基于多普勒原理的血流速度计设计
2 系统硬件设计
利用多普勒效应公式，可以计算出超声探头发射超声频率和接收的回波频率的差，即多普勒频移。从(4)式可以看出来，多普勒频移△f的大小，和血流速度、超声波发射频率、速度矢量和声束轴线间的夹角的余弦值成正比。当保持θ为一个常数，f为常数时，血流速度仅仅与多普勒频移有关。因此只要测量出频移就能够计算出血流速度。
因此我们的工作分为两大部分，第一大部分就是测量频移信号，第二大部分就是对频移信号进行处理，包括放大、整形、音频输出、单片机进行频率计数，在这之后单片机对血流的信号和其他的扩展模块输入的信号进行综合，把结果通过串口通信送入到上位机中，其整体的框图如图2所示。
要采集人体的多普勒频移信号必须包括血流速度计探头部分，它用于检测频移信号，在用多普勒进行血流的速度检测的时候，首先向检测的部位发出一定频率的超声波，利用多普勒效应进行接收反射波，再把多普勒频移信号检测出来，这是血流速度计探头的工作。
采集后的频移信号要送入单片机进行频率统计必须先进行处理，首先要对微弱的多普勒频移信号进行功率放大，之后分为两部分，一部分送入扬声器，因为频移信号大约为1～2kHz之间，在人耳的听觉范围之内，因此送入多普勒信号之后，可从扬声器听到多普勒音，方便了医生的诊断。同时，另一部分送入整形模块，经过零检测之后多普勒信号变为方波，即将频移信号进行转换为数字脉冲，方波接入单片机，单片机对频移信号进行频率记数，得到频移△f，在这之后单片机通过串行通信，即单片机要和上位机通过串口进行通信，必须有串口通信电路。单片机把计算的多普勒频移信号的频率送到上位机，上位机计算出血流速度并且画出血流速度图像。
2．1 血流速度计探头的整体设计
测量血流速度的关键是多普勒频移信号的提取，多普勒频移信号是血流速度的真实反映，血流速度计探头的主要作用是获得频移信号，为血流速度的检测提供最原始的数据。多普勒信号提取的硬件模块如图3所示，图4是具体电路。下面将详细的论述提取多普勒频移信号的方法。
振荡电路产生一个8.2 MHz高频的方波信号，把它进行功率放大后就可接超声波发射环节，发射出8．2 MHz的周期信号。同时这个振荡信号也是频移信号的解调所需要的。
超声信号的发射器中，发射器是一个压电晶体，即超声波传感器，振荡信号激励发射晶片发射超声波，超声信号发射系统发射出8.2 MHz的超声波，发射的频率是振荡电路的频率所决定的，但是只有它和晶体的固有频移相一致时发射出的超声波才是最强的。
在超声信号传感器中，接收晶片是与发射晶片分开的。当发射超声波遇到红细胞时就产生有多普勒频移信号的回声信号。对于接收到的信号需要选频，以去掉不需要的信号，并且激励需要的信号。
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