心率采集电路运放处理与仿真电路设计

两年前设计了一个心率电路，人的心率频率一般在0.6~4HZ，心率采集电路是微弱型号，对市电50HZ等干扰是十分敏感，所以硬件需要设计滤波器，设计带宽在0.6~4HZ之间。

以下是运放处理与仿真电路：

偏压电路： U4产生1.65V的偏压电路，保证放大最优点。C7和C8作为偏压滤波，保证电压稳定。

第一级放大：C1和R3组成一阶高通滤波，滤除直流偏置。C2，R1和R4组成一阶低通滤波与放大功能，调整放大倍数可以适当调节R4。

第一级输出包含一阶带通并放大功能，AC SWEEP仿真图如下：

第二级放大：R2，C3，C4和R5组成一阶带通滤波，对第一级放大处理。C5，R6和R7组成一阶低通滤波与放大功能，调整放大倍数可以适当调节R7。

第一级输出包含二阶高通，三阶低通并放大功能，AC SWEEP仿真图如下：

可以看出在0.6~4HZ内有较好增益，在50HZ已经衰减很大。这里可以直接利用ADC直接采集并进行数字信号处理，当时没有采用ADC采集（软件算法做好较困难）而是用滞回比较器输出方波。

滞回比较器：R10和C6产生相位延时，使输入信号叠加正反馈信号和延时信号比较。

假设输入一个偏置电压1V，VPP 500uV，频率1.2HZ的信号，分别测量二级放大输出、经过相位延时的输出和滞回比较器的输出，瞬态仿真如下图：

采用普通的IO检测或者中断计数就可以得出人体心率。