脉搏血氧仪设计ADI方案

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脉搏血氧仪设计ADI方案

ADI公司为脉搏血氧仪设计提供种类齐全的高性能线性、混合信号、MEMS和数字信号处理技术。

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ADI脉搏血氧仪设计方案

（图片来源：ADI官网）

脉搏血氧仪包括发射路径、接收路径、显示和背光、数据接口以及音频报警。发射路径包括红光LED、红外光LED和用于驱动LED的 DAC。接收路径包括光电二极管传感器、信号调理、模数转换器和处理器。

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脉搏血氧仪系统设计考虑和主要挑战 ：

设计脉搏血氧仪系统时，需要解决多个难题，如低血流灌注、运动和皮肤湿度、杂散光干扰、碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白干扰等。

1、低血流灌注(小信号水平)。光电二极管测量需要宽动态范围和低噪声增益的信号调理，以便捕捉脉搏事件。发射和接收路径需要具 有高分辨率DAC的高质量、低噪声LED驱动电路和具有高分辨率ADC的高精度模拟前端电路。

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2、 运动和皮肤湿度。运动会引起伪像，这可以通过软件算法来解决，或者利用ADXL345等加速度计来检测并解决。

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3、杂散光干扰。使用光电二极管来响应红光和红外光，它很容易受环境光干扰。因此，用于过滤出红光和红外光目标信号的算法非常 重要，这意味着信号处理更加复杂。这种情况下，需要使用具有更高信号处理能力的DSP。

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4、碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白。一氧化碳(CO)很容易与血红蛋白结合，使血液变得更像红色HbO2，导致测得的SpO2值虚高。血红素 基中的铁处于异常状态，无法携带氧（Fe+3而不是Fe+2），导致血红蛋白减少，SpO2读数虚低。使用更多波长可以提高精度，但这需要更高性能的数字处理DSP，处理时间至关重要。

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光电二极管测量需要宽动态范围和低噪声增益的信号调理，以便捕捉脉搏事件