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-12V电源电压仿真图如图3-4 所示：
图 3-4 -12V电源电压仿真图
3.2 信号采集电路
3.2.1 OPT101的技术性能
OPT101型传感器是美国B-B公司研制的集光敏器件（光敏二极管）与信号放大于一体的器件.采用单电源供电，压电输出。输出电压随照射到光敏器件的光强度呈线性变化。可用于医疗仪器、实验室仪表、位置与接近探测、图像分析、条线码扫描器、温室的光照度控制等。OPT101型传感器内部电路结构如图3-2所示。
OPT101型传感器的性能、特点： （1）单电源供电 +2.7V~~+36V （2）光敏二极管的尺寸：0.09*0.09in （3）片内放大器反馈电阻：Rf=1MΩ （4）光敏二极管响应：0.45A/W(650nm时) （5）响应带宽：14K Hz（Rf=1MΩ） （6）静态电流：120?mA
(7) 采用8引脚DIP，5引脚SIP，与8引脚表面贴装封装
（8）工作温度： 0~ 70℃ （9）输出电压: 0~~50mV
信号经过光电管采集后，输入电路中，电路将会将背景噪声滤除，4 5连接
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后即构成了一个基本应用网络。
红外接收二极管在红外光的照射下能产生电能，单个二极管能产生O.4 V电压，0.5 mA电流。由此看来，所谓脉搏信号的拾取实际上是通过红外接收二极管，在有脉和无脉时暗电流的微弱变化，再经过电路的处理后而得到的。从5端口输出的信号为0mV--50mV的电压信号。由于比较电路的设计为0V—5V的方波，所以该信号不符合要求，需要经过100倍放大后才能作为输入信号。所以设计了放大电路对输出信号进行处理。
图 3-5 OPT101型传感器内部电路结构
信号采集电路如图4-2所示。D1与Vb组成光电传感器。因光电传感器输出的点脉冲信号时非常微弱的信号，而且频率很低（如脉搏50次/分钟为0.78Hz，200次/分钟为3.33Hz），并且还伴有各种噪声干扰，故该信号要经过R3、C1低通滤波，去除高频干扰。当传感器检测到较强的干扰光线时，其输出端的直流电压信号会有很大变化。
为了便于后续电路对信号的处理，其中发光二极管位传感器提供探测光源，C.R2 组成高通滤波网络，，其传输函数位
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频带截止频率为
f =1/(2πRC)
经电路处理后，信号从5号端口输出，信号为0mV—50mV的电压信号。
信号经过光电管采集后，输入电路中，电路将会将背景噪声滤除，4 5连接后即构成了一个基本应用网络。信号经处理后由3端口输出到下一级的放大电路中进行信号的整形与放大。经处理后，信号经由6号管脚输出。
图3-6 信号采集电路
3.3 信号放大线路 3. 3.1 一级放大电路
这些低成本JFET输入运算放大器整合在一个单片集成电路上，是目前国家最先进的线性技术。每个内部补偿运算放大器具有良好的匹配低输入高电压JFET输入设备的偏移电压。该技术提供广泛的BIFET带宽和快速的低输入偏置电流的转换速率，输入失调电流和电源电流。这些器件在单、双和四引脚与业界标准运算放大器MC1741兼容。集成运放TL184CN的最大额定值如表3-1所示。 OP07的性能特点：
（1）输入失调6.0 mV和15 mV的最大电压选项 （2）低输入偏置电流：30pA
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（3）低输入失调电流：5.0pA （4）增益带宽：40 MHz （5）高压摆率：13V/us
（6）低电源电流：每个放大器1.4mA （7）高输入阻抗：1012 ?
表3-1 TL184CN的最大额定值
类别
电源电压
符号 VCC VEE
大小 18 -18
±30 ±15 连续，没中断 0~~+70 -65~~150
单位 V
差分输入电压 输入电压范围 输出短路持续时间 操作环境温度范围 储藏温度范围
Vid Vidr Tsc TA Tstg
V V ℃ ℃
心率计的主要原理是随着心脏的搏动，人体组织半透明度随之改变。当血液送到人体组织时，组织的半透明度减小;当血液流回心脏，组织的半透明度增大。这种现象在人体组织较薄的手指尖、耳垂等部位最为明显。当用光电红外传感器接收到该变化后，但由于该变化很微弱，这就需要放大器对其进行放大，这就是一级放大电路。放大电路如图4-3所示。
Ad?UoR??2 UiR1R3?R1//R2
对此部分电路进行分析如下:
首先,有理想放大器的虚短和虚断的性质有:
I1?I2 U1?U2?0
因此：