模拟电路课程设计脉搏测试仪设计说明
脉搏测量仪
![脉搏测量仪](https://img.taocdn.com/s3/m/97a646514b7302768e9951e79b89680203d86bff.png)
脉搏测量仪一、任务分析与设计1.1任务利用压电陶瓷片通过脉搏跳动来采集信号, 经过放大滤波等电路处理, 最后用数码管显示出心脏跳动次数。
另一方面将脉搏电信号送入电脑中的Labview软件中处理, 便可得到心脏跳动的频率波形。
1.2任务分析脉搏计的核心是在固定的短时间内对低频电脉冲信号计数, 最后以数字形式显示出来。
因此脉搏计是用来测量低频信号的装置, 其基本功能要求是:(1)要把人体的脉搏(振动)信号转换成电信号, 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, 以保证其他电路正常工作。
(3)在很短的时间内, 测量出经放大后的电信号频率值。
1.3设计思想:把转换为电信号的脉搏信号, 在单位时间内(一分钟)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。
内容如下:(1) 用压电陶瓷传感器将脉搏信号转换为电信号(2) 经放大整形滤波电路得到符合要求的脉搏电信号(3) 再经记时系统最后在数字显示器上显示出每分钟的脉搏数(4) 将脉搏电信号送入电脑中的Labview软件中处理, 得到心脏跳动的频率波形。
系统设计的框架图如下:二、确定总体设计方案为满足脉搏计的上述功能要求, 可把转换为电信号的脉搏信号, 在单位时间内(一分钟)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。
2.1 传感器的选择为了把脉搏转换成电信号, 采用了压电式传感器。
它有两种基本类型: 石英晶体和压电陶瓷。
前者温度稳定性好、机械强度高、工作温度范围宽、转换精度也高。
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、价格便宜, 只是温度稳定性和强度不如石英晶体, 所以我们使用了压电陶瓷片来做传感器。
2.2放大电路通常采用运算放大器对微小电脉冲信号进行放大。
它具有输入阻抗高和输出阻抗低以及调节电压放大倍数方便等优点, 但在数字电路系统中也常用与非门来构成线形放大器。
由门电路的转换特性可知, 如果使它工作在线形区, 它就具有电压放大能力。
脉搏测试仪的设计制作与测试
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脉搏测试仪的设计制作与测试(朱开明.电子技术实训指导.清华大学出版社.2005.11 p169~171)1.设计要求检测人体脉搏,并用数字显示。
可用于医用或运动中检查每分钟脉搏跳动次数。
2.设计分析①脉搏探测器,将脉搏跳动信号转换为电信号。
②对检测的脉搏跳动信号进行放大和整形。
③对脉搏信号进行计数和显示。
框图如图1所示。
图1 脉搏测试仪框图3.电路设计①为了使用方便,选用压电陶瓷片作脉搏探测器。
压电陶瓷也是一种人工合成的压电材料。
当受到外界压力时,两面会产生电荷,电荷量与压力成正比,这种现象称为压电效应。
选用直径约为20~30mm的圆片形压电陶瓷片,如HTD-27。
②脉冲整形放大电路,主要是用来放大由压电片转换而来的电信号,并将其整形为脉冲信号。
电路直接用CC4011实现。
③为使设计电路简单,这里选用CC4553作计数器,外形和引脚如图2所示。
CC4553是三位BCD码计数器,Q3、Q2、Q1、Q0为BCD码输出端,在内部分时电路控制下,三位BCD码分时从Q3、Q2、Q1、Q0端输出。
当百位BCD码输出时,=0;当十位BCD码输出时,=0;个位输出时,=0。
所以常用、、作显示器控制端,分别实现三位数字显示。
DIS端为门脉冲控制端,这里用60s延时门脉冲输人,检测一分钟的心跳次数。
MR为清零端,MR=1时清零。
图2 CC4553引脚图选用CC4511作译码显示CC4511集七段锁存/译码/驱动为一体。
配合CC4553使整个电路所用元件少。
60s门脉冲电路可用前面介绍过的秒脉冲发生器,计数60s得到门脉冲。
这里为使电路简单,将振荡频率降低,振荡器振荡周期约为T=60/ (2.2RC213)=0.00333s。
f≈1/T=300Hz,C选0. 33μF,R约为l0kΩ,由CC4060计数分频电路直接得到计数60s关闭脉冲。
为使、、的输出驱动显示器,用三个输出信号推动晶体管,再驱动数码显示器。
晶体管可选用能驱数码管七段发光电流即可,这里选用9015,I CM=100mA,P CM=450mW。
电类课程设--脉搏跳动测量电路设计
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目录一已知参数和设计要求 (1)1.1 基本要求 (2)1.2 发挥部分 (2)1.3 课程设计工作计划 (2)1.4 学生应完成的工作:(1)完成基本设计要求;(2)完成课 (2)二设计方案 (2)2.1 设计原理: (2)2.2 系统原理框图: (3)2.3单元电路设计 (3)2.3.1放大电路 (3)2.3.2 滤波电路 (4)2.3.3整形电路 (4)2.3.4 LM234引脚图 (5)2.3.5数显电路 (6)2.3.6单片机和报警电路 (6)2.3.7单片机程序设计流程图: (7)2.4总电路图 (10)三心得体会 (11)四参考文献 (12)一、已知参数和设计要求设计一个脉搏跳动测量电路。
设计参数:脉搏跳动传感器为模拟信号:5--50mv,噪声信号小于20mv。
要求1、基本要求:(1)电压比较用施密特触发器;(2)显示每分钟跳动值;(3)循环显示,每隔10s刷新一次,显示前一分钟的心跳次数,显示最小位为1次。
(4)每分钟跳动小于60、大于130时进行声光报警;正常心跳次数时蜂鸣器不响,绿灯亮;非正常心跳次数时蜂鸣器响,红灯亮。
2、发挥部分:选定传感器;判断测量范围中的异常。
3、课程设计工作计划:第一周完成资料查询、总体方案设计及部分电路设计;第二周完成具体电路设计及设计报告4、学生应完成的工作:(1)完成基本设计要求;(2)完成课程设计报告。
二、设计方案1、设计原理:电路由传感器模拟信号、信号放大电路、滤波电路、整形电路、单片机电路、数码显示电路和报警电路等六部分组成。
传感器模拟信号经过信号放大电路进行放大,再由一个二阶压控有源低通滤波器滤掉信号中的噪声信号,然后信号经过有555定时器构成的施密特触发器对信号波形进行整形后输入到单片机中,单片机采用8051单片机,在单片机中对信号计数,然后输出到数显电路和报警电路。
数显电路显示每分钟跳动数,报警电路对于正常心跳次数时蜂鸣器不响,绿灯亮;非正常心跳次数时蜂鸣器响,红灯亮。
电子课程设计电子脉搏计
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电子课程设计---电子脉搏计电子课程设计——电子脉搏计学院:电子信息工程学院专业、班级:电气101501姓名:学号:指导教师:2012年12月目录一设计任务与要求-------------------------------------------- 3 二总体框图----------------------------------------------------- 3 三元器件清单及说明----------------------------------------- 5 四各功能模块及其原理--------------------------------------- 12 五总体设计电路图--------------------------------------------- 15 六工作总结------------------------------------------------------ 17电子脉搏计一.设计任务要求设计一个电子脉搏计,要求:1.实现在15秒内测量1分的脉搏数。
2.用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示。
3.测量误差小于4次/分。
二.总体框图1.方案一:人体的正常脉搏为每分钟50-100次/秒。
为了简化电路以及节省元件,我取计数器的计数范围为0-99。
让信号发生器模拟人体脉搏的产生。
以每个上升沿代表一次脉搏。
让计数器记录上升沿的个数,然后左移两位,表示所记数字乘以四。
这样我们就可以15秒钟测量一分钟的个数。
但是这种方案由六位二进制码转换BCD码电路复杂,故障率高,延时较长,且计数不能连续,所以舍弃这种方案。
方案一总体框图如图2-1。
图2-1方案一整体框图2.方案二:该方案采用脉搏传感器,74LS160计数器,集成运算放大器,555构成的多谐振荡器,异或门组成的四倍频电路等电路。
脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为相应的电脉冲信号,放大电路多种多样,本实验采用比较简单廉价的集成运算放大电路,由一个运放和三个电阻就组成了放大电路。
模电脉搏计课程设计
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模电脉搏计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解模拟电子技术中脉搏计的基本原理,掌握其工作流程;2. 掌握模拟电子电路中常用元件的功能和特性,如运算放大器、滤波器等;3. 学会分析脉搏信号的特性,了解模拟信号处理的方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计简单的模电脉搏计电路;2. 能够使用相关仪器和软件对脉搏计进行调试和测试,具备实际操作能力;3. 能够通过小组合作,解决在设计和测试过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对模拟电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队合作精神,学会共同探讨、分工与协作;3. 培养学生的创新意识,鼓励尝试不同的设计方案,提高解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为模拟电子技术实践课程,以学生动手实践为主,理论讲解为辅。
针对高中年级学生的特点,课程目标注重培养学生的实际操作能力、团队协作能力和创新思维。
在教学过程中,要求教师引导学生主动探究,关注学生个体差异,鼓励学生积极参与,确保课程目标的实现。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识与实际应用相结合,提高综合运用知识的能力。
二、教学内容1. 理论知识:- 运算放大器原理与功能- 滤波器类型及其在模拟信号处理中的应用- 脉搏信号的特点与分析方法- 模拟电路设计基础知识2. 实践操作:- 模电脉搏计电路设计与搭建- 脉搏信号采集与处理- 模拟电路调试与优化- 小组合作探讨与解决问题3. 教学大纲安排:- 第一章:模拟电子技术基础(1课时)- 运算放大器原理与功能- 滤波器类型及其应用- 第二章:脉搏信号分析与处理(1课时)- 脉搏信号特点- 脉搏信号处理方法- 第三章:模电脉搏计电路设计(2课时)- 设计原理与步骤- 电路搭建与测试- 第四章:实践操作与问题解决(2课时)- 小组合作进行电路调试与优化- 分析问题,提出解决方案教学内容依据课程目标,注重科学性和系统性。
在教学过程中,教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合,提高学生的实践能力。
脉搏测量仿真实验
![脉搏测量仿真实验](https://img.taocdn.com/s3/m/237b2c8383d049649b665874.png)
实验报告五一、实验目的设计相应的信号调理电路,然后利用通过对脉搏信号进行测量,来进行实时显示测量结果。
二、实验内容设计一个脉搏测量仪可实现对人体脉搏信号的测量和显示功能。
三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验方案脉搏测量仪系统总框图,如图1所示。
系统由五个部分组成:信号采集单元,信号调理单元,信号整形单元,频率计测量单元,显示单元。
信号采集单元主要是选用合适的传感器将脉搏的压力信号转换为电信号,一般传感器输出的电压都在几毫伏左右。
信号调理单元主要包括信号的低通滤波,以及实现信号的放大,经过信号调理单元,几毫伏的脉搏信号的电压被放大为4V-5V左右。
信号整形单元则将模拟信号转化成数字信号,将脉搏信号转换为同频率的脉冲。
频率计测量单元和显示单元由一个数字频率计完成其功能。
图1 系统总体框图五、实验步骤1、数字频率计仿真设计如图所示,当给予方波信号时,频率计开始计数,计数范围取决于上输入信号的频率及选通信号的频率,这里取输入信号频率f=1000Hz,选通信号F=10Hz,相当于在1秒内可计100个脉冲,计数范围可由选通信号的频率和输入的计数信号的频率来决定2、采集信号放大电路电路由于对于脉搏测量仪,其要求在脉搏信号频率范围内,不失真的放大所采集的微弱信号,因此需要对所采集的信号进行放大;由于脉搏信号的频率在1.33HZ 左右,正常情况下不会出现高于2HZ的信号,因此需要设计一个低通滤波器,用来滤去高频信号;而整形的时是为了将输入的信号变为方波。
滤波器的载止频率的计算公式:12FRCπ=其中一级放大电路:二阶低通滤波器:二级放大器电路:3、脉搏测量仪滤波结果:放大结果:整形结果:五、实验总结在这次的实验当中遇到了不少的问题,比如一开始计数结果并不是自己预料的。
通过这次实验让我加深的对电路的学习,懂得理论与实践之间的差别,并意识到理论与实践要相结合的重要性。
设计实验的过程中,让我对课本上的知识有了更清晰的认识和了解,学会了运用一些器件来完成某些具体的功能,对器件功能的了解更深入,应用也更灵活了。
数显脉搏测试仪课程设计报告
![数显脉搏测试仪课程设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/39f19023bcd126fff7050b7a.png)
电子电路课程设计报告院、系:信息工程系专业:电子信息工程学号:姓名:同组人:指导教师:二0一一年一月七日目录一、课程设计实验目的 (3)二、课程实验设计方案 (3)三、设计要求及技术指标 (3)四、课程设计实验器材 (3)五、课程设计实验原理 (4)(1)集成运放放大电路 (4)(2)555定时器原理及应用介绍 (4)(3)计数器 (6)(4)译码器 (7)(5)七段数码管 (9)(6)压电陶瓷片 (10)六、仿真调试与分析 (11)七、元件安装与焊接 (11)八、课程设计实验心得 (12)电子电路课程设计报告脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几个毫伏)。
我们组选择本课题设计项目,主要是感觉做一个难度相对比较高的课题既能锻炼自己设计和动手的能力,而且成品又具有现实运用的价值,一举两得。
一、课程设计实验目的:1.通过对电子技术的综合运用,使学到的理论知识相互融泄贯通,在认识上产生一个飞跃。
2.初步掌握一般电子电路设计的方法,使学生得到一些工程设计的初步训练,并为以后的毕业设计奠定良好基础。
3.培养同学自学能力,独立分析问题、解决问题的能力。
对设计中遇到的问题,通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案;对实验中碰到的一些问题,能通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方法去解决。
4.通过课程设计这一教学环节,树立严肃认真,文明仔细,实事求是的科学作用,树立生产观点,经济观点和全局观点。
为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作电路二、课程实验设计方案:把转换的为电信号的脉搏信号,在单位时间内进行记数,并用数字显示其记数值,从而直接得到每分钟的脉搏数。
三、设计要求及技术指标它的基本功能是:用传感器将脉搏的跳动转换为电信号,并加以放大,整形和滤波。
电子人体脉搏计课程设计
![电子人体脉搏计课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/07cf92aef80f76c66137ee06eff9aef8941e4826.png)
电子人体脉搏计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法,培养学生运用电子技术进行人体生理参数检测的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解电子人体脉搏计的原理及组成部分;(2)掌握电子人体脉搏计的操作方法及注意事项;(3)熟悉人体生理参数的检测方法及数据分析。
2.技能目标:(1)能够正确操作电子人体脉搏计进行测量;(2)能够对测量数据进行处理和分析;(3)能够运用所学知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对生命科学的兴趣和好奇心;(2)培养学生尊重生命、关爱健康的价值观;(3)培养学生团队协作、积极进取的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电子人体脉搏计的基本原理;2.电子人体脉搏计的组成部分及功能;3.电子人体脉搏计的操作方法及注意事项;4.人体生理参数的检测方法及数据分析;5.电子人体脉搏计在医疗领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解电子人体脉搏计的基本原理、结构和操作方法;2.讨论法:学生就人体生理参数检测方法及数据分析进行讨论;3.案例分析法:分析实际案例,使学生了解电子人体脉搏计在医疗领域的应用;4.实验法:引导学生动手操作电子人体脉搏计,培养实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:电子人体脉搏计相关教材;2.参考书:生命科学、电子技术等相关参考书;3.多媒体资料:电子人体脉搏计的图片、视频等;4.实验设备:电子人体脉搏计、电脑、投影仪等。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估其学习态度和积极性;2.作业:布置相关作业,评估学生对知识点的掌握程度和应用能力;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和对实验结果的分析能力;4.考试:期末进行闭卷考试,全面评估学生的知识掌握和运用能力。
数字脉搏测试仪课程设计
![数字脉搏测试仪课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/fc7b204c54270722192e453610661ed9ad515588.png)
数字脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字脉搏测试仪的工作原理,掌握其操作方法和使用步骤。
2. 学生能够描述脉搏的基本概念,了解正常脉搏的数值范围。
3. 学生掌握通过数字脉搏测试仪进行简单健康监测的数据分析方法。
技能目标:1. 学生能够正确使用数字脉搏测试仪进行脉搏测量,并准确记录数据。
2. 学生通过实践操作,培养动手能力,提高观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生通过小组合作,提高沟通协调能力和团队合作精神。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学探究的兴趣,增强学习生物、物理等学科的热情。
2. 学生关注自身健康,养成良好的生活习惯,提高健康意识。
3. 学生在小组合作中,学会尊重他人,培养关爱他人的情感。
课程性质:本课程为跨学科综合实践课程,结合生物、物理等学科知识,以数字脉搏测试仪为载体,开展实践活动。
学生特点:学生为八年级学生,具备一定的科学知识基础,好奇心强,喜欢动手实践,但需引导培养团队合作意识。
教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生个体差异,激发学生学习兴趣,培养动手能力和解决问题的能力。
通过课程目标分解,使学生在实践中达成具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识:- 脉搏的基本概念与测量方法;- 数字脉搏测试仪的原理与结构;- 正常脉搏数值范围与健康分析。
教学大纲:对应教材《生物》第八章《人体生理》第二节“心血管系统的组成与功能”,《物理》第十二章“电子技术基础”相关内容。
2. 实践操作:- 数字脉搏测试仪的使用方法与操作步骤;- 实际操作中如何正确测量脉搏;- 数据记录与分析方法。
教学大纲:实践操作部分与教材《生物》实践活动“探索人体生理奥秘”相关内容相结合。
3. 应用拓展:- 脉搏监测在生活中的应用;- 健康生活与疾病预防;- 小组合作探讨数字脉搏测试仪的改进与创新。
教学大纲:结合教材《综合实践活动》中关于科技创新与应用的相关内容。
电子脉搏测试仪
![电子脉搏测试仪](https://img.taocdn.com/s3/m/9fcd56a70b1c59eef9c7b4a0.png)
Xx学院课程设计说明书课程名称: 数字电子技术课程设计题目: 电子脉搏计设计学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:日期: 2009 年月日学院课程设计任务书一.设计题目:电子脉搏计设计二.主要内容及安排脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
(1)实现在15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
(4)设计电路,在时间允许的情况下要安装测试,分析实验结果,写出设计说明书。
三、安排进度6月12号:图书馆收集资料6月14号:互联网收集资料6月28号:资料的整理6月20号:模拟电子电路初步完成6月21号:设计报告初步完成7月08号:论题答辩四、总评成绩指导教师学生签名电子脉搏计设计一、设计任务与要求为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
简述了在EDA平台上利用硬件描述语言VHDL结合CPLD/FPGA器件,设计了一种数显式脉搏测试仪。
通过测试和实际应用表明:其性能稳定、工作可靠、升级方便。
实现了对人体脉搏的电子测量,并且能通过外界扩音器实现听诊的功能。
文章给出了系统的功能特点,设计原理,硬件电路及软件设计等。
该系统利用脉冲干扰动平均值法滤波,在提高精度的同时也大大提高了系统的响应速度,该仪器成本低,可靠性高,操作方便。
电子脉搏计设计:由压电陶瓷片、三个2输入与或门CD4070组成四倍频器、555集成定时器、十进制集成块74160N三片、七段数码管(DCH-HEX)组成。
,74160N与它配套使用可直接驱动显示。
脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求:(1)实现在15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
数字式脉搏检测器电路设计
![数字式脉搏检测器电路设计](https://img.taocdn.com/s3/m/51ba7c27b90d6c85ec3ac6c7.png)
沈阳航空航天大学
课程设计
(说明书)
数字式脉搏检测器电路设计
班级
学号
学生姓名
指导教师张晓新
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称电子技术综合课程设计
课程设计题目数字式脉搏检测器电路设计
课程设计的内容及要求:
设计数字脉搏检测电路,可以对人的脉搏进行测量,能够显示一分钟的脉搏次数,当一分钟到时能够在数码管上静止显示脉搏数,下次测量时需要有开始键控制清零并重新计数。
一、设计说明与技术指标
①用七段数码管显示时间和脉搏次数。
②脉搏信号采用信号源仿真,输入信号范围50Hz-100Hz,幅度2mV正弦波。
③此系统工作电压为交流220V;需要将交流电转换成低压直流电为芯片供电。
二、设计要求
1.在选择器件时,应考虑成本。
2.根据技术指标,通过分析计算确定电路和元器件参数。
3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
三、实验要求
1.根据技术指标制定实验方案;验证所设计的电路,用软件仿真。
2.进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料
1. 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础.[M]北京:高等教育出版社,2014年
五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表:
指导教师签字:
年月日。
设计课题:脉搏测试仪
![设计课题:脉搏测试仪](https://img.taocdn.com/s3/m/bfaa3cfdc8d376eeaeaa31a5.png)
设计课题:脉搏测试仪总体方案的设计和选择:构思:1`。
利用一个压力感应器把人体的脉搏的跳动转变成电压信号的变化,然后利用一级集成运放对微弱的电压信号进行放大,在利用施密特触发器进行波形整形,将不规则的信号整形成有一定幅值的方波,作为计数器的脉冲触发信号。
2.利用三个74161四位二进制计数器进行计数,然后用四---十译码器作为驱动信号,用七段数码显示器显示。
3.用一个74121单稳态触发器控制计数器的使能端的触发脉冲,使延迟一分钟,并在一分钟后保持原态。
电源的开关信号作为它的触发信号,并设当其稳态时使计数器处于保持状态。
下图是它的总体方案框图:河南科技学院机电学院数电课程设计报告专业班级应教022设计人姓名王韶杰进行日期15 周17 周指导老师田泽正邵峰杜留峰徐君峰2004年11月1974121功能表设计任务与要求:健康对于每一个人来说都是至关重要的。
体现一个人的健康状态有几个常用的指标,如体温,脉搏,心率以及血压等。
本次课题主要是利用计数器和延时电路构成的脉搏测试仪,能适时检测人体健康状况的主要指标。
1.能用三位数来显示在一分钟内脉搏的跳动次数,并在一分钟之后保持数据不消失,便于观察。
2.在人体的脉搏跳动过快时,脉搏测试仪会亮红灯并发出报警信号。
具有超常报警功能。
参考资料:《电子技术课程设计指导》(高等教育出版社出版,湖南大学彭介华主编:2004)〈〈电子技术基础〉〉(数电部分,模电部分,第四版,高等教育出版社,华中理工大学电子教研室编:2004)〈〈全国集成电路大全〉〉各单元电路设计:[1] 传感器:数字压力传感器。
M 154N 超稳定型的压力传感器。
⊙0-100 mV 量程输出 ⊙用于表压、密封压和绝压的测量 ⊙温度补偿 ⊙0.1%压力非线性 ⊙补偿温度范围:-20℃-85℃ ⊙互换性:1.0% (由增益调节电阻提供) ⊙固态产品,性能可靠 ⊙低功耗。
方案论证:传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
模拟电路课程设计脉搏测试仪设计.
![模拟电路课程设计脉搏测试仪设计.](https://img.taocdn.com/s3/m/efde3cd4de80d4d8d05a4f61.png)
模拟电路课程设计脉搏测试仪设计.(总18页)本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March脉搏测试仪设计1、设计目的(1)熟悉脉搏测试仪的电路组成,工作原理和设计方法;(2)加深对电子电路的掌握,学会基于模拟电路的课程设计。
2、设计任务脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几毫伏)。
具体要求:(1)实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
正常人脉搏数为60~80次/min,婴儿为90~100次/min,老人为100~150次/min (2)用传感器将脉搏跳动的转换为电压信号并放大整形和滤波。
(3)测试误差不小于2/min。
3、设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图(运用Multisim电路仿真软件);(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据);(3) 对电路进行局部或整体仿真分析;(4)按照规范要求,按时提交课程设计报告,并完成相应答辩。
4、参考资料(l)李立主编. 电工学实验指导. 北京:高等教育出版社,20052(2)高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2004(3)谢云,等编著.现代电子技术实践课程指导.北京:机械工业出版社,2003目录一、设计要求 (4)二、设计的作用、目的 (4)三、设计的具体体现 (5)1、系统概述 (5)2、单元电路设计、仿真与分析 (5)四、心得体会及建议 (17)五、附录 (19)六、参考文献 (19)3脉搏测试仪设计报告一、设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几毫伏)。
具体要求:1、实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
模电课程设计数显式脉搏测试仪课程设计与制作
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数显式脉搏测试仪课程设计与制作专业:学号:姓名:一.设计题目:为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作二.设计要求及技术指标脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几个毫伏)。
要求:1、实现在30~60内秒测量1分钟的脉搏数,并且显示其数字。
正常人脉搏数为60~80次/min,为90~100次/min,老人为100~150次/min.。
2、用传感器将脉搏的跳动转换为电压信号,并加以放大整形和滤波。
3、测试误差不小于2次/min。
4、要求完成的任务:设计电路,在时间允许的情况下要安装测试,分析实验结果,写出设计说明书。
四.设计成果形式:1.设计说明书一份(不少于4000字)2. 样品一套(制作成本不高于40元)。
目录引言 (5)第1章方案选择及总体设计 (6)1.1 方案选择 (6)1.2 总体设计 (7)1.2.1 功能描述 (7)1.2.2 定时功能的实现 (7)1.2.3 图 (8)第2章硬件电路设计 (9)2.1单片机的选型及外围电路设计 (9)2.2 显示电路的设计 (9)2.3按键及接口电路的设计 (10)2.4 发音电路 (11)2.5电路原理图 (12)第3章软件设计 (13)3.1 基本思路 (13)3.2按键子程序设计 (13)3.2.1键功能及实现思路 (13)3.2.2 程序框图 (14)第4章实物制作及调试说明 (23)4.1 实物制作 (23)4.1.1 元件安装步骤 (23)4.2.2 实物制作过程 (23)4.2 调试说明 (23)第5章使用说明 (24)第6章结束语 (25)附录 (26)附录一元件清单 (26)附录二参考文献 (27)数显式脉搏测试仪课程设计与制作引言摘要:简述了在EDA平台上利用硬件描述语言VHDL结合CPLD/FPGA器件,设计了一种数显式脉搏测试仪。
电子脉搏测试仪课程设计
![电子脉搏测试仪课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/13893427a36925c52cc58bd63186bceb19e8edc0.png)
电子脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解电子脉搏测试仪的基本工作原理和功能;2. 掌握电子脉搏测试仪的操作方法和使用步骤;3. 学习如何解读电子脉搏测试仪的数据,并了解其与人体生理活动的关联。
技能目标:1. 能够正确使用电子脉搏测试仪进行测量,并准确记录数据;2. 培养学生动手操作、观察和思考的能力,通过实际操作,提高解决问题的技巧;3. 学会分析电子脉搏测试仪数据,并能进行简单的数据处理和分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对现代医疗设备的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队协作意识,培养共同解决问题的能力;3. 引导学生关注健康,认识到科技对人类生活的积极影响。
课程性质:本课程属于科学实践课,以实践操作和数据分析为主。
学生特点:学生具备一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与实践,培养其独立思考和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高其综合素养。
二、教学内容1. 电子脉搏测试仪的基本原理:讲解电子脉搏测试仪的工作原理,包括传感器、信号处理、数据输出等部分。
相关教材章节:第三章“传感器及其应用”2. 电子脉搏测试仪的操作使用:详细介绍电子脉搏测试仪的操作步骤、注意事项及维护保养。
相关教材章节:第四章“医疗器械的使用与维护”3. 数据解读与分析:教授如何解读电子脉搏测试仪的数据,分析数据与人体生理活动的关联。
相关教材章节:第五章“数据采集与分析”4. 实践操作:分组进行电子脉搏测试仪的实践操作,让学生亲身体验,提高动手能力。
相关教材章节:第六章“实践操作与技能培养”5. 数据处理与分析:引导学生运用所学知识对测试数据进行处理和分析,提高问题解决能力。
相关教材章节:第七章“数据处理与分析方法”教学内容安排与进度:第一课时:电子脉搏测试仪的基本原理第二课时:电子脉搏测试仪的操作使用第三课时:数据解读与分析第四课时:实践操作(分组进行)第五课时:数据处理与分析及总结在教学过程中,教师需关注学生的掌握情况,适时调整教学进度,确保教学内容科学、系统、全面。
VHDL脉搏测试仪课程设计
![VHDL脉搏测试仪课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/18a6dad66429647d27284b73f242336c1fb93058.png)
VHDL脉搏测试仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解VHDL语言的基本概念,掌握VHDL编程的基本结构。
2. 学生能掌握脉搏测试仪的工作原理,了解其硬件组成。
3. 学生能运用VHDL语言设计并实现一个简单的脉搏测试仪。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析问题并设计出合适的硬件解决方案。
2. 学生通过实际操作,提高动手能力,培养实际工程应用能力。
3. 学生能通过课程学习,提升团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子工程的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 学生通过课程学习,认识到科技对人类生活的积极影响,增强社会责任感和使命感。
3. 学生在学习过程中,培养严谨、细致、专注的学习态度,树立正确的价值观。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,注重理论与实践相结合,以实际项目为载体,提高学生的动手实践能力。
课程目标既关注知识技能的掌握,也注重情感态度价值观的培养,旨在为学生提供一个全面、实用的学习体验。
通过课程学习,使学生能够运用所学知识解决实际问题,为未来进一步学习电子工程打下坚实基础。
二、教学内容1. VHDL语言基础:包括VHDL的基本概念、编程结构、数据类型、运算符和表达式等,参考教材第二章内容。
2. 数字电路设计原理:介绍数字电路设计的基本原理,包括逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等,参考教材第三章内容。
3. 脉搏测试仪工作原理:分析脉搏测试仪的硬件组成、工作原理和功能,参考教材第五章内容。
4. VHDL设计实例:通过实际案例,讲解如何使用VHDL语言设计数字电路,重点分析脉搏测试仪的设计过程,参考教材第六章内容。
5. 实践操作:安排学生进行实际操作,分组设计并实现一个简单的脉搏测试仪,巩固所学知识。
教学内容安排和进度:第一周:VHDL语言基础学习,了解数字电路设计原理。
第二周:深入学习组合逻辑电路和时序逻辑电路设计。
第三周:分析脉搏测试仪工作原理,学习相关硬件组成。
脉搏检测仪课程设计
![脉搏检测仪课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/2dcd660bf11dc281e53a580216fc700abb68523f.png)
脉搏检测仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解脉搏检测仪的基本工作原理,掌握脉搏信号的采集、处理和显示过程。
2. 学生能掌握脉搏检测仪的使用方法,了解其测量结果的含义及相关生理知识。
3. 学生了解脉搏检测仪在医疗领域的应用,认识到其在健康监测中的重要性。
技能目标:1. 学生能独立操作脉搏检测仪,正确进行脉搏测量,并分析测量结果。
2. 学生能运用所学的知识,解决实际操作中遇到的问题,提高实践操作能力。
3. 学生通过小组合作,培养团队协作能力和沟通能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习脉搏检测仪的相关知识,增强对生命科学的兴趣和热爱。
2. 学生在实践操作过程中,培养细心、严谨的科学态度,提高自我管理和自我监督能力。
3. 学生认识到科技在医疗领域的作用,增强社会责任感和创新意识。
课程性质:本课程为科学实践活动,结合理论知识和实际操作,旨在培养学生的动手能力、观察力和创新能力。
学生特点:六年级学生具备一定的科学知识基础,好奇心强,善于观察,对实践活动有较高的兴趣。
教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生的个体差异,提高学生的实践操作能力,培养科学素养。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估中实现课程目标的有效达成。
二、教学内容1. 脉搏基础知识:介绍脉搏的定义、产生原理及测量方法,结合课本相关章节,让学生了解脉搏与心率的关系。
2. 脉搏检测仪原理:讲解脉搏检测仪的工作原理,包括传感器、信号处理和显示部分,对应课本中有关传感器和电子电路的内容。
3. 脉搏检测仪的使用:详细介绍脉搏检测仪的操作步骤,包括设备准备、测量部位、测量方法等,结合课本实践操作部分。
教学大纲:- 第一节:脉搏基础知识学习,理解脉搏与心率的关系。
- 第二节:学习脉搏检测仪工作原理,了解传感器和电子电路的应用。
- 第三节:实践操作,掌握脉搏检测仪的使用方法,进行实际测量。
4. 测量结果分析:教授如何分析脉搏测量结果,了解正常脉搏范围及异常情况,结合课本中生理知识部分。
电子脉搏测试仪
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电子脉搏测试仪课程设计说明书课程称号:数字电子技术课程设计题目:电子脉搏计设计先生姓名:专业:班级:学号:指点教员:日期: 2020 年月日学院课程设计任务书一.设计标题:电子脉搏计设计二.主要内容及布置脉搏测试仪是用来测量一团体心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成局部。
它是用来测量频率较低的小信号。
(1)实如今15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的方式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
(4)设计电路,在时间允许的状况下要装置测试,剖析实验结果,写出设计说明书。
三、布置进度6月12号:图书馆搜集资料6月14号:互联网搜集资料6月28号:资料的整理6月20号:模拟电子电路初步完成6月21号:设计报告初步完成7月08号:论题争辩四、总评效果指点教员先生签名电子脉搏计设计一、设计义务与要求为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,到达创新的目的。
经过实际制造一个数字频率计,学集合理的应用集成电子器件制造电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制造。
简述了在EDA平台上应用硬件描画言语VHDL结合CPLD/FPGA器件,设计了一种数显式脉搏测试仪。
经过测试和实践运用说明:其功用动摇、任务牢靠、晋级方便。
完成了对人体脉搏的电子测量,并且能经过外界扩音器完成听诊的功用。
文章给出了系统的功用特点,设计原理,硬件电路及软件设计等。
该系统应用脉冲搅扰动平均值法滤波,在提高精度的同时也大大提高了系统的照应速度,该仪器本钱低,牢靠性高,操作方便。
电子脉搏计设计:由压电陶瓷片、三个2输入与或门CD4070组成四倍频器、555集成定时器、十进制集成块74160N三片、七段数码管(DCH-HEX〕组成。
, 74160N与它配套运用可直接驱动显示。
脉搏测试仪是用来测量一团体心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成局部。
它是用来测量频率较低的小信号。
要求:(1)实如今15S内测量1min的脉搏数;(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的方式显示;(3)测量误差小于±4次/min。
浙江理工大学电子设计-脉搏仪测试设计资料 (2)
![浙江理工大学电子设计-脉搏仪测试设计资料 (2)](https://img.taocdn.com/s3/m/4c78fefe941ea76e58fa0482.png)
1.技术指标(1)应用数字电路实现在一分钟或半分钟内测量脉搏数,并显示其数值;(2)测量误差小于或等于2次/分钟;(3)正常人的脉搏次数是60~150次/分钟,如果出现心律不齐,要有所指示;(4)功耗低,体积小,重量轻。
2.设计内容及要求(1)用压电陶瓷片作为脉搏传感器,用数码管显示;(2)确定设计方案,画出组成方框图,简述每部分功能;(3)进行单元电路分析,采用动态扫描显示;(4)进行必要的计算,以确定主要元件参数值;(5)绘制完整的原理电路图。
3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
脉搏测量仪设计摘要:脉搏测量仪是用来测量人体心脏跳动频率的有效工具。
心脏跳动频率通过压电传感器转换成电信号,经电路放大整形,由计数器测出每分钟心脏跳动的次数,然后经译码送至显示器显示出一定时间内的心跳次数。
关键词:传感器放大与整形计数器数字显示器心律监测1 引言随着科学技术的快速发展,电子产品也逐步走入了人们的生活。
人类工作在高科技、高效率的环境中,其身体健康状况也显得日益重要并备受关注,而数显式脉搏测试仪就为社会的医疗保健提供了方便。
采用数显式脉搏计测量心脏跳动频率,不但精确,而且使用很方便,显示结果醒目。
而这里设计的脉搏测量仪又具有轻巧灵便、经济实惠的特点,因而具有良好的应用前景和广阔的市场。
2 总体设计方案2.1课题分析正常人脉搏数为60~80次/分钟,老年人为100~150次/分钟,婴儿为90~140次/分钟,显然这种信号属于低频范畴。
因此,脉搏计是来测量低频信号的装置,其基本功能要求是:(1)要把人体的脉搏信号(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,以保证其他电路正常工作。
(3)在很短的时间内,测量出经放大后的电信号频率值。
总之,脉搏计的核心是在固定的短时间内对低频电脉冲计数,最后以数字形式显示出来。
可见,脉搏计的主要组成部分是计数器和数字显示器。
电子脉搏仪课程设计
![电子脉搏仪课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/e29c4c23192e45361066f5b8.png)
电子元件市场调研及电子系统制作实习报告册题目:电子脉搏仪专业:电气工程及其自动化班级:电气084 组别:第三组指导教师:赵峰2010年7月9日电子脉搏测试仪设计1 引言1.1 选题意义随着时代的进步,人们对完美生活的渴求更加热切,而科技的发展,使人们对这一要求越来越容易实现。
作为一名大学生,我们肩负着这样的任务,因此我们应用所学知识,设计了这样一款电路,希望在人们繁忙之余,给人们的生活锦上添花。
为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
经过一学期的学习,我们已掌握了一些简单的电路的特性以及元器件的作用,但我们对生活中已经应用了许久的电路依然陌生,比如简单的喇叭、闹钟、信号灯等。
通过课程设计实践制作一个数字频率计,学会合理的利用集成电子器件制作电路基于数字电路和模拟电路的课程设计与制作。
健康对于每一个人来说都是至关重要的。
体现一个人的健康状态有以下几个常用的指标,如体温、脉搏、心率以及血压等。
本次课题主要是利用计数器和延时电路构成的电子脉搏测试仪,用于适时检测人体健康状况的主要指标。
电子脉搏测试仪是依照中医诊脉的原理,用于测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分和用来测量频率较低的小信号的仪器。
通过测试客观地显示出人体内气血的量、气血的寒热温度、气血升降表现等症状。
准确率达到 98%,远远超过传统中医诊脉。
所以希望这次的设计能收到预期的目的。
1.2 设计目标电子脉搏测试仪设计:电子脉搏测试仪的电路如图所示。
由压电陶瓷片、四2输入与非门CD4011、555定时器、CD40110、七段数码管(MTS3101AR七段数码管)组成。
MTS3101AR七段数码管为小型LED共阴极数码管,CD40110与它配套使用可直接驱动显示。
它是通过传感器将脉搏跳动的压力变化转换成电信号,再经过放大、整形、计数、译码驱动等环节的处理,最后由数码管显示出一分钟脉搏跳动的次数,使用起来十分方便。
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脉搏测试仪设计1、设计目的(1)熟悉脉搏测试仪的电路组成,工作原理和设计方法;(2)加深对电子电路的掌握,学会基于模拟电路的课程设计。
2、设计任务脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几毫伏)。
具体要求:(1)实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
正常人脉搏数为60~80次/min,婴儿为90~100次/min,老人为100~150次/min (2)用传感器将脉搏跳动的转换为电压信号并放大整形和滤波。
(3)测试误差不小于2/min。
3、设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图(运用Multisim电路仿真软件);(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据);(3) 对电路进行局部或整体仿真分析;(4)按照规范要求,按时提交课程设计报告,并完成相应答辩。
4、参考资料(l)李立主编. 电工学实验指导. 北京:高等教育出版社,2005(2)高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2004(3)谢云,等编著.现代电子技术实践课程指导.北京:机械工业出版社,2003目录一、设计要求 (3)二、设计的作用、目的 (3)三、设计的具体体现 (3)1、系统概述 (3)2、单元电路设计、仿真与分析 (4)四、心得体会及建议 (16)五、附录 (18)六、参考文献 (18)脉搏测试仪设计报告一、设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号(传感器输出电压一般为几毫伏)。
具体要求:1、实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
正常人脉搏数为60~80次/min,婴儿为90~100次/min,老人为100~150次/min。
2、用传感器将脉搏跳的动转换为电压信号,并加以放大整形和滤波。
3、测试误差不小于2/min。
二、设计的作用、目的脉搏是常见的生理现象,是心脏和血管状态等重要的生理信息的外在反映;因此,脉搏测量不仅为血压测量、血流测量及其他生理检测提供了生理参考信息,而且脉搏波本身也能给出许多有诊断价值的信息。
因此研究脉搏测试仪有着非常重要的现实意义。
为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。
通过实践学会合理的利用集成电子器件制作电路基于模拟电路的课程设计与制作。
三、设计的具体体现1、系统概述通过脉搏传感器来拾取脉搏信号,经过前级放大器进行放大,进入有源滤波器滤去干扰信号,再经过后级放大器进行充分放大,此时经过处理后的信号还不是计数器所要的高低电平,须把信号再送入迟滞比较器进行整形再经过二极管进行电平转换,得到计数器所需要的脉冲信号。
因为我们这里还没有学数电,所以计数这部分我们省略了。
提出方案满足上述设计功能可以实施的方案很多,现提出下面方案。
1)传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。
2)放大电路将传感器的微弱信号放大。
3)滤波整形除去杂散信号,整形输出计数器所要信号。
方案图:原理框图2、单元电路设计、仿真与分析(1)、脉搏传感器的选择脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲信号。
脉搏传感器是脉象检测系统中重要的组成部分,其性能的好坏直接影响到后置电路的处理和结果的显示。
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类中物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩效应现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
这里传感器采用了红外光电转换器,作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况,把脉搏跳动转换为电信号,其原理电路如图1所示。
图中,红外线发光管VD采用TLN104,接收三极管V采用TLP104。
用+5V电源供电,R1取500Ω,R2取10kΩ。
图1 传感器本次课程设计中在利用信号源,使用正弦波模拟人体脉搏跳动。
传感器输出信号大概在5mv-10mv,频率在100hz-200hz之间。
为了精确数值,我们取最小值,选用5mv,100hz的信号源输出正弦信号代替。
(2)、信号放大电路的设计由于传感器发出的信号很微弱,只有几毫伏左右,所以采用放大电路实现信号放大作用,由于传感器输出电阻比较高,故放大电路采用了同比例放大器,如图2所示,运放采用了 LM324,电源电压+5V。
信号太弱整形无法输出所要波形,所以我们采用两级放大,放大了1000倍。
图2 同比例放大电路一级放大参数计算:由图可知这是反相比例运算电路,所以由虚短虚断知:Uo=(1+R2/RV1)Ui 式(2-1)要保持放大倍数在100左右,有Uo/Ui=(1+R2/RV1)=100 式(2-2)所以取RV1=1K,R2=100K ,另外,取参数 R1=910K, C1=100uF图3 一级放大电路的仿真效果图4 二级放大电路参数选择 RV2=10K,R11=100K放大倍数为10倍左右,原理同一级放大。
图5 二级放大仿真图图6 总的放大仿真效果图(3)、有源滤波电路采用了二阶压控有源低通滤波电路,如图4所示,作用是把脉搏信号中的高频干扰信号去掉,同时把脉搏信号加以放大,考虑到去掉脉搏信号中的干扰尖脉冲,所以有源滤波电路的截止频率为1kHz左右。
为了使脉搏信号放大到整形电路所需的电压值,通常电压放大倍数选用1.6倍左右。
集成运放采用LM324。
图4 有源滤波电路电路中既引入了负反馈,又引入了正反馈。
当信号频率趋于零时,由于C1的电抗趋于无穷大,因而正反馈很弱;当信号频率趋于无穷大时,由于C2的电抗趋于零,因而Up(s)趋于零。
可以想象,只要正反馈引入得当,就可以在f=fo时使电压放大倍数数值增大,又不会因正反馈过强而产生自己振荡。
因为同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源,故称之为压控电压源滤波电路。
参数分析:式(3-1)P点的电流方程为(Um(s)-Up(s))/R=Um(s)SC式(3-2)由式(3-1)和式(3-2)联解得Au(s)=Aup(s)/{[1+(3-Aup(s))]sRC+(sRC)²}式(3-3)在式(3-3)中,只有当Aup(s)小于3时,即分母中S的一次项系数大于零,电路才能稳定工作,而不产生自己振荡。
若令S=jw,fo=1/2πRC,则电压放大倍Au=Aup/[1-(f/fo)²+j(3-Aup)f/fo] 式(3-4)若令Q=|1/(3-Aup)|,则f=fo时,有|Au|f=fo=|Aup|/|3-Aup|=Q|Aup|,即Q=|Au|f=fo/|Aup|式(3-5)可见,Q是f=fo时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比由图可知通带放大倍数Aup=1+R2/R1式(3-6)所以根据实际要求 Aup=1.6所以由Q=|1/(3-Aup)|和式(3-5)知|Au|f=fo= Q|Aup|=0.7|Aup|式(3-7)因此,通带截止频率fp=fo=1KHzfo=1/2πRC=1KHz综上可以选取R1=10K,R=1K,所以 R2=R1(1.6-1)=6KC=fo/2πR=1nf图5滤波后的仿真效果(4)、整形电路经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号,且有低频干扰,仍不满足计数器的要求,必须采用整形电路,这里选用了滞回电压比较器,如图6所示,我们采用虚拟电压比较器代替电路中的集成电运放。
图6 滞回比较器参数设定:R1=50K,R2=10K图7 滞回比较器的电压传输特性如图6所示,模拟电压比较器最大输出电压设置为5V,即正电源+5V,负电源0V。
经过滞回比较器后即输出满足计数器所需的稳定规则的脉冲信号。
图8整形后的仿真效果图9总原理电路图图10 最后的仿真效果四、心得体会及建议在这次课程设计中,我和同学们在一起交流,学习如何将课本上的知识应用于实际的问题之中。
所以在这期间,锻炼了我对所学知识应用的能力,也让我对所学的知识有了一次深刻的复习和清晰的认识。
当然这次设计更重要的是锻炼了自己解决实际问题能力,如何分析问题,理清思路,简化问题,找出最佳方案,这是最关键的方面。
还有在设计时,让我对画电路图的软件有了一个基本的了解,对Multisim仿真有了很大接触,学会了一些基本操作,相信这些将为我以后的学习设计打下一个良好的基础。
因此这次设计对我的意义很大,让我受益匪浅!在这次课程设计过程中,我也遇到了很多问题。
比如在选择传感器的时候,开始我们用函数发生器代替,结果仿真不出来,这我们弄了很长时间,先是不清晰问题出在哪,这直接导致了我无法很顺利地出想要的结果,从而无法顺利的进行模拟。
然后问老师,翻阅了书籍,查资料。
最后终于正确的模拟出了所要的效果。
这次的制作也让我感受到,我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识,我们需要更多的时间来自主学习相关知识。
只有这样,我们以后才能具备较强的动手能力和自己独特的设计思路和方法!在做运放的时候,我们刚开始选的是AD620这个运放器但是因为对其不够熟悉,运放一直都没有做成功,后来用LM324构成了同比例放大电路,因为以前实验时对这个运放器的功能做过检测所以做起来就轻松了很多,最终还是成功了。
总之设计电路之前要对所要设计电路的原理要有非常清楚的认识,在这个基础上我们才能把电路设计成功,在设计的过程中遇到困难要用所学的东西把问题解决掉,不要轻易放弃,同时多和同学们交流交换彼此的想法这样可以更好的优化我们的设计。
这次课程中,第一次我们出现了严重错误,经过老师提点,还有我和同组同学的讨论终于解决问题所在,并加以改正,终于完成这次设计。
通过这次的错误,我认识到课本上学的东西一定要充分掌握好才能运用到实际中,多思考,才能真正成为自己的东西。
最后我觉得不管自己要做什么,一定不能轻言放弃并且要全身心的把精力突入进去,只有这样我们才能成功而其一定可以成功。
五、附录六、参考文献(l)李立主编. 电工学实验指导. 北京:高等教育出版社,2005(2)高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2004(3)谢云,等编著.现代电子技术实践课程指导.北京:机械工业出版社,2003(4)童诗白,等主编.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,2007。