一種脈搏測量電路及應(yīng)用其的穿戴式脈搏測量器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種脈搏測量電路，包括信號檢測電路和濾波放大電路，信號檢測電路采用光電式信號檢測電路，用于采集脈搏信號，并通過與濾波放大電路連接以將脈搏信號傳輸給濾波放大電路；所述濾波放大電路對脈搏信號進行濾波和放大處理，再通過后級的微處理器進行計數(shù)，得到脈搏數(shù)據(jù)。本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，功耗低，適用的脈搏測量設(shè)備體積小巧，便于移動式穿戴。
【專利說明】一種脈搏測量電路及應(yīng)用其的穿戴式脈搏測量器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及脈搏測量的醫(yī)療電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于光電式傳感器檢測的脈搏測量電路及應(yīng)用其的穿戴式脈搏測量器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前存在的脈搏測量電路的種類較多，但其大多包括帶通濾波器，且使用較多的元器件，功耗較大，輸出低幅的模擬信號，使得現(xiàn)有的脈搏測量電路不適用于目前日趨小巧便攜的醫(yī)療設(shè)備中。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型提供一種基于光電式傳感器檢測的脈搏測量電路，其結(jié)構(gòu)簡單，使應(yīng)用其的設(shè)備體積小巧、攜帶方便。本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0004]一種脈搏測量電路，包括信號檢測電路和濾波放大電路；所述信號檢測電路采用光電式信號檢測電路，用于采集脈搏信號，并通過與濾波放大電路連接將脈搏信號傳輸給所述濾波放大電路；所述濾波放大電路對脈搏信號進行濾波和放大處理。
[0005]進一步地，所述信號檢測電路包括自適應(yīng)調(diào)節(jié)所述信號檢測電路的輸出信號的控制開關(guān)，所述控制開關(guān)為三極管Ql。
[0006]進一步地，所述信號檢測電路包括檢測光發(fā)射電路和檢測光接收電路，所述檢測光發(fā)射電路包括發(fā)光二極管Dl，所述檢測光接收電路包括光電二極管D2，所述檢測光接收電路通過所述光電二極管D2接收所述發(fā)光二極管Dl所發(fā)射的光信號。
[0007]進一步地，所述檢測光發(fā)射電路還包括電阻R5和電阻R9，所述電阻R5與發(fā)光二極管Dl的陽極連接，電阻R5的另一端與電源連接，發(fā)光二極管Dl的陰極與三極管Ql的集電極連接，三極管Ql的基極通過電阻R9連接在控制信號端A，三極管Ql的發(fā)射極接地。
[0008]進一步地，所述檢測光接收電路還包括電阻R6，所述電阻R6與光電二極管D2的陰極連接，電阻R6的另一端與電源連接，光電二極管D2的陽極接地，電阻R6與光電二極管D2的連接端與所述濾波放大電路連接。
[0009]進一步地，所述濾波放大電路包括兩級濾波放大電路，第一級濾波放大電路的輸入端連接在所述信號檢測電路的脈搏信號輸出端B，第二級濾波放大電路的輸入端連接在所述第一級濾波放大電路的輸出端C。
[0010]進一步地，所述的第一級濾波放大電路包括電阻R7、電容Cl、電阻R1、電阻R3以及運算放大器Ul，電容Cl與電阻R7串聯(lián)，電容Cl與電阻R7的串聯(lián)點接運算放大器Ul的同相輸入端，電容Cl的另一端接所述信號檢測電路的輸出信號，電阻R7的另一端接地，電阻Rl與電阻R3串聯(lián)，電阻Rl與電阻R3的串聯(lián)點連接在運算放大器Ul的反相輸入端，電阻Rl的另一端接地，電阻R3的另一端接運算放大器Ul的輸出端。
[0011]進一步地，所述的第二級濾波放大電路包括電阻R8、電容C2、電阻R2、電阻R4以及運算放大器U2，電容C2與電阻R8串聯(lián)，電容C2與電阻R8的串聯(lián)點連接在運算放大器U2的同相輸入端，電容C2的另一端接所述第一級濾波放大電路的輸出端，電阻R8的另一端接地，電阻R2與電阻R4串聯(lián)，電阻R2與電阻R4的串聯(lián)點連接在運算放大器U2的反相輸入端，電阻R2的另一端接地，電阻R4的另一端接運算放大器U2的輸出端D。
[0012]進一步地，還提供一種應(yīng)用上述脈搏測量電路的脈搏測量器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點和技術(shù)效果:
[0014](I)輸出數(shù)字信號，無需后級的微處理器再進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，有效降低脈搏測量器的功耗；
[0015](2)電路結(jié)構(gòu)簡單，器件少，節(jié)省空間，可有效減小脈搏測量器的體積，并便于移動式穿戴。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]實施例一:
[0019]如圖1所示，本實用新型提供的一種脈搏測量電路，其適用于移動式穿戴設(shè)備，包括信號檢測電路I和濾波放大電路2。其中信號檢測電路I采用光電式信號檢測電路，用于采集脈搏信號，并通過與濾波放大電路2連接從而將脈搏信號傳輸給濾波放大電路2 ;濾波放大電路2對脈搏信號進行濾波和放大處理。脈搏測量電路的輸出端與微處理器連接，用于根據(jù)脈搏測量電路輸出的數(shù)字信號進行計數(shù)，獲得脈搏數(shù)值。
[0020]信號檢測電路I包括檢測光發(fā)射電路11和檢測光接收電路12。
[0021]檢測光發(fā)射電路11包括三極管Ql、發(fā)光二極管D1、電阻R5和電阻R9，三極管Ql用作自適應(yīng)調(diào)節(jié)所述信號檢測電路的輸出信號的控制開關(guān)。電阻R5與發(fā)光二極管Dl的陽極連接，電阻R5的另一端與電源連接，發(fā)光二極管Dl的陰極與三極管Ql的集電極連接，三極管Ql的基極通過電阻R9連接在控制信號端A，三極管Ql的發(fā)射極接地。本脈搏測量電路通過調(diào)節(jié)電阻R5的值，從而調(diào)節(jié)發(fā)光二極管Dl的亮度，應(yīng)用本脈搏測量電路的設(shè)備即可適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。
[0022]檢測光接收電路12包括電阻R6和光電二極管D2，電阻R6與光電二極管D2的陰極連接，電阻R6的另一端與電源連接，光電二極管D2的陽極接地，電阻R6與光電二極管D2的連接端與濾波放大電路2連接。電阻R6的值與光電二極管D2的參數(shù)相關(guān)，合理的搭配可以實現(xiàn)較強的信號輸出。
[0023]在電路工作時，檢測光發(fā)射電路I中的發(fā)光二極管Dl的發(fā)光面貼緊皮膚放置，使其發(fā)射的光線能照射進皮膚；檢測光接收電路中的光電二極管D2靠近發(fā)光二極管Dl放置，并且其光接收面也緊貼皮膚放置。發(fā)光二極管Dl發(fā)出的光線照射進皮膚，部分光線經(jīng)血液漫反射后再被檢測光接收電路12的光電二極管D2接收到，且光的反射量隨著動脈血管的收縮和舒張而增大和減小，從而在脈搏輸出端B處產(chǎn)生與脈搏一致變化的微弱信號。
[0024]在電路工作時，需要外部電路提供三極管Ql的基極控制信號，通常三極管Ql工作于飽合狀態(tài)即可在脈搏輸出端B處得到有效的輸出信號；如果外部電路檢測不到該輸出信號，將調(diào)節(jié)輸出合適的電壓給控制信號端A處，使三極管Ql工作于放大狀態(tài)，進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)以在脈搏輸出端B處得到有效輸出信號。
[0025]濾波放大電路2包括兩級濾波放大電路，第一級濾波放大電路21的輸入端連接在信號檢測電路I的脈搏信號輸出端B，第二級濾波放大電路22的輸入端連接在第一級濾波放大電路21的輸出端C。
[0026]第一級濾波放大電路21包括電阻R7、電容Cl、電阻R1、電阻R3以及運算放大器Ulo電容Cl與電阻R7串聯(lián)，且電容Cl與電阻R7的串聯(lián)點接運算放大器Ul的同相輸入端，電容Cl的另一端接信號檢測電路I的輸出信號，電阻R7的另一端接地。從而電阻R7與電容Cl組成高通濾波器，截止頻率為f = (I/(2 Π *R7*C1))，而普通人的心率不低于50次每分鐘，在本實施例中截止頻率f值取為0.8，因此可以濾除頻率小于0.8的的雜波，提高脈搏測量的精確度。電阻Rl與電阻R3串聯(lián)，電阻Rl與電阻R3的串聯(lián)點連接在運算放大器Ul的反相輸入端，電阻Rl的另一端接地，電阻R3的另一端接運算放大器Ul的輸出端。電阻Rl與電阻R3構(gòu)成了運放的負反饋環(huán)路，其放大倍數(shù)為(1+R3/R1)，在實際中可以根據(jù)信號檢測電路I的工作情況，設(shè)置合適的放大倍數(shù)。
[0027]第二級濾波放大電路22包括電阻R8、電容C2、電阻R2、電阻R4以及運算放大器U2，電容C2與電阻R8串聯(lián)，電容C2與電阻R8的串聯(lián)點連接在運算放大器U2的同相輸入端，電容C2的另一端接第一級濾波放大電路21的輸出端，電阻R8的另一端接地，電阻R2與電阻R4串聯(lián)，電阻R2與電阻R4的串聯(lián)點連接在運算放大器U2的反相輸入端，電阻R2的另一端接地，電阻R4的另一端接運算放大器U2的輸出端D。
[0028]第二級濾波放大電路22與第一級濾波放大電路21的結(jié)構(gòu)相同，其參數(shù)可以根據(jù)實際情況做調(diào)整。第二級濾波放大電路22可以將第一級濾波放大電路21的輸出端C所輸出的幅值較小的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0029]當未進行脈搏檢測時，信號檢測電路I檢測不到脈搏信號，脈搏信號輸出端B沒有信號輸出給后級的濾波放大電路2。當有脈搏跳動時，信號檢測電路I檢測到脈搏信號，并通過光電二極管D2轉(zhuǎn)換為數(shù)值變化的模擬電流信號。電容Cl與電阻R7組成的高通濾波器選擇導(dǎo)通頻率大于0.8的電流信號，該電流經(jīng)過運算放大器的放大處理后，輸出的電流信號再經(jīng)第二級濾波放大電路22進行濾波和放大處理，即可在該脈搏測量電路的輸出端D輸出與脈搏跳動同頻率的高低電平變化。而與脈搏測量電路的輸出端D連接的微處理器即可以直接檢測電平變化并計數(shù)，即可得到脈搏數(shù)據(jù)。
[0030]實施例二:
[0031]本實施例提供一種穿戴式脈搏測量器，包括上述實施例所述的脈搏測量電路。由于實施例一的電路結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，可以使得本應(yīng)用該電路的脈搏測量器的體積小巧，便于移動式穿戴。
[0032]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，如將檢測光接收電路的的光電二極管替換為光電晶體管，或者采用集成了發(fā)光二極管的光電晶體管的集成器件等，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種脈搏測量電路，其特征在于:包括信號檢測電路和濾波放大電路；所述信號檢測電路采用光電式信號檢測電路，用于采集脈搏信號，并通過與濾波放大電路連接將脈搏信號傳輸給所述濾波放大電路；所述濾波放大電路對脈搏信號進行濾波和放大處理；所述信號檢測電路包括檢測光發(fā)射電路和檢測光接收電路，所述檢測光發(fā)射電路包括發(fā)光二極管01，所述檢測光接收電路包括光電二極管02，所述檢測光接收電路通過所述光電二極管02接收所述發(fā)光二極管01所發(fā)射的光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述信號檢測電路包括自適應(yīng)調(diào)節(jié)所述信號檢測電路的輸出信號的控制開關(guān)，所述控制開關(guān)為三極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述檢測光發(fā)射電路還包括電阻尺5和電阻四，所述電阻奶與發(fā)光二極管01的陽極連接，電阻奶的另一端與電源連接，發(fā)光二極管01的陰極與三極管的集電極連接，三極管的基極通過電阻四連接在控制信號端八，三極管的發(fā)射極接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述檢測光接收電路還包括電阻尺6，所述電阻冊與光電二極管02的陰極連接，電阻冊的另一端與電源連接，光電二極管02的陽極接地，電阻冊與光電二極管02的連接端與所述濾波放大電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述濾波放大電路包括兩級濾波放大電路，第一級濾波放大電路的輸入端連接在所述信號檢測電路的脈搏信號輸出端8，第二級濾波放大電路的輸入端連接在所述第一級濾波放大電路的輸出端匕
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述的第一級濾波放大電路包括電阻87、電容01、電阻81、電阻83以及運算放大器11，電容與電阻87串聯(lián)，電容與電阻舊的串聯(lián)點接運算放大器仍的同相輸入端，電容的另一端接所述信號檢測電路的輸出信號，電阻舊的另一端接地，電阻町與電阻83串聯(lián)，電阻町與電阻83的串聯(lián)點連接在運算放大器VI的反相輸入端，電阻町的另一端接地，電阻…的另一端接運算放大器VI的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈搏測量電路，其特征在于:所述的第二級濾波放大電路包括電阻狀、電容02、電阻82、電阻財以及運算放大器口2，電容02與電阻狀串聯(lián)，電容02與電阻狀的串聯(lián)點連接在運算放大器口2的同相輸入端，電容02的另一端接所述第一級濾波放大電路的輸出端，電阻狀的另一端接地，電阻82與電阻財串聯(lián)，電阻82與電阻財?shù)拇?lián)點連接在運算放大器的反相輸入端，電阻以的另一端接地，電阻財?shù)牧硪欢私舆\算放大器口2的輸出端0。
8.一種穿戴式脈搏測量器，應(yīng)用如權(quán)利要求1至7任一所述的脈搏測量電路。
【文檔編號】A61B5/02GK204192593SQ201420638720
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】彭炯 申請人:彭炯