用于可穿戴健身设备的LED传感器

用于可穿戴健身设备的LED传感器
图3：血液中的血色素——血红蛋白(Hb)的光芒汲取性能在与氧分子结合时(氧合血红蛋白或HbO2)会发生转变。

血氧饱和度可以通过用法红光和红外光的PPG测量办法举行确定。

在受辐射媒介中光芒汲取物质的浓度是光芒汲取率的函数。

在PPG测量中，有两种不同波长的光用于获得牢靠的cHbO2和cHb指示。

波长为660nm(nm)的红光和波长为940nm的红外光十分适合这种应用场合，由于两种血红蛋白分子(Hb和HbO2)对这两种光芒具有差异最大的汲取性能(图3)。

为了推断动脉中的血氧饱和度，我们需要检查脉冲信号重量的汲取状况(图2)。

氧饱和度(SpO2)可以表示为相关波长条件下最小与最大检测器信号(Imin和Imax)之比值的函数。

正是薄膜芯片技术的进展，使得生产具有约30nm窄频谱带宽的高效率LED成为可能。

这种技术还确保了更高的系统效率，由于薄膜LED几乎是从顶部放射所有的光芒，因此基本上全部光芒都可以得到充分利用。

设计也必需确保波长在囫囵测量中保持稳定，虽然在测量过程中芯片会有温升。

除了LED良好的热稳定性外，短脉冲也是保持波长稳定的一种好办法。

小于0.3ms的脉冲长度、重复率约2ms的脉冲是比较抱负的。

波长的挑选取决于想做的测量。

对于戴在手腕上的传感器来说，最好用法波长约530nm的绿光LED；指头传感器则通常用法红色(660nm)或红外(940nm)光芒。

LED有多种版本，因此可以适合不同的设计和应用。

脉搏传感器用一种波长就足够了，而测量血氧饱和度通常要交替用法红外和红外光。

对于检测器而言，关键要求包括高线性度、卓越的敏捷度和良好的信噪比。

在测量血氧值时线性度尤其重要，由于必需十分精确地测量肯定光电流值Imin和Imax。

具有低暗电流的大面积光电是很合适的，比如SFH 2400或带环境光芒的SFH 2430。

光电二极管还提供迅速开关时光，因此可以很好地对应所要求的短LED脉冲。

像SFH 7050这样的集成化传感器则是一种紧凑的解决计划。

这种多芯
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