数显电子脉搏器

电子数显脉搏测试仪

学生姓名：刘莉莉学号： 060404350507 班级： 06机电一体化

指导老师：卞忠英职称: 讲师

学校：江苏城市职业学院张家港办学点

目录

一、绪论 (1)

二、分析设计课题要求 (1)

三、确定总体设计方案 (2)

四、电路组成和工作原理 (2)

1.传感器 (3)

2.放大电路 (3)

3.时基信号产生电路 (3)

4.计数器 (4)

5. 译码器和显示电路 (4)

五、电路设计和计算 (4)

1.放大与整形电路 (4)

2.计数器电路 (6)

3.译码和显示电路 (8)

4. 时基信号产生电路 (11)

5. 心律监测电路 (12)

六、调试方法 (15)

1. 总体观察 (15)

2. 检查放大电路 (15)

3. 计数译码和显示电路的调试 (15)

4. 实际信号的电路调试 (16)

5. 漏失脉冲检出电路的调试 (16)

七、脉搏测试仪的使用方法 (16)

八、讨论 (17)

1. 减小时基定时周期 (17)

2.设置倍频器 (17)

九、结束语（致谢） (18)

参考文献 (19)

电子数显脉搏测试仪的设计

刘莉莉

内容摘要：电子脉搏测试仪，主要由传感器、计数器、译码器和时基信号发生器等部分组成的数字脉搏测试电路。能够测出每分钟脉搏跳动的次数，并直观地显示出来，使用很方便。不用时，S把电源断开，整个电路静态时不消耗电能，一节6V叠层电池能用很长时间。

关键词：传感器显示器心律监测器时基信号发生器计数器译码器放大与整形电路

一、绪论

随着科学技术的发展，医学方面的器材也在不断地改进着，更新着，传统的人工脉搏器已不能满足医学界的需要。为了更好地运用所学知识，加深对电子电路的掌握，达到创新的目的，更为医用器材补充一简单快捷地测试脉搏跳动的工具，本文通过实践制作出一个电子数显脉搏测试仪，也使我学会了合理利用集成电子器件制作电路。

电子数显脉搏测试仪能测出人体脉搏每分钟跳动的次数，并通过数码显示器直观的显示出来，能用三位数来显示一分钟内脉搏跳动的次数，并在一分钟内保持数据不消失，便于观察，在人体脉搏跳动过快时，脉搏测试仪会亮红灯并发出报警信号，具有超强报警功能，具有自动报时功能，不用时，把电源断开，整个电路静态时不消耗电能。采用脉搏器测量心脏跳动频率，不但精确，而且使用很方便，显示结果也十分醒目，适用于各个年龄及性别的人，能判断心率不齐且进行告警显示。

二、分析设计课题要求

正常人的脉搏数为（60~80）次／min，老年人为（50~150）次／min，婴儿为（90~140）次／min,，这种频率信号属于低频范筹。因此，脉搏计是用来测量低频信号的装置，它的基本功能要求应该是：

1、要把人体的脉搏（振动）转换成电信号，这就需要借助传感器。

2、对转换后的电信号要进行放大和整形等处理，以保证其他电路能正常加工和处理。

3、在很短的时间（若干秒）内，测出经放大后的电信号频率值。

总之，脉搏器的核心是要对低频电脉冲信号在固定的短时间内计数，最后以数字形式显示出来。可见，脉搏器主要组成部分是计数器和数字显示器。

三、确定总体设计方案

脉搏器的上述功能要求，可采用两个不同的方案来实现：

1、把转换为电信号的脉搏信号，在单位时间内（一分钟或半分钟）进行计数，并用数字显示其计数值，从而直接得到每分钟的脉搏数。

2、测量脉搏跳动固定次数（比如5次，10次）所需的时间，然后换算为每分钟的脉搏数。

这两种方案比较起来，第一种更直观，所需的电路结构更简单些；第二种方法的测量误差比较小，但实现起来电路要复杂些。为了使脉搏器轻巧而便宜，通常采用第一种方案。以下进行的设计就基于这一方案。

这种设计方案的方框图如图1：

图1

方框图中各部分的作用是：

（1）传感器：将脉搏转换成相应的电脉冲信号；

（2）放大电路：对微小电脉冲信号进行放大；

（3）时基产生电路：产生固定时间（1分钟或半分钟）的控制信号，作为计数器的门控，使计数器只有在此期间才进行计数；

（4）计数、译码、显示电路：在门控信号作用期间，对电脉冲信号进行技术，并显示译码器译码，再由数码管显示计数值；

（5）心率监测电路：如果出现心率不齐，应有所告警。

四、电路组成和工作原理

图1方框图中的各单元电路，应根据设计要求和实际条件来决定。

1.传感器

为了把脉搏转换成电信号，应采用压电式传感器。它有两种基本类型：石英晶体和压电陶瓷。前者温度稳定性和机械强度都很高，工作温度范围宽，转换精度也高。而压电陶瓷是人工制造的压电材料。优点是压电系数大、灵敏度高、价格便宜，只是温度稳定性和强度不如石英晶体。

目前应用更多的是压电陶瓷。它在性能上能满足脉搏计的要求，而且成本低是一个重要因素。

2.放大电路

通常采用运算放大器。它具有输入阻抗高和输出阻抗低以及电压放大倍数调节方便等许多优点，但在数字电路系统中也常用非门来构成线性放大器，如图2（a）所示。因为由门电路的转换特性（见图2（b））可知，如果使他工作在线性区，它就有电压放大能力。图2（a）中门电路的输出、输入端所连接的反馈电阻，正是为使其工作在线性区而设置的。

（a）

图2

由门电路构成的放大电路，具有功耗小、稳定性高和成本低等优点，它的缺点是输出阻抗高和上限频率较低。

3.时基信号产生电路

为了得到频率较低、脉冲宽度一定（比如1分钟）的时基信号，通常采用“振荡加分频的方法。先用振荡器产生高频脉冲。现有一些集成组件，其内部同时包含振荡和分频两部分电路，使用起来十分方便。常用的这只那个类型有CC4060和CC4040。