基于多普勒原理的血流速度計(jì)設(shè)計(jì)

要采集人體的多普勒頻移信號(hào)必須包括血流速度計(jì)探頭部分，它用于檢測(cè)頻移信號(hào)，在用多普勒進(jìn)行血流的速度檢測(cè)的時(shí)候，首先向檢測(cè)的部位發(fā)出一定頻率的超聲波，利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行接收反射波，再把多普勒頻移信號(hào)檢測(cè)出來，這是血流速度計(jì)探頭的工作。
采集后的頻移信號(hào)要送入單片機(jī)進(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)必須先進(jìn)行處理，首先要對(duì)微弱的多普勒頻移信號(hào)進(jìn)行功率放大，之后分為兩部分，一部分送入揚(yáng)聲器，因?yàn)轭l移信號(hào)大約為1～2kHz之間，在人耳的聽覺范圍之內(nèi)，因此送入多普勒信號(hào)之后，可從揚(yáng)聲器聽到多普勒音，方便了醫(yī)生的診斷。同時(shí)，另一部分送入整形模塊，經(jīng)過零檢測(cè)之后多普勒信號(hào)變?yōu)榉讲?，即將頻移信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖，方波接入單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)頻移信號(hào)進(jìn)行頻率記數(shù)，得到頻移△f，在這之后單片機(jī)通過串行通信，即單片機(jī)要和上位機(jī)通過串口進(jìn)行通信，必須有串口通信電路。單片機(jī)把計(jì)算的多普勒頻移信號(hào)的頻率送到上位機(jī)，上位機(jī)計(jì)算出血流速度并且畫出血流速度圖像。
2．1 血流速度計(jì)探頭的整體設(shè)計(jì)
測(cè)量血流速度的關(guān)鍵是多普勒頻移信號(hào)的提取，多普勒頻移信號(hào)是血流速度的真實(shí)反映，血流速度計(jì)探頭的主要作用是獲得頻移信號(hào)，為血流速度的檢測(cè)提供最原始的數(shù)據(jù)。多普勒信號(hào)提取的硬件模塊如圖3所示，圖4是具體電路。下面將詳細(xì)的論述提取多普勒頻移信號(hào)的方法。

振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)8.2 MHz高頻的方波信號(hào)，把它進(jìn)行功率放大后就可接超聲波發(fā)射環(huán)節(jié)，發(fā)射出8．2 MHz的周期信號(hào)。同時(shí)這個(gè)振蕩信號(hào)也是頻移信號(hào)的解調(diào)所需要的。
超聲信號(hào)的發(fā)射器中，發(fā)射器是一個(gè)壓電晶體，即超聲波傳感器，振蕩信號(hào)激勵(lì)發(fā)射晶片發(fā)射超聲波，超聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射出8.2 MHz的超聲波，發(fā)射的頻率是振蕩電路的頻率所決定的，但是只有它和晶體的固有頻移相一致時(shí)發(fā)射出的超聲波才是最強(qiáng)的。
在超聲信號(hào)傳感器中，接收晶片是與發(fā)射晶片分開的。當(dāng)發(fā)射超聲波遇到紅細(xì)胞時(shí)就產(chǎn)生有多普勒頻移信號(hào)的回聲信號(hào)。對(duì)于接收到的信號(hào)需要選頻，以去掉不需要的信號(hào)，并且激勵(lì)需要的信號(hào)。