一种PPG传感器处理电路及无感血压测量装置的制作方法

本发明涉及一种血压测量处理电路和血压测量装置，特别是涉及一种ppg传感器处理电路及无感血压测量装置。

背景技术：

1、传统的水银血压计和电子血压计绝大多数基于柯氏音法，需要用充气袖带充气蔽塞血压和放气过程中柯氏音出现和消失的时刻测量收缩压和舒张压。脉搏波是血流从心脏泵出后在动脉血管传播过程中产生的机械波，它本身就包含了丰富的信息，如心脏的搏动能力，血管壁的硬度和血压等信息。通过ppg(photoplethysmography)即光电容积脉搏波描记法的方法可以采集脉搏波。

2、ppg传感器是这种血压测量方案的采集ppg信号的关键器件，ppg传感器的精度高低主要由放大电路及后续信号处理电路和模数转化器这两个模块决定的。手背部的ppg信号的强度一般是手指部位的10％左右，是非常微弱的信号，现有的ppg传感器普遍存在精度偏低的问题，难以满足在手背部进行精准血压、心理等指标测量的需求。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种ppg传感器处理电路，使ppg传感器具有高灵敏度，高动态范围的特点。另外本发明还提供了一种无感血压测量装置。

2、本发明技术方案如下：一种ppg传感器处理电路，包括基本信号放大模块、缓冲隔离模块、低通滤波模块和次级隔离放大模块，所述基本信号放大模块包括第一mos管、第二mos管和运算放大器，所述第一mos管的漏极连接电源端，所述第一mos管的源极连接至所述第二mos管的漏极和栅极，所述第二mos管的源极与ppg信号源共同连接至所述运算放大器的“-”输入端，所述运算放大器的“+”输入端连接参考电压，所述运算放大器的输出端与所述第一mos管的栅极连接构成所述基本信号放大模块的输出端，所述缓冲隔离模块包括源极跟随器用于隔离所述低通滤波模块和所述次级隔离放大模块，所述基本信号放大模块的输出经过所述缓冲隔离模块由所述低通滤波模块滤波后由所述次级隔离放大模块进行信号放大。

3、进一步地，所述基本信号放大模块包括第一电容，所述第一电容的两端分别连接至所述第一mos管的栅极和所述第二mos管的源极。

4、进一步地，所述源极跟随器包括第三mos管和第四mos管，所述第三mos管的漏极连接电源端，所述第三mos管和所述第四mos管的源极连接构成所述源极跟随器的输出端，所述第三mos管的栅极为所述源极跟随器的输入端，所述第四mos管的栅极和漏极接地。

5、进一步地，所述第三mos管为n沟道mos管，所述第四mos管为p沟道mos管。

6、进一步地，所述次级隔离放大模块包括第五mos管和第六mos管，所述第五mos管的栅极和漏极连接电源端，所述第五mos管的源极与所述第六mos管的漏极连接构成所述次级隔离放大模块的输出端，所述第六mos管的栅极为所述次级隔离放大模块的输入端，所述第六mos管的源极接地。

7、进一步地，所述低通滤波模块由第六mos管和第二电容组成，所述第六mos管的源极连接所述第二电容。

8、本发明的另一技术方案为：一种无感血压测量装置，包括光源模块、光电转换模块、模数转换模块、控制模块和前述的ppg传感器处理电路，所述控制模块控制所述光源模块向皮肤发光，所述光电转换模块接收皮肤的反射光并转换为电流信号发送至所述ppg传感器处理电路，所述ppg传感器处理电路将所述电流信号放大转换为电压信号由所述模数转换模块转换后输出。

9、本发明所提供的技术方案的优点在于：

10、本发明中基本信号放大模块由第一mos管、第二mos管和运算放大器opa构成负向反馈环，形成电流模的信号放大，由于运算放大器opa的虚短特性，可以将输入点电压钳制在参考电压，缓冲隔离模块即可以对后级电路进行隔离缓冲，避免后级电路对输出点的电压干扰。本发明突破了线性电路本身的局限性，保证了电路的输入动态范围的指标，使ppg传感器具有高灵敏度，高动态范围的特点。

技术特征：

1.一种ppg传感器处理电路，其特征在于，包括基本信号放大模块、缓冲隔离模块、低通滤波模块和次级隔离放大模块，所述基本信号放大模块包括第一mos管、第二mos管和运算放大器，所述第一mos管的漏极连接电源端，所述第一mos管的源极连接至所述第二mos管的漏极和栅极，所述第二mos管的源极与ppg信号源共同连接至所述运算放大器的“-”输入端，所述运算放大器的“+”输入端连接参考电压，所述运算放大器的输出端与所述第一mos管的栅极连接构成所述基本信号放大模块的输出端，所述缓冲隔离模块包括源极跟随器用于隔离所述低通滤波模块和所述次级隔离放大模块，所述基本信号放大模块的输出经过所述缓冲隔离模块由所述低通滤波模块滤波后由所述次级隔离放大模块进行信号放大。

2.根据权利要求1所述的ppg传感器处理电路，其特征在于，所述基本信号放大模块包括第一电容，所述第一电容的两端分别连接至所述第一mos管的栅极和所述第二mos管的源极。

3.根据权利要求1所述的ppg传感器处理电路，其特征在于，所述源极跟随器包括第三mos管和第四mos管，所述第三mos管的漏极连接电源端，所述第三mos管和所述第四mos管的源极连接构成所述源极跟随器的输出端，所述第三mos管的栅极为所述源极跟随器的输入端，所述第四mos管的栅极和漏极接地。

4.根据权利要求3所述的ppg传感器处理电路，其特征在于，所述第三mos管为n沟道mos管，所述第四mos管为p沟道mos管。

5.根据权利要求1所述的ppg传感器处理电路，其特征在于，所述次级隔离放大模块包括第五mos管和第六mos管，所述第五mos管的栅极和漏极连接电源端，所述第五mos管的源极与所述第六mos管的漏极连接构成所述次级隔离放大模块的输出端，所述第六mos管的栅极为所述次级隔离放大模块的输入端，所述第六mos管的源极接地。

6.根据权利要求1所述的ppg传感器处理电路，其特征在于，所述低通滤波模块由第六mos管和第二电容组成，所述第六mos管的源极连接所述第二电容。

7.一种无感血压测量装置，其特征在于，包括光源模块、光电转换模块、模数转换模块、控制模块和权利要求1至6中任意一项所述的ppg传感器处理电路，所述控制模块控制所述光源模块向皮肤发光，所述光电转换模块接收皮肤的反射光并转换为电流信号发送至所述ppg传感器处理电路，所述ppg传感器处理电路将所述电流信号放大转换为电压信号由所述模数转换模块转换后输出。

技术总结
本发明公开了一种PPG传感器处理电路，包括基本信号放大模块、缓冲隔离模块、低通滤波模块和次级隔离放大模块，基本信号放大模块包括第一MOS管、第二MOS管和运算放大器，第一MOS管的源极连接至第二MOS管的漏极和栅极，第二MOS管的源极与PPG信号源共同连接至运算放大器的“‑”输入端，运算放大器的输出端与第一MOS管的栅极连接构成基本信号放大模块的输出端，缓冲隔离模块包括源极跟随器用于隔离低通滤波模块和次级隔离放大模块，基本信号放大模块的输出经过缓冲隔离模块由低通滤波模块滤波后由次级隔离放大模块进行信号放大。本发明还公开了一种包含前述PPG传感器处理电路的无感血压测量装置。本发明使PPG传感器具有高灵敏度，高动态范围。

技术研发人员：郭藏燃,黄亮,符令
受保护的技术使用者：苏州福流医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15