ю відбувається в діапазоні 600 - 700 нм, що являє собою червоний діапазон видимого спектру (625 - 740 нм).
В даний час в якості випромінювача світла в системах реєстрації сигналу артеріальноїпульсації крові широке використання набули напівпровідникові світлодіоди з основним спектром випромінювання у видимому червоному діапазоні.
Рис. 5. Спектр поглинання крові у видимому і ближньому інфрачервоному діапазонах
У силу досить високою крутизни спектральної характеристики абсорбції світла артеріальною кров'ю в якості випромінювачів необхідно використовувати напівпровідникові світлодіоди, що мають дуже малий розкид довжин хвиль випромінювання. Більшість сучасних світлодіодів, використовуваних в фотоплетізмографіческіх датчиках, мають довжину хвилі випромінювання 660 ± 5 нм.
Сучасні напівпровідникові світлодіоди мають такі очевидні переваги як високий ККД, мала інерційність, тривалий термін служби, відсутність шкідливого для організму випромінювання, невисока вартість. Для виготовлення світлодіодів червоного діапазону використовуються GaAsP, GaP і GaAlAs. [1]
BL-L333URC, Світлодіод червоний d=3 мм [5]
Тип напівпровідниковий світлодіод
Матеріал algaas, ddh
Колір світіння червоний
Довжина хвилі 660 нм (червоний)
Робоча температура - 50 ... 50 о С
* Випромінювач буде працювати від звичайної батарейки (2? 6 В).
В якості фотоприймача в фотоплетізмографіческіх датчиках використовується широкосмугова кремнієвий діод, що володіє високою чутливістю в області червоного діапазону випромінювання, швидкодією і низьким рівнем шумів. [1]
Для даної системи цілком підійде pin фотодіод. У pin структурі середня i-область укладена між двома областями протилежної провідності. При досить великій напрузі воно пронизує i-область, і вільні носії, що з'явилося за рахунок фотонів при опроміненні, прискорюються електричним полем pn переходів. Це дає виграш у швидкодії і чутливості. Підвищення швидкодії в pin ??фотодиоде обумовлено тим, що процес дифузії замінюється дрейфом електричних зарядів в сильному електричному полі. [4]
SD5421-002, PIN фотодіод [5]
Тип
Чутливість
Діапазон розпізнаваного випромінювання
Швидкодія
широкосмуговий кремнієвий діод
вольтаіческая, з енергетичного потоку
червоний (600-1000 нм)
нсУсілітель
Вихідна напруга датчика не перевищує 100 мВ, тому сигнал необхідно підсилити в 50 разів (до 5 В).
Неінвертуючий підсилювач:
Схема неінвертуючий підсилювача
, отже, номінали резисторів:
R 1=1 кОм
R 2=50 кОм
Фільтри
1) Фотометричний ІП сигналу артеріальноїпульсації крові обов'язково містить фільтр високих частот (ФВЧ), необхідний для виділення змінного сигналу артеріальноїпульсації крові на тлі постійної складової. [1]
Схема ФВЧ
· для виділення пульсовиххвиль:
частота зрізу: 0,5 Гц
R 1=320 кОм
С=1 мкФ
· для виділення «дихальних хвиль»:
частота зрізу: 0,1 Гц
R 1=320 кОм
С=5 мкФ
) Реєстрація сигналу артеріальноїпульсації крові за допомогою фотоплетізмографіческого датчика супроводжується наявністю перешкод різної природи. Основні перешкоди, що впливають на точність вимірювання показників серцевого ритму, мають електричну, оптичну і фізіологічну природу виникнення.
Перешкоди електричної природи виникають в усилительном тракті ІП сигналу артеріальноїпульсації крові в результаті впливу зовнішніх електромагнітних полів, створюваних головним чином, електричною мережею харчування. Для придушення перешкод такого роду доцільно використовувати ФНЧ . Частотна фільтрація можлива, завдяки тому, що основна спектральна потужність сигналів артеріальноїпульсації крові зосереджена в смузі частот до 20 Гц, сигналів «дихальних хвиль» - до 0,5 Гц. В якості фільтра нижніх частот для обробки біосигналів найбільш доцільно використовувати фільтр Баттерворта, до переваг якого можна віднести максимально плоску частотну характеристику в смузі пропускання.
