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家用指甲式血氧仪方案

更新时间: 2020-02-12
阅读量:3272

指甲式血氧仪是一种使用红外技术测量血液氧气浓的仪器,英锐恩提供的家用型指甲式血氧仪方案采用RS2105模拟开关,能够在无创的基础上准确快速地测量人体血氧饱和度(SpO2),以及心率。

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一、指甲式血氧仪的原理

由于血液中的血红细胞,其中含氧血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)这两种血红蛋白对红光(660nm)和红外线(910nm)有不同的吸收能力。还原血红蛋白(Hb)吸收的红光较多,红外线较少。而含氧血红蛋白(HbO2)则相反,它吸收的红光较少,红外线较多。通过在指甲式血氧仪的同一位置设置红光LED和红外线LED灯,当光线从手指的一面穿透到另一面,被光敏二极管接收后,可产生对应比例的电压。经过单片机处理,将输出结果显示在液晶显示屏上。

二、指甲式血氧仪方案框图

模拟开关RS2105的作用主要是用来切换红光LED和红外线LED灯,它们分时复用并且调制有一定的频率。这就需要一颗运放芯片(比如RS321)配合单片机内部的DAC产生恒流输出的信号,因为若要LED灯恒流工作以获得比较稳定的波长,其发射电流通常需要达到几十毫安,所以要求模拟开关的导通电阻应≤1Ω,本方案使用的RS2105模拟开关其导通电阻为0.6Ω。

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在光敏接收端,运放RS622用于实现光电转换,这就要求运放的输入偏置电流Ib是pA级别的,另外运放的带宽需要5MHz以上以满足快速反应,低噪声系列的运放能够更好的提高系统的分辨率。在电源拓扑上,一种是用两节干电池(3V)然后升压到5V再降压给系统各电路使用,另外一种带有锂电池,可以循环充电使用,低功耗LDORS3236均适合这两种拓扑系统。

三、指甲式血氧仪方案芯片详细参数

低噪声运放RS622的主要参数如下:

◆宽工作电压范围:2.5V~5.5V;
◆低失调电压:典型值0.7mV,最大值3mV;
◆低温度漂移:典型值2uV/°C;
◆低输入偏置电流:1pA;
◆单位增益带宽:7MHz;
◆静态电流:600uA每通道;
◆噪声系数:11nV/√Hz。

模拟开关RS2105的主要参数如下:

◆宽输入电压范围:1.8V~5.5V;
◆导通电阻值:0.6Ω,最大1Ω;
◆输出电流持续:500mA;
◆-3dB带宽:30MHz;
◆静态电流:小于1uA;
◆有MSOP-10,TDFN-3*3-10L封装可选。

低功耗LDORS3236的主要参数如下:

◆宽输入电压范围:1.7V~7.5V,支持4节干电池输入;
◆内部最大输出限流点:>500mA;
◆超低静态电流:20uA;
◆超低压差:1mV/mA;
◆超高PSRR:70dB@1KHz;
◆输出电压精度可选:1%或者2.5%;
◆多种固定输出电压可选,有SOT-23,SOT-89-3,SOT-23-5,UTDFN-1*1-4L封装可选。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的家用指甲式血氧仪方案。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运算放大器和模拟开关。