1.一種生物電與抬高電平的正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,所述單路采集裝置包括:微處理器和至少2種發(fā)光二極管,所述單路采集裝置還包括:低頻生物電信號檢測電路、加法運(yùn)算電路以及單路模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其特征在于,
所述微處理器輸出不同頻率的抬高預(yù)設(shè)電平的正交方波,抬高預(yù)設(shè)電平的正交方波驅(qū)動至少2種發(fā)光二極管,發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)被測手指后被光敏器件接收,所述光敏器件轉(zhuǎn)換成電流信號,電流信號經(jīng)電流/電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)幅值電壓信號;
在光敏器件采集光電信號的過程中,噪聲水平?jīng)]有發(fā)生變化,但作為驅(qū)動的正交方波信號由于抬高了預(yù)設(shè)電平,在正交方波信號的低電平部分,正交方波信號相較于噪聲改善明顯,從而提高了在正交方波信號低電平段,光敏器件獲取到光電信號的信噪比,進(jìn)而提高了輸入到微處理器中的數(shù)字信號的精度;
所述低頻生物電信號檢測電路獲取預(yù)設(shè)幅值生物電信號,所述預(yù)設(shè)幅值電壓信號與所述預(yù)設(shè)幅值生物電信號經(jīng)所述加法運(yùn)算電路相加后得到混合信號,所述混合信號由所述單路模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;
所述微處理器對數(shù)字信號進(jìn)行處理,分離出調(diào)制正交方波信號與低頻生物電信號,并從調(diào)制正交方波信號中解調(diào)出多路PPG信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電與抬高電平正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,作為驅(qū)動的正交方波信號由于抬高了預(yù)設(shè)電平,在正交方波信號的高電平部分,提高了光敏器件獲取到光電信號的信噪比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電與抬高電平正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,預(yù)設(shè)電平的取值為光敏器件采集的光電信號動態(tài)范圍一半以上最佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電與抬高電平正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,所述低頻生物電信號具體為:ECG、EEG、EMG、EGG和EOG中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電與抬高電平正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,所述加法運(yùn)算電路包括:第一電阻和第二電阻,
所述第一電阻的一端接入第一信號源,所述第二電阻的一端接入第二信號源,所述第一電阻的另一端和所述第二電阻的另一端接運(yùn)算放大器的負(fù)極性輸入端;運(yùn)算放大器的正極性輸入端接第四電阻的一端,所述第四電阻的另一端接地;所述運(yùn)算放大器的負(fù)極性輸入端還同時接入第三電阻的一端,所述第三電阻的另一端接運(yùn)算放大器的輸出端,輸出信號電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物電與抬高電平正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,所述加法運(yùn)算電路包括:第一電阻和第二電阻,
所述第一電阻的一端接入第一信號源,所述第二電阻的一端接入第二信號源,所述第一電阻的另一端和所述第二電阻的另一端接運(yùn)算放大器的正極性輸入端;所述運(yùn)算放大器的負(fù)極性輸入端同時接第三電阻和第四電阻的一端;所述第四電阻的另一端接地;所述第三電阻的另一端接運(yùn)算放大器的輸出端,輸出信號電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,所述裝置包括:
混合信號由單路模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入微處理器;
微處理器對數(shù)字信號進(jìn)行低通濾波處理恢復(fù)出低頻生物電信號;微處理器對數(shù)字信號進(jìn)行分離處理得到PPG信號和生物電信號,且PPG信號中的背景光干擾被消除;
分別計(jì)算PPG信號的谷值和峰值;再由PPG信號的谷值和峰值計(jì)算各個波長所對應(yīng)的吸光度差值ΔA,可以得到由吸光度差值ΔA組成的光譜值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正交方波調(diào)制多路信號的單路采集裝置,其特征在于,所述微處理器對數(shù)字信號進(jìn)行分離處理得到PPG信號和生物電信號,且PPG信號中的背景光干擾被消除的步驟具體為:
在頻率為1f的抬高預(yù)設(shè)電平的正交方波的一個周期內(nèi),分別對不同頻率正交方波的每個周期內(nèi)的正、負(fù)半個周期內(nèi)的采樣信號進(jìn)行累加,正半周期累加結(jié)果與負(fù)半周期累加結(jié)果進(jìn)行求差運(yùn)算,以分離出各路不同頻率的正交方波信號。