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技术干货|基于SD9315设计的血压计方案

2021年04月30日 11:23 ? 次阅读

概述:

随着人们工作压力的增加,运动量的减少和作息习惯的不规律,导致越来越多人的身体处于亚健康状态,加之人口老龄化等问题,高血压患者人数逐年增加,目前血压已经成为了人们高度关注的身体指标之一。

由于电子血压计,具有使用方便、操作简单、容易携带等优点,成为了血压检测的有效工具之一。并且随着人们健康意识的提高,电子血压计的需求也将不断增长。

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电子血压计实物图

血压计利用示波法测量的原理:

示波法又叫振荡法,是一种通过检测血液流动时碰撞血管壁产生的振动来判定血压,查找源于血管壁的搏动包迹,并根据包迹与动脉血压之间的关系,得到血压值的方法。血压计测量到的是一条叠加了振荡脉搏信号的递减的压力曲线,脉搏波幅度最大的点所对应的静态压力即为平均动脉压,这些成对的袖带压力值与相应的袖带压力振荡脉搏波被记录,通过一定的数学算法,最终得出收缩压及舒张压。

基于晶华微SD9315设计的血压计方案,使用的压力传感器可以直接将0~300mmHg的袖带压力转换成跨度为31mV的电压信号,外加SD9315提供的恒流激励源作用,使测量信号更准确。

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袖带压力曲线图

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脉搏信号图

SD9315血压计方案优势

  • 无需外置运算放大器,可由SD9315芯片内置的8bits电阻DAC结合内置OPA放大器,提供恒流激励源于压力传感器两端,或通过芯片ADC选择外部参考电压,实现等效恒流电路效果,可大幅降低由压力传感器带来的温漂影响
  • 内置低噪声高输入阻抗前置放大器及高精度ADC,可实现气压信号的准确测量
  • 芯片内置两路PWM,可调节放气及充气速度,实现匀速充放气控制
  • 支持四种LCD驱动模式,内含程控升压模块,可以在低压条件下维持高亮显示,驱动电压可选,2.6V~4.1V,步长为0.1V
  • 内置1kB 用户数据存储单元
  • 带RTC模块,可以计算年、月、星期、日、时、分和秒,可以自动进行闰年计算

SD9315芯片性能特点

  • 32位MCU(24MHz max),120k Bytes FLASH,8k Bytes Boot,8k Bytes SRAM
  • 高精度ADC,ENOB = 18.2bits@8sps (Gain = 256),4个差分通道或者8个单端通道
  • 低噪声高输入阻抗前置放大器,1、4、8、16、32、64、128和256倍增益可选,带offset校正功能
  • 内置12位SAR ADC,带自校准功能,采样时间及工作模式可选
  • 内置正弦波发生器,输出频率可选:5kHz、50kHz、100kHz、200kHz,支持八电极BIA测脂
  • 内置两个运算放大器OPA和OPB
  • 内置高频RC振荡器,24MHz,校准后精度可达±1%
  • 内置低频RC振荡器,32kHz
  • 支持高频晶体振荡器,8~24MHz
  • 支持低频晶体振荡器,32.768kHz
  • 典型工作电流:400μA/MIPS@3.3V,休眠电流3μA,待机状态下加RTC低于6μA
  • 工作电压范围:2.4V~5.5V
  • 工作温度范围:-40℃~85℃

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SD9315功能架构图

SD9315血压计原理图

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SD9315血压计原理图

SD9315血压计电路框图

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SD9315血压计电路框图

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