脈動(dòng)式血氧計(jì)的介紹

脈動(dòng)式血氧計(jì)通過(guò)感應(yīng)脫氧血紅蛋白和氧絡(luò)血紅蛋白的紅外光和紅光吸收屬性測(cè)量血氧。它由放在病人耳垂、腳趾或手指的傳感器組成，該傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，計(jì)算和顯示氧水平、心率和血流量。

光源（一般是發(fā)光二極管）將可見(jiàn)紅（600nm 至 750nm）光和紅外（850nm 至 1000nm）光照在耳垂、腳趾或手指。脫氧血紅蛋白允許更多紅外光穿過(guò)并吸收更多紅光；高氧絡(luò)血紅蛋白則允許更多紅光穿過(guò)并吸收更多紅外光。血氧計(jì)感應(yīng)并計(jì)算波長(zhǎng)與血紅蛋白的氧飽和度（或不飽和）成比例的光量。

由于吸收測(cè)量中光的使用，設(shè)計(jì)人員需要一個(gè)真正的“光壓”轉(zhuǎn)換器，將電流用作輸入信號(hào)。適用于脈動(dòng)式血氧計(jì)應(yīng)用的光電二極管放大器種類(lèi)是典型的反饋電阻互阻抗放大器和反饋電容交換式集成器。在任一種放大器配置中，結(jié)果輸出電壓均由模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取，并串行化為 MSP430 MCU 或 TMS320 DSP 處理和收集。

信號(hào)采集挑戰(zhàn)

如上所示的反饋電阻放大器是最常見(jiàn)的電路生物電互阻抗電路。在反向配置中使用放大器，發(fā)光二極管的光照產(chǎn)生達(dá)到放大器相加點(diǎn)的小電流，并穿過(guò)反饋電阻。假設(shè)反饋電阻的值很大，此電路對(duì)光強(qiáng)度的改變極其敏感。在此示例配置中，只有 0.001W 的輸入光信號(hào)將產(chǎn)生滿(mǎn)擺幅輸出。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，這對(duì)獲得到達(dá)或低于地面的輸出擺幅很有用。下一列中顯示的自動(dòng)置零跨阻放大器配置將允許擺幅到達(dá)地面（圖 A）和非常接近地面（圖 B）。連接到 +5V 的下拉電阻將允許輸出擺幅稍微低于地面，以將錯(cuò)誤降至最低。

答案 雙電源

B.單電源

TI 的新 OPA380 主要是高速 OPA355 和自動(dòng)清零 OPA335 放大器的單片集成電路組合，可提供 85MHz 增益帶寬產(chǎn)品（超過(guò) 1MHz 互阻抗帶寬）和非常高的精密度（25V 最大偏移和 0.1V/C 最大漂移）。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，交換式集成器是一流的解決方案。TI 的 IVC102 等交換式集成器沒(méi)有反饋電阻的熱噪聲，也沒(méi)有跨阻放大器中常發(fā)現(xiàn)的大型反饋電阻的穩(wěn)定性問(wèn)題。使用一個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè) IVC102 交換式集成器將消除暗流和環(huán)境光錯(cuò)誤，因?yàn)闇p去了對(duì)于二者均常見(jiàn)的錯(cuò)誤。此外，IVC102 還允許在整數(shù)倍 AC 線路頻率下同步采樣，從而提供極高的噪聲抑制。

互阻抗放大器要求

超過(guò)您關(guān)心的溫度范圍的低輸入偏置電流

相對(duì)于發(fā)光二極管電容的低輸入電容

高增益帶寬產(chǎn)品

低電壓噪聲

為獲得最大精密度，過(guò)溫下低失調(diào)漂移

對(duì)于單電源系統(tǒng)：

在光電（零偏置）模式下操作發(fā)光二極管時(shí)的軌至軌輸入（包括 0V）和輸出

僅在光導(dǎo)模式下（偏置）操作發(fā)光二極管時(shí)的軌至軌輸出

如果是電池供電的系統(tǒng)，斷電和/或低電源電流

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