可穿戴式心率信號采集預處理電路設計

　　心率信號采集預處理電路：脈搏信號采集預處理電路主要是將脈搏波轉換成電信號，并進行初步高頻濾波預處理。其關鍵部分就是光電式脈搏傳感器。光電式脈搏傳感器按光的接收方式可分為透射式和反射式兩種。反射式不僅可以精確測得血管內容積變化，而且在實際應用中反射式只需將傳感器接觸身體任何部位，當照射部位的血流量隨心臟跳動而改變時，紅外線接收探頭便接收到隨心臟周期性地收縮和舒張的動脈搏動光脈沖信號，從而采集到心臟搏動信號。

　　分析：本設計采用了反射式紅外傳感器。光電式脈搏傳感器采用紅外對管KP-2012F3C和KP-2012P3C，反射式排列。KP-2012F3C 具有良好的表皮照明度，電流一般設在20mA，亮度由軟件通過PWM電流來進行控制，這樣能夠使紅外LED工作在飽和區域，發出穩定光強的光。

　　脈搏信號采集預處理電路

　　KP-2012P3C晶體管采用交流耦合結構來增強對微弱信號放大。經晶體管檢測出來的信號采樣時分兩路。一路是直流信號線路。它是晶體管輸出經射隨輸入單片機的A/D轉換通道口0，可用來檢測晶體管是否處于有效工作狀態；另一路是交流信號線路。它是先經一射極跟隨器輸入到兩級濾波成形電路然后再輸入單片機的A/D轉換通道1.該濾波電路為兩級帶通濾波電路，由于脈搏波的頻譜蘊含豐富病理信息，特別是在5~40Hz這個區間的頻譜攜帶了大量與冠心病病變有關的信息，故考慮到今后功能的擴展，預處理電路的上下限頻率設計為48Hz和0.86Hz。