双波长频分光电脉搏波测量电路

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1、双波长频分光电脉搏波测量电路（用双踪示波器2V以上量程显示）要求：（1）保证每个波长的脉搏波信号>1VP-P；（2）通道窜扰：<-20dB；（3）脉搏波信号的频率：0.25--20Hz；（4）信噪比：>20dB。正弦波的产生设计思路发光二极管的驱动光电传感器接收带通滤波器解调解调交直流分离交直流分离调制放大电压变换放大电压变换单片机计算输出各部分电路及原理分析正弦波产生我们这里采用的是双波长频分式即两个不同波长660nm红光和940nm红外光，所以只用到了两个不同频率的载波260HZ和1360HZ。（可根据需要改为500Hz和5500Hz）方案：（已经否定）用两个信号发生器产生两

2、个正弦波，频率分别为260HZ和1360HZ。基本电路备选方案1：用定时器来产生500HZ和5500HZ的方波,然后用一个低通滤波器（可改为带通）滤出基波分量，就得到了正弦波。555定时器电路图如下：备选方案2：用单片机配合低通滤波器实现输出正弦波。首先用单片机输出一个方波，然后再用一个低通滤波器，就得到了正弦波。8253单片机光电传感器接收这里采用TI的OPT101。DESCRIPTIONTheOPT101isamonolithicphotodiodewithon-chiptransimpedanceamplifier.Outputvoltageincreaseslinear

3、lywithlightintensity.Theamplifierisdesignedforsingleordualpowersupplyoperation,makingitidealforbatteryoperatedequipment.Theintegratedcombinationofphotodiodeandtransimpedanceamplifieronasinglechipeliminatestheproblemscommonlyencounteredindiscretedesignssuchasleakagecurrenterrors,noisepick-upan

4、dgainpeakingduetostraycapacitance.The0.09x0.09inchphotodiodeisoperatedinthephotoconductivemodeforexcellentlinearityandlowdarkcurrent.TheOPT101operatesfrom+2.7Vto+36Vsuppliesandquiescentcurrentisonly120mA.Itisavailableinclearplastic8-pinDIP,5-pinSIPandJ-formedDIPforsurfacemounting.Temperaturer

5、angeis0°Cto70°C.lSINGLESUPPLY:+2.7to+36VlPHOTODIODESIZE:0.090x0.090inchlINTERNAL1MWFEEDBACKRESISTORlHIGHRESPONSIVITY:0.45A/W(650nm)lBANDWIDTH:14kHzatRF=1MWlLOWQUIESCENTCURRENT:120mAlAVAILABLEIN8-PINDIP,5-PINSIP,AND8-LEADSURFACEMOUNTPACKAGES光谱响应率带通滤波器这里选取了美信的滤波器集成芯片MAX274它是由互相独立的可以级联的四个二阶单元组成的

6、有源滤波器。可以构成巴特沃斯，切比雪夫以及贝塞尔低通以及带通滤波器。滤波器的参数有四个电阻决定，因此稳定性较分立元件搭出来的跟稳定。外接电阻的阻值计算方法如下:步骤1:计算电阻R2,电阻R2、R4决定中心频率FO。R2=2×109/F0步骤2:计算电阻R4,R4=R2-5kΩ步骤3:计算电阻R3,电阻R3决定中心频率FO、品质因数QR3=(Q×109/F0)×(Rx/Ry)Rx/Ry的比值由FC所连接的电平决定步骤4:计算电阻R1,电阻R1决定其增益。低通滤波器:R1=(2×109)/(F0×HOLP)×(Rx/Ry)HOLP为低通输出LPO在直流输入下的增益。带通滤波器:R1=

7、R3/HOBPHOBP为带通输出BPO在中心频率处的增益。基本电路解调上面一步的带通滤波器已经将两个500HZ和5500HZ的已调信号分离了，解调就是要从这个已调信号中恢复原信号。方案1：包络检波法：方案2：相干检波法，它要求用一个与调制严格相同的时序信号和已调信号相乘，再通过一个低通滤波器，即可得到原信号。交直流分离这里采用一个高通滤波器。放大电压变换信号放大电路主要利用运算放大器的级联放大功能实现。将输入的微小交流信号送入第一级进行8.5倍的放大，再进入第二级相似的放大电路