(jí)放大Re前級(jí)放大采用實(shí)用的反相放大電路，電路放大倍數(shù)選擇了40倍。同時(shí)通過(guò)C1和R5組成0.1Hz的高通來(lái)消除電路中的直流量。電路參數(shù)如下R4：100KR5：100KR6：430KC1：15uF2．4濾波電路F F IMC4 C4F?22R231電路參數(shù)如下：R21F?22R231電路參數(shù)如下：R21：1.6MR22：10MR23：1.6MC21：1uF濾波電路采用了兩個(gè)串聯(lián)的壓控型二階低通濾波電路，截止頻率選為30HZ，加起來(lái)對(duì)50Hz工頻衰減了約4倍。電路參數(shù)如下：R7：12KR8：12KC3：0.33uFC4：0.68uF2．5后級(jí)放大后級(jí)放大也采用實(shí)用的反相放大電路，實(shí)際電路放大倍數(shù)將做成可調(diào)式（由于時(shí)間有些緊迫就選擇了6倍）。通過(guò)C21和R21來(lái)消除前面電路偏置電壓。3．系統(tǒng)測(cè)試3.1測(cè)試儀器

測(cè)試所用儀器設(shè)備如表1所示表1測(cè)試使用的儀器設(shè)備序號(hào)儀器數(shù)量型號(hào)1信號(hào)發(fā)生器12數(shù)字示波器13.2單元電路測(cè)試3．2．1光電轉(zhuǎn)換電路（兼有低通）加手指后波形見(jiàn)打印版）3．2．2前級(jí)放大（兼有高通）輸入信號(hào)電壓（mV）頻率（Hz）輸出信號(hào)電壓放大倍數(shù)100.05190mV191000.051.87V18.7101.3421mV42.11001.34.23V42.31030426mV42.6100304.25V42.5加手指后波形見(jiàn)打印版）

3．2．3濾波電路（四階低通）輸入信號(hào)電壓（mV）頻率（Hz）輸出信號(hào)電壓衰減情況1001.3100mV110001.30.99V0.991003097.8mV0.981000300.97V0.971005016.7mV0V0.17加手指后波形見(jiàn)打印版）3．2．4后級(jí)放大（兼有高通）輸入信號(hào)