您的位置 首页 培训

可穿戴医疗设备电子电路图集锦TOP13

  Top1 可穿戴型下肢助力机器人感知体系传感电路   电路原理: 电路由检测电路、信号扩大电路和稳压电源电路组成。其间检测电路由电阻RH、晶体管VT以及电阻R1、R2组成;信号…

  Top1 可穿戴型下肢助力机器人感知体系传感电路

  电路原理: 电路由检测电路、信号扩大电路和稳压电源电路组成。其间检测电路由电阻RH、晶体管VT以及电阻R1、R2组成;信号扩大电路由A1、RP1、RP2、 R3、R4、R6、R5、R8、VD3组成;稳压电源电路由VD1、VD2、 R7、R9、R10、R11组成,为检测电路供给2.5V的稳压电源。而电阻 RH可以选用硅电阻,因为硅在25摄氏度时呼应时刻小于5S。 其间电路中选用了两个TL431,TL431是一个有杰出的热安稳功用的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以恣意地设置到从2.5V到 36V规模内的任何值。该器材的典型动态阻抗为0.2Ω,在许多运用中可以用它替代齐纳二极管,例如,数字电压表,运放电路、可调压电源,开关电源等等。

  

  当传感器穿戴身上时,因为温度不同,使得传感器的RH阻值也不同,这个电阻成为VT的基极偏流电阻。偏流电阻的不同,使基级的电流也不同,然后改动了 VT 的集电极电流,也就改动了VT发射极电流,发射极的电流流经 R2,在R2大将发射极电流转化成电压,并将该电压送到A1的同相输入端,经A1扩大后输出,并由VD3操控输出电压,使得输出电压在5V以内。

  Top2 可穿戴式人体呼吸情况监测体系前置扩大电路

  电路原理:人体呼吸信号具有生物电信号阻抗高、信号弱小、频率低一级特色,所以呼吸信号仿照丈量电路中前置扩大是整个信号扩大电路规划中至关重要的环节,关 系到整个仿照收集部分的作业功用。前置扩大器的选择要考虑高输入阻抗、低噪声和低温漂等要素。AD620是一种低功耗的仪用扩大器,特别合适做小信号的前 置扩大级,经AD620扩大后的小信号失真度很小,加一级AD620组成的前置扩大,相同可以把体系差错操控在体系规划要求的规模内,前置扩大电路如图。

  

  因为正弦信号发生器的输出信号峰峰值在1V左右,和网络负载串联的取样电阻上的电压降很小,要对取样后的信号进行扩大。运用两级扩大,前置扩大级运用 AD620。AD620是一种低功耗的仪用扩大器,特别合适做小信号的前置扩大级,经AD620扩大后的小信号失真度很小,加一级AD620组成的前置放 大,相同可以把体系差错操控在体系规划要求的规模内。

  Top3 依据MSP430便携式心率丈量体系电路

  HRV丈量体系与常见的健身设备心率丈量体系类似。丈量心率的常用技能有两种:一种依据心电图 (EKG),另一种则依据光脉冲拾波器(如同在脉息血氧计体系中那样)。EKG是最常用的技能,因为它在任何情况下都可以为配戴者供给牢靠的功用,不管用 户处在何种情况(例如:摇摆或歇息)都不受影响。这种体系需求将电极衔接至用户的胸部或手臂。EKG易于开发且能接连作业,首要是因为EKG信号的起伏通 常为1 mV。凭借新式低本钱电子器材,对该进程的操控已变得的适当简略。在现用的EKG型心率丈量设备中,胸带运动手表是一个很好的比如。

  一个选用MSP430G2452的EKG型心率丈量体系的参阅规划。

  

  该电路可轻松扩展以履行HRV丈量。核算HRV的另一种方法是选用常常和脉息血氧计一同运用的技能来丈量心率。为依据脉息血氧计技能的光脉冲拾波器体系。
本站《智能医疗特刊》,更多优质内容,立刻下载阅读

  Top4 穿戴式医疗监测智能体系与蓝牙模块电路图

  监测传感器电路原理:在输出端输出经过扩大和整形的电信号,这样就直接将传感器的输出端接 入ADμC7024内部集成的12位ADC进行模数转化。再经过软件处理得到血压值。该传感器选用离子注入工艺,内部集成了扩大器,滤波器等信号处理单元 电路,外部只需求很少的元件即可作业。考虑到本体系可穿戴式的特色,在传感器的选型方面,尽量选用集成化,灵敏度和精度高的产品,这样既能削减体系电路的 面积,便于穿戴,又能进步体系的安稳性和牢靠性。

  

  血压收集模块选用MPXV5050GP压电传感器,将其置于衣袖中部肘关节内侧,这样可以直接将动脉血液对血管壁的压力转化为输出电信号,详细电路如图所示。

  蓝牙模块电路原理:本体系选用蓝牙模块完结与内嵌蓝牙功用的外部设备的数据交换。为减小体系体积、减轻体系质量和下降功耗,本蓝牙模块选用Class-2规划方案,USB 输出,传输间隔为10 m,支撑蓝牙2.0版别协议可以满意体系的需求。蓝牙芯片选用CSR公司的BC417413,芯片内部集成了8 MB 闪存,首要寄存的是基带、链路管理层和主机操控接口的软件,还包括一些API,用于对芯片进行装备。前端射频带通滤波器选用MDR771F- CSR- T,巴伦选用TDK公司的HHM-1517完结体系的差分射频信号和天线输入输出信号之间的转化。详细规划方案原理图如图5所示。

  

  Top5 可穿戴腕式电子血压计传感电路

  电路原理:本电路选用BP01型压力传感器和运放MAX4472。BP01型压力传感器是为检测血压而专门 规划的,首要用于便携式电子血压计。它选用精细厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装,具有高线性、低噪声和外界应力小的特色;选用内部标定和温度补偿方法,进步了 丈量精度、安稳性和重复性,在全量程规模内,精度为±1%、零点失调不大于±300μV。MAX4472是MAXIM公司的一款集成了四个运算扩大器的低 功耗扩大芯片。本体系中内部集成运放A 接恒流源,为压力传感器供给安稳的电流,运放B和运放C,运放D组成差分输入、单端输出扩大电路,直接输入ADC0 监督血压直流重量。

  

  Top6 可穿戴医疗设备语音报警电路

  电路原理: 电路如图所示,首要由集成语音芯片ISD2560组成。ISD2560是Winbond公司出产的一款具有较强功用的语音录放芯片,是一种永久回忆型语音 录放电路,录音时刻为60s,可重复录放10万次。该芯片选用多电平直接仿照量存储专利技能,可以十分实在、自然地再现语音。经过事前录制好的声响,完结 血压丈量值的主动声响提示,假如血压高出正常血压的上下限值,还会发挥报警,提示运用者就医。详细做法:经过一段时刻(大约为正常人的一个月)的准确测 量,在电脑上处理数据,得到血压的正常规模,将其上下限设置为报警规模,不时监控佩带者的血压值,假如血压超出正常规模,则开端计时,将日期时刻等数据都 要记录下来,假如超出正常规模的时刻超出五分钟,则开端报警提示,提示内容为:敬重的用户您好,此刻您的血压偏凹凸,建议您当即进行电压丈量,并服用相应 的药物!

  

  Top7 常见可穿戴血压计电路

  电路原理:用 BP01构成的便携式电子血压计的原理电路如图所示,它由偏置电源电路(A1、A2)、前置处理电路(A3~A6)、显现电路(A7)和压力传感器 (BP01)组成,该血压计的血压丈量规模为0~200mmHg,分辨率为0.1mmHg,作业电源为一节9V迭层电池。现将血压计中各首要电路的作业原 理分述如下:

  

  偏置电源电路:电源电路由带有内置参阅电压的双运放LM10组成,A1构成同相扩大器,A2构成跟从器,它们的作用是将内置的参阅电压扩大后用作压力传感器BP01的偏置 电压Vs,其Vs的值由下式决议:Vs=Vref(1+R2/R3) 式中:Vref为LM10的内置参阅电压。其值为200mV,将此值连同电路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置电压Vs的值为5V。

  前置处理电路:前 置处理电路由A3~A6四个运算扩大器组成,其间A3构成失调偏置电路以对电路失调进行补偿;A5构成跟从器,用于对压力传感器BP01的输出信号进行隔 离缓冲;A4、A6构成扩大电路,其增益 AV由下式决议AV=1+(R1/RT) 若疏忽失调,前置处理电路的输出电压Vout为: Vout=2(1+R1/RT)VIN 式中:VIN为压力传感器BP01的输出电压。

  显现电路:显现电路选用三位半的显现驱动器。作业时,压力传感器BP01的输出经前置处理电路扩大后,由显现驱动电路来驱动LCD,以读出丈量的血压值。

  Top8 可穿戴脉息测验仪模块电路 

  有源滤波电路: 因为扩大后的脉息信号一起还含有杂波,须进行滤波。因为脉息信号频率约在1Hz左右,而搅扰最大的信号为50Hz。可选用二阶压控有源低通滤波电路,其上限频率设成为20Hz,电路如图所示,其间R值均为24k,电容值为330pf。

  

  整形电路: 运用555触发器衔接成整形电路,电路的上限频率为8v,小限频率为4v,电路如图所示。

  

  计数、译码、显现电路: 本电路的作用是将整形电路得到的脉冲信号进行计数,以十进制的方法经过数码管显现出来,计数器用74ls160,锁存器用74hc373,数码管用7SEG—BCD,电路如图所示。

  

  定时器电路: 电路选用555定时器构成单稳态触发器,发生1min基准时刻。电路如图5 所示,其间R1=3M,R31=10k,C2=0.01uF,C1=17.7uF。

  

  电路运转正常,能测验出一分钟的脉息数。因为此电路的基准时刻是1min,测验时刻较长,可以在电路中参加倍频器,在较短的时刻内完结测验,可是这样测 量差错较大。脉息测验仪首要是由两个大的部分组成,仿照的信号扩大滤波整形部分和数字的计数译码显现部分,数字部分需求对每个集成块的功用要有清晰的认 识,这样才不会把电路连错一起也会为电路的简化和规划有很大的协助。相比之下仿照部分除了要对电路的功用了解和了解认为还需求结合实践的情况来确认各个元 器材的参数,一起要防止失真。 在做运放的时分,若开端选的是AD620这个运放器很难完结运放,用LM324构成了方向份额扩大电路,才比较好。

  Top9 穿戴式血糖测验模块电路图

  电路原理:为了检测葡萄糖氧化酶和葡萄糖反响所生成的自由电子数,需求在电极两头施加一固定偏压, 然后检测该偏压驱动自由电子发生的电流来核算血糖质量浓度值。依据测验片上所涂化学原料的不同,所需求的偏置电压也不相同,本规划中该偏置电压是由液晶驱 动模块的VLL1引脚输出的1V稳压经过电阻分压而得,偏置电压在273mV左右。正常人的血液与葡萄糖氧化酶反响后生成的电流巨细为nA至μA等级,为 了能将该电流量转化成电压量并且准确丈量出来,需求信号改换及电压扩大电路。 图2所示是由比较器完结的扩大电路,运用的是LL16芯片本身所带的比较器模块。比较器的正端接273mV的偏置电压,该偏置电压由LL16的LCD模块 供给的VLL1经过R6、R5和R4三个电阻分压而得,滤波电容C4是为了滤除VLL1本身带有的高频噪声,以保证偏置电压的安稳。比较器的负端衔接试纸 的酶电极,即四号引脚,电极上的自由电子在偏置电压的驱动下定向活动,等效于一个电阻Rx,Rx阻值越小,血糖质量浓度越高,核算出该等效电阻阻值相同可 以核算出血糖质量浓度值。

  

  数据深入分析:待测电阻Rx的阻值规模为18k Ω至300kΩ,3V电池供电最低电压为2.3V左右,为了保证比较器的最大输出不能超出最低供电电压,要求扩大电路的扩大倍数不能过大,所以取R3为 120k Ω,这样当待测电阻为18kΩ时,扩大电路的输出电压为2.1V,小于电池供电最低电压。因为规划中扩大电路的中心器材是比较器,此电路中比较器输出为方 波信号,比较器输出端的电阻R和电容C1便是一阶低通滤波电路,可以将高频方波中的谐波信号滤除,得到一个比较安稳的直流信号;相同为了防止比较器的输出 不超越正端极限,R1取值不能过大,一起为了到达比较好的滤波作用,其取值也不 能过小,所以取比较适中的15k Ω。为了尽可能的滤除高频信号,C1的容值不能过小,可是假如C1取值过大,那么比较器负端就会有起伏比较大的纹波。经过实践测验,C1取1 μF可以取得比较好的全体作用。虽然R1和C1组成的滤波电路现已对比较器的输出信号进行了必定程度的滤波,C1正端的信号仍有高频纹波,为了保证血糖质 量浓度丈量值的准确度和一致性,R2和C2再一次对扩大电路的输出信号进行滤波,因为是滤除高频谐波,考虑到电容的最佳滤波频率规模,C2取10 μF,而R2取值10kΩ。

  Top10 选用MSP430单片机的可穿戴式血糖仪电路

  血糖测验电路原理:在酶电极两头滴入血液后,会发生自由电子。因为电极两头存在鼓励电压,就会有定向电流流过电极。该鼓励电压是由ADC模块供给的1.5V稳压经过电阻分压而 发生的,大约在300mV左右,它能发生μA等级的定向电流。因为A/D转化模块丈量的是电压,所以需求将该定向电流转化成电压,并且进行必定的扩大。本 体系选用图2所示的电路来完结电流到电压的转化和扩大。运算扩大器LM358的反相端衔接血糖试纸上的 酶电极,当有血液滴入时,该电极与地之间为等效电阻 Rx,流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。

  

  MSP430的A/D模块输出1.5V的稳压经过R2 和R3分压,发生300mV的鼓励电压,该电压经过运放的正端加到电极两头。R4起到反响扩大的作用,它将运放的输出规模限定在A/D模块的转化规模内。 在PCB板布线时,因为运放输出和MSP430的ADC模块输入I/O口之间的走线比较长,为了保证丈量值的准确,需求对测验电压进行滤波,C21便是用 来起滤波作用的,以削减走线过长所引进的外来搅扰对血糖测验的影响。而运放直接接电容负载简单引起输出震动,R14的作用便是阻隔运放和%&&&&&%。因为电阻 R14上会有电流流过,这样电阻两头就有压降存在,电压信号会受此影响而改动,为了不影响血糖测验的精度,R14 的值不能取得过大。跟据经验值取50Ω。

  温度检测电路:因为血糖测验是运用生物电化学反响,而影响 该反响的重要因素是温度。在不同的温度下,葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖浓度的血液,选用相同的鼓励电压,在不同温度下,由葡萄糖氧化酶氧化产 生的电流巨细也不同。所以需求依据温度进行补偿以取得正确的血糖浓度值。当温度过高或过低时,葡萄糖氧化酶就会彻底失掉活性,此刻血糖仪需求给出报警,提 示用户外表不能在该温度下进行操作,防止得出过错的检测值。温度测验电路如图3所示。

  

  图中,R9是热敏电阻ET833,该电阻具有负温度特性。 R10是阻值为83k Ω的高精电阻。R9上 端接的是由MSP430的A/D转化模块输出的 1.5V稳压,由 于该1.5V稳压也是 A/D转化模块的参阅电压,因而这种接法可以消除A/D参阅电压颤动所引起的转化差错。血糖仪正常作业时,经过测得P6.1端口的电压,核算出热敏电阻 R9的巨细,然后依据ET833的特型曲线,推算出温度值,以进行温度补偿。

  数据存储电路:为了便运用户能随时检查血糖的改动情况,本血糖仪具有存储血糖值的功用。用户不只能查询每次丈量的前史值,还可以查询最近28d内的血糖值的改动趋势,依据血糖改动趋势,拟定正确的用药方法,到达操控血糖浓度的意图。

  

  本体系最多可以存储1000个前史数据,每个前史数据需求8B来保存,数据包括血糖值浓度及测验日期这两个信息,这样就需求8000B的存储空间。 24LC64是微芯公司出产的一片E2 PROM芯片,可以存储8KB,因而选取一块24LC64芯片即满足。E2 PROM和单片机之间的详细接线方法如图所示,P4.0~P4.3都是MSP430的数字I/O口。P4.1是写维护引脚,用来防止因为外部搅扰或许程序 犯错对EPROM的误写操作。P4.2和P4.3是24LC64和MSP430进行通讯的衔接口。P4.0用于对24LC64供电,运用I/O口对该芯片 供电的意图是为了下降体系运转时的全体功耗,此外,还节省了电子开关,下降了本钱,有利于布线。

  Top11 可穿戴紧迫呼叫器电路

  当某一路有呼叫信号输入时,该信号会被送到编码器(74LS148)中进行编码,编码器信号经过反相器(74LS04),经驱动芯片 (CD4511)输出到显现电路,显现这一路的编码。一起触发单稳态电路,发生2s的高电平,使多谐振动器作业,使LED和蜂鸣器发生2S警报信号,报警 情况可以经过手动按键消除。 八路呼叫器的电路首要由编码/锁存/译码/显现电路、单稳态电路、报警电路/手动操控电路组成。 其间,CD4511是自带锁存功用的七段数码管驱动芯片。

  编码/锁存/译码/显现电路

  电路原理: 电路由按键、8-3线优先编码器74LS148、反相器 74LS04、驱动器CD4511、七段数码管及维护电阻构成。 当J1至J8中某一个按键按下时,标明该路有呼叫。在74LS148的输出端有相应的编码(反码)输出。经过反相器输入CD4511译码驱动数码管显现相 应的按键数。例如,当J3按键按下时,标明J3地点的这一路有呼叫,这时J3的低电平输入74LS148进行编码。经反相器74LS04反相后输入 CD4511译码驱动,数码显现器显现数码2. 显现电路只需求将CD4511锁存端EL 衔接到单稳态触发器输出端,即可完结显现电路显现相应时刻(EL高电平锁存)。注释: 因为74LS148只能编码0—7,而运用74LS30(8与非)经反相器衔接CD4511 A4引脚,可将输出的“0”的以“8”显现在数码管上。

  

  延时2S报警电路

  电路原理: 电路由按键、8与非门74LS30、单稳态电路、与非门74LS04、反相器、多谐振动器、LED和蜂鸣器组成。 当J1至J8 中某一个按键按下时,标明该路有呼叫。使得74LS30输出高电平,经反相器,发生低电平触发单稳态电路,发生2S高电平延时,经两个反相触 发多谐振动器4 RST引脚,使其振动,然后操控LED和蜂鸣器作业,发生警报。 其间,手动消除警报电路,由锁存器74LS374,与非门74LS00构成,在 2S期间可手动使多谐振动器4 RST引脚置低,然后不作业,即消除警报。

  

  报警电路/手动操控电路

  电路原理:电路由按键、2输入四与门74LS00、六反相器74LS04、三极管、LED发光二级管以及维护电阻构成。 此处LED灯极为仿照的扼要报警装置。当按键按下时低电平输入经反相器使其清零,LED灯平息。 其间J9、R17、VCC、GND实践中被74LS374等效替代,完结 2S期间手动消除警报功用。

  

  Top12 可穿戴立体眼镜电路

  立体眼镜是一个穿透液晶镜片,经过电路对液晶片开、关的操控,开可以操控眼镜镜片全黑,以便遮住一眼图画;关可以操控眼镜镜片为通明的,以便另 一眼看到另一眼该看到的图画。立体电视仿照实在的情况,使左、右眼画面接连相互替换显现在屏幕上,并同步合作立体眼镜,加上人眼视觉暂留的生理特性,就可 以看到较为实在的立体图画。电路体系图:

  

  红外接纳电路:为了使体系愈加安稳地接纳和传送信号,实践的电路中咱们又外加了一系列维护措施,RM38A的最大接纳间隔约为15m,受控规模-40~+40deg。

  操控信号发生电路:控 制信号发生电路是本体系的中心电路。 立体电视的50Hz的同步信号经过红外接纳电路传送至此单元后,要求本部分电路将其作为同步触发信号(sClk)的一起,运用EPM1270T144C5 芯片和其外部50MHz有源晶振(MinClk)发生三个操控信号,即左眼操控信号(lCtrl)、右眼操控信号(rCtrl)和公共端操控信号 (comCtrl)。 其间的8位拨动开关用于改动延不时刻和开关频率,LED显现则用于信号的输出指示。

  开关液晶片:本 次规划所用的液晶片是TN(歪曲向列型)液晶片,它的电光特性曲线。该类液晶片在没有电场的情况下让光透过,加上电场的时分光被关断,因而叫做常通型光开 关,又叫做常白形式。若外加电场高于2V时,则构成常黑形式。 开关液晶片在这两种形式之间的转化是需求时刻的,转化为了不影响观看时的作用这就表现在后面的延时程序中。

  Top13 可穿戴式心率信号收集预处理电路

  心率信号收集预处理电路:脉息信号收集预处理电路首要是将脉息波转化成电信号,并进行开始高频滤波预处理。 其要害部分便是光电式脉息传感器。光电式脉息传感器按光的接纳方法可分为透射式和反射式两种。反射式不只可以准确测得血管内容积改动,并且在实践运用中反 射式只需将传感器触摸身体任何部位,当照耀部位的血流量随心脏跳动而改动时,红外线接纳探头便接纳到随心脏周期性地缩短和舒张的动脉息动光脉冲信号,然后 收集到心脏搏动信号。

  电路原理:本规划选用了反射式红外传感器。光电式脉息传感器选用红外对管 KP-2012F3C和KP-2012P3C,反射式摆放。KP-2012F3C 具有杰出的表皮照明度,电流一般设在20mA,亮度由软件经过PWM电流来进行操控,这样可以使红外LED作业在饱满区域,宣布安稳光强的光。

  

  KP-2012P3C晶体管选用沟通耦合结构来增强对弱小信号扩大。经晶体管检测出来的信号采样时分两路。一路是直流信号线路。它是晶体管输出经射随输 入单片机的A/D转化通道口0,可用来检测晶体管是否处于有用作业情况;另一路是沟通信号线路。它是先经一射极跟从器输入到两级滤波成形电路然后再输入单 片机的A/D转化通道1.该滤波电路为两级带通滤波电路,因为脉息波的频谱包含丰厚病理信息,特别是在5~40Hz这个区间的频谱携带了很多与冠心病病变 有关的信息,故考虑到往后功用的扩展,预处理电路的上下限频率规划为48Hz和0.86Hz。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/changshang/peixun/162287.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部