睡眠监视器

睡眠监视器

条状

A1号

附录A：接口电路-充电还是电压？

当监控来自压电电源的信号时，我们可以选择是测量产生的电荷（Q），还是

电压（V）。这些量通过传感器元件的电容（C）直接相关（如果没有其他连接

通过传感器），使Q=C×V或V=Q/C。

在充电模式设计中，传感器连接到一个网络，该网络的阻抗很低，实际上是一个短路，电路在传感器端子之间保持零伏。在上述A5电路中，不可能将二极管限制直接包括在传感器上，如

传感器保持在零位。如果需要防止大输入瞬态的U1饱和，则限制二极管

可合并在输出端，如下所示。这种布置将允许最大电压摆动

约+/-1.2 V

TE连接传感器///休眠监视器条06/2019第11页

睡眠监视器

条状

#10184000-01号

TE部分

附加说明

本产品是一种低成本的短期解决方案，用于评估压电薄膜对生命体征或睡眠的适用性

监控。显示器条不防潮。暴露在潮湿环境中可能会影响电气性能

传感器的。印刷油墨电极有一层薄薄的保护涂层，但不打算提供完整的电气

绝缘。传感器元件没有电屏蔽，传感器和/或任何与之相连的接口电子元件

可能对射频干扰/电磁干扰和/或静电敏感。长期使用可能需要额外的机械保护。连接或TE不保证任何特定应用的适用性

在电压模式设计中，传感器连接到一个具有非常高阻抗的网络上，实际上是一个开路，并且没有电荷从传感器中移除。

这两种方法都适用于监视来自睡眠监视器条的信号，但是a

充电模式设计：

•在充电模式设计中，传感器本身不构成频率设置组件的一部分

•由于传感器元件有效地短路，因此受低阻抗影响较小

传感器上可能形成的路径（例如湿气）

•在单个运算放大器级内很容易安排信号增益

•电阻的T网络可在反馈外观中使用，以“模拟”一个非常高的电阻值

本说明将简要概述一些概要示意图。在所有情况下，一个既有+ve也有-ve电源的通用运算放大器

假定为轨道。睡眠监视器条的信号输出是全双极的。如果需要单电源轨设计，则

中轨“虚拟接地”可以使用一个简单的电阻分压器，或者使用由另一个运算放大器缓冲的分压器来建立。

电压模式，单位增益缓冲器

这种设计将给出0.1赫兹的较低限制频率（至-3dB），假设运算放大器的输入电阻

远高于R1。FET输入运算放大器的输入R可能为1T欧姆，但其他类型的可能是

显著降低（例如100米）。继续之前必须检查此参数。注意任何低阻抗

穿过传感器的路径将有效地分流R1，从而可能增加下限频率（LLF）。

TE CONNECTIVITY SENSORS///休眠监视器条06/2019第8页

睡眠监视器

条状

A2

A3

电压模式，单位增益缓冲器与输入钳位二极管

在这种配置中，D1和D2将最终输出电压限制在约0.9V p-p（大致为最大值

持续的呼吸信号）。身体运动产生的大瞬变不会导致

运算放大器。但是请注意，一旦二极管开始传导，较小的心跳信号可能会丢失

信号被截断。这里，U1必须有足够高的输入电阻（>>220M），以保持较低的

限制频率为0.1赫兹。

电压模式，逆变放大器（单位增益）

这种结构的优点是运算放大器的输入电阻不影响下限

频率，即使其值低于R1。选择较高的R2值将增加增益，如下所示

例子。

TE CONNECTIVITY SENSORS///休眠监视器条06/2019第9页

睡眠监视器

条状

A4

A5

电压模式，逆变放大器（带增益和限制二极管）

在这里，传感器最初被稍大的电容值（C2）分流，这会减弱开路

信号。这使得呼吸信号在满足限制二极管D1的动作之前有更多的净空

和D2。R1向下调整，以保持0.1hz的相同下限频率，随着输入的增加

C1+C2形成的电容。然后R2提供增益，使最终输出达到（最大）4.5 V p-p。

充电模式，基本结构，“单位增益”

这是最简单的“电荷放大器”设计。传感器“发现”对地完全短路

源电荷流向C2。在这种情况下，R1和C2一起确定电路的下限频率

0.1赫兹。源电容C1在设置LLF时不起任何作用。C1上的电压保持不变

精确到零。U1的输入电阻不影响LLF。在这个例子中，因为C2=C1

输出电压将与传感器在高于

法学博士。为了增加“增益”，我们可以减小C2相对于C1的值，如下例所示。

TE连接传感器///休眠监视器条06/2019第10页

睡眠监视器

条状

A6号

A7号

充电模式，T网络，“信号增益”

在这个例子中，有效的“增益”是3.3X，这意味着输出电压（高于LLF）将大3.3X

比传感器产生的真实开路电压高。R1、R2和R3的组合形成了一个等价物

更高的电阻值。在这种情况下，C2上的有效电阻值由（R1 x R2）/R3给出，并且

等于1g。下限频率为0.07Hz。

充电模式，T网络，“信号增益”，带限制二极管

在电路o中