用指甲式血氧仪方案

joy.xu

指甲式血氧仪是一种使用红外技术测量血液氧气浓的仪器，英锐恩提供的家用型指甲式血氧仪方案采用RS2105模拟开关，能够在无创的基础上准确快速地测量人体血氧饱和度（SpO2），以及心率。

                                    

一、指甲式血氧仪的原理
      由于血液中的血红细胞，其中含氧血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）这两种血红蛋白对红光（660nm）和红外线（910nm）有不同的吸收能力。还原血红蛋白（Hb）吸收的红光较多，红外线较少。而含氧血红蛋白（HbO2）则相反，它吸收的红光较少，红外线较多。通过在指甲式血氧仪的同一位置设置红光LED和红外线LED灯，当光线从手指的一面穿透到另一面，被光敏二极管接收后，可产生对应比例的电压。经过单片机处理，将输出结果显示在液晶显示屏上。

二、指甲式血氧仪方案框图
     模拟开关RS2105的作用主要是用来切换红光LED和红外线LED灯，它们分时复用并且调制有一定的频率。这就需要一颗运放芯片（比如RS321）配合单片机内部的DAC产生恒流输出的信号，因为若要LED灯恒流工作以获得比较稳定的波长，其发射电流通常需要达到几十毫安，所以要求模拟开关的导通电阻应≤1Ω，本方案使用的RS2105模拟开关其导通电阻为0.6Ω。

                                               

      在光敏接收端，运放RS622用于实现光电转换，这就要求运放的输入偏置电流Ib是pA级别的，另外运放的带宽需要5MHz以上以满足快速反应，低噪声系列的运放能够更好的提高系统的分辨率。在电源拓扑上，一种是用两节干电池（3V）然后升压到5V再降压给系统各电路使用，另外一种带有锂电池，可以循环充电使用，低功耗LDORS3236均适合这两种拓扑系统。

三、指甲式血氧仪方案芯片详细参数

低噪声运放RS622的主要参数如下：
◆宽工作电压范围：2.5V~5.5V；
◆低失调电压：典型值0.7mV，最大值3mV；
◆低温度漂移：典型值2uV/°C；
◆低输入偏置电流：1pA；
◆单位增益带宽：7MHz；
◆静态电流：600uA每通道；
◆噪声系数：11nV/√Hz。

模拟开关RS2105的主要参数如下：
◆宽输入电压范围：1.8V~5.5V；
◆导通电阻值：0.6Ω，最大1Ω；
◆输出电流持续：500mA；
◆-3dB带宽：30MHz；
◆静态电流：小于1uA；
◆有MSOP-10，TDFN-3*3-10L封装可选。

低功耗LDORS3236的主要参数如下：
◆宽输入电压范围：1.7V~7.5V，支持4节干电池输入；
◆内部最大输出限流点：>500mA；
◆超低静态电流：20uA；
◆超低压差：1mV/mA；
◆超高PSRR：70dB@1KHz；
◆输出电压精度可选：1%或者2.5%；
◆多种固定输出电压可选，有SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5，UTDFN-1*1-4L封装可选。

以上由英锐恩单片机开发工程师分享的家用指甲式血氧仪方案。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运算放大器和模拟开关。