本文介绍的电子脉搏仪是从手指上取出“指脉”信号,使用起来十分方便。当手指前端受到轻微的裹压以后,可以感觉到手指前端在血压的作用下有一涨一涨的感觉,将这个信号用传感器提取出来,转变为电信号,再以声和光的形式显示出来,就可以知道脉搏跳动的情况了。
为了便于经常携带及制做,本机只用了一块CMOS集成电路和一只三极管。静态电流只有10~20微安,耗电极少,所以整机只使用了两块AG10型钮扣电池。
工作原理
见图1,整个电路由4个CMOS与非门组成了放大、整形与振荡电路。前端用压电陶瓷片做的传感器,将手指上的脉动压力信号转变为电信号。

1.放大电路:由于传感器送来的电信号极其微弱,必须采用高输入阻抗的放大电路。CMOS反相器如果当做模拟器件应用,只要加上适当的线性偏置,就是一个性能不错的高阻抗放大器,如图1。用一个电阻R\(_{f}\)将反相器1的输入端和输出端连接起来,就构成了带负反馈的放大器。电容C1的作用是将高频短路,以阻止产生自激振荡。
2.整形电路:第二级用反相器2做为整形器。这级工作在开关状态,如门1的输出电平高于门2的开启电平,门2输出低电平;如低于门2的开启电平,门2便输出高电平。由于第一级放大电路的反馈电阻R\(_{f}\)的值选取得当,使门1的输出刚刚超过门2的开启电平。一旦传感器有了微弱的信号输出,经过门1的放大,门2整形后输出高电平。门2在静态时输出低电平。
3.音响及发光管驱动电路:门3和门4组成了一个受控多谐振荡器。当门2输出高电平时,振荡器起振。调整电阻R\(_{1}\)、R2和电容C\(_{2}\),即可改变振荡频率。同时,门3驱动压电陶瓷片发出音响,门4接晶体管BG驱动发光二极管发光。
制作及元件选择
本仪器除了电路部分外,传感器制做的好坏将直接影响仪器的灵敏度,所以传感器的制作是很重要的一环。如图2(a)所示,压电陶瓷片有陶瓷的一面焊在铜环这边(在圆周上均匀焊三个点),用一根细屏蔽线作引出线(从铜环边上缺口处穿入),芯线焊在陶瓷面上,屏蔽外皮焊在铜环上。再将铜片焊在铜环的下面,焊好后如图2(b)所示。最后再根据普通人手指的粗细,截取一段金属手表带与传感器连在一起,围成一圈,以便使用时套在手指上,见图2(c)。传感器所用压电陶瓷片的型号为HTD—20,但选用压电陶瓷片应注意下面要求:将陶瓷面镀银层接示波器Y轴输入端,金属基片接地端,用手触压金属基片一面,观察镀银的一面输出应是正向脉冲的才能使用。

本电路所用集成电路为CD4011,也可用MC14011或C036。如果用六反向器CD4069或C033,可按图3组装,所不同之处是门2和门3之间用了一只二极管作控制器件,当门2输出高电平,二极管不导通,因而门3、4振荡;当门2输出低电平,门3输入端也被钳位于低电平,因而门3、4停振。三极管的β值为50~100。发音用的压电陶瓷片为HTD-27A。图4为1∶1印制板图,所有元件均爬焊在敷铜面。


使用方法
本仪器不带电源开关,使用时先用手指触动传感器,仪器便会发出“叽,叽”的声音,发光管发出红光,便说明仪器工作正常。将传感器按照图2(c)的方式戴在手指上稍感压迫为宜,静等片刻(因为手指受压后血流需稍候一会儿才能重新涌入手指),仪器便会随着脉搏的跳动发出声音和显示红光。(周建平)