Makarova M. S. BMP-109.
Utilizarea amplificatoarelor electronice în medicină și tipurile lor.
1. Utilizarea de amplificatoare în medicină.
Dispozitivele medicale utilizate de mai multe tipuri diferite de amplificatoare, fiecare dintre care are un scop specific, cum ar fi un amplificator bioelectrice inimei slab evacuate din organism.
Fig. Cel mai simplu amplificator
Să considerăm un simplu circuit amplificator. Pentru a desemna circuite amplificator utilizate în mod obișnuit triunghi, așa cum se arată în Fig. Amplificatorul prezentat în Fig. a asemenea, trebuie remarcat un câștig de 10. Acest lucru înseamnă că, egal la 10 volți este aplicată tensiunea semnalului de intrare 1 a tensiunii de ieșire a semnalului că unele dintre amplificatoare de semnal inversat, astfel încât semnalul de ieșire este o copie inversat de intrare. În alte cazuri, semnalul de ieșire reproduce în mod corect de intrare.
Câștigul de amplificatoare utilizate în dispozitive medicale, de obicei, 100. 100 000. În unele amplificatoare oferă un control câștig sau sensibilitate care permite să selectați un câștig dorit. Calibrarea a fost definit anterior ca dispozitiv de reglare astfel încât eșantionul de ieșire a corespuns cu valoarea reală a variabilei măsurate. În general, calibrare și reglare amplificator cuprinde câștig.
Pentru a spori semnalele foarte mici în prezența amplificatoare de zgomot electric utilizat numit diferential special.
Amplificatorul diferential are trei terminale, dintre care unul este de referință pentru celelalte două. Un semnal de intrare poate fi aplicat între terminalul 1 și baza, celălalt - între borna 2 și suportul. Semnalul de ieșire este amplificat copie a diferenței dintre cele două semnale de intrare, care se reflectă în titlul de „diferențiale“.
Fig. Amplificatorul diferențial amplifică semnalul diferență 1B
Să presupunem că doriți să crească tensiunea (diferența de potențial) între cei doi electrozi ECG. Fig. Acesta arată că electrozii A și B sunt conectate la bornele 1 și 2 ale amplificatorului respectiv. Un al treilea electrod pe piciorul pacientului servește ca referință și este conectat la borna de referință a amplificatorului. Semnalul, care apare între electrod A și este furnizat referința la intrare 1, un semnal care apare între electrozi și electrodul de referință, - intrarea 2. Cu toate acestea, semnalul ECG măsurat reprezintă diferența de potențial între electrozii A și B. Deoarece semnalul de ieșire este copie îmbunătățită a acestei diferențe, atunci vom obține semnalul de măsurare este amplificat. Cu toate acestea, fiecare dintre cei doi electrozi ECG captează tensiune de interferență aproape identice. Când depunerea acestora la cele două intrări ale amplificatorului diferențial amplifică diferența dintre ele. Deoarece diferența dintre două valori aproape identice este egal cu aproape zero, tensiunile perturbatoare sunt scăzute și amplificate numai semnalul util (tensiunea între electrozii A și B), cu toate că interferența tensiuni la intrările individuale pot fi considerabil mai mare decât tensiunea semnalului dorit. Dacă cei doi electrozi ECG conectați pur și simplu la intrare și punctul de referință al unui amplificator de simplu, iar semnalul interferează cu ECG și tensiunea vor fi amplificate simultan. Și dacă interferența va fi semnal ECG mai util, acesta din urmă poate pur și simplu să fie pierdut.
Fig. amplificator diferențial utilizat pentru a amplifica semnalul ECG (indus pe un semnal identice corp la ambele intrări ale amplificatorului)
interferență tensiune terminale la fel peste 1 și 2. în Fig. semnale identice ilustrate scăderea în amplificator diferențial. Capacitatea amplificatorului de a scădea aceleași semnale recepționate de la intrările sale, se numește nulling semnal comun. Gradul în care amplificatorul este capabil să reducă impactul asupra producției globale de semnal, denumit raport comun de respingere a semnalului (DFE). Cu cât acest raport, mai multă putere poate reduce interferența. Valorile tipice pentru Amperi medicale CROS până la câteva sute de mii. În cazul în care, de exemplu, amplificatorul are un DFE 100 000, aceasta înseamnă că el va fi mai bine rezhektirovat semnal general decât amplificator cu CROS, 1000. O valoare tipică pentru CROS unele amplificatoare medicale 50.000, dar de înaltă calitate, amplificatoare medicale pot fi chiar 500 DFE 000. Să considerăm un amplificator tipic diferential ECG cu un câștig de 1000 și DFE 100 000. el Arhivat semnalul diferență este amplificat de 1000 de ori. Cu toate acestea, semnalul global va fi amplificat doar de 1/100 ori. În cazul în care 200 000 DFE, semnalul total va fi amplificat la 1/200 ori. Cu alte cuvinte, semnalul util (semnal ECG) va fi amplificat în mod corespunzător și pot fi afișate pe ecran, iar semnalul totală de interferență (în acest caz, zgomot), care poate fi mult mai puternic decât semnalul ECG, va fi suprimat și nu cad pe ecranul de afișare. Este important să înțelegem diferența de bază: biopotențiale amplifica respectiv capacitatea maximă a amplificatorului, iar zgomotul sau semnalele comune sunt reduse proporțional cu valoarea DFE. Teoretic, pentru un amplificator diferențial ideală DFE trebuie să fie infinit, iar semnalul de zgomot este zero. Dacă cele două borne de intrare amplificator diferențial conectate împreună și pentru a semnala și punctul ele de referință, atunci semnalul de ieșire va fi zero. Fig. Este o diagramă a unui amplificator diferențial ideal atunci când este aplicată de intrare a semnalului comun.
Fig. amplificator diferențial sunt respinse de semnal comun aplicat la intrările sale
Modul de funcționare amplificator depinde în principal de tipul de cuplare interstage. amplificatoare DC și AC toka.Usiliteli cel mai frecvent utilizate DC sunt în măsură să crească curentul și tensiunea din circuitul de curent continuu și curent alternativ. amplificatoare AC sunt concepute pentru a crește puterea și tensiunea de curent alternativ. amplificatoare de curent continuu utilizate pentru a crește tensiunea de curent continuu sau de frecvență joasă oscilațiilor electrice. Majoritatea aplica amplificator de curent alternativ, în conformitate cu parametrii oscilațiilor electrice amplificate, cu condiția ca caracteristicile amplificatoarelor respective.