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1、光电脉搏检测电路设计报告报告人： 陈 云指导教师： 李 刚2007年1月12日目录1.系统设计31.1设计目的31.2整体电路42.单元电路设计42.1光发射电路42.2光电转换电路52.3前级放大52.4滤波电路62.5后级放大63.系统测试63.1测试仪器73.2单元电路测试73.3系统整体测试94.总结9参考文献9光电脉搏检测电路摘要：本电路由光电池、LM324等构成，实现对光电脉搏信号的提取和放大。采用目前效果较好光电池的电流转电压电路实现对脉搏的测量。整个电路的简化能够有效减小器件间匹配和级联引起的干扰，提高脉搏测量精度。在实验测试过程中，采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测
2、量，得到比较理想的脉搏波形， 为实现脉搏信息的提取和分析提供了参考方案。1系统设计11设计目的1近年来，随着生活水平的不断提高，人民对健康的观念和医疗的认识也在发生着变化，开始从单纯对疾病的治疗，逐渐转向积极预防和促进健康。而现在社会的快节奏和高压力引起的“亚健康状态”人群的增加使得人们开始越来越注重家庭医疗保健和体育锻炼。脉搏波中包含有丰富的人体生理信号，因此脉搏波的监测在医疗保健和体育锻炼监测中都有重要的意义和广泛的应用。2通过亲自动手设计分析制作电路，能让我们从质上对从人体上如何取得医学信号及怎样处理有了一定的了解。系统组成框图如下：光发射 电 路光电转换电路四阶低 通滤 波电 源示波器
3、后 级放 大前 级放 大12整体电路2单元电路设计根据设计思路将整体电路分成五大模块介绍。光发射电路、光电转换电路、前级放大、滤波电路及后级放大。21光发射电路光发射电路采用了常见恒流源电路，通过稳压管使流过R1的电流为一定值，进而保证流过LED的电流为恒定值。电路参数如下：（以下参数均是结合实验室现有元件取用，与理论上有些误差）稳压管：2V三级管：8050LED： 850nmR1： 65(20mA)R2： 390(510mA)22光电转换电路光电转换电路采用了电流转电压型电路，根据米勒定律光电池的负载电阻为R=Rf/(A+1)。（设A=10000时,R=100K/(100001)=10），因
4、而可认为光电池处于短路工作状态，能取出理想的短路电流。电路参数如下：光电池：2DU6 Rf：20K（20K 100K，AC/DC较好）Cf：0.27u23前级放大前级放大采用实用的反相放大电路，电路放大倍数选择了40倍。同时通过C1和R5组成0.1Hz的高通来消除电路中的直流量。电路参数如下：R4：100KR5：100KR6：430KC1：15uF24滤波电路滤波电路采用了两个串联的压控型二阶低通滤波电路，截止频率选为30HZ，加起来对50Hz工频衰减了约4倍。电路参数如下：R7：12KR8：12KC3：0.33uFC4：0.68uF25后级放大后级放大也采用实用的反相放大电路，实际电路放大倍
5、数将做成可调式（由于时间有些紧迫就选择了6倍）。通过C21和R21来消除前面电路偏置电压。电路参数如下：R21：1.6MR22：10MR23：1.6MC21：1uF3系统测试3.1测试仪器测试所用仪器设备如表 1所示表 1测试使用的仪器设备序号仪器数量型号1信号发生器12数字示波器13.2单元电路测试321光电转换电路（兼有低通）加手指后波形（见打印版）322前级放大（兼有高通）输入信号电压（mV）频率（Hz）输出信号电压放大倍数10005190mV19100005187V1871013421mV421100134.23V4231030426mV426100304.25V425加手指后波形（见
6、打印版）323滤波电路（四阶低通）输入信号电压（mV）频率（Hz）输出信号电压衰减情况10013100mV11000130.99V0.991003097.8mV0.981000300.97V0.9710050167mV0.17100050165mV0.17加手指后波形（见打印版）324后级放大（兼有高通）输入信号电压（mV）频率（Hz）输出信号电压放大倍数1000528.1mV28100005278mV28101361.8mV62100130.62V62103062.3mV62100300.63V63加手指后波形（见打印版）3.3 系统整体测试（不包括光电转换部分）输入信号电压（mV）频率（H
7、z）输出信号电压放大倍数10132.52V25210302.49V24910500.45V45加手指后整体分析（见打印版）4总结由于时间有限，光电脉搏只完成了最基本电路部分的制作和测试，这点有些遗憾。但通过前后近一个月的学习过程，我们所获得的能力和知识的提升是巨大的初步掌握了分析、解决医学信号的能力，加深了对所学理论的实际运用，这些在今后的人生道路上将是一笔宝贵的财富。对于个人来说，这是我上大学以来第一次接触到有关医仪专业的知识同时也是第一次对模电知识的运用。我们热爱电子设计，希望在电子设计的海洋里继续遨游，追求它给予我们的无限激情。参考文献1 李刚、林凌 现代测控电路 高等教育出版社 2004.12曾小青、李旭光、熊政刚、李晓春 一种具有高信噪比的脉搏波光电传感器的研制中国现代医学杂志 2003.83罗志昌、张松、杨益民、李旭雯光电容积脉搏波描记法原理及其在临床上的应用4戴君伟、王博亮 光电脉搏传感器的研制和噪声分析 传感器技术 2006.2