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本文是主題為“用于生物計(jì)量可穿戴設(shè)備的光學(xué)心率傳感器”三篇系列文章的第一篇。本篇著重介紹這些傳感器系統(tǒng)的工作原理和通過它們可以測(cè)量什么。
大部分可穿戴設(shè)備采用光電容積脈搏波描記法（PPG）來測(cè)量心率及其他生物計(jì)量指標(biāo)。PPG是一種將光照進(jìn)皮膚并測(cè)量因血液流動(dòng)而產(chǎn)生的光散射的方法。該方法非常簡(jiǎn)單，光學(xué)心率傳感器基于以下工作原理：當(dāng)血流動(dòng)力發(fā)生變化時(shí)，例如血脈搏率（心率）或血容積（心輸出量）發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)入人體的光會(huì)發(fā)生可預(yù)見的散射。下圖1介紹了光學(xué)心率傳感器的主要元件和基本工作原理。
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圖 1：光學(xué)心率傳感器的基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行
光學(xué)心率傳感器使用四個(gè)主要技術(shù)元件來測(cè)量心率：
光發(fā)射器 - 通常至少由兩個(gè)光發(fā)射二極管（LED）構(gòu)成，它們會(huì)將光波照進(jìn)皮膚內(nèi)部。
光電二極管和模擬前端（AFE） - 這些元件捕獲穿戴者折射的光，并將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)用于計(jì)算可實(shí)際應(yīng)用的心率數(shù)據(jù)…
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