指尖脉搏指示器-《模拟电子技术基础》项目设计报告

1、模拟电子技术基础 项目设计报告项目 指尖脉搏指示器专业 电子信息工程姓名 马云鹏、张景宇 班级 14级 1、2 班学号 14031002、 14031042 答辩人 马云鹏指导老师 张爱华电子课程设计目录第一部分 电子课程设计题目及要求1 题目2 设计目的3 设计内容及要求 4 脉搏计的基本原理第二部分 设计方案1. 设计背景第三部分 电路设计与分析1. 信号发生与采集2. 放大电路3. 有源滤波电路第四部分 所用元件及实验心得1. 元件列表2. 实验心得附:电路原理图 产品实物图第一部分 电子课程设计题目及要求1. 题目 指尖脉搏计2. 设计目的 综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成

2、某一设计课 题。通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力。 熟悉集成电路、有源滤波电路的特点、用途及主要参数 的选择 方法。进一步熟悉电子仪器的正确使用。 学会撰写课程设计的总结报告。 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。3设计内容及要求 设计题目：设计一个脉搏计。 要求：测量 1min 的脉搏数。设计测量精度w 5%注：正常人的脉搏数为6080次/min ,婴 儿为 90100 次/min，老人为 100150 次/min 。4. 脉搏计的基本原理分析设计题目要求 脉搏计是用来测量一个人心脏跳动次数的电 子仪器，也是心电 图的主要组成部分。由给出的设计技术指标可知，脉

3、搏计是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一 般为几个毫安），它的基本功能应该是用传感器将脉搏的跳动转换 为电压信号，并加以放大整形和滤波。简单脉搏计的框图如图所示第二部分设计方案1.设计背景随着人们生活水平的提高，心脏疾病的发病率呈上升趋势，已 成为威胁人类身体健康的杀手之一。因为心脏病的发作具有突发性 和随机性，所以为患者进行实时的测量监控已成为必然的趋势。随着电子科技的不断发展，生命科学和信息科学的结合越来越紧密，许多研究人员都投身于人类的健康事业之中。心率：用来描述心动周期的专业术语，是指心脏每分钟跳动的次数，以第一声音为准。心电信号是一种非常弱且频率较低的信号，一般幅值在0.05

4、-5mv,频率在0.05-100HZ。脉搏波:人体心室周期性的收缩和舒张导致主 动脉的收缩和舒张，使血流压力一波的形式从主动脉根部开始沿着 整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血 管系统中许多生理病理的血流特征。而心率的测量是一种评价病人 生理状况很好的方法，心率与脉 搏在身体正常的时候是相等的。在 房颤等心脏疾病时候可出现不等。因此心率测量问题可以转化为脉 搏的测量，而脉搏的测量更容易实现特点，在实际应用中得到广泛 运用。第三部分 电路设计与分析1. 信号的采集与接收、 脉搏传感器的作用是将脉搏信号转换为响应的电冲

5、信号。脉搏 传感器是脉象检测系统中重要的组成部分，其性能的好坏直接 影响到后置电路的处理和结果的显示。根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ： 传感器工作原理的分类中物理传感器应用的是物理效应，诸如压 电效应，磁致 伸缩效应现象，离化、极化、热电、光电、磁电 等效应。被测信号量的微小变化 都将转换成电信号。 这里传感 器采用了红外光电转换器，作用是通过红外光照射人的手指的血 脉流动 情况，把脉搏跳动转换为电信号，其原理电路如图所示。图中，红外线发光管 VD 采用 TLP521-1 ，接收三极管采用 S8050 。用+3V 电源供 电，R1取220 Q, R2取220 Q。护7

6、 *CC2.放大电路由于传感器发出的信号很微弱，只有几毫伏左右，所以采用放大电 路实现信号放大 作用，由于传感器输出电阻比较高，故放大电路采 用了同相放大器，如图所示，运放采用了LM358，放大电路的电压放大倍数为10倍左右。3. 有源滤波电路采用了二阶压控有源低通滤波电路，如图所示，作用是把脉搏信号 中的高频干 扰信号去掉，同时把脉搏信号加以放大，考虑到去掉脉 搏信号中的干扰尖脉冲，所以有 源滤波电路的截止频率为1kHz左 右。为了使脉搏信号放大到整形电路所需的电压值，通常电压放大倍数选用1.6倍左右。集成运放采用LM358。电路中既引入了负反馈，又引入了正反馈。当信号频率趋于零时， 由于C

7、3的电抗 趋于无穷大，因而正反馈很弱；当信号频率趋于无 穷大时，由于C5的电抗趋于零，因而Up （s）趋于零。可以想象, 只要正反馈引入得当，就可以 在f=fo时使电压放大倍 数数值增 大，又不会因正反馈过强而产生自己振荡。因为同相输入端电位控 制由集成运 放和R10、R9组成的电压源，故称之为压控电压源滤 波电路。第四部分 所用元件及实验心得1. 所用元件若干导线电阻（220 Q、47K Q、56K Q、10K Q、1M Q、1k Q、470k Q/、2kQ）电容（ 1uF 、 0.1uF 、 47uF ）发光二极管光敏电阻集成电路 ML358三极管 S8050导线夹子电源（ 3V ）2. 实验心得通过这次的项目设计，真的让我们明白了很多。首先，能够运用 很多的知识做一个项目总结，真的是很不容易的一件事。就拿这次 做的指尖脉搏指示器来说，也是经过了多次连接电路和检查电路， 才成功的。真的是很磨练意志，尤其是在耐心方面。其次，在中途 的时候，每次连接电路后都是不成功的，让我的自信心大幅度下降。 这时候正是组员之间的鼓励与信任