本发明描述了用于脉搏血氧计的驱动器电路、脉搏血氧计装置以及驱动脉搏血氧计负载的方法。
背景技术：
脉搏血氧计被用于获得患者血液的氧饱和度水平的估计结果。如us2007/0149865a1中所公开的大型脉搏血氧计装置具有多个传感器并且能够在若干部位同时监测氧饱和度水平。传感器能够实现为装在患者的手指、耳垂、脚趾等上的小型设备，其包括被布置在设备的一个内侧上的红色led和红外led以及被布置在例如相对侧上的光探测器。其他设计也是可能的。来自led的光穿过手指。这些光中的一些光被吸收，其余部分被探测到。经校准的脉搏血氧计能够在患者的血液通过由血氧计包围的组织的动脉和静脉时提供对患者的血液的氧饱和度的良好估计。血氧饱和度水平的计算基于红色光和红外光的吸光度值的比率并且利用以下事实：氧合血红蛋白吸收的红外光比吸收的红色光更多，而脱氧血红蛋白吸收的红色光比比吸收的红外光更多。为了测量氧饱和度，红色led和红外led在精确的时间间隔内交替开启，每个时间间隔都有准确确定的低噪声电流水平。
在生命体征监测方案中，可以在长时间段内(例如在几小时内)监测患者的血氧饱和度水平，并且由于这个原因，脉搏血氧计可以被实现为紧凑的电池供电设备，其允许患者穿戴时有一定的移动自由。因此，功耗是重要的设计考虑因素，而总功耗受各种因素影响。用于红色led和红外led的led驱动器通常被安装在用于电子器件的壳体中，并且驱动器、控制电路、led和光传感器能够使用电线、缆线、连接器等进行互连。脉搏血氧计电子器件还可以配备有输入滤波器和输出滤波器和/或保护电路。传感器(led、光探测器)和传感器电子器件之间可能需要延长的缆线，并且这样的延长的缆线的长度可能在几米范围内。在40ma的典型工作电流下，脉搏血氧计中红色led和红外led的室温正向偏置电压能够分别约为2.0v和1.5v。输出滤波器、电路保护器具、柔性缆线、连接器、缆线和任何延长的缆线都会发生电阻压降。例如，取决于缆线或延长的缆线的长度，滤波器、保护电路、缆线和连接器中的(寄生)串联电阻两端的任何电压降可能对于led电压降而言是显著的，并且可能因传感器而异。大约5.0ω的总串联电阻能够引起40ma时0.2v的电阻压降。led驱动器必须在超过led的正向偏置电压降的电压下生成驱动电流，并且通常为此目的实施准确运转的电流调节器。可能还需要考虑源自于不同制造商的任何传感器。最坏情况下的总串联电阻可能超过45ω，这对应于40ma的典型工作电流下的超过1.8v的电阻压降。因此，led正向偏置电压和电阻压降的最坏情况总和(即，led驱动器必须提供的最坏情况负载电压)针对40ma的典型工作电流能够达到4.0v的最大允许负载电压。多年来，这种4.0v的最大电压是建立在以下情况下搜集的经验的基础上的：即使在不利条件下，例如在事故现场的救护车中，生命体征监测仍然至关重要。使用一些已知类型的led驱动器拓扑结构，在模拟电流调节器两端的4.0v的最大允许负载电压和0.5v的最小电压降会导致至少180mw的功耗，而不管存在高串联电阻还是低串联电阻，而且不管正在驱动红色led还是红外led。对于电池供电的生命体征监测设备来说，这是不利的高水平功耗。消耗很快的电池必须经常进行更换，这增加了操作成本。
因此，本发明的目的是提供一种具有降低功耗的改进的驱动器，其延长了脉搏血氧计的电池寿命。本发明的另一目的是增加最坏情况的负载电压而不会不利地影响功率效率或电池寿命。
技术实现要素：
本发明的目的通过权利要求1所述的脉搏血氧计驱动器电路来实现；通过权利要求13所述的脉搏血氧计设备来实现；并且通过权利要求14所述的驱动脉搏血氧计负载的方法来实现。
根据本发明，一种脉搏血氧计驱动器电路被实现为驱动负载，所述负载包括至少红色led光源和红外led光源以及用于交替地开关所述红色led光源和所述红外led光源的开关模块，并且所述脉搏血氧计驱动器电路包括：模拟电流调节器或线性电流调节器，其被实现为向所述led光源提供led电流；以及功率转换器，其被实现为提供包括电流调节器电压和负载电压的dc输出电压。根据本发明的脉搏血氧计驱动器电路还包括：反馈器件，其被实现为获得所述电流调节器两端的瞬时电压降的量度，并且当一个led光源通过所述开关模块被关闭并且另一个led光源通过所述开关模块被开启时，向所述功率转换器报告所述电压降量度，使得所述驱动器电路对所述负载两端的电压电平的移位做出响应。
如以上所解释的，红外led两端的正向电压低于红色led两端的正向电压。脉搏血氧计负载的表征特征是其红色led光源和红外led光源总是被单独地驱动，即，光源中的一个光源“关闭”而另一个“开启”，使得不同的led光源从不在同一时间激活。线性电流调节器向激活的led光源递送恒定的受控电流。在本发明的背景下，电流调节器两端的瞬时电压降的量度被“报告”给功率转换器，并且这可以被认为意味着反馈器件向功率转换器提供关于电流调节器两端的瞬时电压降的变化正在发生或已经发生的任何合适的指示。由于led光源具有不同的正向电压，因此这样的电压降的变化能够是当一个led光源关闭并且另一个开启时第一负载电压电平与第二负载电压电平之间的转变。通常，在诸如脉搏血氧计的设备中，红色led和红外led基本上同时进行开关，即，当一个关闭时，另一个开启。根据本发明的脉搏血氧计驱动器电路的优点在于：当一个led光源关闭并且另一个led开启时，反馈器件允许驱动器电路对负载两端的电压电平的移位做出响应。驱动器电路能够使用这个“报告的”信息来调节被递送到负载的功率，使得负载只消耗任何一个时间间隔处所需的功率。由此产生的低功耗使得本发明的驱动器电路特别有利于用在电池供电的脉搏血氧计中。
根据本发明，所述脉搏血氧计设备包括：端子，其用于连接到dc电源；红色led光源和红外led光源；开关模块，其用于交替地开关所述红色led光源和所述红外led光源；以及根据本发明的用于驱动包括至少所述红色led光源、所述红外led光源以及所述开关模块的所述负载的驱动器电路。
根据本发明的脉搏血氧计设备的优点在于：功率效率驱动器电路提供额外的电压“净空”，允许放宽对诸如挠性板之类的内部连接以及诸如外部适配器、延长的缆线、连接器等的配件的最坏情况电阻值的要求。这继而降低了设计和制造成本，特别是关于配件的成本，使得本发明的脉搏血氧计设备从功耗和设计成本的角度来看非常有吸引力。
根据本发明，驱动包括至少红色led光源和红外led光源的脉搏血氧计负载的方法包括至少以下步骤：提供电流调节器以向led光源递送驱动电流；提供开关模式转换器以递送输出电压，所述输出电压包括负载电压以及所述电流调节器两端的基本上恒定或稳态的电压降；并且获得电流调节器两端的瞬时电压降的量度，并且向功率转换器报告电压降量度。
当在任何一个时间间隔期间驱动led光源时，电流调节器两端的电压降(即，电流调节器的输入节点与输出节点之间的电压差)处于基本上恒定的稳态电平。根据本发明的方法利用了以下事实：不同颜色的led具有不同的正向电压，使得在一个关闭并且另一个开启的时刻，电流调节器两端的电压降将从其稳态电平以可测量的方式偏离。根据本发明的方法的优点在于其允许驱动器电路对由红色led光源和红外led光源的不同正向电压产生的不同电压电平做出响应，使得与现有技术的驱动器相比，在红外时间间隔期间消耗较少功率，使得能够降低驱动器电路的总体功耗，从而放宽对内部连接和外部连接以及配件部件的最坏情况电阻要求。
从属权利要求和以下描述公开了本发明的特别有利的实施例和特征。在适当时可以对实施例的特征进行组合。在一个权利要求类别的背景下描述的特征能够等同地应用于另一个权利要求类别。
在下文中，不以任何方式限制本发明，可以假设驱动器用于由dc电源(例如，5.0vdc电源)驱动的脉搏血氧计设备。用于交替地开关红色led光源和红外led光源的开关模块能够基于开关矩阵来实现，所述开关矩阵能够借助于缆线连接与脉搏血氧计中的led连接，这将是本领域技术人员公知的。本发明的背景中的“led光源”可以包括一个或多个特定颜色的led，其被布置在设备中，使得由led发射的光被引导到人体组织(例如，患者的手指)中。可以假设这样的设备还包括用于探测设法通过组织而未被吸收的任何光的光探测器装置。可以假设这样的光探测器装置能够将其测量结果递送到合适的分析单元。
优选地，电流调节器是准确的，并且被实现为递送基本上恒定的led驱动电流，例如，40ma的led驱动电流。为了使电流调节器向负载递送具有准确电平的电流，电流调节器两端的电压降应当超过最小电平。取决于调节器的实际设计，这样的最小电平通常在0.2v-0.6v的范围内。然而，当电压降较高时(例如，3.2v)，电流调节器仍然能够向负载递送准确的输出电流，但是调节器的功耗要高得多。能量因此被浪费。在根据本发明的驱动器电路中，调节器两端的电压降保持接近其允许的最小值，以便使功耗最小化。
由于电流调节器提供led驱动电流，因此该单元直接连接到负载，所述负载继而包括红色led和红外led。因此，在本发明的特别优选的实施例中，所述反馈器件被连接在所述电流调节器的节点与所述功率转换器的反馈输入端口之间。如以上所提及的，无论正在驱动哪个led光源，通过根据本发明的方法，准确的电流调节器两端的电压降基本保持恒定。因此，电流调节器两端的电压降的变化能够提供与led光源的开关或切换有关的指示。例如，由于红外led的正向电压低于红色led的正向电压，因此当开关矩阵关闭红色led并且开启红外led时，电流调节器两端的电压开始趋于上升。换句话说，根据本发明的驱动器电路控制功率转换器，使得其总是根据“开启”的led光源的类型在其输出部处仅递送所需的总电压。
在本发明的优选实施例中，所述反馈器件被实现为包括第一输入节点和第二输入节点的模块，并且被实现为将这些输入节点两端的电压差转换成被连接到所述功率转换器的反馈输入端口的输出电压。通常，诸如开关模式功率转换器之类的功率转换器被用于提供恒定的输出电压电平。为此目的，大多数这种类型的功率转换器还具有反馈输入端口，输出电压的衰减版本被反馈到所述反馈输入端口。基于该反馈输入端口两端的电压，功率转换器能够确定是否需要调整其输出电压电平。在下文中，不以任何方式限制本发明，术语“转换器的反馈输入端口”能够被理解为意指集成电路的专用输入引脚和负供电端子。当向这样的引脚施加反馈电压时，反馈器件和转换器优选共享公共的负端子。在其中正在解读正dc电压的本发明的背景中使用的术语“端口”可以被理解为包括正节点和公共负节点，例如，dc电源的负供电端子。
本发明的驱动器电路的第一电压增加拓扑结构包括在正供电端子与负供电端子之间的功率转换器、电流调节器和脉搏血氧计负载的串联连接。在第二电压增加拓扑结构中，功率转换器、脉搏血氧计负载和电流调节器按照该顺序串联连接。在每种情况下，电流调节器两端的瞬时电压降将用于调节功率转换器的输出电压，如下文中所解释的。
优选地，所述反馈模块包括放大器电路部分，所述放大器电路部分用于将差分输入电压转换为差分输出电压，以用于连接到功率转换器的反馈输入端口。优选地，所述反馈模块的电压增益是基于所述电流调节器两端的目标电压降和确定其设定点值的所述功率转换器的内部电压参考来确定的。例如，在功率转换器具有0.6v的设定点值和约0.6v的电流调节器电压降的情况下，反馈模块的电压增益可以是单位的。替代地，反馈模块的增益可以大于1.0。例如，在功率转换器具有1.25v的设定点值以及电流调节器两端的目标电压降为0.52v的情况下，反馈模块能够优选被实现为在2.4的区域中具有电压增益。
反馈模块能够以本领域技术人员熟悉的多种方式来实现。例如，反馈模块能够包括基于运算放大器、输入电阻器和晶体管的电平移位放大器，以将输入端口两端的电压差转换成电流，所述电流继而借助于第二电阻器被转换为反馈模块的输出端口两端的电压，以用于连接到功率转换器的反馈输入端口。这种类型的反馈模块实现方式优选在上述的第一电压增加拓扑结构中实施，在这种情况下，反馈模块的第一输入节点被连接到功率转换器与电流调节器之间的节点，并且反馈模块的第二输入节点被连接到电流调节器与负载之间的节点。这种类型的反馈模块的电压增益能够由第二电阻器值和第一电阻器值的比值来确定。
在本发明的另外的优选实施例中，反馈模块能够包括没有任何电平移位功能的放大器。此外，反馈模块使用运算放大器将输入端口两端的电压差转换成反馈模块的输出端口两端的电压，以用于连接到功率转换器的反馈输入端口。这种类型的反馈模块实现方式优选在上述的第二电压增加拓扑结构中实施，在这种情况下，反馈模块的第一输入节点被连接到负载与电流调节器之间的节点，并且反馈模块的第二输入节点被连接到电流调节器与功率转换器的共同节点，例如，驱动器电路的负供电端子。
在一些实现方式中，开关模式功率转换器的反馈电压设定点可以已经位于针对线性电流调节器两端的电压降的可接受范围内。例如，用于电池供电应用的常用类型的商用开关模式功率转换器可以具有大约0.6v的反馈电压设定点。这位于针对线性电流调节器两端的电压降的期望范围内。在这种情况下，反馈模块能够优选被实现为具有单位电压增益。在本发明的第二电压增加拓扑结构的特别简单的实施例中，这种情况下的反馈模块可以简单地包括来自电流调节器与负载之间的节点同功率转换器的反馈输入引脚的直接连接。
在根据本发明的驱动器中可以使用任何合适的转换器，例如，现成的部件，其中，优选使用功率高效的部件。范例可以是开关模式功率转换器，优选是同步开关模式功率转换器。当输入电压供应超过要由功率转换器递送的输出电压时，功率转换器可以被实现为降压转换器。如果输入电压和输出电压范围重叠，例如如果输入电压可能小于要由功率转换器递送的输出电压，则可以实施升压转换器和降压转换器的拓扑结构的组合，如本领域技术人员所公知的。
根据结合附图考虑的以下详细描述，本发明的其他目的和特征将变得明显。然而，应当理解，附图仅被设计用于图示的目的，而不是作为对本发明的限制的定义。
附图说明
图1示出了根据本发明的脉搏血氧计装置的第一实施例的框图；
图2示出了图1的脉搏血氧计装置中的驱动器电路的反馈模块的一个实施例；
图3示出了图1的脉搏血氧计装置中的驱动器电路的反馈模块的替代实施例；
图4示出了根据本发明的脉搏血氧计装置的第二实施例的框图；
图5示出了图4的脉搏血氧计装置中的驱动器电路的反馈模块的实施例；
图6示出了根据本发明的脉搏血氧计装置的第三实施例的框图；
图7示出了在根据本发明的脉搏血氧计装置的实施例的操作期间产生的波形；
图8示出了在脉搏血氧计装置的操作期间产生的另外的波形；
图9示出了氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收谱；
图10是现有技术的脉搏血氧计装置的框图。
在附图中，遍及全文，相同的附图标记指代相同的对象。图中的对象不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的脉搏血氧计装置100中的本发明的驱动器电路1的第一实施例的框图。脉搏血氧计设备100的驱动器电路1的dc电源3能够包括串联的电池单元，例如两个锂离子电池单元。该图示出了手指罩14，所述手指罩14包括红色led光源sr和红外led光源sir，被布置为装在患者的手指5上以进行生命体征分析。来自led光源sr、sir的光lr、lir穿过手指5的组织。这里示出了两条光路lr、lir，但是应当注意，ledsr、sir交替地操作。这里实施例中，定义两个光源sr、sir的开/关状态的数字控制信号s被输入到开关矩阵120，所述开关矩阵120相应地生成用于ledsr、sir的驱动信号。在该示例性透射式血氧测量装置中，被布置在手指5的与ledsr、sir的相对侧上的传感器140(例如，光探测器或光接收器)能够探测未被手指5的组织吸收的任何光并且将测量结果报告给分析单元15。驱动器电路1用于向包括led光源sr、sir以及开关矩阵120和能够包括缆线、电线、连接器等的连接器装置121的负载12提供受控电流i负载。驱动器电路1包括功率转换器10、线性电流调节器11和反馈模块13a。在该示例性实施例中，功率转换器10包括dc-dc开关模式功率转换器，例如，现成的部件。可以假设功率转换器10在其输出端子上具有缓冲电容器。功率转换器输出电压u总是线性电流调节器11两端的电压降u11与参考dc电源3的负供电端子1负测量的负载电压u负载之和。线性电流调节器11输出的电流是负载电流i负载，并且基本上与led电流相同。
如以上所解释的，红外led的正向电压低于红色led的正向电压。在脉搏血氧计中，红色ledsr和红外ledsir以受控的方式(通过开关矩阵120)被切换，使得其中的一个仅在另一个“关闭”时才“开启”。根据本发明的驱动器电路1利用这些事实并监测电流调节器两端的电压降以检测从高负载电压到低负载电压的转变(红色led关闭并且红外led开启)和从低负载电压到高负载电压的转变(红外led关闭并且红色led开启)。为此目的，本实施例中的反馈模块13a包括连接在功率转换器10与线性电流调节器11之间的电平移位放大器电路13a，使得反馈模块13a的第一输入130节点连接到功率转换器10与电流调节器11之间的节点n1，并且反馈模块13a的第二输入节点131连接到电流调节器11与负载12之间的节点n2。当开关矩阵120使led光源sr、sir中的一个开启而另一个关闭时，负载电压u负载将趋于相应地上升或下降，并且电流调节器两端的电压降u11同样如此。该转变由反馈模块13a检测，然后该信息被传递到功率转换器10，所述功率转换器10能够相应地调节其输出电压u总。结果，驱动器电路1所消耗的功率被保持在最小值。这与现有技术设计相比是有利的，在现有技术设计中，通常驱动功率转换器以供应具有代表最坏情况的相当高值的恒定输出电压，而不考虑led光源sr、sir的正向电压差以及缆线、连接器、延长的缆线等的电阻压降的差异。
图2示出了图1的脉搏血氧计装置中的驱动器电路1的反馈模块13a的一个实施例。这里，电平移位放大器电路13a具有包括一对输入节点130、131的输入端口。使用运算放大器u13、晶体管q13(在这种情况下为pnp双极结型晶体管)和电阻器r131将输入端口130、131两端的差分电压u13a转换为电流。使用另外的电阻器r132将晶体管q13的集电极电流或漏极电流转换成在包括节点132、133的输出端口两端的电压ufb。比率r132/r131确定该放大器电路13a的电压增益(只要晶体管q13的电流增益β很大，例如β>50，晶体管q13的电流增益β的影响就可以忽略不计)。例如，电阻器r131的值为10kω，并且电阻器r132的值为24kω，则电压增益为2.4。电阻器r131、r132的相对较大的电阻值确保偏置电流相对于led电流或负载电流i负载可忽略不计。基于电流调节器11两端的目标电压降u11(这能够被计算)和要使用的功率转换器10的类型来确定所需的或期望的放大器增益(例如其反馈输入端口101的设定点电压1负具有由所选取的特定功率转换器确定的值)。对于其中电流调节器11两端的电压降u11基本上等于功率转换器反馈输入端口的设定点电压的实施例，单位电压增益可以是优选的。这能够通过为电阻器r131、r132选择相等的值来实现，使得反馈模块13a充当单位增益电平移位器。图3示出了反馈模块13a的替代版本。这里，代替之以使用单极p型mosfetq13。否则，这个版本的结构和功能与图2中描述的反馈模块基本相同。
图4示出了根据本发明的脉搏血氧计100装置中的驱动器电路1的第二实施例的框图。以简化的方式示出了具有其led光源sr、sir的手指罩14。在该示例性实施例中，负载12(开关矩阵120、缆线和连接器121、led光源sr、sir)和电流调节器11的位置已经互换。当开关模式功率转换器10的反馈电压输入端口101参考负供电端子1负时，这样的实施例可以是优选的。图5示出了这种情况下的反馈模块13b的实施例。这里，反馈模块13b的包括节点130、131的输入端口和反馈模块13b的包括节点132、133的输出端口共享端子(在这种情况下为负电源节点1负)。以这种方式，避免了电平移位功能，并且反馈模块13b用作具有由电阻器r133、r134确定的正电压增益的放大器。该实现方式的额外的优点是模拟电流调节器11的输出晶体管现在能够是n型晶体管，例如，单极nmos或双极npn，与p型设备相比具有更好的性能和更低的成本的固有优势。
图6示出了根据本发明的驱动器电路1的第三实施例的框图。它示出了根据本发明的驱动器电路1的第二实施例的变型。当电压增益可以是单位时，会产生特别有吸引力的拓扑结构。反馈器件13c现在可以通过从节点n3到功率转换器10的反馈输入节点101的直通连接来实施，使得反馈电压ufb对应于在节点n3处测量的电流调节器11两端的电压降u11。当开关模式功率转换器10的反馈电压ufb的设定点位于针对线性电流调节器11两端的电压降u11的期望范围内时，单位电压增益是有吸引力的。这可以是电压反馈设定点为约0.6v的情况，这是许多被设计用于电池供电设备的现成开关模式功率转换器的普遍值。
图7和图8示出了在根据上面借助于图6解释的本发明的第三实施例的脉搏血氧计装置的实施例的操作期间出现的示例性波形。从上到下，该图示出了数字信号s，指示对红色led(“0”)或红外led(“1”)的选择；在开关模式降压转换器10的输出处的输出电压u总；线性电流调节器11两端的电压降u11(负载电压u负载是输出电压u总与调节器电压降u11之间的差值)；以及通过开关矩阵与led负载之间的两个导体中的一个测量的负载电流i负载。在这些图中，led光源sr、sir的切换频率具有几khz的频率以清楚地展示转变t高_低，t低_高或切换时刻。这里，红色光源sr和红外光源sir反向并联连接，并且电流调节器11被设定为提供40ma的负载电流i负载。数字信号s用于控制开关矩阵120以切换led光源sr、sir。取决于是红色led还是红外led被激活或“开启”，功率转换器10的输出电压u总将分别稳定在高电平v负载_r(在这种情况下为2.75v)或低电平v负载_ir(在这种情况下为2.34v)，这是因为led光源sr、sir的正向电压不同。现在线性电流调节器11两端的电压降u11再次与由反馈器件报告给功率转换器10的电压相同，并且在该范例中其稳态值为0.6v。
在图8中，上面的两条迹线再次示出数字选择信号s和输出电压u总。第三条迹线示出从外部5.0v电源汲取到降压转换器10的输入电流i输入。其稳态值约为25ma和20ma，分别对应于激活的红色led光源sr和激活的红外led光源sir。第四条迹线再次示出通过开关矩阵与led负载之间的两个导体中的一个测量的负载电流i负载。当从红色ledsr切换到红外ledsir时，在这种情况下，降压转换器10的输出电压u总在大约40μs内从高电平v负载_r下降到低电平v负载_ir。由于反馈器件的输出部处的电压ufb紧接在切换时刻之后从其稳态值(在这种情况下为0.6v)跳变到较高值(在这种情况下约为1.01v)，因此通过反馈器件13c将该转变t高_低报告给功率转换器10，这是由于负载两端的电压降较低。dc-dc功率转换器的内部反馈控制回路将较高的反馈电压ufb解读为停止向其输出电容器递送能量的标志。在这种转变t高_低或电压斜坡变化t高_低期间，降压转换器10允许其输出缓冲电容器部分放电，并且在这期间将其输入电流i输入减小到零。最终，取决于负载电流和电容值，反馈电压ufb达到其目标值(在这种情况下为0.6v)，并且输出电压u总稳定在低电平v负载_ir处。在该时刻，转换器的内部反馈回路已经重新建立了平衡。这在图8中被指示为功率转换器的输入电流i输入达到新的平衡水平(在这种情况下约为20ma)。
当从红外ledsir切换回红色ledsr时，由于负载两端的电压降增大，因此反馈电压ufb紧接在切换时刻之后从其0.6v的稳态值下降到低得多的值。功率转换器的内部反馈控制回路将其解读为应当向输出电容器递送更多能量的标志。这在图8中由在从红外到红色的转变处的输入电流i输入上的短峰值指示。只要反馈电压ufb低于其目标值，功率转换器就会输出比该负载所需更多的能量，并且差值用于给输出电容器快速充电。这伴随着功率转换器的输出电压u总的突然短暂增大。反馈电压ufb同时增大。此后不久(取决于各种参数，例如，功率转换器的最大输出电流、负载电流i负载和输出电容器值)，反馈电压ufb达到其0.6v的目标值或稳态值。此时，功率转换器10的内部反馈回路已经重新建立了平衡，如由到功率转换器10的输入电流i输入的新平衡水平(在这种情况下约为25ma)所指示的。
图9分别示出氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收谱90、91。在对应于红色光的约650nm的波长处，脱氧的血红蛋白比氧合血红蛋白吸收更多的光。在对应于红外光的约950nm的波长处，氧合血红蛋白比脱氧血红蛋白吸收更多的光。脉搏血氧计的功能原理基于这些明显不同的吸收谱。
图10是脉搏血氧计装置中的现有技术驱动器电路7的框图。该设置在某种程度上类似于上述实施例。功率转换器10能够是开关模式电源或低压差线性电压调节器。以技术人员已知的方式借助于电压衰减器700关闭转换器10的反馈回路。衰减器700的输入端口(节点701、702)被连接以感测转换器10的输出部处的总电压u输出。衰减器700的输出端口(节点703、702)连接到dc-dc转换器的反馈输入端口以提供反馈电压u700。电压衰减器700能够借助于分压器来实施。然而，在这种情况下，功率转换器10的输出电压u输出是恒定的，并且必须总是至少与电流调节器11两端的电压降加上负载12两端的最大电压降u最大一样大。这被选取以考虑led光源sr、sir的最高正向电压以及任何其他负载电阻。因此，现有技术的驱动器7非必要地消耗高功率，这是因为功率转换器10必须始终递送足够的电压以覆盖最大电压需求，而不管红色ledsr还是红外ledsir被驱动。因此，现有技术的实现方式的特征在于不利的高功耗，导致更短的电池寿命。此外，由于现有技术的驱动器电路7要求较高的电压裕度，因此在选择连接器、缆线和其他配件方面只有较小的余地。
尽管已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，能够对其做出许多额外的修改和变化。
为了清楚起见，应当理解，贯穿本申请所使用的“一”或“一个”不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或元件。所提及的“单元”或“模块”并不排除使用超过一个的单元或模块。