研究脉搏测试仪有着非常重要的现实意义。为更好的运用所学的知识,加深对电子电路的掌握,达到创新的目的。通过实践学会合理的利用集成电子器件制作电路基于模拟电路的课程设计与制作。
三、设计的具体体现1、系统概述
通过脉搏传感器来拾取脉搏信号,经过前级放大器进行放大,
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进入有源滤波器滤去干扰信号,再经过后级放大器进行充分放大,此时经过处理后的信号还不是计数器所要的高低电平,须把信号再送入迟滞比较器进行整形再经过二极管进行电平转换,得到计数器所需要的脉冲信号。因为我们这里还没有学数电,所以计数这部分我们省略了。提出方案
满足上述设计功能可以实施的方案很多,现提出下面方案。1)传感器将脉搏跳动信号转换为与此相对应的电脉冲信号。2)放大电路将传感器的微弱信号放大。3)滤波整形除去杂散信号,整形输出计数器所要信号。
方案图:
原理框图
2、单元电路设计、仿真与分析(1)、脉搏传感器的选择
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。
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:
传感器工作原理的分类中物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩效应现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
这里传感器采用了红外光电转换器,作用是通过红外光照射人的手指的血脉流动情况,把脉搏跳动转换为电信号,其原理电
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路如图1所示。图中,红外线发光管VD采用TLN104,接收三极管V采用
TLP104。用5V电源供电,R1取500Ω,R2取10kΩ。
图1传感器
本次课程设计中在利用信号源,使用正弦波模拟人体脉搏跳动。传感器输出信号大概在5mv10mv,频率在100hz200hz之间。为了精确数值,我们取最小值,选用5mv,100hz的信号源输出正弦信号代替。(2)、信号放大电路的设计
由于传感器发出的信号很微弱,只有几毫伏左右,所以采用放大电路实现信号放大作用,由于传感器输出电阻比较高,故放大电路采用了同比例放大器,如图2所示,运放采用了LM324,电源电压5V。信号太弱整形无法输出所要波形,所以我们采用两级放大,放大了1000倍。
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图2同比例放大电路一级放大
参数计算:
由图可知这是反相比例运算电路,所以由虚短虚断知:
Uo1R2RV1Ui
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