血氧飽和度（SpO2）是血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白（HbO2）的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白（Hb，hemoglobin）容量的百分比，即血液中血氧的濃度，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。目前光電式血氧檢測主要是兩種，反射式與透射式。

反射式血氧傳感方案

反射式的血氧傳感器如Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）的Si1171生物識(shí)別光學(xué)傳感器，內(nèi)部集成了兩個(gè)LED及PD。IIC數(shù)字接口，如圖1所示：

Si117x 模塊結(jié)合了業(yè)內(nèi)功耗最低的光學(xué) HR 解決方案，具有同類最優(yōu)功率。小巧的集成模塊支持多達(dá) 4 個(gè)不同的 LED（全部能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)），并且簡化了光學(xué)設(shè)計(jì)。此設(shè)備還支持 Silicon Labs 的專有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償型 HR 算法，經(jīng)過優(yōu)化之后，用于 Gecko MCU 和Wieless Gecko SoC中。這一級(jí)別的集成無與倫比，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)級(jí)功率和性能優(yōu)化，從而為希望在系統(tǒng)中增加 HR 的可穿戴設(shè)備制造商縮短了上市時(shí)間。

圖1：Si1171結(jié)構(gòu)圖

透射式血氧傳感方案

透射式的血氧傳感器可以用Silicon Labs的Si1181生物識(shí)別光學(xué)傳感器（內(nèi)部集成了PD+AFE），這種適合客戶自己做模具，應(yīng)用比較靈活。也可以采用TE的FINGER CLIPSPO2 SENSOR，該傳感器主要用于醫(yī)療指尖的血氧檢測。

Si1181生物識(shí)別光學(xué)傳感器將業(yè)內(nèi)最低功耗的光學(xué) HR 解決方案結(jié)合到同類最優(yōu)的電源中。它在一個(gè)小巧的 3 x 3 QFN 設(shè)備中結(jié)合了光電二極管、模擬前端和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并且在縮小 BOM 尺寸的同時(shí)，還能夠在光學(xué)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)終極靈活性。傳感器能夠采集優(yōu)質(zhì) PPG 波形，為連續(xù)性 HR 測量提供支持，卻只消耗不到 50uA 的電流（LED + 傳感器）。其他特性包括 >100dB 的動(dòng)態(tài)范圍、內(nèi)置緩沖器、支持 I2C/SPI 且支持加速度計(jì)同步。

圖2：TE血氧透射式傳感器

那為什么要用紅外光（IR）+紅光（RLED）兩個(gè)LED來檢測血氧？其實(shí)就是因?yàn)?/span>HbO2和Hb在可見和紅外波段吸收系數(shù)不同。現(xiàn)在用的一般都是660nm和940nm的LED，因?yàn)?/span>660nm的時(shí)候，兩種血紅蛋白的吸收系數(shù)相差最大。在紅外波段呢，也是波長越長，吸收系數(shù)差越大，所以選了個(gè)長的，為什么不更長呢，因?yàn)樵匍L下去水吸收就嚴(yán)重了。其實(shí)也有用比940nm更短一點(diǎn)的，比如890nm。用了兩個(gè)LED之后，就能夠測出來兩個(gè)吸收值，然后通過一定的算法便能解出對應(yīng)的氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白比例。

因此，通常我們看到的血氧傳感器都有一個(gè)紅色的發(fā)光LED與一個(gè)IR不可見光LED。