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)、計數(shù)器(4040)、鎖存器(74HC513)、存儲器(ROM)、七段鎖存驅(qū)動器(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)力作用下也不會影響檢測脈沖的壓力變化，故能檢測到微小的脈動信號。測量心律最簡單的方法是記錄一分鐘脈搏的次數(shù)，但這種方法比較費時。目前一般采用測量脈搏的周期來推算心律的方法。若測得脈動的周期為T，則心律HR為：HR=60/T。安靜時，人體正常心律數(shù)一般為每分鐘60～100次，運動或者生病(如發(fā)燒)時可增加到200次左右。本傳感器的測量范圍為每分鐘10～250次。測量心律時一般允許有±0.1誤差，但對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以下時為±0.1，心律在100以上時為±1。對于圖(b)，由傳感器測量的信號經(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)計時的觸發(fā)信號(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位計數(shù)器4040，以作為時鐘信號。每當(dāng)單穩(wěn)態(tài)振蕩器輸出與心跳同周期的脈沖信號時，鎖存器74HC513就鎖住計數(shù)器4040的值，大約經(jīng)過l00μs后再對4040清零。電路中采用7段鎖存驅(qū)動器4511，以控制存儲器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。存儲器ROM的低4位數(shù)據(jù)接在各個LED的選擇驅(qū)動線上。27C128的地址線A2～A13表示對應(yīng)心跳周期的心律數(shù)，地址線A。、A0接計數(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。