试仪轻巧而便宜,通常采用第二种方案。本次课程设计中采用的是第二种方案。其组成方框图
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如下图所示,主要由脉搏传感器、放大电路、滤波、整形电路、定时电路、计数、
译码、显示电路等组成。
计
闸
数
传感器
信号放大
滤波处理
电压整形
门
译
控
码
制
显
定时电路
示
三、单元电路设计与参数计算
1.传感器
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。目前典型的脉搏传感器有以下三种:光电类、压阻类和压电类。在这三种当中目前采用最多的是压电型传感器,其工作原理是利用敏感元件直接把压力转12变为电信号。
本次课程设计中是利用函数信号发生器,使用正弦波模拟人体脉搏跳动。
2.信号放大
函数信号发生器
由于脉搏传感器输出的电信号非常微弱,一般为十几毫伏,并且输出信号阻抗高,杂波多,所以必须设计一个性能良好的放大通道。有以下三种放大电路可供选择:三运放电路、仪用放大器和同相放大器。针对脉搏传感器阻抗高的特点,本次课程设计中采用的是传统的同相放大电路。
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3.滤波处理
同相放大电路
滤波电路的作用是把脉冲信号中的高频干扰信号去掉,同时把脉搏信号加以
放大。由于脉搏信号频率较低,所以可采用双T滤波器或低通滤波器,而二阶
压控有源低通滤波电路也是脉搏信号处理过程中一个典型电路。
在二阶压控有源低通滤波电路的设计中,上限截止频率的设定是一个重要参
数,由于脉搏信号的主峰频率在1Hz左右,而干扰最大的为50Hz的工频干扰信
号,所以为了最大程度滤除干扰,其上限截止频率设为40Hz。
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4.电压整形
滤波处理电路
经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号,且有低频还不满足计数器的要求,必须采用整形电路。这里选用滞回电压比较器,其目的是提高抗干扰能力。
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5.定时电路
电压整形电路
定时电路的功能是产生一个脉冲宽度为60s或30s的脉冲信号,以控制在60s或30s的时间内完成1mi
的测量任务。
本次设计采用由555定时器组成脉宽为1mi
的单稳态触发器。
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6.控制电路
555单稳态定时电路
控制电路的作用主要是控制脉搏信号放大、整形后进入计数器的时间,另外还应具有为各部分电路清零等功能。本次课程设计中采用与门作为闸门控制。
7.计数译码显示
本设计中采用简单的74LS160作为计数器,因为它是十进制计数器,因为脉搏测试器中需要上百位的数字。因此,r