[发明专利]光感忆阻传感设备以及电子设备

说明书

本公开提供了一种光感忆阻传感设备以及电子设备，其中的光感忆阻传感设备包括：光耦元件、记忆模块和电流控制模块；光耦元件分别与记忆模块的输入端和电流控制模块连接；记忆模块的输入端与输入电压的正极连接，输入电压的负极与光耦元件连接；记忆模块的输出端与电流控制模块连接；光耦元件用于将接收的光能转换为电能并输出至记忆模块的输入端；记忆模块用于对光耦元件的光信息进行累积；电流控制模块用于控制其输入光耦元件的电流；本公开可以同时受压控和光控控制，具有忆阻器的记忆特性和电路特性，能够适应不同的群体；能够利用忆阻器改进现有PPG传感器，使其体积更小，功耗更低，提升穿戴的灵活性。

技术领域

本公开涉及电路技术领域，尤其涉及一种光感忆阻传感设备以及电子设备。

背景技术

光电容积脉搏描记图法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)是一种对血管中血容积的变化进行监测从而获取信号的红外无损检测技术，基于PPG的传感器能够测量心率、血压和血氧饱和度等生理信息，被广泛应用于可穿戴设备的应用场景。由于穿过生物组织的光信号会被不同物质所吸收，被测对象的年龄性别、皮肤状态、动脉硬度等被测对象的个体差异和传感器的佩戴位置都会影响光的传播，继而影响测试结果。现有的解决方案仅为固定传感器参数以适配大众效果的平均范围，在缺乏一个针对特定人群的矫正系数的同时，无法满足调节传感器的需求。因此，提高PPG传感器的可调节性和自适应性，仍将是未来一段时间的研究方向。

忆阻器(Memristor)，即记忆电阻器的简称，是由电荷量和磁通量定义的第四类基本电路元器件。目前，已有多种新兴忆阻器可作为传感器使用，其中包括一种电控同时光信号作为额外控制端子输入的忆阻器。电控和光控结合的忆阻传感器，兼具可编程性和光学特性，能够承担感光传感的功能需求，并解决传感器参数固定的限制，其高速度、低功耗、小体积的优势更是符合可穿戴设备便携化、轻量化的发展趋势，是研究生理信号传感器的有效突破口。上述光感忆阻传感设备的硬件设备目前已有存在，但其材料尚未商业化，无法在市场上购得，个人无法实现也无有等效电路模型的存在。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种光感忆阻传感设备以及电子设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种光感忆阻传感设备，包括：光耦元件、记忆模块和电流控制模块；所述光耦元件分别与所述记忆模块的输入端和所述电流控制模块连接；所述记忆模块的输入端与输入电压的正极连接，所述输入电压的负极与所述光耦元件连接；所述记忆模块的输出端与所述电流控制模块连接；所述光耦元件用于将接收的光能转换为电能并输出至所述记忆模块的输入端；所述记忆模块用于对所述光耦元件的光信息进行累积；所述电流控制模块用于控制其输入所述光耦元件的电流。

可选地，所述记忆模块包括：第一电阻、跨导运算放大器、第一电感和第二电阻；所述跨导运算放大器的第一输入端与所述正极连接；第二输入端的第二输入端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端接地；所述第一电阻的第一端与所述光耦元件连接，所述第一电阻的第二端与所述跨导运算放大器的第一输入端连接；所述跨导运算放大器的第一输出端与所述电流控制模块连接；所述第二电阻的第一端与所述跨导运算放大器的第二输出端连接，所述第二电阻的第二端接地。

可选地，所述第一电感用于生成第一电流，所述第一电流与所述输入电压的积分成正比；所述第二电阻用于进行电流跟随，加载在所述第二电阻上的第二电流与所述输入电压的积分成正比，并且所述第二电流与所述第一电流相同。