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家用指甲式血氧儀方案

更新時間: 2020-02-12
閱讀量:3353

指甲式血氧儀是一種使用紅外技術測量血液氧氣濃的儀器,英銳恩提供的家用型指甲式血氧儀方案采用RS2105模擬開關,能夠在無創的基礎上準確快速地測量人體血氧飽和度(SpO2),以及心率。

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一、指甲式血氧儀的原理

由于血液中的血紅細胞,其中含氧血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)這兩種血紅蛋白對紅光(660nm)和紅外線(910nm)有不同的吸收能力。還原血紅蛋白(Hb)吸收的紅光較多,紅外線較少。而含氧血紅蛋白(HbO2)則相反,它吸收的紅光較少,紅外線較多。通過在指甲式血氧儀的同一位置設置紅光LED和紅外線LED燈,當光線從手指的一面穿透到另一面,被光敏二極管接收后,可產生對應比例的電壓。經過單片機處理,將輸出結果顯示在液晶顯示屏上。

二、指甲式血氧儀方案框圖

模擬開關RS2105的作用主要是用來切換紅光LED和紅外線LED燈,它們分時復用并且調制有一定的頻率。這就需要一顆運放芯片(比如RS321)配合單片機內部的DAC產生恒流輸出的信號,因為若要LED燈恒流工作以獲得比較穩定的波長,其發射電流通常需要達到幾十毫安,所以要求模擬開關的導通電阻應≤1Ω,本方案使用的RS2105模擬開關其導通電阻為0.6Ω。

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在光敏接收端,運放RS622用于實現光電轉換,這就要求運放的輸入偏置電流Ib是pA級別的,另外運放的帶寬需要5MHz以上以滿足快速反應,低噪聲系列的運放能夠更好的提高系統的分辨率。在電源拓撲上,一種是用兩節干電池(3V)然后升壓到5V再降壓給系統各電路使用,另外一種帶有鋰電池,可以循環充電使用,低功耗LDORS3236均適合這兩種拓撲系統。

三、指甲式血氧儀方案芯片詳細參數

低噪聲運放RS622的主要參數如下:

◆寬工作電壓范圍:2.5V~5.5V;
◆低失調電壓:典型值0.7mV,最大值3mV;
◆低溫度漂移:典型值2uV/°C;
◆低輸入偏置電流:1pA;
◆單位增益帶寬:7MHz;
◆靜態電流:600uA每通道;
◆噪聲系數:11nV/√Hz。

模擬開關RS2105的主要參數如下:

◆寬輸入電壓范圍:1.8V~5.5V;
◆導通電阻值:0.6Ω,最大1Ω;
◆輸出電流持續:500mA;
◆-3dB帶寬:30MHz;
◆靜態電流:小于1uA;
◆有MSOP-10,TDFN-3*3-10L封裝可選。

低功耗LDORS3236的主要參數如下:

◆寬輸入電壓范圍:1.7V~7.5V,支持4節干電池輸入;
◆內部最大輸出限流點:>500mA;
◆超低靜態電流:20uA;
◆超低壓差:1mV/mA;
◆超高PSRR:[email protected];
◆輸出電壓精度可選:1%或者2.5%;
◆多種固定輸出電壓可選,有SOT-23,SOT-89-3,SOT-23-5,UTDFN-1*1-4L封裝可選。

以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的家用指甲式血氧儀方案。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發,提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運算放大器和模擬開關。


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