指甲式血氧儀是一種使用紅外技術測量血液氧氣濃的儀器，英銳恩提供的家用型指甲式血氧儀方案采用RS2105模擬開關，能夠在無創(chuàng)的基礎上準確快速地測量人體血氧飽和度（SpO2），以及心率。

一、指甲式血氧儀的原理

由于血液中的血紅細胞，其中含氧血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）這兩種血紅蛋白對紅光（660nm）和紅外線（910nm）有不同的吸收能力。還原血紅蛋白（Hb）吸收的紅光較多，紅外線較少。而含氧血紅蛋白（HbO2）則相反，它吸收的紅光較少，紅外線較多。通過在指甲式血氧儀的同一位置設置紅光LED和紅外線LED燈，當光線從手指的一面穿透到另一面，被光敏二極管接收后，可產生對應比例的電壓。經過單片機處理，將輸出結果顯示在液晶顯示屏上。

二、指甲式血氧儀方案框圖

模擬開關RS2105的作用主要是用來切換紅光LED和紅外線LED燈，它們分時復用并且調制有一定的頻率。這就需要一顆運放芯片（比如RS321）配合單片機內部的DAC產生恒流輸出的信號，因為若要LED燈恒流工作以獲得比較穩(wěn)定的波長，其發(fā)射電流通常需要達到幾十毫安，所以要求模擬開關的導通電阻應≤1Ω，本方案使用的RS2105模擬開關其導通電阻為0.6Ω。

在光敏接收端，運放RS622用于實現光電轉換，這就要求運放的輸入偏置電流Ib是pA級別的，另外運放的帶寬需要5MHz以上以滿足快速反應，低噪聲系列的運放能夠更好的提高系統(tǒng)的分辨率。在電源拓撲上，一種是用兩節(jié)干電池（3V）然后升壓到5V再降壓給系統(tǒng)各電路使用，另外一種帶有鋰電池，可以循環(huán)充電使用，低功耗LDORS3236均適合這兩種拓撲系統(tǒng)。

三、指甲式血氧儀方案芯片詳細參數

低噪聲運放RS622的主要參數如下：

◆寬工作電壓范圍：2.5V~5.5V；
◆低失調電壓：典型值0.7mV，最大值3mV；
◆低溫度漂移：典型值2uV/°C；
◆低輸入偏置電流：1pA；
◆單位增益帶寬：7MHz；
◆靜態(tài)電流：600uA每通道；
◆噪聲系數：11nV/√Hz。

模擬開關RS2105的主要參數如下：

◆寬輸入電壓范圍：1.8V~5.5V；
◆導通電阻值：0.6Ω，最大1Ω；
◆輸出電流持續(xù)：500mA；
◆-3dB帶寬：30MHz；
◆靜態(tài)電流：小于1uA；
◆有MSOP-10，TDFN-3*3-10L封裝可選。

低功耗LDORS3236的主要參數如下：

◆寬輸入電壓范圍：1.7V~7.5V，支持4節(jié)干電池輸入；
◆內部最大輸出限流點：>500mA；
◆超低靜態(tài)電流：20uA；
◆超低壓差：1mV/mA；
◆超高PSRR：70dB@1KHz；
◆輸出電壓精度可選：1%或者2.5%；
◆多種固定輸出電壓可選，有SOT-23，SOT-89-3，SOT-23-5，UTDFN-1*1-4L封裝可選。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的家用指甲式血氧儀方案。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運算放大器和模擬開關。