【正文】 PCB主要有一下三種類型：單面板（SingleSided Boards） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線則集中在另一面上（有貼片元件時(shí)和導(dǎo)線為同一面，插件器件再另一面）。綜述國內(nèi)外對未來印制板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展動向的論述基本是一致的，即向高密度，高精度，細(xì)孔徑，細(xì)導(dǎo)線，細(xì)間距，高可靠，多層化，高速傳輸，輕量，薄型方向發(fā)展，在生產(chǎn)上同時(shí)向提高生產(chǎn)率，降低成本，減少污染，適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)方向發(fā)展。印制板從單層發(fā)展到雙面、多層和撓性，并且仍舊保持著各自的發(fā)展趨勢。印制板的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，甚至導(dǎo)致商業(yè)競爭的成敗。幾乎每種電子設(shè)備，小到電子手表、計(jì)算器，打到計(jì)算機(jī)，通訊電子設(shè)備，軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間的電器互連，都要使用印制板。其內(nèi)部原理圖如下所示： 圖353　74LS14內(nèi)部原理圖74LS14的管腳圖如下所示： 圖354　74LS14管腳圖表355　74LS14參數(shù)表推薦工作條件最小額定最大單位電源電壓Vcc5V輸入正向閾值電壓Vrr+V輸入負(fù)向閾值電壓Vrr1V滯后電壓△VtV輸出高電平電流Ioh400uA輸出低電平電流Iol8mAA端為輸入端，Y端為輸出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 為輸入端， 2，4，6，8，10，12 為輸出端。只要施密特觸發(fā)器的vt+和vt設(shè)置得合適，均能收到滿意的整形效果。當(dāng)傳輸線上的電容較大時(shí)，波形的上升沿將明顯變緩；當(dāng)傳輸線較長，而且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時(shí)，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當(dāng)其他脈沖信號通過導(dǎo)線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號時(shí)，信號上將出現(xiàn)附加的噪聲。當(dāng)輸入電壓由低向高增加，到達(dá)V+時(shí)，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓Vi由高變低，到達(dá)V，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現(xiàn)輸出電壓變化滯后的現(xiàn)象，可以看出對于要求一定延遲啟動的電路，它是特別適用的。利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。它是一種閾值開關(guān)電路，具有突變輸入——輸出特性的門電路。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓。整形電路即可實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。二級放大電路是主要放大級，進(jìn)入這一級的信號已經(jīng)經(jīng)過處理，噪聲也已經(jīng)得到有效的濾除，該級的放大倍數(shù)一般較大。 圖342　二級放大后的信號仿真圖放大電路采用多級放大形勢的特點(diǎn)是：信號逐級放大，不集中在某一級。另.由同相比例放大增益公式得：。二級放大電路如圖所示。 　二級放大電路二級放大電路是把信號放大到合適的輸出信號幅度，以供給后續(xù)電路的使用，由于前置放大電路的放大倍數(shù)不高而不會產(chǎn)生波形的失真。使其仍不能對我們的測量造成影響。其截至頻率：上述R、C是供計(jì)算的數(shù)值，實(shí)物數(shù)值R=320K?，[5]。其截止頻率： 由于R、C只是計(jì)算中的數(shù)值，所以實(shí)物中R=8K?。15V差分輸入電壓30V輸入電壓~30V功耗（DIP封裝）550mW功耗（SOP封裝）530mW貯存溫度65~150℃工作環(huán)境溫度0~70℃輸入電流50mA輸出端對地短路電流持續(xù)　　帶通濾波電路如圖所示： 圖334　帶通濾波電路 設(shè)計(jì)時(shí)取電路增益為1，主要是考慮到電路中已有放大電路，濾波電路可以不必在放大信號，使分析簡單。 圖332　LM358管腳圖表333　LM358參數(shù)表參數(shù)名稱數(shù)值電源電壓3~30V或177。~177。LM358是雙運(yùn)放集成電路，封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式，它內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器。一般來說有源濾波電路比無源濾波電路好一些，所以我們用的是二階的有源濾波電路。在模擬電路中，（在低頻區(qū)）和上限頻率fH（在高頻區(qū)），fH與fL之間的頻率范圍稱之為通頻帶，用表示，即：。 圖325　前置放大電路仿真結(jié)果　濾波電路脈搏信號是頻率低但能量相對集中的信號，人體的脈搏頻率非常低，~4Hz，一般情況下為1Hz左右，脈搏信號復(fù)雜且易變，由于人體生理、病理、心理等不同而容易受到影響。 圖324　前置放大電路圖RC1共同組成的低通濾波保證信號能夠通過，ad620內(nèi)部的三運(yùn)放結(jié)構(gòu)能有效的減少共模輸入的干擾。V ；℃低訊號1khz時(shí)低輸入噪聲9nV/Hz由于肌電干擾可能造成前置放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的偏移，甚至截至飽和，所以前置放大器的增益不能太大?；谝陨戏治?，選用的是低功耗、高精度儀表放大器AD620作為前置放大電路的核心元件。 圖31　SC0073的電路連接圖　前置放大電路脈搏信號具有不穩(wěn)定性，非線性和隨機(jī)性的基本特征，屬于微弱的生物電信號。壓電傳感器的工作原理是以某種物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)。目前常用的脈搏傳感器有光電類、壓電類和壓阻類。8）電源電路 按電路要求提供符合要求的直流電源（用學(xué)生電源）。6）定時(shí)器 FPGA中設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)為60S的模塊。4）整形電路 把脈搏信號轉(zhuǎn)換為矩形脈沖。2）放大電路 把傳感器輸出的微弱信號放大。為了使其輕巧便捷，本文設(shè)計(jì)是基于第一種方案。 測量脈搏跳動的固定次數(shù)（比如10次、20次）所要的時(shí)間，然后轉(zhuǎn)換為每分鐘的脈搏數(shù)（需要一個(gè)倍頻電路）[3]。5V或以上范圍的信號。而且脈搏信號的振幅也是比較小的，一般為10uV到50uV的信號。在進(jìn)行有效的處理、顯示或記錄之前，必須把信號放大到采集系統(tǒng)要求的幅值范圍內(nèi)，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須考慮一些因素。利用集成電路實(shí)驗(yàn)室的FPGA開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱，購買一顆脈搏傳感器芯片，設(shè)計(jì)一個(gè)PCB電路，把傳感器輸出的信號通過實(shí)驗(yàn)箱的FPGA和液晶顯示屏顯示出來。脈搏計(jì)是用來測量一個(gè)人心臟跳動次數(shù)的儀器，也是心電圖的主要組成部分。FPGA芯片主要由7部分完成，分別為：可編程輸入輸出單元、基本可編程邏輯單元、完整的時(shí)鐘管理、嵌入塊式RAM、豐富的布線資源、內(nèi)嵌的底層功能單元和內(nèi)嵌專用硬件模塊。FPGA利用小型查找表（161RAM）來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動I/O，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸出輸入模塊IOB和內(nèi)部連線三個(gè)部分。 圖12　SC0073傳感器結(jié)構(gòu)圖　FPGA簡介 FPGA即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。對該傳感器的測試如下：分辨率、靈敏度等指標(biāo)均符合要求，而且得到的脈搏波形與HK2000B獲得質(zhì)量相當(dāng)[2]。 （3）PVDF壓電傳感器： PVDF壓電傳感器由PVDF壓電薄膜構(gòu)成。主要特點(diǎn)是靈敏度高、抗干擾性能強(qiáng)、過載能力大、性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長。通過測試該型號傳感器性能基本滿足條件，但是信號穩(wěn)定性欠佳，尤其是柱狀的結(jié)構(gòu)外形，導(dǎo)致其無法與腕帶方便的配合。 （1）SC0073傳感器： 該傳感器采用壓電復(fù)合材料作為換能元件，信號通過特殊的匹配層傳遞到換能元件上變成電荷量，再經(jīng)傳感器內(nèi)部放大電路轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。目前常見的脈搏采集方法有：心電電位方法、光電方法、壓力傳感器方法、電容傳感器方法和電聲傳感器方法。脈搏傳感器的基本功能就是將切脈壓力和橈動脈搏動壓力這樣一些物理量(非電量)轉(zhuǎn)換成為便于測量的電信號。我們研究脈搏信息的主要任務(wù)就是提取脈搏信號并加以處理，并由此分析、推演出所需要的信息，供醫(yī)生準(zhǔn)確地診斷疾病[1]。表現(xiàn)出同一個(gè)人在不同的時(shí)刻、不同的地點(diǎn)都有不同的脈象，有時(shí)也會不同的疾病表現(xiàn)出相同的脈象。根據(jù)脈搏功率譜能量分析，健康人體脈搏能量絕大多數(shù)分布在15Hz，而病人脈搏在1Hz以下和較高頻段（比如5Hz或10Hz以上）仍有相當(dāng)一部分的能量分布。因此，極易容易受到干擾，這些干擾有來自50Hz的工頻干擾，也有來自于肌體的抖動或精神緊張引起的假象信號等。待解決的問題有：外圍電路的設(shè)計(jì)，PCB的制作，程序的編寫，結(jié)果的顯示。為了將脈搏信號轉(zhuǎn)換為我們需要的信號，我們必須確定計(jì)劃方案，經(jīng)過放大電路、濾波電路、整形電路來得到需要的信號。本設(shè)計(jì)所使用的系統(tǒng)利用壓電陶瓷片將脈博轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理后，在短時(shí)間內(nèi)，測量出人體一分鐘的脈搏數(shù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，便于攜帶。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，脈搏仍然是一個(gè)很重要的關(guān)鍵因素，人體的許多病變在脈搏的都有一定的顯示，所以脈搏測試儀仍然是必須的，基于人口數(shù)的原因，脈搏測試儀的需求量也是非常大的。 鑒于脈診的重要性，人們對于脈搏測量一直非常關(guān)注，早在1860年Vierordt 創(chuàng)建了第一臺杠桿式脈搏描記儀，國內(nèi)20世紀(jì)50年代初朱顏將脈搏儀引用到中醫(yī)脈診的客觀化研究方面。從整體的角度對疾病進(jìn)行綜合分析，顯然循環(huán)系統(tǒng)的信息將占很重要的比重；從整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)來看橈動脈介于大動脈與小動脈之間，由于心臟的舒縮、內(nèi)臟血容量的變化、血管端點(diǎn)阻抗、管道內(nèi)脈波的反射、血液的粘滯性、血管壁的粘彈性等因素使脈象攜帶著有關(guān)心臟運(yùn)動、內(nèi)臟循環(huán)、外周循環(huán)等豐富的心血管系統(tǒng)及整體的動態(tài)信息。脈搏信號可以直接反應(yīng)出患者心臟的部分狀況，我國傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，通過脈診可以了解到患者臟腑氣血的盛衰，可以探測到病因，病位，預(yù)測療效等。而在其中，切，也就是脈診，占有非常重要的地位。然后在進(jìn)行計(jì)數(shù)采集，輸送到LCD液晶顯示屏顯示。脈搏信號是微弱的低頻信號，所以經(jīng)過放大器的放大，來進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理。由于脈搏信號的微弱性和受外界的干擾性，我們在采集的時(shí)候需要進(jìn)行一些處理，以達(dá)到我們需要的脈搏信號。西安郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)成績評定表學(xué)生姓名王秉勛性別男學(xué)號04094094專 業(yè)班 級微電子0903班課題名稱 脈搏顯示電路設(shè)計(jì)課題類型實(shí)際應(yīng)用難度一般畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間——指導(dǎo)教師黃海生(職稱 教授)課題任務(wù)完成情況論文 (千字)； 設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書 (千字)； 圖紙 (張)；其它(含附件)：指導(dǎo)教師意見分項(xiàng)得分：開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分；論文撰寫（規(guī)范） 分； 學(xué)習(xí)態(tài)度 分； 外文翻譯 分指導(dǎo)教師審閱成績：　　　　指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 　 　2013　年　 月　 日評閱教師意見分項(xiàng)得分：選題 分； 開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分；論文撰寫（規(guī)范） 分； 外文翻譯 分評閱成績：　　　 　評閱教師(簽字)：　　　　　　　 　2013 年　 月　 日驗(yàn)收小組意見分項(xiàng)得分：準(zhǔn)備情況 分； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量 分； （操作）回答問題 分驗(yàn)收成績：　　　驗(yàn)收教師(組長)(簽字)：　　　　　　　 　2013 　年　 月　 日答辯小組意見分項(xiàng)得分：準(zhǔn)備情況 分； 陳述情況 分； 回答問題 分； 儀表 分答辯成績： 答辯小組組長(簽字)： 　 2013 年 月 日成績計(jì)算方法(填寫本系實(shí)用比例)指導(dǎo)教師成績 20 (％) 評閱成績 30 (％) 驗(yàn)收成績 30 (％) 答辯成績 20