KR102485581B1 - 아날로그 전단 회로 및 이를 포함하는 산소 포화도 측정기 - Google Patents

아날로그 전단 회로 및 이를 포함하는 산소 포화도 측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 아날로그 전단 회로는 샘플링 신호에 따라 입력 신호를 필터링하는 필터링부; 및 변환 신호에 따라 필터링된 신호를 증폭하는 증폭부를 포함하되, 변환 신호는 상기 샘플링 신호가 활성화되었다 비활성화된 후 일정 시간 후 활성화된다.

Description

아날로그 전단 회로 및 이를 포함하는 산소 포화도 측정기{ANALOG FRONT END CIRCUIT AND PULSE OXIMETER INCLUDING THE SAME}
본 발명은 아날로그 전단 회로 및 이를 포함하는 산소 포화도 측정 장치에 관한 것이다.
산소 포화도 측정기(PULSE OXIMETER)는 혈액의 산소 포화도를 비침습적으로 모니터링 하는데 널리 사용된다.
산소를 운반하는 헤모글로빈은 적외선 영역의 빛을 잘 흡수하고, 산소를 운반하지 않는 헤모글로빈은 적색 영역의 빛을 잘 흡수한다.
이런 특징을 이용하여 적색광과 적외선을 손가락에 비추고 통과되거나 반사된 빛을 포토 다이오드를 이용하여 전류 신호로 변환한다.
혈중 산소 포화도(SpO2)는 적색광과 적외선에 대해서 출력된 전류 성분을 이용하여 산소 포화도를 측정할 수 있다.
이러한 시스템은 환자의 사용 환경에 영향을 받지 않고 동작해야 하므로 다이나믹 레인지 특성이 중요한 요소이다.
다이나믹 레인지는 주변광, 아날로그 전단 회로에서 유발되는 노이즈 등의 영향을 받는다.
일반적으로 포토 다이오드에서 출력되는 전류는 직류 성분이 교류 성분에 매우 크다.
이에 따라 종래의 회로는 주변광이 강한 경우 포토 다이오드에서 출력되는 직류 전류가 커져 신호가 쉽게 포화되어 측정 결과에 오류가 발생한다. 아울러 노이즈 성분이 커지는 경우에도 측정 결과에 오류가 크게 발생하는 문제가 있다.
US 88847578 B2 US 8803723 B2 US 10231632 B2 KR 10-2017-0018337 A KR 10-2019-0021634 A
본 기술은 노이즈 크기가 작은 아날로그 전단 회로 및 이를 포함하는 산소 포화도 측정기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 아날로그 전단 회로는 샘플링 신호에 따라 입력 신호를 필터링하는 필터링부; 및 변환 신호에 따라 필터링된 신호를 증폭하는 증폭부를 포함하되, 변환 신호는 상기 샘플링 신호가 활성화되었다 비활성화된 후 일정 시간 후 활성화된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기는 적색광을 방출하는 적색 광원; 적외선을 방출하는 적외선 광원; 적색광 또는 적외선을 감지하는 포토 다이오드; 샘플링 동작 시 입력 신호를 필터링하고 변환 동작 시 샘플링된 신호를 증폭하여 출력하는 필터링 증폭기; 필터링 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 적색 광원, 적외선 광원, 및 필터링 증폭기를 제어하여 아날로그 디지털 변환기에서 출력되는 신호로부터 산소 포화도를 측정하는 제어기를 포함한다.
본 기술에 의한 아날로그 전단 회로는 필터링과 이득을 조절하는 필터링 증폭기를 포함함으로써 노이즈 성분을 줄이고 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 필터링 증폭기를 나타내는 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기의 동작을 나타내는 타이밍도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 필터링 증폭기를 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 산소 포화도 측정기의 동작을 나타내는 타이밍도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 개시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기는 적색 LED(1), 적외선 LED(2), 포토 다이오드(3), 옵셋 제거 회로(10), 증폭기(20), 필터링 증폭기(100), 아날로그 디지털 변환기(ADC, 30), 제어기(200)를 포함한다.
적색 LED(1)는 제어기(1)에서 제공되는 적색광 제어 신호(ENRL)에 따라 온오프가 제어되고, 적외선 LED(2)는 제어기(1)에서 제공되는 적외선 제어 신호(ENIL)에 따라 온오프가 제어된다.
포토 다이오드(3)는 적색광이나 적외선이 손가락을 투과하거나 손가락에서 반사되는 빛을 수신하여 전류 신호를 생성한다.
옵셋 제거 회로(10)는 포토 다이오드(3)에서 발생하는 직류 성분의 옵셋 전류를 제거한다. 옵셋 전류가 측정된다면 해당 전류에 대응하는 전류를 접지 단자 등의 외부 경로로 누설시켜 제거한다.
옵셋 제어기(10)는 포토 다이오드(3)에 연결된 제 1 옵셋 제거 회로(11)와 제 2 옵셋 제거 회로(12)를 포함할 수 있다.
증폭기(20)는 옵셋 제거 회로(10)를 통과한 신호를 1차로 증폭한다.
필터링 증폭기(100)는 증폭기(20)에서 출력되는 신호를 필터링하고 증폭하는 동작을 수행한다.
본 실시예에서 필터링 증폭기(100)는 제어기(200)에서 제공되는 샘플링 신호(SAMP)와 변환 신호(CONV)에 따라 샘플링 동작과 변환 동작을 순차적으로 수행한다.
샘플링 동작 시 증폭기(20)에서 출력되는 신호를 저주파 필터링하여 샘플링하고, 변환 동작시 샘플링된 신호를 증폭하여 출력한다.
이에 따라 샘플링 동작을 필터링 동작, 변환 동작을 증폭 동작으로 지칭할 수 있다.
증폭비는 커패시터의 용량을 조절하여 가변적으로 제어될 수 있다.
필터링 증폭기(100)의 구성 및 동작에 대해서는 이하에서 다시 구체적으로 설명한다.
아날로그 디지털 변환기(30, ADC)는 필터링 증폭기(100)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
제어기(200)는 ADC(30)의 동작을 제어할 수 있으며 ADC(30)에서 출력되는 디지털 값을 이용하여 산소 포화도를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 필터링 증폭기(100)를 나타내는 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 필터링 증폭기(100)는 증폭부(110)와 필터링부(120)를 포함한다.
증폭부(110)는 증폭 커패시터(Ca)와 연산 증폭기(110)를 포함하고, 필터링부(120)는 필터링 저항(Rf), 필터링 커패시터(Cf)를 포함한다.
증폭부(110)는 샘플링 동작과 변환 동작시 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 다수의 스위치(SW11 ~ SW14)와 변환 신호(CONV)에 따라 제어되는 다수의 스위치(SW21, SW22)를 포함한다.
필터링부(110)는 샘플링 동작과 변환 동작시 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 다수의 스위치(SW31, SW32)와 변환 신호(CONV)에 따라 제어되는 다수의 스위치(SW41, SW42)를 포함한다.
연산 증폭기(110)는 양의 입력단과 연결된 제 1 노드(N1), 음의 입력단과 연결된 제 2 노드(N2), 음의 출력단과 연결되어 제 1 출력 신호(OUTP)를 출력하는 제 1 출력단, 양의 출력단과 연결되어 제 2 출력 신호(OUTN)를 출력하는 제 2 출력단을 포함한다.
제 1 노드(N1)와 제 1 출력단 사이에 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 제 11 스위치(SW11)가 연결된다.
증폭 커패시터(Ca)는 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 연결된다. 증폭 커패시터(Ca)는 제어 신호에 따라 용량이 제어될 수 있다.
변환 신호(CONV)에 따라 제어되는 제 21 스위치(SW21)는 제 3 노드(N3)와 제 1 출력단(OUTP) 사이에 연결된다.
샘플링 신호에 따라 제어되는 제 12 스위치(SW12)는 제 3 노드(N3) 공통 전압(VCOM) 사이에 연결된다.
공통 전압(VCOM)은 제 1 입력 신호(INP)와 제 2 입력 신호(INN)의 평균 전압에 대응한다.
제 2 노드(N2)와 제 2 출력단 사이에 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 제 13 스위치(SW13)가 연결된다.
증폭 커패시터(Ca)는 제 2 노드(N2)와 제 4 노드(N4) 사이에 연결된다. 본 실시에에서 증폭 커패시터(Ca)는 제어 신호에 따라 용량이 가변적으로 제어될 수 있다.
변환 신호(CONV)에 따라 제어되는 제 22 스위치(SW22)는 제 4 노드(N4)와 제 2 출력단(OUTN) 사이에 연결된다.
샘플링 신호에 따라 제어되는 제 14 스위치(SW14)는 제 4 노드(N3) 공통 전압(VCOM) 사이에 연결된다.
필터링 커패시터(Cf)는 제 1 노드(N1)와 제 5 노드(N5) 사이에 제 2 노드(N2)와 제 6 노드(N6) 사이에 연결된다.
변환 신호(CONV)에 따라 제어되는 제 41 스위치(SW41)는 제 5 노드(N5)와 공통 전압(VCOM) 사이에 연결되고, 제 42 스위치(SW42)는 제 6 노드(N6)와 공통 전압(VCOM) 사이에 연결된다.
하나의 필터링 저항(Rf)은 일단이 제 5 노드(N5)에 연결되고 타단이 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 제 31 스위치(SW31)를 통해 제 1 입력단(INP)에 연결된다.
또 다른 필터링 저항(Rf)은 일단이 제 6 노드(N6)에 연결되고 타단이 샘플링 신호(SAMP)에 따라 제어되는 제 32 스위치(SW32)를 통해 제 2 입력단(INN)에 연결된다.
샘플링 동작 시 샘플링 신호(SAMP)가 활성화되고 변환 신호(CONV)가 비활성화된다.
이에 따라 입력 신호(INP, INN)와 공통 전압(VCOM) 사이에 필터링 저항(Rf), 필터링 커패시터(Cf) 및 증폭 커패시터(Ca)가 직렬 연결된다.
이에 따라 입력 신호(INP, INN)가 저주파 필터링되고 필터링 결과 필터링 커패시터(Cf)와 증폭 커패시터(Ca)에 대응하는 신호가 충전된다.
변환 동작 시 샘플링 신호(SAMP)가 비활성화되고 변환 신호(CONV)가 활성화된다.
이에 따라 제 31 스위치(SW31), 제 32 스위치(SW32)가 턴오프되고 제 41 스위치(SW41), 제 42 스위치(SW42)가 턴온되어 입력 신호(INP, INN)는 필터링 커패시터(Cf)로부터 차단되고 제 5 노드(N5)와 제 6 노드(N6)에 공통 전압(VCOM)이 인가된다.
또한 제 11 스위치(SW11), 제 12 스위치(SW12), 제 13 스위치(SW13), 제 14 스위치(SW14)가 턴오프되고 제 21 스위치(SW21)와 제 22 스위치(SW22)가 턴온된다.
이에 따라 연산 증폭기(111)와 필터링 커패시터(Cf)와 증폭 커패시터(Ca)에 의해 연산 증폭 회로가 구성된다.
이때 증폭비(Ra)는 다음 수학식 1과 같이 증폭 커패시터(Ca)와 필터링 커패시터(Cf)의 용량비에 따라 조절될 수 있다.
Figure 112020019519393-pat00001
본 발명에서는 증폭비를 가변적으로 조절하여 신호의 포화를 방지하며 신호를 증폭시킬 수 있으며 노이즈 성분 또한 감소시킬 수 있다.
이를 통해 실질적 다이나믹 레인지를 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 증폭기(20)는 ADC(30)의 최소 입력 크기보다 작은 출력을 생성할 수 있다.
필터링 증폭기(100)는 증폭 커패시터(Ca)와 필터링 커패시터(Cf)의 용량비로 증폭을 하여 증폭기(20)의 출력이 작더라도 ADC(30)의 최소 입력 크기보다 큰 출력을 제공할 수 있다.
이를 통해 증폭기(20)의 출력이 실질적으로 ADC(30)의 다이나믹 레인지 안에 포함되어 시스템 전체의 실질적인 다이나믹 레인지가 증가되는 효과가 생긴다.
또한 필터링 증폭기(100)는 필터링 저항(Rf), 필터링 커패시터(Cf)와 샘플링 신호(SAMP)의 듀티비에 의해 필터링 동작과 샘플링 동작을 수행한다.
샘플링 신호(SAMP)의 듀티비를 D라 하면 필터의 차단 주파수(f-3dB)는 다음 수학식 2와 같이 도출될 수 있다.
Figure 112020019519393-pat00002
샘플링 신호의 듀티비가 작을수록 차단 주파수가 작아지게 되어 증폭기(20)출력의 노이즈 성분을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 산소 포화도 측정기의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
본 실시예에서 산소 포화도 측정 방법은 적색광을 이용한 측정 단계(A), 주변광을 이용한 측정 단계(B), 적외선을 이용한 측정 단계(C)를 포함한다.
적색광을 이용한 측정 단계는 T10에서 시작한다.
T10 ~ T12 사이에서 적색광 제어 신호(ENRL)를 활성화하고 나머지 구간에서는 적외선 제어 신호(ENRL)를 비활성화한다.
본 실시예에서 적색광 제어 신호(ENRL)가 활성화되는 구간의 듀티비는 매우 작게 설정된다.
적색광 제어 신호(ENRL)가 활성화된 후 일정 시간 후에 활성화되어 적색광 제어 신호(ENRL)가 비활성화되기 이전에 즉 T11 ~ T12 사이에서 샘플링 신호(SAMP)가 활성화된다.
변환 신호(CONV)는 샘플링 신호(SAMP)가 비활성화된 후 일정 시간 후인 T13에 활성화되어 T14에 비활성화된다.
주변광을 이용한 측정 단계는 T20 ~ T23 사이에서 수행되며 적색광 제어 신호(ENRL)와 적외선 제어 신호(ENRL)는 비활성화된다.
적색광을 이용한 측정 단계(A)가 종료된 후 일정 시간 후인 T21에서 일정 시간 동안 즉 T20 ~ T21 사이에서 샘플링 신호(SAMP)가 활성화된다.
변환 신호(CONV)는 샘플링 신호(SAMP)가 비활성화된 후 일정 시간 후인 T22에 활성화되어 T23에 비활성화된다.
적외선을 이용한 측정 단계는 T30에서 시작한다.
T30 ~ T32 사이에서 적외선 제어 신호(ENIL)를 활성화하고 나머지 구간에서는 적외선 제어 신호(ENIL)를 비활성화한다.
본 실시예에서 적외선 제어 신호(ENIL)가 활성화되는 구간의 듀티비는 매우 작게 설정된다.
적외선 제어 신호(ENIL)가 활성화된 후 일정 시간 후에 활성화되어 적외선 제어 신호(ENIL)가 비활성화되기 이전에 즉 T31 ~ T32 사이에서 샘플링 신호(SAMP)가 활성화된다.
변환 신호(CONV)는 샘플링 신호(SAMP)가 비활성화된 후 일정 시간 후인 T33에 활성화되어 T34에 비활성화된다.
ADC(30)는 적색광을 이용한 측정 단계, 주변광을 이용한 측정 단계, 적외선을 이용한 측정 단계 각각에 대해서 디지털 값을 출력하고, 제어기(200)는 각각의 디지털 값을 이용하여 산소 포화도를 산출할 수 있다.
산소 포화도를 산출하기 위해서 적색광과 적외선 신호에 의한 디지털 출력 값을 필요로 한다.
그런데, 적색광을 이용한 측정 단계(A)와 적외선을 이용한 측정 단계(C)에는 주변 광에 의한 영향이 포함된다.
따라서 주변광을 제외한 적색광과 적외선 신호에 의한 영향만을 디지털 출력에 반영하기 위해 적색광을 이용한 측정 단계(A) 혹은 적외선을 이용한 측정 단계(C)에서 주변광을 이용한 측정 단계(B)의 디지털 출력 값을 빼줘야 한다.
이에 따라 적색광에 의한 디지털 출력값은 수학식 3과 같이 표현할 수 있고 적외선 신호에 의한 디지털 출력값은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112020019519393-pat00003
Figure 112020019519393-pat00004
산소 포화도 산출 방법 자체는 잘 알려진 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 필터링 증폭기를 나타내는 회로도이다.
도 2의 실시예에서는 적색광에 의한 신호, 주변광에 의한 신호, 적외선에 의한 신호가 시차를 두고 동일한 필터링부(120)에 입력된다.
도 4의 실시예는 제 1 내지 제 3 필터링부(120-1, 120-2, 120-3)를 포함한다.
제 1 필터링부(120-1)에는 적색광에 의한 신호가 입력되고, 제 2 필터링부(120-1)에는 주변광에 의한 신호가 입력되고 제 3 필터링부(130-2)에는 적외선에 의한 신호가 입력된다.
제 1 내지 제 3 필터링부(120-1 ~ 120-3)는 각각 도 2의 필터링부(120)와 실질적으로 동일한 구성을 가진다.
다만 제 1 필터링부(120-1)는 채널 연결 스위치(SW43-1, SW44-1)를 더 포함하여 필터링 커패시터(Cf)와 제 1 노드(N1) 사이 및 필터링 커패시터(Cf)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다.
채널 연결 스위치(SW43-1, SW44-1)는 제 1 채널 선택 신호(ENA)에 의해 제어되는데 이는 적색광에 의한 신호를 처리하는 경우 활성화되고 나머지 경우에 비활성화된다.
제 1 필터링부(120-1)에는 샘플링 신호(SAMP)와 변환 신호(CONV) 대신 제 1 샘플링 신호(SAMP-1)와 제 1 변환 신호(CONV-1)가 입력된다.
또한 제 2 필터링부(120-2)는 채널 연결 스위치(SW43-2, SW44-2)를 더 포함하여 필터링 커패시터(Cf)와 제 1 노드(N1) 사이 및 필터링 커패시터(Cf)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다.
채널 연결 스위치(SW43-2, SW44-2)는 제 2 채널 선택 신호(ENB)에 의해 제어되는데 이는 주변광에 의한 신호를 처리하는 경우 활성화되고 나머지 경우에 비활성화된다.
제 2 필터링부(120-2)에는 샘플링 신호(SAMP)와 변환 신호(CONV) 대신 제 2 샘플링 신호(SAMP-2)와 제 2 변환 신호(CONV-2)가 입력된다.
또한 제 3 필터링부(120-3)는 채널 연결 스위치(SW43-3, SW44-3)를 더 포함하여 필터링 커패시터(Cf)와 제 1 노드(N1) 사이 및 필터링 커패시터(Cf)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다.
채널 연결 스위치(SW43-3, SW44-3)는 제 3 채널 선택 신호(ENC)에 의해 제어되는데 이는 적외선에 의한 신호를 처리하는 경우 활성화되고 나머지 경우에 비활성화된다.
제 3 필터링부(120-3)에는 샘플링 신호(SAMP)와 변환 신호(CONV) 대신 제 3 샘플링 신호(SAMP-3)와 제 3 변환 신호(CONV-3)가 입력된다.
제 1 내지 제 3 필터링부(120-1 ~ 120-3)의 구성은 전술한 필터링부(120)와 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 산소 포화도 측정기의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 5의 타이밍도는 도 4의 필터링 증폭기(100-1)에 대응하는 것이나 도 3에 도시된 것과 실질적으로 동일하다.
도 4에서 제 1 내지 제 3 채널 선택 신호(ENA, ENB, ENC)의 도시는 생략하였고 제 1 내지 3 샘플링 신호(SAMP-1 ~ SAMP-3), 제 1 내지 제 3 변환 신호(CONV-1 ~ CONV-3)를 추가하였다.
본 발명의 권리범위는 이상의 개시로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 문언적으로 기재된 범위와 그 균등범위를 기준으로 해석되어야 한다.
1: 적색 LED 2: 적외선 LED
3: 포토 다이오드 10: 옵셋 제거 회로
20: 증폭기 100: 필터링 증폭기
110: 증폭부 111: 연산 증폭기
120: 필터링부 200: 제어기
30: ADC

Claims (18)

  1. 샘플링 신호에 따라 입력 신호를 필터링하는 필터링부; 및
    변환 신호에 따라 필터링된 신호를 증폭하는 증폭부
    를 포함하되,
    상기 변환 신호는 상기 샘플링 신호가 활성화되었다 비활성화된 후 일정 시간 후 활성화되고,
    상기 증폭부는
    연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 입력단에 일단이 연결되는 증폭 커패시터;
    를 포함하되
    상기 증폭 커패시터의 타단은 상기 샘플링 신호가 활성화되는 경우 고정된 전압이 입력되고 상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 출력단과 연결되는 아날로그 전단 회로.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필터링부는
    샘플링 동작 시 일단에 입력 신호가 인가되는 필터링 저항; 및
    상기 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 아날로그 전단 회로.
  4. 청구항 1에 있어서,
    광 신호를 전류 신호로 변환하는 포토 다이오드; 및
    상기 포토 다이오드의 출력을 증폭하여 상기 필터링부에 제공하는 증폭기;
    를 더 포함하는 아날로그 전단 회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 포토 다이오드의 출력에서 옵셋 전류를 제거하여 상기 증폭기에 제공하는 옵셋 제거 회로를 더 포함하는 아날로그 전단 회로.
  6. 제 1 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 제 1 샘플링 신호에 따라 제 1 입력 신호를 필터링하는 제 1 필터링부;
    제 2 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 제 2 샘플링 신호에 따라 제 2 입력 신호를 필터링하는 제 2 필터링부; 및
    변환 신호에 따라 제 1 필터링부 또는 제 2 필터링부의 신호를 증폭하는 증폭부
    를 포함하되,
    상기 변환 신호는 상기 제 1 샘플링 신호 또는 제 2 샘플링 신호가 활성화되었다 비활성화된 후 일정 시간 후 활성화되고,
    상기 증폭부는
    연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 입력단에 일단이 연결되는 증폭 커패시터;
    를 포함하되,
    상기 증폭 커패시터의 타단은 샘플링 신호가 활성화되는 경우 고정된 전압이 입력되고 상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 출력단과 연결되는 아날로그 전단 회로.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제 1 필터링부는
    상기 제 1 샘플링 동작 신호가 활성화되는 경우 일단에 상기 제 1 입력 신호가 인가되는 제 1 필터링 저항; 및
    상기 제 1 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 제 1 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 제 1 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 제 1 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 제 1 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 아날로그 전단 회로.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 제 2 필터링부는
    상기 제 2 샘플링 동작 신호가 활성화되는 경우 일단에 상기 제 2 입력 신호가 인가되는 제 2 필터링 저항; 및
    상기 제 2 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 제 2 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 제 2 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 제 2 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 제 2 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 아날로그 전단 회로.
  10. 적색광을 방출하는 적색 광원;
    적외선을 방출하는 적외선 광원;
    상기 적색광 또는 상기 적외선을 감지하는 포토 다이오드;
    샘플링 동작 시 입력 신호를 필터링하고 변환 동작 시 샘플링된 신호를 증폭하여 출력하는 필터링 증폭기;
    상기 필터링 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 적색 광원, 상기 적외선 광원, 및 상기 필터링 증폭기를 제어하여 상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력되는 신호로부터 산소 포화도를 측정하는 제어기
    를 포함하되,
    상기 필터링 증폭기는
    샘플링 신호에 따라 입력 신호를 필터링하는 필터링부; 및
    변환 신호에 따라 필터링된 신호를 증폭하는 증폭부
    를 포함하고,
    상기 증폭부는
    연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 입력단에 일단이 연결되는 증폭 커패시터;
    를 포함하되,
    상기 증폭 커패시터의 타단은 상기 샘플링 신호가 활성화되는 경우 고정된 전압이 입력되고 상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 출력단과 연결되는 산소 포화도 측정기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 포토 다이오드의 출력을 증폭하여 상기 필터링 증폭기에 제공하는 증폭기; 및
    상기 포토 다이오드의 출력에서 옵셋 전류를 제거하여 상기 증폭기에 제공하는 옵셋 제거 회로
    를 더 포함하는 산소 포화도 측정기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 필터링부는
    샘플링 동작 시 일단에 입력 신호가 인가되는 필터링 저항; 및
    상기 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 산소 포화도 측정기.
  15. 적색광을 방출하는 적색 광원;
    적외선을 방출하는 적외선 광원;
    상기 적색광 또는 상기 적외선을 감지하는 포토 다이오드;
    샘플링 동작 시 입력 신호를 필터링하고 변환 동작 시 샘플링된 신호를 증폭하여 출력하는 필터링 증폭기;
    상기 필터링 증폭기의 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 적색 광원, 상기 적외선 광원, 및 상기 필터링 증폭기를 제어하여 상기 아날로그 디지털 변환기에서 출력되는 신호로부터 산소 포화도를 측정하는 제어기
    를 포함하되,
    상기 필터링 증폭기는
    제 1 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 제 1 샘플링 신호에 따라 제 1 입력 신호를 필터링하는 제 1 필터링부;
    제 2 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 제 2 샘플링 신호에 따라 제 2 입력 신호를 필터링하는 제 2 필터링부; 및
    변환 신호에 따라 제 1 필터링부 또는 제 2 필터링부의 신호를 증폭하는 증폭부
    를 포함하되,
    상기 변환 신호는 상기 제 1 샘플링 신호 또는 제 2 샘플링 신호가 활성화되었다 비활성화된 후 일정 시간 후 활성화되고,
    상기 증폭부는
    연산 증폭기; 및
    상기 연산 증폭기의 입력단에 일단이 연결되는 증폭 커패시터;
    를 포함하되,
    상기 증폭 커패시터의 타단은 샘플링 신호가 활성화되는 경우 고정된 전압이 입력되고 상기 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 출력단과 연결되는 산소 포화도 측정기.
  16. 삭제
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 제 1 필터링부는
    상기 제 1 샘플링 동작 신호가 활성화되는 경우 일단에 상기 제 1 입력 신호가 인가되는 제 1 필터링 저항; 및
    상기 제 1 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 제 1 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 제 1 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 제 1 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 제 1 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 산소 포화도 측정기.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제 2 필터링부는
    상기 제 2 샘플링 동작 신호가 활성화되는 경우 일단에 상기 제 2 입력 신호가 인가되는 제 2 필터링 저항; 및
    상기 제 2 필터링 저항의 타단과 일단이 연결되고 상기 제 2 채널 선택 신호가 활성화되는 경우 상기 연산 증폭기의 입력단에 타단이 연결되는 제 2 필터링 커패시터
    를 포함하되,
    상기 제 2 변환 신호가 활성화되는 경우 상기 제 2 필터링 커패시터의 일단에는 고정된 전압이 인가되는 산소 포화도 측정기.
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