摘要：设计了一款通过对光电容积脉搏波信号（PPG）处理来实现人体心率计算的硬件系统。采集到脉搏波信号后,首先采用汉明窗倒转式结构FIR滤波器过滤采集信号的噪声,在峰值检测模块中脉搏波信号的收缩峰,并且对脉搏波求一阶导数后检测其舒张峰,之后对两次峰值检测的输出进行计数,分别用其平均值计算心率。在计算结果稳定后,两种方法计算的心率相差在5%左右。信号处理系统的设计在Quartus II上完成,在ModelSim中验证模拟结果。

摘要：为了解决高阶Sigma-Delta模数转换器(ADC)在折叠带附近噪声衰减不足的问题,针对积分梳状(CIC)函数的零点进行分析,采用了一种零点偏移sinc函数(RS)提高了折叠带附近噪声抑制能力。针对设计中高抽取率和低功耗要求,采用RS函数作为Sigma Delta抽取滤波器的第一级,其后级联两级FIR滤波器完成一款抽取率为256的数字抽取器。5阶RS滤波器,降低了折叠带附近的高频噪声折叠到基带的的影响;第二级和第三级采用转置结构FIR滤波器分别进行32和2的抽取,转置结构的FIR滤波器能够实现了高吞吐量数据处理。整体结构基于0.18μm CMOS标准工艺,结合4阶级联结构、4 bit量化sigma delta调制器结构,可以在20 MHz工作频率下获得160 dB以上的动态范围,最终输出数据有效位数(ENOB)达24 bit,功率为15 MW,面积3.9 mm^2。