Costruisci il tuo monitor di frequenza cardiaca, Parte 3 di 4 Hardware Design – National Instruments, variabile

Costruisci il tuo monitor di frequenza cardiaca, Parte 3 di 4 Hardware Design - National Instruments, variabile

Panoramica

Questo articolo è la parte 3 di una parte 4 "Costruisci il tuo cardiofrequenzimetro" serie. Questa sezione copre due considerazioni importanti nella progettazione del circuito hardware utilizzata per acquisire ed elaborare un segnale di frequenza cardiaca. Innanzitutto, il valore ottimale per un resistore shunt nel circuito sarà determinata, e secondo la progettazione di un filtro passa-banda hardware sarà discusso. Il resistore shunt viene utilizzato per misurare la corrente che risulta dalla resistenza variabile del fotoresistore, e filtraggio hardware viene utilizzato per migliorare la chiarezza del segnale di ingresso per rendere l’elaborazione più facile.

Sommario

1. La scelta di un appropriato resistore di shunt

Per determinare il campo di resistenza quando si misura la luce attraverso un dito, un resistore di shunt arbitraria stato scelto, una serie di prove utilizzando volontari con le dita di diversi spessori sono state effettuate, e la tensione osservata varia capi del resistore shunt sono stati registrati. Da questi studi, è stato possibile stabilire un intervallo di resistenza per il fotoresistore per il rilevamento luce attraverso un dito.

2. L’implementazione di un filtro passa-banda

Figura 1: non filtrato frequenza cardiaca Segnale

Un filtro passa-banda può essere utilizzata per rimuovere i componenti del segnale di fuori della gamma 1-3 Hz di interesse.

3. Come fa un passa-banda funziona?

La funzione di un filtro passa-banda è passare frequenze entro un certo intervallo, ed attenuare tutte le altre frequenze. La gamma di frequenze che il filtro passa banda passante è chiamato. Per questa applicazione, un filtro passa-banda con una banda passante da 1 Hz a 3 Hz per consentire al segnale di battito cardiaco a venire attraverso e il resto del rumore del segnale viene respinto.

Figura 2: Le proprietà banda passante desidera pulire un segnale della frequenza cardiaca rumoroso

4. Le decisioni di progettazione

I test sono stati eseguiti utilizzando un filtro passa-banda di 1 ° ordine e un filtro passa-banda di ordine 2 nd. I risultati sono mostrati nella figura 3. Osservando questa figura, è evidente che, mentre il filtro passa-banda 2 ° ordine fornisce un’immagine chiara (a destra), le ampiezze dei picchi del filtro fine 2 ° sono stati attenuati rispetto al filtro passa-banda 1 ° ordine (sinistra). Tuttavia, a causa del filtraggio più aggressiva del filtro ordine 2 nd, i picchi sono ormai abbastanza pulito per essere rilevato in software.

Figura 3: Il filtro passa-banda 1 ° ordine (a sinistra) e il filtro passa-banda 2 ° ordine (a destra)

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