光電脈搏檢測電路圖（二）

1、血氧心率信號采集及預(yù)處理電路

對有血氧探頭檢測的信號，先經(jīng)過脈沖控制電路電路將其分成兩路信號，然后經(jīng)過放大電路，將微弱的血氧信號高保真放大，最后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后進行后期的處理。

1.1、脈沖控制電路

脈沖控制電路的基本設(shè)計思路是在一個心動周期時間內(nèi)，控制660nm的紅光和940nm的紅外兩種波長光周期性發(fā)光。

具體電路由一個時基電路555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，由74LS04反向器構(gòu)成下降沿觸發(fā)器，由高電平觸發(fā)的電子開關(guān)4066做為控制部分。時基電路555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，555定時的振蕩頻率：

T=TPH+TPL=0.7（R1+2R2）C（1）

T為555定時的振蕩周期，TPH為充電時間，TPL為放電時間。根據(jù)這個公式算得脈沖控制電路的振蕩頻率為0.01s，模擬開關(guān)4066將由血氧探頭測得的兩路光（紅光和紅外），分成兩路，分別進入放大電路。

血氧探頭內(nèi)部電路圖如圖2所示：

1.2、放大電路設(shè)計

放大電路由輸入跟隨，OP07放大器構(gòu)成，在血氧信號的采集和處理過程中，放大電路設(shè)計是個電路設(shè)計最關(guān)鍵的部位，因為它不僅可以提取有用的信號，還同時可以將干擾信號降低到最低水平。由血氧探頭測得的血氧信號極其微弱，所以，考慮將放大電路放在探頭輸出端與4066控制器之間。輸入跟隨電路，就是輸出電壓等于輸入電壓，就是說，壓跟隨器的電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1。

OP07是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器，它具有非常低的輸入失調(diào)電壓，所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施，OP07同時輸入偏置電流低和開環(huán)增益高的特點，這是OP07十分適合于高增益和放大傳感器的微弱信號等方面，這滿足血氧心率檢測放大電路的要求，如圖為OP07構(gòu)成的同向放大電路，電路連接很簡單，放大倍數(shù)有1腳和6腳之間的電阻決定。公式為：

G=AU（1）

AU為電壓放大倍數(shù)，因此放大電路采用OP07放大電路作為血氧測量放大電路。電阻R9用來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，為了防止失真，取放大倍數(shù)為10倍左右，電阻R9阻值約為10kΩ。電源輸入端接0.01μF接地，用于屏蔽來自電源的干擾。前級用高精度運算放大器OPA4277作為輸入跟隨，用于提高輸入阻抗、獲取更多的心電信號。