除心率，血壓，呼吸頻率和體溫外，脈搏血氧飽和度（PO）被認為是健康狀況的“第五個生命體征”。

血紅蛋白（Hb）是紅細胞的重要組成部分，負責將氧氣從肺部輸送到組織。任何時候與Hb結合的氧氣量（O 2 ）稱為氧飽和度。以百分比表示，氧飽和度（SpO2）是結合Hb的氧量與Hb的氧攜帶能力的比率。脈搏血氧儀提供了一種無創的方法來測量SpO2或動脈血紅蛋白飽和度。脈搏血氧儀還可以檢測動脈血液脈動，因此也可以計算和報告患者的心率。 脈搏血氧儀是一種測量患者動脈血中氧氣量的醫療設備。

典型的血氧飽和度傳感器有一對面向a的發光二極管（LED）光電二極管穿過患者身體的半透明部分，通常是指尖或耳垂。一個LED是紅色的，波長為660nm;另一種是紅外線，波長為940nm。血氧百分比是根據每個波長光通過患者體后的吸收率計算得出的。

脈沖血氧儀的一般結構如圖1所示。除模擬信號外調理電路，它包括幾個ADC和DAC，以及一個微控制器和相關的存儲器。使用這種離散方法的實現在硬件，不動產和設計時間方面相對復雜且成本高。

ADI公司的精密模擬微控制器系列產品包括所需的關鍵模擬構建模塊采用高端血氧測定設計。這里使用的ADuC7024包括一個高性能，高速，多通道12位，1 MSPS ADC和兩個DAC。這些功能可以恢復低周圍血液循環中常見的弱動脈搏動信號。

MicroConverter還包括一個32位ARM7TDMI內核。它運行在41.8 MHz，提供了一個非常強大的計算平臺。由ITEC工程公司開發的專有數字信號處理算法可檢測動脈血液脈動，檢測和拒絕運動偽影，計算SpO2和心率值，并過濾和縮放實時動脈血脈沖波形（體積描記圖）。此外，還有足夠的CPU性能可用于其他功能，例如控制圖形LCD顯示屏，通過板載PWM產生音頻脈沖音等。

基于ADuC7024 MicroConverter的血氧儀結構如圖2所示：

LED通過MOSFET橋依次供電（開關SW1和SW2）。由AMP1（1/2 AD8606）構建的恒流吸收器由MicroConverter的DAC2輸出控制。

光電二極管放大器圍繞AMP2（1/2 AD8606）構建。它將接收到的光轉換成與患者組織吸收的光成反比的電壓。這種測量是在紅色和紅外波長上交替進行的。

可編程增益放大器（PGA）和偏移級由AD8606運算放大器和AD5160數字電位器構成。它由MicroConverter動態控制。與可變電流LED驅動器（AMP1和DAC2）一起，它提供了血氧測定傳感器所見的各種光密度。

開關SW3（ADG779）消除光電二極管看到的環境光的主要部分，從而允許使用ADC輸入通道的全動態范圍。

ADC1的輸入由PGA /偏移電路。該ADC將放大的光電二極管信號數字化。光電放大器AMP2的輸出交流耦合，因此ADC2監測AMP2的任何可能的環境光飽和度。

該設計可用作獨立的血氧計或用作各種醫療監測的構建模塊由于與LCD接口所需的大量I / O引腳，ADuC7024 MicroConverter具有30個通用I / O（GPIO），因此被選用于此設計。

ADIC7024 MicroConverter具有30個通用I / O（GPIO）。使用較少的I / O，使用ADuC7021（13個GPIO，無PWM）可以實現相同的性能水平。 ADuC7021采用節省空間的6 mm×6 mm LFCSP封裝。