PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备技术

本申请提供一种PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备，PPG测试电路包括：发光组件，用于根据驱动信号发射光信号；感光组件，包括并联的第一光电传感器和第二光电传感器，其中，所述第一光电传感器用于采集环境光和所述光信号并输出第一光电流信号，所述第二光电传感器用于采集所述环境光和光信号并输出所述第二光电流信号，第一光电传感器和第二光电传感器分别采集的光信号的光通量不同；模拟前端处理组件，分别与所述发光组件、第一光电传感器和第二光电传感器连接，用于向所述发光组件发送所述驱动信号，并根据接收的所述第一光电流信号和第二光电流信号做差分处理分析以获取PPG测试结果，PPG测试电路的功耗低、成本低且测试精度和准确度高。精度和准确度高。精度和准确度高。

【技术实现步骤摘要】
PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备


[0001]本申请涉及电子设备，特别是涉及一种PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备。

技术介绍

[0002]可穿戴电子设备可通过设置PPG(光电容积脉搏波标记法，Photo Plethysmo Graphy)传感模组，并基于PPG技术来测量心率、血氧饱和度等生命体征信号。PPG是利用光电容积描记技术进行人体运动心率、血氧饱和度等生命体征信号检测的方法。在进行PPG测量时，PPG传感模组不仅收到来自发光组件的光线、而且会接收到来自环境光(如太阳光、日光灯、白炽灯等光线)，这些环境光会影响到PPG的测量。
[0003]一般，为了消除环境光一是在PPG传感模组上镀上去除红外光线的薄膜，但是其成本高且测试范围小；而是或使用输入范围较大的测量电路，分时采集环境光，然后在数字域减去环境光，其功耗大。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备，可以降低功耗、节约成本，提高测试精度和准确度。
[0005]一种发光组件，包括：
[0006]发光组件，用于根据驱动信号发射光信号；
[0007]感光组件，包括并联的第一光电传感器和第二光电传感器，其中所述第一光电传感器用于采集环境光和所述光信号并输出第一光电流信号，所述第二光电传感器用于采集所述环境光和所述光信号并输出所述第二光电流信号，其中，所述第一光电传感器和第二光电传感器分别采集的所述光信号的光通量不同；
[0008]模拟前端处理组件，分别与所述发光组件、第一光电传感器和第二光电传感器连接，用于向所述发光组件发送所述驱动信号，并根据接收的所述第一光电流信号和第二光电流信号做差分处理分析以获取PPG测试结果。
[0009]一种PPG测试方法，包括：
[0010]驱动发光组件发射光信号；
[0011]控制第一光电传感器采集环境光和所述光信号并输出第一光电流信号，控制第二光电传感器采集所述环境光和所述光信号并输出所述第二光电流信号，其中，所述第一光电传感器与所述第二光电传感器并联，其中，所述第一光电传感器和第二光电传感器分别采集的所述光信号的光通量不同；
[0012]根据接收的所述第一光电流信号和第二光电流信号做差分处理分析以获取PPG测试结果。
[0013]一种可穿戴电子设备，包括：
[0014]壳体，包括外露的感光检测面；
[0015]如上述的PPG测试电路，其中，所述发光组件和所述感光组件均设置在所述感光面
上，所述模拟前端处理组件设置在所述壳体内。
[0016]上述PPG测试电路和方法、可穿戴电子设备，第一光电传感器和第二光电传感器分别采集的所述光信号的光通量不同，且通过将第一光电传感器和第二光电传感器并联，其模拟前端处理组件可对第一光电传感器输出的第一光电流信号和第二光电传感器输出的第二光电流信号做差分处理，以抵消环境光所产生的光电流信号。由于在模拟前端处理组件的输入端抑制了环境光，PPG测试电路不需要通过控制关闭或打开发光组件来分时采集环境光，然后在数字域进行环境光进行消除，可以使用较小的动态范围，有利于降低功耗。同时，还可以避免使用通过在感光组件表面镀膜以消除环境光的影响，其节约了成本，扩大了测试范围、提高了测试精度和准确度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为一个实施例中PPG测试电路的结构框图；
[0019]图2为一个实施例中PPG测试电路的结构框图；
[0020]图3为一个实施例中PPG测试电路的光线走向图；
[0021]图4为一个实施例中PPG测试电路的光线走向图；
[0022]图5为一个实施例中PPG测试电路的结构框图；
[0023]图6为一个实施例中PPG测试电路的光线走向图；
[0024]图7为一个实施例中PPG测试方法的流程图；
[0025]图8为一个实施例中PPG测试方法的流程图。
具体实施方式
[0026]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0027]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一光电传感器称为第二光电传感器，且类似地，可将第二光电传感器称为第一光电传感器。第一光电传感器和第二光电传感器两者都是光电传感器，但其不是同一光电传感器。需要说明的是，本申请中的“多个”包括两个或两个以上。
[0028]本申请实施例提供一种PPG测试电路，该PPG测试电路可用于可穿戴电子设备中。其中，可穿戴电子设备可包括手环、电子表、眼罩、计步器、耳机等可穿戴的电子设备。
[0029]PPG(Photo Plethysmo Graphy，光电容积脉搏波标记法)是利用光电容积描记技术进行人体运动心率、血氧饱和度等生命体征信号检测的方法。PPG检测技术从PPG传感器布局开看主要分为两种：一种是透射式检测技术，例如，可根据透射光强度的不同，描记出
血管容积在心动周期内的变化，并从得到心率、血氧饱和度等；一种是反射式检测技术，例如，可根据反射光强度的不同，描记出血管容积在心动周期内的变化，并从得到心率、血氧饱和度等生命体征信号。将本申请中提供的PPG测试电路结合到可穿戴电子设备上，用户可以随时随地方便地检测心率和血氧饱和度等，例如，用户仅通过指尖触碰即可检测心率和血氧饱和度等，从而不仅丰富了可穿戴电子设备的功能，而且极大地满足了用户的健康需求。
[0030]如图1所示，在其中一个实施例中，PPG测试电路包括发光组件110、感光组件120和模拟前端处理组件130。其中，模拟前端处理组件130分别与发光组件110、感光组件120连接。
[0031]在其中一个实施例中，发光组件110可以根据模拟前端处理组件130发送的驱动信号发射光信号。具体的，发光组件110可包括一个或多个发光单元。每个发光单元可包括一个或多个发光二极管。具体的，该发光二极管可以为红光发光二极管(RED LED)、红外光发光二极管(IR LED)。例如，发光单元可同时包括红光发光二极管以及红外光发光二极管，发光单元可单独包括红光发光二极管或红外光发光二极管。
[0032]在其中一个实施例中，感光组件120包括并联的第一光电传感器PD1和第二光电传感器PD2。所述第一光电传感器PD1和所述第二光电传感器PD2工作于零偏置状态，也即，第一光电传感器P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PPG测试电路，其特征在于，包括：发光组件，用于根据驱动信号发射光信号；感光组件，包括并联的第一光电传感器和第二光电传感器，其中，所述第一光电传感器用于采集环境光和所述光信号并输出第一光电流信号，所述第二光电传感器用于采集所述环境光和所述光信号并输出所述第二光电流信号，其中，所述第一光电传感器和第二光电传感器分别采集的所述光信号的光通量不同；模拟前端处理组件，分别与所述发光组件、第一光电传感器和第二光电传感器连接，用于向所述发光组件发送所述驱动信号，并根据接收的所述第一光电流信号和所述第二光电流信号做差分处理分析以获取PPG测试结果。2.根据权利要求1所述的PPG测试电路，其特征在于，所述模拟前端处理组件包括：跨导放大器模块，所述跨导放大器模块的负向输入端分别与所述第一光电传感器的阴极、所述第二光电传感器的阳极连接，所述跨导放大器模块的正向输入端分别与所述第一光电传感器的阳极、所述第二光电传感器的阴极连接，用于接收所述第一光电流信号和第二光电流信号，并对所述第一光电流信号和第二光电流信号做差分处理以输出差分电压；驱动处理模块，分别与所述跨导放大器模块的输出端、发光组件连接，用于输出所述驱动信号驱动所述发光组件发光，还用于根据所述差分电压获取所述PPG测试结果。3.根据权利要求2所述的PPG测试电路，其特征在于，所述跨导放大器模块包括跨导放大器、第一跨导电阻和第二跨导电阻，所述跨导放大器的负向输入端作为所述跨导放大器模块的负向输入端，所述跨导放大器的正向输入端作为所述跨导放大器模块的正向输入端，所述跨导放大器的输出端作为所述跨导放大器模块的输出端；其中，所述第一跨导电阻分别与所述跨导放大器的负向输入端、输出端连接，所述第二跨导电阻分别与所述跨导放大器的正向输入端、输出端连接。4.根据权利要求2所述的PPG测试电路，其特征在于，所述驱动处理模块包括依次串联的驱动单元、时序控制单元和控制器，所述控制器用于对所述时序控制单元进行PPG时序设置，所述驱动单元用于根据所述PPG时序驱动所述发光组件按照预设周期发射和关闭所述光信号。5.根据权利要求1所述的PPG测试电路，其特征在于，当所述发光组件关闭所述光信号时，所述第一光电传感器用于采集所述环境光信号，并输出第三光电流信号，所述第二光电传感器用于采集所述环境光信号，并输出第四光电流信号；所述模拟前端处理组件还用于根据接收的所述第三光电流信号、所述第四光电流信号对所述PPG测试结果进行校正。6.根据权利要求1-5任一项所述的PPG测试电路，其特征在于，所述第一光电传感器、第二光电传感器分别与所述发光组件的距离不同。7.根据权利要求6所述的PPG测试电路，其特征在于，所述发光组件包括第一发光单元，其中，所述第一发光单元、第一光电传感器、第二光电传感器呈阵列设置并构成第一采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩福，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：