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光电脉搏传感器采集电路原理分析,数据采集模块组成

发布时间:2024-10-23 09:24:06点击量:

 光电脉搏传感器采集电路具有广泛的应用前景,不仅可用于医疗领域的实时监测和诊断,还可应用于健身器材、智能手表等健康监测设备中。随着物联网技术的发展,光电脉搏传感器将成为智能健康管理系统的重要组成部分,为人们提供更加便捷、精准的健康监测服务。

光电脉搏传感器采集电路原理分析,数据采集模块组成(图1)

 光电脉搏传感器采集电路主要由光发射电路、光电转换电路、信号放大电路、滤波电路及数据采集模块组成。


 1.光发射电路


 光发射电路一般采用恒定波长的发光二极管(LED)作为光源,其峰值波长通常在500nm~700nm之间,因为这一波段的光对动脉血中氧和血红蛋白有较好的选择性。为了保证光源的稳定性,通常采用恒流源电路,通过稳压管和三极管等元件确保LED的发光强度恒定。


 2.光电转换电路


 光电转换电路利用光电二极管(或光电池)将透射或反射回来的光信号转换为电信号。当光照射到光电二极管上时,会产生光生载流子,使反向电流(光电流)增大。该电流与光强成正比,从而间接反映了脉搏信号。


 3.信号放大电路


 由于脉搏信号微弱,通常只有毫伏级水平,且频带较宽(0.05~200Hz),因此需要通过放大器进行信号放大。前级放大电路常采用反相放大电路,通过选择合适的电阻和电容值,可以实现较高的放大倍数,并消除直流量。


 4.滤波电路


 滤波电路用于滤除信号中的高频噪声和工频干扰。常用的滤波电路包括低通滤波器和带通滤波器。在本设计中,采用了二阶低通滤波电路,通过串联两个压控型二阶低通滤波器,可以有效降低50Hz工频干扰,提高信号的信噪比。


 5.数据采集模块


 数据采集模块通常采用微控制器(如单片机或ESP-D1开发板)的模拟输入口进行数据采集。为了保证采集精度,输入引脚应接在模拟输入口上,并确保电压范围在允许的范围内(如ESP-D1的A0口为0-3.3V)。

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