2. Specificațiile amplificatorului.
3. Proprietăți de amplificare a semnalelor bioelectrice.
4. Generator, clasificarea și utilizarea lor în medicină.
5. Concepte și formule.
Structura multe echipamente electronice și dispozitive medicale includ amplificatoare. Acestea sunt utilizate pentru a crește amplitudinea semnalelor slabe în sistemele de înregistrare a informațiilor medicale și biologice.
Semnalele electrice de putere (amplificator electronic) - un dispozitiv care crește semnalele, fără a schimba în mod substanțial forma lor.
În funcție de obiectivele diferă în amplificatoare de tensiune, curent de putere, de putere. În viitor, toate definițiile și concluziile vor fi tratate la un amplificator de tensiune. Diagrama funcțională a amplificatorului prezentat în Fig. 19.1. Bornele de intrare ale amplificatorului este pus sub tensiune Uin. Circuitul electronic amplificator prevede o creștere a amplitudinii sale în detrimentul energiei electrice provenind din
Fig. 19.2. Diagrama funcțională a dispozitivului medical cu un amplificator
o sursă externă. Semnalul amplificat Vout este îndepărtat din bornele de ieșire.
Amplificatorul poate fi configurat ca o unitate separată sau o parte a dispozitivului medical (fig. 19.2). În acest ultim caz, semnalul de la senzor este alimentat la un amplificator. Semnalul amplificat este alimentat într-un dispozitiv care transformă un semnal electric într-o formă adecvată pentru afișare și apoi la dispozitivul de afișare, cum ar fi un ecran cu cristale lichide.
19.2. Caracteristici amplificator
Orice semnal periodic poate fi reprezentat ca o sumă de semnale sinusoidale ale căror frecvențe sunt multipli de frecvența (pentru o reprezentare a semnalului care vine de la senzor în timpul Doffing electrocardiogramă a fost prezentat în Fig. 13.11). Din acest motiv, toate caracteristicile amplificatorului sunt studiate pentru semnale armonice cu frecvențe și amplitudini diferite.
Cele mai importante caracteristici ale amplificatorului sunt câștig și lățime de bandă.
Evaluarea cantitativă a efectului de câștig este câștigul.
Gain este un raport de amplitudine a semnalului de ieșire la intrare armonică de amplitudine:
Această valoare este determinată de caracteristica amplitudine pilot a amplificatorului.
Caracteristica de amplitudine a amplificatorului - dependența amplitudinii de ieșire armonicii a amplitudinii semnalului de intrare.
Pentru tensiune amplificator de amplitudine caracteristică reprezentată dependența Umvyh = f (Um Rin). O formă tipică a acestei relații este prezentată în Fig. 19.3.
Pentru imuabilitatea câștig forme de undă ar trebui să fie aceeași în intervalul de valori posibile ale amplitudini semnalului de intrare. Această cerință corespunde porțiunii liniare a caracteristicii de amplitudine, linia solidă selectată. Prin porțiunea liniară și câștigul determinat.
În consolidarea unui semnal complex, în spectrul său poate fi armonic, amplitudinea care se extind dincolo de zona de lucru (U1. U2). În acest caz, forma de undă de ieșire va fi diferită de forma de intrare, adică, orice neliniară (amplitudine) distorsiune.
Rețineți că, în dezvoltarea de dispozitive medicale amplitudini posibile ale semnalului de intrare sunt în general cunoscute. Prin urmare, distorsiunea amplitudinii este minimizat metode de proiectare.
Structura amplificatoarelor include elemente reactive (inductoare și condensatori), dintre care rezistența depinde de frecventa. Prin urmare, în funcție de frecvența și câștig. Această relație se numește caracteristica de frecvență a amplificatorului.
Frecventa amplificator caracteristic - dependența câștigului pe frecvența semnalului armonic: K = f (v).
O formă exemplară a caracteristicilor de frecvență prezentate în Fig. 19.4.
Datorită dependenței de câștig pe armonici de înaltă frecvență în spectrul semnalului compozit sunt amplificate în mod diferit, rezultând într-o distorsiune a formei sale. Aceste distorsiuni sunt denumite liniare sau frecvență.
Radioul se consideră că, în regiunea în care factorul de amplificare nu mai puțin de 0,7 ori valoarea maximă (K ≥ 0,7Kmax), distorsiuni liniare neimportantă. De aceea, gama de frecvențe -v2 v1 referit la amplificator de lățime de bandă.
Amplificator lățime de bandă - o gamă de frecvență în care distorsiunile liniare inconsecvente: K ≥ 0,7Kmax.
Limita inferioară este determinată de lățimea de bandă de frecvență a unui proces biologic și pot fi selectate în mod adecvat în mod constructiv. Limita superioară este mai complicată. Teoretic, numărul de armonici în spectrul semnalului complex este infinit. Prin urmare, va exista întotdeauna armonici care nu se încadrează în banda de trecere. Deci, teoretic, distorsiuni liniare sunt inevitabile. Cu toate acestea, în practică, amplitudinea armonicilor superioare sunt atât de mici încât pierderea lor nu este important.
19.3. Caracteristici Gain bioelectric
Semnalele bioelectrice sunt de obicei foarte mici, astfel încât de înregistrare este necesar să se utilizeze un amplificator. Să considerăm un câștig de semnal care este eliminat din electrozii obiectului biologic.
Specificitatea bioamplifier caracteristici biopotențialelor determinate:
• biopotențialelor - schimbă încet semnale, astfel încât lățimea de bandă a amplificatorului ar trebui să acopere toate frecvențele joase;
• biopotențiale - semnale slabe, astfel încât factorul de amplificare trebuie să fie suficient de mare;
• rezistența sistemului biologic, împreună cu rezistența electrozilor este în general mare, prin urmare, amplificatorul trebuie să funcționeze la curenți mici.
Semnalele de frecvență joasă bioelectrice determină utilizarea unor amplificatoare speciale DC.
19.4. Generatoare, clasificarea și utilizarea lor în medicină
Un grup mare de dispozitive medicale utilizate în medicină, este în mod substanțial diferite generatoare de unde electromagnetice.
Generator - dispozitive care transformă energia sursei de tensiune DC la energia de oscilații electromagnetice de diferite forme.
• forma de undă: un generator de oscilații armonice și vibrațiilor generatorului de formă specială (puls oscilație);
• frecvența semnalelor generate;
• Putere de ieșire;
• Principiul de funcționare: generator de auto-excitat și un generator cu excitație externă.
Generatoare de oscilații armonice
Astfel de generatoare sunt sistem de auto oscilant cu feedback pozitiv, care este pus în aplicare cu ajutorul unui tranzistor sau tranzistor. Vibrațiile generat dorit frecvență circuit oscilant, iar energia este alimentată de la sursa de tensiune de curent continuu, prin feedback.
Pentru a genera oscilații nearmonice sunt oscilatoare de tip relaxare utilizate pe scară largă care utilizează procesele de încărcare și descărcarea condensatorului.
Figura 19.5 este o diagramă schematică a unui astfel de generator. Sursa de energie este o baterie de curent continuu, un feedback-ul este furnizat printr-o lampă cu descărcare de gaz. O astfel de lampă este aprinsă la o tulpină anumită „aprindere“ Uț și off la o tensiune de „stingerea“ Ur. ur 
După cheie circuitul K începe încărcarea condensatorului și tensiunea la bornele sale plăcile vor crește cu U = legea εi [1 - exp (-t / τ)]. Constanta de timp pentru acest proces este relativ mare: τ = (R + r) C. La un moment în care tensiunea peste ea ajunge la Uzului. Aceasta apare aprinde lampa cu descărcare în gaz în sus, și rezistența acestuia scade la aproape 0. armăturile condensatorului sunt închise, și va începe să se descarce prin lampa de ardere. Constanta de timp pentru acest proces este relativ scăzută. Atunci când tensiunea scade la o valoare Ur. lampă cu descărcare se stinge și intră în stare non-conductoare. Apoi, din nou, începe încărcarea, etc. Sistemul de orice oscilații de relaxare ale tensiunii pe condensator, fără a schimba plăcile de polaritate.
Perioada și forma acestor oscilații depinde de magnitudinile R, r, C, Uz. Ur.
oscilator de relaxare este utilizat pentru a produce curenți în impulsuri de diferite forme.
Generatoare utilizate în medicină
Amplipulse - generator electric generează un curenți sinusoidali corespunzătoare la o frecvență de 5000 Hz, amplitudinea modulată de joasă frecvență în intervalul de 10-150 Hz ( „Stimul“ aparat). Selectarea frecvenței de bază de 5000 Hz, datorită faptului că la această frecvență rezistența pielii este foarte mică. Acest lucru asigură o bună penetrare a curentului în țesuturi.
Flyuktuorizatsiya - generator electric corespunzător generează un curent sinusoidal este tensiune de putere mică și mică, variind în mod aleatoriu în amplitudine și frecvență din cadrul
Electro - generator electric generează respectivul impuls de curent de joasă frecvență și putere mică, cu impulsuri dreptunghiulare ( „Electro“ dispozitive).
Diadinamici - generator electric produce un curent care corespunde unei semisinusoidal puls (vehicul „Tone“).
Electrostimularea - un dispozitiv generator de impulsuri, generează o curentii corespunzătoare (în particular, impulsurile de formă exponențială) pentru a restabili funcția aparatului neuromuscular uman (aparat AFM).
19.5. Concepte și Formula