電路圖天天讀(12):可穿戴脈搏測(cè)試儀模塊電路設(shè)計(jì)
脈搏是常見(jiàn)的生理現(xiàn)象,是心臟和血管狀態(tài)等重要的生理信息的外在反映;因此,脈搏測(cè)量不僅為血壓測(cè)量、血流測(cè)量及其他生理檢測(cè)提供了生理參考信息,而且脈搏波本身也能給出許多有診斷價(jià)值的信息。
有源濾波電路: 由于放大后的脈搏信號(hào)同時(shí)還含有雜波,須進(jìn)行濾波。由于脈搏信號(hào)頻率約在1Hz左右,而干擾最大的信號(hào)為50Hz。可采用二階壓控有源低通濾波電路,其上限頻率設(shè)成為20Hz,電路如圖所示,其中R值均為24k,電容值為330pf。
整形電路: 利用555觸發(fā)器連接成整形電路,電路的上限頻率為8v,小限頻率為4v,電路如圖所示。
計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路: 本電路的作用是將整形電路得到的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),以十進(jìn)制的形式通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái),計(jì)數(shù)器用74ls160,鎖存器用74hc373,數(shù)碼管用7SEG—BCD,電路如圖所示。
定時(shí)器電路: 電路采用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,產(chǎn)生1min基準(zhǔn)時(shí)間。電路如圖5 所示,其中R1=3M,R31=10k,C2=0.01uF,C1=17.7uF。
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電路運(yùn)行正常,能測(cè)試出一分鐘的脈搏數(shù)。由于此電路的基準(zhǔn)時(shí)間是1min,測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng),可以在電路中加入倍頻器,在較短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試,但是這樣測(cè)量誤差較大。脈搏測(cè)試儀主要是由兩個(gè)大的部分組成,模擬的信號(hào)放大濾波整形部分和數(shù)字的計(jì)數(shù)譯碼顯示部分,數(shù)字部分需要對(duì)每個(gè)集成塊的功能要有明確的認(rèn)識(shí),這樣才不會(huì)把電路連錯(cuò)同時(shí)也會(huì)為電路的簡(jiǎn)化和設(shè)計(jì)有很大的幫助。相比之下模擬部分除了要對(duì)電路的功能熟悉和理解以為還需要結(jié)合實(shí)際的情況來(lái)確定各個(gè)元器件的參數(shù),同時(shí)要避免失真。 在做運(yùn)放的時(shí)候,若開始選的是AD620這個(gè)運(yùn)放器很難實(shí)現(xiàn)運(yùn)放,用LM324構(gòu)成了方向比例放大電路,才比較好。
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