[发明专利]一种正交正弦波光电容积脉搏波测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种正交正弦波光电容积脉搏波测量装置，其特征在于，所述光电容积脉搏波测量装置包括：微处理器、至少4种发光二极管、光敏器件、电流/电压转换放大器和模数转换器，

所述微处理器输出不同频率的正交正弦波，所述正交正弦波驱动至少所述4种发光二极管，所述发光二极管发出的光经被测手指后被所述光敏器件接收，所述光敏器件转换成电压信号，所述电压信号经所述电流/电压转换放大器转换成预设幅值电压信号，所述模数转换器将所述预设幅值电压信号转换成数字信号，所述微处理器对所述数字信号进行处理获取光电容积脉搏波及其谷值和峰值，通过所述谷值和所述峰值得到光谱值。

2.根据权利要求1所述的一种正交正弦波光电容积脉搏波测量装置，其特征在于，所述微处理器采用MCU、ARM、DSP或FPGA中的任意一种。

3.一种用于权利要求1所述的一种正交正弦波光电容积脉搏波测量装置的测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)微处理器采用不同频率的正交正弦波驱动至少4种发光二极管；

(2)所述发光二极管发出的光经过被测手指后由光敏器件接收转换成电压信号，所述电压信号经过电流/电压转换放大器放大成预设幅值电压信号；

(3)所述预设幅值电压信号经模数转换器转换成数字信号送入所述微处理器；

(4)所述微处理器对所述数字信号进行锁相计算、分离处理得到光电容积脉搏波并消除背景光的干扰；

(5)根据所述光电容积脉搏波获取谷值和峰值；

(6)对所述谷值和所述峰值进行计算得到吸光度差值，通过所述吸光度差值获取光谱值。

4.根据权利要求3所述的一种正交正弦波光电容积脉搏波测量方法，其特征在于，步骤(4)中所述微处理器对所述数字信号进行锁相计算、分离处理得到光电容积脉搏波并消除背景光的干扰具体包括：

1)假设所述微处理器控制所述模数转换器以驱动所述发光二极管的最高频率f_max的4M倍速度对所述数字信号进行采样f_s＝4M×f_max获取采样信号x(m)，其中M为大于等于1的正整数；

x(m)=Σi=0M-1x(4lm+i),]]>l＝0，1，2，......

2)所述微处理器将采样频率f_s＝4f_max下抽样M倍到4×f_max；

3)根据采样信号x(m)、所述微处理器产生的正交参考序列y_s(k)和y_c(k)计算两个正交分量R_S和R_C；

RS=1QΣm=0N-1[x(4m+1)-x(4m+3)];]]>

RC=1QΣm=0N-1[x(4m)-x(4m+2)];]]>

两个正交分量R_S和R_C即为同频率的两个光电容积脉搏波；

4)对所述采样信号x(m)下抽样2倍；

5)重复执行第3)步和第4)步，继续计算频率低一半信号的两个正交分量R_S和R_C，直到计算、分离完全部频率的光电容积脉搏波。