如圖所示為PVDF心音脈搏測量電路。該測量電路由單穩(wěn)態(tài)振蕩器(4538)、分頻器(4024)、脈沖發(fā)生器(ICM7555)、計數器(4040)、鎖存器(74HC513)、存儲器(ROM)、七段鎖存驅動器(7511)、七段數碼發(fā)光管等組成。圖(a)為PVDF心音脈搏傳感器的結構圖。
對于圖(a),PVDF薄膜呈圓頂狀且略向外突出,以便很好地與皮膚表面接觸。由于PVDF材料柔性好,能緊貼皮膚,阻抗能與皮膚阻抗匹配,采用其后即使在應力作用下也不會影響檢測脈沖的壓力變化,故能檢測到微小的脈動信號。
測量心律最簡單的方法是記錄一分鐘脈搏的次數,但這種方法比較費時。目前一般采用測量脈搏的周期來推算心律的方法。若測得脈動的周期為T,則心律HR為:HR=60/T。安靜時,人體正常心律數一般為每分鐘60~100次,運動或者生病(如發(fā)燒)時可增加到200次左右。本傳感器的測量范圍為每分鐘10~250次。
測量心律時一般允許有±0.1誤差,但對商品化的心律測量裝置,要求其誤差在每分鐘1次以內。本傳感器的測量誤差在心律為100以下時為±0.1,心律在100以上時為±1。
對于圖(b),由傳感器測量的信號經前置放大器放大后加到由一半4538構成的單穩(wěn)態(tài)振蕩器,其輸出信號經過4024分頻器分頻后再輸入到另一半4538,以得到系統(tǒng)計時的觸發(fā)信號(由1/2 4538輸出)。脈沖發(fā)生器(ICM7555)所產生的lkHz的脈沖序列加到12位計數器4040,以作為時鐘信號。每當單穩(wěn)態(tài)振蕩器輸出與心跳同周期的脈沖信號時,鎖存器74HC513就鎖住計數器4040的值,大約經過l00μs后再對4040清零。
電路中采用7段鎖存驅動器4511,以控制存儲器ROM(27C128)的高4位數據(D7~D4)和7段發(fā)光數碼管的觸發(fā)信號。存儲器ROM的低4位數據接在各個LED的選擇驅動線上。27C128的地址線A2~A13表示對應心跳周期的心律數,地址線A。、A0接計數器4040的Qz、Q-。
分頻器4024在求出4次心跳產生的脈沖周期后.再求出4次心跳周期的平均值。利用分頻器技術可以提高測量精度。