指尖上的健康專家,上海貝嶺血氧儀應(yīng)用方案
指夾式血氧儀是用來監(jiān)測血氧飽和度的一種小型儀器,體積小、功耗低、使用方便、便于攜帶。測量時只需將手指插入指夾式光電傳感器中,即可測量血氧飽和度值和脈率。血氧飽和度指的是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白的容量,占全部可結(jié)合的血紅蛋白容量的百分比。它是反應(yīng)人體是否缺氧的一個重要的指標(biāo),是體現(xiàn)呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。血氧飽和度正常值應(yīng)該在95%——100%,如果低于94%,就需要引起警惕,盡快到醫(yī)院檢查缺氧的原因。
隨著我國人口老齡化速度不斷加快,人們對慢病預(yù)防和健康管理的需求呈上漲趨勢。例如,患有心腦血管疾病的病人會因血液黏稠、冠狀動脈硬化、血管腔狹窄從而導(dǎo)致供氧困難。由于病毒感染等原因造成的呼吸系統(tǒng)疾病,患者也會因?yàn)楹粑щy導(dǎo)致吸入氧氣量不足。如果患者重度缺氧,得不到及時供氧搶救,很可能有生命危險。因此,這類人群需要長期監(jiān)測血氧含量,預(yù)防危險發(fā)生。指夾式血氧儀正是一款具備“預(yù)防”屬性的家用健康設(shè)備。
指夾式血氧儀的測量原理是根據(jù)還原血紅蛋白(Hb)和氧合血紅蛋白(HbO2)對紅光和紅外光的吸收能力不同,用兩束不用波長的光(紅光和紅外光)照射人體指端而由光敏組件獲取測量信號,所獲取信息經(jīng)過處理后分析出血氧飽和度值。
圖1 指夾式血氧儀原理框圖
圖1為指夾式血氧儀原理框圖,圖中,模擬開關(guān)用于切換紅光LED和紅外光LED燈,LED燈發(fā)射電流可達(dá)到幾十mA,因此要求模擬開關(guān)具有低導(dǎo)通電阻特性。紅光和紅外光LED由通用運(yùn)放和三極管構(gòu)成的恒流電路驅(qū)動,具有較高的電流精度和較低的溫度漂移。在光敏接收管側(cè),運(yùn)放用于實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,一般選用低噪聲運(yùn)放,能夠更好地提高系統(tǒng)的分辨率。在電源拓?fù)渖?,一種是采用兩節(jié)干電池(3V)供電,通過DC-DC升壓到3.6V,再通過LDO降壓給系統(tǒng)各電路使用,另一種采用鋰電池供電,可以循環(huán)充電使用。
1、 模擬開關(guān)
超低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)BL1555:
寬工作電壓范圍:1.65~5.5V
超低導(dǎo)通電阻:0.3Ω
-3dB 帶寬:33MHz
靜態(tài)電流:小于 1uA
高隔離度:-66dB
工作溫度范圍:-40~+125℃
MSOP10,QFN1.8x1.4-10L 封裝可選
模擬開關(guān)選型表 | ||||||||
Part No. | CH | Type | RON | Bandwidth | VCC(Min) | VCC(Max) | Operation Temperature | Package |
BL1555 | 2 | 1:02 | 0.3Ω | 33MHz | 1.65V | 5.5V | -40~+125℃ | MSOP10,QFN1.8×1.4-10L |
2、 運(yùn)算放大器
運(yùn)算放大器選型表 | ||||||||||
Part No. | Channel | Noise @ 1KHz Typ(nV/) | Power Supply | GBW (MHz) | Slew Rate(V/μs) | Iq/CH (μA) | Input Bias Current (pA) | Maximum Vos(mV) | Rail to Rail Input/Output | Package |
BL321L | 1 | 27 | 2.1~5.5 | 1 | 0.6 | 40 | 1 | 3.5 | Y | SOT23-5 |
BL3782 | 2 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 1 | 3.5 | Y | SOP8,MSOP8 |
BL3784 | 4 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 1 | 3.5 | Y | TSSOP14 |
3、 LDO
低噪聲高電源抑制比LDO BL9161G, BL9162:
寬工作電壓范圍
良好的電源抑制比指標(biāo)
低關(guān)斷電流
低dropout電壓
內(nèi)置過熱保護(hù)功能
快放電功能
DFN1x1——4L,SOT23——5,SOT23——3,SC70——5封裝
LDO選型表 | |||||||
Part No. | VIN | VOUT | Output Accuracy | PSRR | IQ | IOUT(Max) | Package |
BL9161G | 2.2~6V | 1.2~3.3V | 2% | 75dB | 70uA | 300mA | SOT23-5, SOT23-3, SC70-5, DFN1×1-4L |
BL9162 | 1.6~5.5V | 1.0~4V | 2% | 87dB | 45uA | 300mA | SOT23-5, SC70-5, DFN1×1-4L |
4、 鋰電池充電芯片
線性充電管理芯片BL4054B,BL4056C:
鋰電池正負(fù)極反接保護(hù)(部分型號)
Vcc 輸入端反接保護(hù)(部分型號)
可編程充電電流
恒定電流/恒定電壓
溫度自適應(yīng)可實(shí)現(xiàn)充電速率最大化
精度達(dá)到±1%的預(yù)設(shè)充電電壓
自動再充電
C/10 充電終止
2.9V涓流充電
軟啟動限制浪涌電流
鋰電池充電芯片選型表 | ||||||
Part No. | VIN | Series Cells | Max. Charger | Charger Type | Output Accuracy | Package |
BL4054B | 4.25~6.5V Max. 10V | 1 | 800mA | Linear | 4.2V±1% 4.3V±1% 4.4V±1% | SOT23-5 TSOT23-5 |
BL4056C | 4.2~9.0V | 1 | 1A | Linear | 4.2V±1% 4.35V±1% | ESOP8 |
5、 DC-DC升壓電路
BL8536和ME2188是PFM高效同步升壓電路,靜態(tài)電流低,外圍電路簡單,非常適合干電池供電的電子產(chǎn)品應(yīng)用.
效率達(dá)93%以上
0.9V低啟動電壓
同步整流,不需外圍肖特基二極管?
DC-DC升壓選型表 | ||||||
Part No. | VIN | Iq | Switching Frequency | Output Current | Output Accuracy | Package |
BL8536 | 0.9V~5V | 8μA | 1MHz | 300mA | 2% | SOT23-3 SOT89-3 |
ME2188 | 0.9V~5V | 7.5μA | 320KHz | 300mA | 2% | SOT23-3 SOT89-3 |
6、 低壓MOSFET
BLM2301和BLM2305為采用溝槽技術(shù)的P溝道低壓MOSFET, 具有極低的導(dǎo)通電阻,低至0.7V的柵極開啟電壓非常適合采用電池供電的便攜電子產(chǎn)品。
低壓P溝道MOSFET選型表 | ||||||
Part No. | BVdss | Id | Vgs | VGS(th) | Rdson(Vgs=2.5V) | Package |
BLM2301 | 20V | 3A | 12V | 0.7V | 140mΩ Max. | SOT23-3 |
BLM2305 | 20V | 4.1A | 12V | 0.7V | 75mΩ Max. | SOT23-3 |