放大電路
帶通濾波電路
由于人體脈搏信號是準周期信號,頻率范圍為0.1Hz-50Hz,主要頻率分量一般在0.1Hz-40Hz之間,系統的頻響范圍取0.1—40Hz即可,故放大電路中的高低截止頻率按此頻率設計。先由高精度運放ICL7650組成的前置放大器將脈搏波信號放大30倍,再經過截止頻率為40Hz的二階低通濾波器(如圖)后,脈搏波信號含有伏特級的直流信號和毫伏級的交流信號。
在圖3-7中,截止頻率f1/2πRC0=,取C=0.1uF,則RfC0=1/2π,將C=0.1uF,f0=40Hz代入f1/2πRC0=,得R=40K歐。電壓放大倍數Au=1+Rf/R1,等效品質因數Q=1/(3-Au)。Q=1,濾波效果較好,因此Rf=R1,為使集成運放兩個輸入端對地的電阻平衡,應取R=R=K?f1601。
50Hz陷波電路
由于傳感器的檢測信號十分微弱,比外界某些干擾信號可能還要小得多,本系統中工頻干擾是一個主要的噪聲源,加在光敏管正極的直流負電壓中所含50Hz交流成分直接通過光電檢測電路進入系統中,放大后與脈搏信號幅度相當,甚至可能湮沒脈搏信號,必須在A/D轉換的前端,抑制工頻信的干擾。為此采用帶通濾波器和相加器組成的有源帶阻濾波器濾除50Hz電信號的干擾。同樣這類陷波電路元器件精度要求嚴,否則直接影響陷波頻率Q值,如圖所示陷波電路中選用性能較好的運放OP-07。
在圖中,陷波頻率f0=50Hz,取C=0.22uF,則R=1/2fC=14.5K?0π,為使陷波效果較好,等效品質因數Q取10。2(2)1uAQ?=Au=1+Rf/R1,因而取R=19K歐,R=20K歐。
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