Расчет кардиографа

Рисунок 1.2 - Структурная схема кардиометра

Обозначение блоков кардиометра:

ВУ - входной усилитель;

КНО - код номера отведения;

Ф - фильтр нижних частот;

КИ - код информации;

НО - номер отведения;

АК - аналоговый коммутатор;

МУ - масштабный усилитель;

АЦП - аналого

во-цифровой преобразователь;

Г - генератор;

С1 - счетчик-делитель отведения;

С2 - счетчик временных интервалов;

СС - схема согласования;

ДН - дешифратор номера отведения;

ДИ - дешифратор номеров интервалов;

НК - накопитель ОЗУ;

МБА - многоканальный блок анализа;

УК - узел калибровки;

УС - узел сигнализации;

ЛУ - логический узел;

БП - блок питания.

Положительные электроды отведений подключаются на l входов Х1l, сигналы которых усиливаются ВУ и через фильтр подаются на аналоговый коммутатор АК. В качестве фильтра нижних частот можно применять фильтр Баттерворта или другой тип такого звена. Коммутатор на АК подключает каждое из отведений с частотой fk = 100 Гц к АЦП, входные коды которого записываются в ОЗУ. Синхронное управление МЦК выполняется схемой синхронизации (СХС), состоящей из генератора Г задающей частоты fзд, счетчиков делителя С1, С2, дешифратора номеров ДН отведений и дешифратора ДН номеров временных интервалов ЭКГ. Если выбрать соотношение:

(1.1)

то при коэффициенте счета ксч = l на выходах дешифратора ДН будут появляться импульсы с частотой 100 Гц, которые будут переключать сигналы l отведений. Эти же импульсы управляются адресами цифровых слов отведений для записи в ОЗУ.

Счетчик С2 управляет адресом ячеек ОЗУ по временным интервалам. Он изменяет адрес строки НК после записи строки цифровых слов и всех l отведений.

2. Расчёт блоков кардиографа

2.1 Схема выбора цифровых кодов элементов ЭКГ (ВЦК)

В процессе получения ЭКГ при цифровом преобразовании сигналов от нескольких отведений возникает необходимость выделить цифровые коды, соответствующие любому отведению и необходимому элементу кардиосигнала. Такую задачу решает схема, показанная на рис.2.1

Рисунок 2.1 - Структурная схема кардиометра

Схема позволяет переключателем S1 задать необходимый элемент ЭКГ и переключателем S2 задать номер необходимого отведения. При этом на выходах логических схем совпадений DD3 - DD4 будут появляться с частотой 100 Гц параллельные цифровые коды заданного элемента ЭКГ.

На схеме DD1 выполнен шифратор номера кода отведения, подаваемая на схему сравнения кодов DD2. На другие входы этой схемы поступает непрерывно изменяющийся код номера отведений КНО. При совпадении этих кодов на входе DD2 появляются импульсы, отпирающие клапаны DD3, на которые подается параллельный входной код DI (date input) с входа АЦП. Для выбора необходимого элемента ЭКГ применена вторая группа логических схем DD4. на нее подаются импульсы необходимого элемента через переключатель S1.

Таким образом, на входе схемы появляется параллельный цифровой код D0 (date output) выбранного участка ЭКГ по заданному номеру ответвления.

Таблица 2.1

Рисунок 2.2 - Микросхемы К555ИВ3, 564ИП2, КР530ЛИ1

Основные электрические параметры микросхем:

К555ИВ3

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,7 В,

I0вх ≤ - 0,4 мА,

I 1вх ≤ 0,02 мА,

I0пот ≤ 20 мА,

I1пот ≤ 17 мА,

t1,0здр ≤ 29 нс,

t0,1здр ≤ 36 нс.

564ИП2

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,7 В,

I0вх ≤ - 2 мА,

I 1вх ≤ 0,05 мА,

I0пот ≤ 32 мА,

I1пот ≤ 57мА,

t1,0здр ≤ 5 нс,

t0,1здр ≤ 4,5 нс.

КР530ЛИ1

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,5 В,

I0вх ≤ - 2 мА,

I 1вх ≤ 0,05 мА,

I0пот ≤ 32 мА,

I′пот ≤ 57мА,

t1,0здр ≤ 7,5 нс,

t0,1здр ≤ 7 нс.

2.2 Расчёт фильтров НЧ И ВЧ

2.2.1 Рассчитаем фильтр низких частот Баттерворта третьего порядка с данными параметрами

R1 = R2 = R3 = R = 11 (кОм); R4 = 22 (кОм); fв = 200 (Гц)

Рисунок 2.3 - Фильтр нижних частот Баттерворта третьего порядка

Рисунок 2.4 - АЧХ фильтра нижних частот

Вычислим ёмкость:

; ;

2.2.2 Рассчитаем фильтр верхних частот Баттерворта третьего порядка с данными параметрами:

C1 = С2 = С3 = 11000 (пФ); С4 = = 5500 (пФ);

Рисунок 2.5 - Фильтр верхних частот Баттерворта третьего порядка

Рисунок 2.5 - АЧХ фильтра верхних частот

Формулы для реактивных элементов:

; ;

 Скачать реферат