[毕业设计论文]--光电脉搏波传感放大器设计

编号 本科生毕业设计 光电脉搏波传感放大器设计 Photoelectric Pulse Wave Sensing Amplifier Design 学生姓名 专业 学号 指导教师 分院 作为反映人体健康状况的重要生理信息，脉搏波在临床诊断和疾病治疗中，受到广 泛重视。目前，摸脉”方法仍然是医生诊断疾病所采用的一种普遍技术手段。脉搏波 所呈现出的综合信息，如形态（波形）、强度（波幅）、速率（波速）和节律（周期） 等，在很大程度上反映了人体心血管系统中的生理和病理的血流特性，其医学价值重 大。无创血氧浓度和无袖带血压测量技术就是在脉搏波的波形分析基础上实现的。由 于人体的生物信号处于强噪声背景下，脉搏波作为一种低频微弱的非电生理信号，必 需经过放大和后级滤波处理，才能满足进行采集和观察的要求。 本文在广泛查阅国内外有关光电容积脉搏波扫描法的研究和应用情况的基础上， 设计并制作完成了基于光电容积脉搏波扫描法的透射式光电脉搏波传感放大器电路， 并对其在使用中的问题及应用前景进行了深入探讨。 关键词脉搏波光电容积脉搏波扫描法放大器滤波器传感器 ABSTRACT Extracted from the pulse wave ination as the bodys physiological and pathological basis of clinical diagnosis and treatment, the medical profession has always been the attention of Chinese and foreign. Almost all the worlds peoples have used the pulse touch as a means of diagnosis of the disease. By showing a pulse wave wave, intensity amplitude, rate velocity and rhythm cycle and other aspects of comprehensive ination, in large part reflects the human cardiovascular system, blood flow characteristics of many physiological and pathological Therefore, the pulse wave acquisition and processing of high medical value and application prospect. Such as non-invasive way to measure the oxygen concentration, blood pressure, pulse wave analysis are based on the changes in the. But the bodys biological signal is stronger and more low-frequency background noise of weak signals, low frequency pulse wave signal is weak non-electrophysiological signals, amplified, and after the necessary level filtering to meet the collection requirements. This article focuses on the domestic and foreign for PPG research and use is proposed based on PPG photoelectric pulse wave transmission sensor amplifier circuit design and production. Targeted in the use of several issues presented its final application. Keywords Pulse yave PPG Amplifier Filter Sensor 目 录 绪 论1 第一章动脉脉搏波的相关理论2 1. 2脉搏波的传播速度3 1. 3脉搏波的研究意义5 第二章血压测量技术的发展历史和现状6 2. 1发展历史概述6 2. 2无创血压测量方法综述6 2. 2. 1柯氏音听诊法6 2. 2. 2示波法7 2. 2. 3扁平张力法 8 2. 2.4超声波法8 2.3弱信号测量相关知识8 2. 3. 1电气设备干扰8 2. 3. 2常规小信号检测方法9 第三章光电容积脉搏波扫描法原理及其在临床上的应用11 3. 1 PPG的原理11 3. 2测量方式及光源器件选择12 3. 2. 1测量方式选择12 3. 2.2光源器件的选择13 3. 3 PPG在临床上的应用 14 第四章系统设计及实现15 4.1系统总体设计与框图15 4. 2 PPG传感器设计15 4. 2. 1光源的驱动电路 15 4. 2. 2光电接收及前置放大16 4. 3二阶低通滤波电路17 4.4二阶高通滤波电路21 4. 5二级放大及电平提升电路23 第五章系统运行结果测试24 5. 1采集电路测试24 5.2初级放大和滤波电路功能测试24 5. 3系统总体测试25 结论26 致谢27 参考文献27 绪 论 血压是血液在血管内流动时对单位面积血管壁产生的侧压力，其值通常用mmHg 来表示ImmHg 0.133kPa 。它是反映人体循环系统机能的重要生理参数，心脏的 泵血功能、心律、周围血管的阻力、大动脉的弹性、全身的血容量以及血液的物理状 态等因素都反映在血压指标中。血压分为动脉血压与静脉血压，在临床医学上所说的 血压指的是动脉血压。动脉血压包括收缩压Systolic Blood Pressure,SBP和舒张压 Diastolic Blood Pressure,DBP, 一个心动周期过程中动脉血压的时域平均值称为平均动 脉压Mean Arterial Blood Pressure,MBPo中国高血压防治指南2005年修订版中指 出当收缩压大于140mmHg且舒张压大于90mmHg时为高血压。在我国高血压患者占 总人口的13以上，而且呈逐年上升趋势，在发达国家这个数字还要高⑵。临床上还 需要对危重病人和手术中的病人实行血压的连续监护，以防止病人出现意外，便于医 护人员及时采取措施。因此血压测量在家庭保健和临床诊断中具有重要意义。 另外，在临床医学中，对人体血氧饱和度和外围血液循环状况的检测是非常重要 的检测项目