[发明专利]一种反射式光电容积波的模拟电路前端模块及检测方法

摘要

本发明公开一种反射式光电容积波的模拟电路前端模块及检测方法，装置包括，驱动电路模块、跨阻放大器模块和采样保持电路模块，包括并联在跨阻放大器模块输出端的三路采样保持电路，背景光消除电路模块，输入端连接三路采样保持电路的输出端；滤波电路模块，包括依次连接在背景光消除电路模块输出端的四阶Sallen‑Key高通滤波器和四阶MFB低通滤波器；本发明所述的方法，通过模拟电路前端模块可以实现一种结构简单、易于实现、小体积、低功耗、具有极高的时间分辨率、便于二次集成的模拟电路前端模块。可以方便地实现反射式光电容积波的检测，扩大了光电容积波检测的应用范围，能够满足各种复杂、苛刻的应用场合的需求。

主权项

1.一种反射式光电容积波的模拟电路前端模块，其特征在于，包括，驱动电路模块，用于在外部微处理器产生的一对可调模拟电压控制下产生驱动电流，驱动光电容积波探头；所述的驱动电路模块包括一对MOSFET场效应管T1和T2；T1和T2的源极分别连接至保护电阻R1和R2后接地，漏极分别输出驱动电流，栅极分别连接一对可调模拟电压；所述的光电容积波探头包括两颗LED和与LED同侧设置的光电二极管PD；两颗LED阴极分别连接T1和T2的源极，阳极均接正电源；跨阻放大器模块，用于对光电二极管PD输出的光电流进行了跨阻放大，将光电流信号转变为电压信号，实现了I‑V变换；跨阻放大器模块包括跨阻放大器TIA，跨阻放大器TIA正输入端接地，负输入端连接至光电二极管PD的阴极，光电二极管PD阳极接地，跨阻放大器TIA的负输入端与输出端之间同时跨接反馈电阻Rf与反馈电阻Cf；采样保持电路模块，包括并联在跨阻放大器模块输出端的三路采样保持电路，用于分离经生物组织反射的红光、红外光以及环境背景光的光信号；背景光消除电路模块，输入端连接三路采样保持电路的输出端，用于去除环境背景光得到去除环境背景光干扰的红光和红外光光电容积波信号；滤波电路模块，包括依次连接在背景光消除电路模块输出端的四阶Sallen‑Key高通滤波器和四阶MFB低通滤波器；用于去除光电容积波中的低频直流成分、高频生物电噪声和环境电磁干扰；所述的四阶Sallen‑Key高通滤波器包括两级级联的二阶Sallen‑Key高通滤波器；运算放大器A11与电阻R11、R12、R13、R14和电容C11、C12构成第一级二阶Sallen‑Key高通滤波器；光电容积波信号经串联电容C11和C12接运算放大器A11正输入端，电容C11和C12之间连接电阻R11至运算放大器A11输出端，电阻R12连接至运算放大器A11正输入端与地之间，电阻R13连接至运算放大器A11负输入端与地之间，反馈电阻R14连接运算放大器A11负输入端与输出端；运算放大器A12与电阻R15、R16、R17、R18和电容C13、C14构成第二级二阶Sallen‑Key高通滤波器；运算放大器A11输出端经串联电容C13和C14接运算放大器A12正输入端，电容C13和C14之间连接电阻R15至运算放大器A12输出端，电阻R16连接至运算放大器A12正输入端与地之间，电阻R17连接至运算放大器A12负输入端与地之间，反馈电阻R18连接运算放大器A12负输入端与输出端。