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在全球飽受新冠肺炎疫情肆虐的今天，醫(yī)療設(shè)備獲得了前所未有的關(guān)注，其中與之相關(guān)的血氧監(jiān)測設(shè)備更是比以往任何時候都要重要。在醫(yī)學(xué)上，血氧水平是一個人身體素質(zhì)的反映，而且血氧飽和度(SpO2)可以反映血液循環(huán)系統(tǒng)以及呼吸循環(huán)系統(tǒng)的重要參數(shù),能夠判斷人體是否健康或者周圍環(huán)境是否缺氧的重要指標。因此，血氧監(jiān)測設(shè)備可以在這場無硝煙的戰(zhàn)場中起到迅速警示的作用。

要知道，如今我們之所以能夠?qū)崟r且精準監(jiān)測出血氧飽和度，就不得不提到“現(xiàn)代血氧測量技術(shù)之父”青柳卓雄(Takuo Aoyagi)發(fā)明的脈搏血氧儀。因為如果按照傳統(tǒng)的血氧飽和度測量方法，首先是需要進行人體采血，再利用專業(yè)的血氣分析儀分析并測出結(jié)果，但這樣操作，最終的結(jié)果報告往往還需要等上個20-30分鐘，延遲時間的增長，會很容易給醫(yī)護人員造成決策上的失誤，而如今的脈搏血氧儀卻能輕便、準確、無需抽血式檢測出人體血氧飽和度，大大提高了治療效率。

另外，脈搏血氧儀不僅在新冠肺炎的治療中起到重要作用，而且漸漸成為了普通家庭日常重要生理監(jiān)測的手段之一，能夠幫助我們更全面的了解自己的健康狀況。因此，近期《半導(dǎo)體器件應(yīng)用》雜志便對一款來自魚躍醫(yī)療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀YX303進行拆機圖解，為大家?guī)憩F(xiàn)代生活血氧儀對我們來說不可或缺方面有哪些?

血氧儀測量原理

其工作原理是采用光電血氧檢測技術(shù)結(jié)合容積脈搏描記技術(shù)，用兩束不同波長的光通過透射指夾式傳感器，照射人體指端而由光敏逐漸獲取測量信號，所獲取信息經(jīng)電子電路和微處理器處理后由顯示屏顯示所測結(jié)果。

魚躍醫(yī)療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀 YX303產(chǎn)品外觀

長方形包裝盒以簡白為底色，右側(cè)位置印有血氧儀的外觀圖

魚躍醫(yī)療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀 YX303產(chǎn)品基本信息

拆開包裝盒可得說明書、合格證以及產(chǎn)品血氧儀YX303

產(chǎn)品YX303，尺寸58x32x34毫米，重量54g(包括電池)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計與注塑工藝來看，它似乎與其他公司出售的產(chǎn)品沒有太大區(qū)別，屬于傳統(tǒng)的上下殼體一體化設(shè)計，利用扣位、定位柱及彈性鋼圈等部件連接上下殼。

首先在進行該款血氧儀拆解之前，簡單科普一下關(guān)于血氧儀的常識，例如血氧飽和度通常應(yīng)該要在95%以上才是人體的正常水平，當血液中血氧的濃度處于較低水平時，便會影響心臟和大腦等正常工作。另外，很多臨床疾病也會造成氧供給的缺乏，這將直接影響細胞的正常新陳代謝，嚴重的還會威脅人的生命，所以血氧飽和度實時監(jiān)測在臨床救護中非常重要。

使用時需要將血氧儀打開(可以擠壓設(shè)備的頂部)，然后手指插入橡膠孔道(手指要充分插入)再單擊面板開關(guān)按鈕，便可從顯示屏讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。

紅框位置為LED對管，屬于無創(chuàng)探測技術(shù)，上方為紅外光發(fā)射管、下方為紅外光接收管。另外，該款產(chǎn)品使用的材質(zhì)還算不錯，據(jù)介紹，其將硅膠的柔軟特性與人體工程學(xué)相結(jié)合，因此貼合性會更好，佩戴更舒暢。

在剛放入手指時，可以看到測量下方的脈搏波形是比較混亂的，大約在3、4秒后波形變?yōu)檎２⑶议_始顯示血氧值(左邊)和測量脈率(右邊)。

魚躍醫(yī)療(yuwell)指夾式脈搏血氧儀 YX303拆解

在顯示屏背面是電池蓋，然后輕輕推開便可得到兩節(jié)7號橫店東磁堿性電池 1.5V

接著稍微用力打開頂部外殼，清楚可見OLED顯示屏以及PCB板的序列號

隨后再稍微用力拆開卡扣，上下分離，便可取出PCB板，為了保證后續(xù)復(fù)原，連線并沒有動，特寫一下PCB板正面;

紅色箭頭：貼片電感器4R7、單位4.7微亨。特點:1、表面貼裝高功率電感。2、具有小型化，高品質(zhì)，高能量儲存和低電阻之特性。

黑色箭頭：芯片絲印代碼YJ33、型號為SGM2019-3.3YC5G/TR、廠商為圣邦微(SGMICRO)。特點：1、低功耗，低噪聲，低壓差、電壓低、熱過載保護。2、- 40℃to + 85℃操作溫度范圍。3、輸出電壓的預(yù)定電壓范圍在1.2V至5.0V。

應(yīng)用

蜂窩電話

調(diào)制解調(diào)器

便攜式和電池供電設(shè)備

PCB板背面

因為上一步進行了分離卡扣步驟，所以只需輕松反面便可一睹PCB背部真容

紅圈位置為：紅外光傳感器。由于缺乏標識，具體型號未知

因為有異物阻擋，使得主控芯片部分不能完整呈現(xiàn)，但依然能知主控芯片是采用意法半導(dǎo)體的STM32F051C8T6系列，芯片采用ARM Cortex-M0內(nèi)核，主頻(MHz)可以運行為48，內(nèi)部集成FLASH (KB)為64，RAM (KB)為8，同時集成10個獨立的12位ADC通道，工作電壓為2-3.6，可以大大延長電池使用壽命，因此非常適合便攜式產(chǎn)品應(yīng)用。

STM32F051X系列特點：1、可在-40至+85℃和-40至+105℃溫度范圍。2、范圍從2.0到3.6V電源，全面的省電模式，允許設(shè)計低功耗應(yīng)用。3、包括四個不同封裝的器件，從32引腳到64針，可根據(jù)所選擇的設(shè)備對應(yīng)不同的外設(shè)組。

此外，通過主控芯片的控制，采用醫(yī)療專用的光電手指夾，運用朗伯比爾定律將血液特征變化映射的不同變化數(shù)據(jù)檢測出來傳送給單片機;并且由于人體指尖血液特征信號比較微小，干擾也比較多。所以要用到前置放大電路，濾波電路，二級放大電路。

下面接著來看看其他芯片方面，紅框位置為潤石(RUNIC)的模擬開關(guān)RS 2105，它是一款雙、低通阻，單極雙擲(SPDT)模擬開關(guān)，設(shè)計操作從1.8V到5.5V，能夠同時處理模擬和數(shù)字信號，具有快速開關(guān)速度(50ns)和低的導(dǎo)通電阻((0.6ΩtYP)的特點。

應(yīng)用

可穿戴設(shè)備

電池滲透設(shè)備

便攜式計算機

潤石(RUNIC)模擬開關(guān)RS 2105電氣特性：

黃框位置為圣邦微(SGMICRO)的低噪音、低電壓和低功率運算放大器SGM 8634，該器件具有6MHZ高增益帶寬乘積，3.7V/μs的旋轉(zhuǎn)速率和5V的470μA/放大器的靜態(tài)電流，為了能在低壓和低噪聲系統(tǒng)中提供最佳性能，它還提供了鐵路對鐵路輸出擺動成為沉重的負荷。輸入共模電壓范圍包括接地，最大輸入偏置電壓為3.5mV。操作范圍為2.5V~5.5V。

應(yīng)用

傳感器

音頻

設(shè)備

圣邦微SGM 8634詳細規(guī)格參數(shù)以及應(yīng)用電路圖

白框位置為S8050三極管，類型：NPN。是半導(dǎo)體基本元器件之一，主要作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號，也用作無觸點開關(guān)，是電子電路的核心元件。

而藍框位置為圣邦微芯片絲印YJ33、型號為SGM2019-3.3YC5G/TR，正反面各有一個。

另外，在晶振方面，則是采用了深圳市星通時頻電子的無源插件晶體諧振器8.000MHZ HC-49US，其具備具備高精度、低抖動、低功耗優(yōu)勢。

特點：1、額定頻率范圍：3.2Mhz~100Mhz。2、外部尺寸規(guī)格：11.05*4.65*3.38 MAX。3、諧波次數(shù)：基頻、三次泛音。

應(yīng)用

機頂盒

遠程控制設(shè)備

調(diào)制解調(diào)器設(shè)備

全部拆解完畢

半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)總結(jié)

半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)通過拆解了解到，由于在電路主控板模塊采用了成熟可靠的意法半導(dǎo)體(ST)STM32F0系列、低功耗的潤石(RUNIC)模擬開關(guān)RS 2105系列、高性能的圣邦微(SGMICRO)運算放大器SGM 8634系列以及其他重要元器件，所以能夠“完美兼顧”功耗和實時處理性能、并且得益于功能強大的低功耗芯片組，可以無延遲計算出人體健康數(shù)據(jù)，更加具備高靈活性，同時實現(xiàn)了節(jié)能省電和更長的電池使用壽命。另外，在PCB板電路設(shè)計方面層次分明，布局較有條理，有貼片元件以及上下皆有一顆芯片絲印，保證了內(nèi)部穩(wěn)定性、抗干擾性和散熱性能。

值得一提的是，在這個以預(yù)防為主的現(xiàn)代醫(yī)療體系中，用于監(jiān)測人體重要生理參數(shù)的穿戴式醫(yī)療設(shè)備愈加占據(jù)重要地位。這款血氧儀設(shè)備體積小，佩戴舒適且可以連續(xù)準確的提供關(guān)鍵健康數(shù)據(jù)，例如隨時隨地更新并檢測血氧和脈搏的數(shù)據(jù)，而且該款血氧儀可以說集齊了醫(yī)學(xué)功能的集成電路、現(xiàn)代信息科學(xué)等學(xué)科元素，對于發(fā)展電子設(shè)備多功能化、多場景化有著重要的意義。

雖然目前血氧儀飽和度并不能明確提醒是否感染了新冠病毒，但它確實是一個我們平時應(yīng)該關(guān)注健康的重要指標，以日常身體鍛煉為例，血氧飽和度就可以作為評估運動后是否對身體造成負荷的參考。另外，心血管疾病是我國人群死亡率較高的原因之一，而且現(xiàn)在越來越呈現(xiàn)年輕化發(fā)病的趨勢，因此，如今除了便攜式血氧儀，其他能具備監(jiān)測血氧飽和度數(shù)據(jù)功能的設(shè)備也是不錯的選擇。