润石科技丨指夹血氧仪的应用方案-立创商城

润石科技丨指夹血氧仪的应用方案
2021-03-10 17:28:50 阅读量：1388

家庭使用的便携式指夹血氧仪灵活度高，能够在无创伤的基础上快速测量人体的血氧饱和百分比 (SpO2) ，还有脉搏频率，受到了市场的广泛好评，持续畅销。

基于血液中的血红蛋白对红光和红外线有不同的吸收能力，含氧血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)相比，Hb吸收的红光较多，红外线较少。HbO2则相反，吸收的红光较少，红外线较多。红光和红外线LED灯在结构上紧挨着，这样方便在手指的单一位置透光。光线从手指的一面穿透到另一面，被光敏二极管接收后，产生对应比例的电压。

润石科技作为一家拥有高性能模拟信号链设计能力的公司，旗下产品线跟指夹血氧仪等消费类医疗产品具有非常高的匹配度，包括运算放大器、比较器、模拟开关、LDO等产品。
典型的便携式指夹血氧仪原理框图如下：

上图中，模拟开关RS2105用于切换红光LED和红外线LED灯，它们分时复用并且调制有一定的频率，运放RS321配合MCU内部的DAC产生恒流输出的信号，因为LED灯恒流工作可以获得比较稳定的波长，发射电流常常达到数十mA ，所以要求模拟开关的导通电阻最好小于1Ω，RS2105 的导通电阻为0.6Ω，满足应用要求。

在光敏接收管侧，运放RS622用于实现光电转换，这就要求运放的输入偏置电流 Ib 是 pA级别的，另外运放的带宽需要5MHz以上以满足快速反应，低噪声系列的运放能够更好的提高系统的分辨率。在电源拓扑上，一种是用两节干电池 (3V) 然后升压到 5V 再降压给系统各电路使用，另外一种带有锂电池，可以循环充电使用，低功耗 LDO RS3236 均适合这两种拓扑系统。

低噪声运放 RS622 的主要参数如下：
· 宽工作电压范围：2.5V~5.5V；
· 低失调电压：典型值 0.7mV，最大值 3mV ；
· 低温度漂移：典型值 2uV/°C；
· 低输入偏置电流：1pA；
· 单位增益带宽：7MHz；
· 静态电流：600uA 每通道；
· 噪声系数：11nV/√Hz 。

模拟开关 RS2105 的主要参数如下：
· 宽输入电压范围：1.8V~5.5V；
· 导通电阻值：0.6Ω ，最大 1Ω ；
· 输出电流持续：500mA ；
· -3dB带宽： 30MHz；
· 静态电流：小于 1uA；
· 有MSOP-10，TDFN-3*3-10L封装可选。

低功耗LDO RS3236 的主要参数如下：
· 宽输入电压范围：1.7V~7.5V，支持4节干电池输入；
· 内部最大输出限流点：>500mA；
· 超低静态电流：20uA；
· 超低压差：1mV/mA ；
· 超高PSRR：70dB@1KHz；
· 输出电压精度可选：1% 或者 2.5%；
· 多种固定输出电压可选，有SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5，UTDFN-1*1-4L封装可选。

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DS3231MZ+TRL/实时时钟(RTC)		11.31
AD7190BRUZ-REEL/模拟前端(AFE)		37.95
AD623ARZ-R7/仪表放大器		11.23
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