PVDF心音脈搏測量電路

圖所示為PVDF心音脈搏測量電路。該測量電路由單穩(wěn)態(tài)振蕩器(4538)、分頻器(4024)、脈沖發(fā)生器(ICM7555)、計(jì)數(shù)器(4040)、鎖存器(74HC513)、存儲(chǔ)器(ROM)、七段鎖存驅(qū)動(dòng)器(7511)、七段數(shù)碼發(fā)光管等組成。圖(a)為PVDF心音脈搏傳感器的結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于圖(a)，PVDF薄膜呈圓頂狀且略向外突出，以便很好地與皮膚表面接觸。由于PVDF材料柔性好，能緊貼皮膚，阻抗能與皮膚阻抗匹配，采用其后即使在應(yīng)力作用下也不會(huì)影響檢測脈沖的壓力變化，故能檢測到微小的脈動(dòng)信號(hào)。測量心律最簡單的方法是記錄一分鐘脈搏的次數(shù)，但這種方法比較費(fèi)時(shí)。目前一般采用測量脈搏的周期來推算心律的方法。若測得脈動(dòng)的周期為T，則心律HR為：HR=60/T。安靜時(shí)，人體正常心律數(shù)一般為每分鐘60～100次，運(yùn)動(dòng)或者生病(如發(fā)燒)時(shí)可增加到200次左右。本傳感器的測量范圍為每分鐘10～250次。測量心律時(shí)一般允許有±0.1誤差，但對(duì)商品化的心律測量裝置，要求其誤差在每分鐘1次以內(nèi)。本傳感器的測量誤差在心律為100以下時(shí)為±0.1，心律在100以上時(shí)為±1。對(duì)于圖(b)，由傳感器測量的信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后加到由一半4538構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)振蕩器，其輸出信號(hào)經(jīng)過4024分頻器分頻后再輸入到另一半4538，以得到系統(tǒng)計(jì)時(shí)的觸發(fā)信號(hào)(由1/2 4538輸出)。脈沖發(fā)生器(ICM7555)所產(chǎn)生的lkHz的脈沖序列加到12位計(jì)數(shù)器4040，以作為時(shí)鐘信號(hào)。每當(dāng)單穩(wěn)態(tài)振蕩器輸出與心跳同周期的脈沖信號(hào)時(shí)，鎖存器74HC513就鎖住計(jì)數(shù)器4040的值，大約經(jīng)過l00μs后再對(duì)4040清零。電路中采用7段鎖存驅(qū)動(dòng)器4511，以控制存儲(chǔ)器ROM(27C128)的高4位數(shù)據(jù)(D7～D4)和7段發(fā)光數(shù)碼管的觸發(fā)信號(hào)。存儲(chǔ)器ROM的低4位數(shù)據(jù)接在各個(gè)LED的選擇驅(qū)動(dòng)線上。27C128的地址線A2～A13表示對(duì)應(yīng)心跳周期的心律數(shù)，地址線A。、A0接計(jì)數(shù)器4040的Qz、Q-。分頻器4024在求出4次心跳產(chǎn)生的脈沖周期后．再求出4次心跳周期的平均值。利用分頻器技術(shù)可以提高測量精度。