血氧仪应用方案 典型的便携式指夹血氧仪原理框图

经过三年的疫情，大家健康管理的观念提高，很多人都会购置一些家用医疗仪器来进行日常的健康监测。其实血氧仪就是一种用来检测人体血氧情况的仪器，目前市面上的血氧仪一般可以用来监测脉搏、血氧饱和度、血流灌注指数等等，但主要是用来看血氧饱和度。血氧饱和度这个指数，意思是结合了氧气的血红蛋白占所有血红蛋白的比例，如果血氧饱和度高，就证明血液中的氧浓度高，人体处于氧丰富的状态，相反，如果血氧饱和度低，就表示人体有缺氧的风险。一般来说，血氧饱和度在95%-100%是正常的，如果低于94%，就需要引起警惕，到医院检查缺氧的原因。一些有心肺疾病或者心脑血管疾病的患者，日常会比较常用到血氧仪。

 

家庭使用的便携式指夹血氧仪灵活度高，能够在无创伤的基础上快速测量人体的血氧饱和百分比(SpO2)，还有脉搏频率，受到了市场的广泛好评，持续畅销。 

基于血液中的血红蛋白对红光和红外线有不同的吸收能力，含氧血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)相比，Hb吸收的红光较多，红外线较少。HbO2则相反，吸收的红光较少，红外线较多。红光和红外线LED灯在结构上紧挨着，这样方便在手指的单一位置透光。光线从手指的一面穿透到另一面，被光敏二极管接收后，产生对应比例的电压。

典型的便携式指夹血氧仪原理框图如下：

上图中，模拟开关 RS2105 用于切换红光 LED 和 红外线 LED 灯，它们分时复用并且调制有一定的频率，运放 RS321 配合 MCU 内部的 DAC 产生恒流输出的信号，因为LED灯恒流工作可以获得比较稳定的波长，发射电流常常达到数十mA，所以要求模拟开关的导通电阻最好小于 1Ω，RS2105 的导通电阻为 0.6Ω，满足应用要求。

在光敏接收管侧，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 LDO  RS3236 均适合这两种拓扑系统。

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LDO  RS3236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。