2.2 系统设计原则

    脉搏信号的分析系统由硬件检测，上位机软件分析两个部分组成，在设计和研发过程中要遵守以下的原则。

（1） 安全性原则

    脉搏信号检测系统是一款直接与人体接触的医疗设备，应该把人身安全作为设计的首要目标。

（2） 准确性原则

     电路设计系统后期分析诊断的准确性在于所提取脉搏信号的完整性。脉搏信号的缺点是它很容易受到外界的干扰，所以在电路系统的设计中要采取所有措施避免确保信号不失真。

（3） 可靠性原则

     医用系统要确保能够保持一段时间稳定可靠的运行。

（4） 易用性原则

    考虑到此脉搏电路设计主要面对的用户是家庭，主要用来监测早期的动脉硬化等病症，有于很多的用户对电子产品，计算机的操作不熟悉，因此系统的最基本要求是易学和易用。

（5） 方便性升级

    设计系统的主要功能是希望所检测到的脉搏信号进行动脉硬化程度的识别，需要不断进行改进来提高识别的准确率，因此设计必须考虑系统功能的升级性。

2.3 系统原理框图

图2-1 系统的原理框图

系统的原理框图如图2-1所示。系统主要由脉搏信号调理模块、A/D采样电路、单片机、显示模块、通信接口电路；脉搏信号和智能处理模块等部分组成。脉搏信号调理模块分别由信号放大、滤波和电压提升电路等三个部分组成；经过调理后的信号由12位A/D转换器MAX1240取样到AT89S52单片机；电源系统是各功能模块提供所需要的直流电压；脉搏信号的智能分析软件是在上位机中运行的。文献综述

2.3.1 脉搏信号的提取

    设计所选取的脉搏传感器是华科电子生产的HK2000B型压电脉搏传感器，如图2-2所示。HK2000B型脉搏传感器采用高度集成化工艺将力敏原件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿原件、感温原件、简单信号调理电路集成在传感器内，其输出信号为模拟信号。

HK2000B型传感器其具体出厂技术指标如下：

（1）电源电压：DC5～6V

（2）压力量程：-50～+300mmHg

（3）灵敏度：2000Uv/mmHg

（4）灵敏度温度系数：1*10/c

（5）精度：0.5%

（6）重复性：0.5%

（7）迟滞：0.5%

图2-2 HK2000B型脉搏传感器 

2.4 信号调理电路设计

2.4.1 设计要求

    脉搏传感器提取的脉压信号有幅值小、频率低、随机性强、易受干扰的特性，所以选择硬件电路时，须从增益、频率响应、共模抑制比、噪声和漂移等方面综合考虑。

1．增益

    由于HK2000B型压电脉搏传感器的输出范围大约为-0.2～0.8V,为了提高AD采样后信号的分辨率，需对信号进行适当的放大。根据所选择的A/D转换器的输入参考电压范围为0～3.3V,所以脉搏信号放大器的放大倍数应在10倍内可调范围。

2．频率响应

    人体脉搏信号的频谱范围为1～20Hz,脉搏信号调理电路在此频率范围内需要不失真地放大所检测到的脉搏信号，为了减少不需要的带外噪声，用高通，低通滤波器来压缩通频带，这样，经过脉搏信号调理电路的脉搏信号才具有可靠的诊断价值。