光电脉搏检测电路

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 (3)

1.1设计目的 (3)

1.2整体电路 (4)

2.单元电路设计 (4)

2.1光发射电路 (4)

2.2光电转换电路 (5)

2.3前级放大 (5)

2.4滤波电路 (6)

2.5后级放大 (6)

3.系统测试 (6)

3.1测试仪器 (7)

3.2单元电路测试 (7)

3.3系统整体测试 (9)

4.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

1．1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：

1．2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。

2．1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：8050

LED：850nm

R1：65Ω(20mA)

R2：390Ω(5~10mA)

2．2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：0.27u

2．3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：

R4：100K

R5：100K

R6：430K

C1：15uF

2．4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：

R7：12K

R8：12K

C3：0.33uF

C4：0.68uF

2．5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：

R21：1.6M

R22：10M

R23：1.6M

C21：1uF

3．系统测试

3.1测试仪器

测试所用仪器设备如表 1所示

3.2单元电路测试

3．2．1光电转换电路（兼有低通）加手指后波形

（见打印版）

3．2．2前级放大（兼有高通）

加手指后波形

（见打印版）

3．2．3滤波电路（四阶低通）

加手指后波形

（见打印版）

3．2．4后级放大（兼有高通）

加手指后波形

（见打印版）