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便携式脉搏测试仪

报告

学院：信息科学与工程学院

专业：电子信息工程

年级：10级

组员：陈均、洪浩、陈帅

任务及要求

一、任务

设计并制作一个便携式人体脉搏测试仪，该测试仪采用

红光或红外光发射接收技术，从人体手指或耳垂处采样获取

脉搏信息，并能实时显示被测者每分钟的脉搏数。其系统框

图如图1所示，其中A、B为2处信号观测点用于作品评测。

光电放大A信号B信息显示

传感滤波调理处理

光电脉搏探头

图1脉搏测试仪系统方框图

二、要求

1.基本要求

（1）设计制作光电脉搏探头，发射红外光或红光作为探测

信号，照射到指尖等人体组织后，接收其透射或反射信号。

（2）设计制作脉搏信号调理电路与信息处理电路，测量并

显示被测人每分钟脉搏次数，以医学仪器产品同时测量值为

对照，测量误差不大于±3次。

（3）测试仪必须采用3.6V电池供电，并尽量降低待机电流

与工作电流。作品应留有电池供电电流测试点以便评测时测

量功耗。

（4）测试仪能在白天室内日常亮度环境下正常工作。

（5）测试仪在测量状态时，能在光电探头达到合适测试部

位时自动启动测量，1分钟完成测量后自动待机，直至撤离

探头并再次达到测试部位时自动启动下一次测量。

2.发挥部分

（1）可预置脉搏次数上下告警门限，当脉搏次数测量值超

出告警限时，测试仪告警。

（2）可将测试仪设置为监护状态或回放状态。在监护状态，

测试仪进行定时、连续长时间测量并保存测量数据，在回放

状态，回放所保存测量数据。记录数据时应包括其测量时间。

（3）可在不小于128×64点阵的屏幕上实现光电脉搏信号

波形动态显示。

（4）其它。

内容摘要

脉搏主要由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖，

组织中的动脉成分含量高，而且指尖厚度相对其他人体组织

而言比较薄，透过手指后检测到的光强相对较大，因此光电

式脉搏传感器的测量部位通常在人体指尖。手指组织可以分

成皮肤、肌肉、骨骼等非血液组织和血液组织，其中非血液

组织的光吸收量是恒定的，而在血液中，静脉血的搏动相对

于动脉血是十分微弱的，可以忽略，因此可以认为光透过手

指后的变化仅由动脉血的充盈而引起的，那么在恒定波长的

光源的照射下，通过检测透过手指的光强将可以间接测量到

人体的脉搏信号。

一、概述

通过红外对管拾取脉搏MV级的信号，经过第一级放大器

进行放大，进入有源滤波器滤去工频干扰信号，再经过第二

级放大器进行放大，此时信号幅值达到V级，再须把信号通

过比较器进行整形，得到160计数器所需要的时钟脉冲信号，

在经过译码器在数码管上显示心跳的次数。通过555构成的

60S定时电路控制计数器实现定时功能。再通过若干逻辑门

电路构成上下限预警，当达到或低于限值时，报警。

二、方案设计

信号采集一级放大有源滤波二级放大

定时器

数码管显示驱动器计数器整形

报警逻辑门

（1）用红外对管将脉搏的跳动转换为电压信号，并加以放

大、滤波和整形转换为数字信号；

（2）把整形完的信号通过计数器、译码器最终用数码管显

示出来。

（3）整个电路用555构成的时基电路定时60S。

（4)通过门电路实现上下限预警。

三、电路设计方案

1、光电转换电路

血液是高度不透明的液体，光照在一般组织中的穿透性

要比血液中大几十倍，据此特点，采用光电效应手指脉搏传

感器来拾取脉搏信号。反向偏压的光敏二极管，它的反向电

流具有随光照强度增加而增加的光电效应特