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本文是主題為“用于生物計量可穿戴設(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）來測量心率及其他生物計量指標。PPG是一種將光照進皮膚并測量因血液流動而產(chǎn)生的光散射的方法。該方法非常簡單，光學(xué)心率傳感器基于以下工作原理：當血流動力發(fā)生變化時，例如血脈搏率（心率）或血容積（心輸出量）發(fā)生變化時，進入人體的光會發(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)與運行
光學(xué)心率傳感器使用四個主要技術(shù)元件來測量心率：
光發(fā)射器 - 通常至少由兩個光發(fā)射二極管（LED）構(gòu)成，它們會將光波照進皮膚內(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，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于計算可實際應(yīng)用的心率數(shù)據(jù)…
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