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Esercitazione Realizzazione di un pulsossimetro analogico.

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Presentazione sul tema: "Esercitazione Realizzazione di un pulsossimetro analogico."— Transcript della presentazione:

1 Esercitazione Realizzazione di un pulsossimetro analogico

2 Schema a Blocchi Generatore donda quadra Sistema Ottico Led-PD Convertitore I-V Filtro Passa banda Rivelatore di inviluppo

3 Blocchi necessari 1. Generatore di onda quadra 2. Diodo emetitore e fotorivelatore 3. Convertitore corrente – tensione 4. Filtro passa banda 5. Rivelatore di inviluppo * Dopo il rivelatore di picco il segnale andrà interpretato per fornire linformazione necessaria

4 Generatore donda quadra Astabile con Op-Amp Questo semplice schema fornisce alluscita unonda quadra di frequenza dipendente dai valori di R e C.

5 Funzionamento Astabile Trigger di Schmitt + Cella RC OpAmp semplice: Vout = A(V + - V - ) Vout=L + se Vi>V TH allora Vout=L - Vout=L - se Vi

6 Funzionamento Astabile La cella RC rende automatico il meccanismo di Vi che fa avvenire la commutazione

7 Generatore donda quadra Inseriamo ora le opportune protezioni per il diodo che andremo a pilotare. Il diodo in antiparallelo fornisce la protezione necessaria al LED imponendo una tensione inversa su di esso di circa 0,65V.

8 Diodo Emettitore e fotorivelatore Il diodo emettitore deve essere posizionato davanti al diodo fotorivelatore lasciando lo spazio necessario ad inserire un dito della mano oppure il lobo dellorecchio. Alluscita del fotorivelatore otteniamo una corrente che dovrà essere convertita in tensione

9 Convertitore I - V La corrente emessa dal fotorivelatore viene così convertita in una tensione tramite un Op-amp reazionato con una opportuna R. 1 Mohm di R garantisce un buon livello di Vout anche per bassi irraggiamenti.

10 Filtro passa banda Il segnale alluscita del convertitore va ora ripulito da tutte le frequenze che non ci interessano perciò si utilizza un filtro passa banda centrato sulla stessa frequenza del generatore donde quadre. La frequenza centrale e il fattore di merito che si ottiene da questo schema sono dati rispettivamente dalle seguenti funzioni:

11 Funzionamento Filtro passa banda Calcolo della fdt Vout/Vin : I R1 I C2 I C1 X0V V out I R2 0A Determiniamo Vx: Vout - 0 = R 2 I R2 0 – Vx = I C1 /SC 1 I R2 = I C1 Vx = - Vout/(SC 1 R 2 ) Le correnti risultano: I C2 =(Vout - Vx)SC 2 I R1 =(Vin – Vx)/R 1 I C1 =Vout/R 2 Lequazione al nodo x risulta: I R1 + I C2 + I C1 = 0

12 Funzionamento Filtro passa banda La generica funzione di un filtro passa banda del II ordine risulta Per confronto otteniamo Si ottiene la seguente fdt

13 Funzionamento Filtro passa banda Una fdt di questo tipo Ha il seguente andamento

14 Filtro passa banda Lo schema di montaggio del filtro che viene proposto è il seguente: Continuano a valere le espressioni della fo e del Q precedenti (con C3=C4=C) solo che al posto di R1 ora cè il partitore composto da Ra e Rb. Esse possono essere variate in modo tale da consentire una regolazione fine del guadagno.

15 Rivelatore di inviluppo Il segnale sinusoidale alluscita del filtro va ora convertito in un segnale continuo con un rivelatore di inviluppo. Lo schema del rivelatore è il seguente: La costante di tempo τ=RC va scelta in modo tale da avere una scarica del condensatore molto più lenta del segnale in ingresso. Il segnale ottenuto è linviluppo del segnale modulante che dipende dallassorbimento dellemoglobina e della ossiemoglobina.


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