Биосигналдын инструкцияларынын автоматташтырылган графиктери менен функционалдык ЭКГны долбоорлоо

Мазмуну жашыруу

1 Биосигналдын автоматташтырылган графиги менен функционалдык ЭКГны долбоорлоо

2 Биосигналдын автоматташтырылган графигин түзүү менен функционалдык ЭКГны долбоорлоо

Биосигналдын автоматташтырылган графиги менен функционалдык ЭКГны долбоорлоо

Биосигналдын автоматташтырылган графигин түзүү менен функционалдык ЭКГны долбоорлоо

Бул долбоор ушул семестрде үйрөнгөн нерселердин бардыгын бириктирет жана аны бир тапшырмага колдонот. Биздин милдет - приборлорду колдонуу менен электрокардиограмма (ЭКГ) катары колдонула турган схеманы түзүү. ampкөтөргүч, төмөн өткөргүч фильтр жана тиштүү фильтр. ЭКГ жүрөктүн активдүүлүгүн өлчөө жана көрсөтүү үчүн адамга коюлган электроддорду колдонот. Эсептөөлөр орточо чоңдордун жүрөгүнүн негизинде жүргүзүлүп, пайданы жана кесүү жыштыктарын текшерүү үчүн LTSpice сайтында баштапкы схема схемалары түзүлгөн. Бул долбоорлоо долбоорунун максаттары болуп төмөнкүлөр саналат:

Бул семестрде лабораторияда үйрөнгөн аспаптык көндүмдөрдү колдонуңуз

Сигнал алуу түзүлүшүнүн иштешин долбоорлоо, куруу жана текшерүү
Аппаратты адам темасында текшериңиз

Жабдуулар:

LTSpice симулятору (же ушуга окшош программалык камсыздоо) Breadboard

Ар кандай резисторлор
Ар кандай конденсаторлор

Opamps
Электроддук зымдар

Киргизүү тtage булагы
Чыгуу көлөмүн өлчөө үчүн түзмөкtage (б.а. осциллограф)

1-кадам: Ар бир схеманын компоненти үчүн эсептөөлөрдү жүргүзүңүз
Жогорудагы сүрөттөр ар бир схема үчүн эсептөөлөрдү көрсөтөт. Төмөндө, ал компоненттер жана жасалган эсептөөлөр жөнүндө көбүрөөк түшүндүрөт.
Аспаптар Ampөмүрлүү
Приборлор ampкөтөргүч же IA төмөн деңгээлдеги сигналдар үчүн чоң суммадагы пайданы камсыз кылууга жардам берет. Бул сигналдын көлөмүн көбөйтүүгө жардам берет, андыктан ал көрүнөө жана толкун формасын анализдөөгө болот.
Эсептөөлөр үчүн биз R1 жана R2 үчүн 5 кОм жана 10 кОм болгон эки кокустук каршылыктын маанисин тандап алдык. Биз ошондой эле кирешенин 1000 болушун каалайбыз, андыктан сигналды талдоо оңой болот. R3 жана R4 катышы төмөнкү теңдеме менен чечилет:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Андан кийин биз ар бир резистордун мааниси кандай болорун аныктоо үчүн бул катышты колдондук. баалуулуктар төмөнкүдөй:
R3 = 1 кОм

Ноч чыпкасы
Чыпка чыпкасы жыштыктардын тар тилкесиндеги сигналдарды басаңдатат же бир жыштыкты жок кылат. Бул учурда биз алып салгыбыз келген жыштык 60 Гц, анткени электрондук шаймандар чыгарган ызы-чуунун көбү ошол жыштыкта болот. AQ фактору - бул борбордун жыштыгынын өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө болгон катышы, ошондой эле ал магнитудалык сюжеттин формасын сүрөттөөгө жардам берет. Чоңураак Q фактору тар токтотуу тилкесин пайда кылат. Эсептөөлөр үчүн биз 8 Q маанисин колдонобуз.
Биз конденсатор баалуулуктарын тандоону чечтик. Ошентип, С1 = С2 = 0.1 мкФ, жана С2 = 0.2 мкФ.
R1, R2 жана R3 эсептөө үчүн биз колдоно турган теңдемелер төмөнкүдөй:
R1 = 1 / (4*pi*Q*f*C1) = 1 / (4*pi*8*60*0.1E-6) = 1.6 кОм
R2 = (2*Q) / (2*pi*f*C1) = (2*8) / (2*pi*60*0.1E-6) = 424 кОм
R3 = (R1*R2) / (R1 + R2) = (1.6*424) / (1.6 + 424) = 1.6 кОм

Төмөн өткөрүү чыпкасы
Төмөн өткөрүүчү чыпка жогорку жыштыктарды басаңдатып, төмөнкү жыштыктарды өткөрүүгө мүмкүндүк берет. Кесүү жыштыгы 150 Гц мааниге ээ болот, анткени бул чоңдор үчүн туура ЭКГ мааниси. Ошондой эле, пайда (K мааниси) 1 болот, ал эми a жана b туруктуулары тиешелүүлүгүнө жараша 1.414214 жана 1 болот.
Биз C1ди 68 нФке барабар кылып тандадык, анткени бизде ошол конденсатор бар болчу. C2 үчүн биз төмөнкү теңдемени колдондук:
C2 >= (C2*4*b) / [a^2 + 4*b(K-1)] = (68E-9*4*1) / [1.414214^2 + 4*1(1-1)] –> C2 >= 1.36E-7
Ошондуктан, биз 2 uF барабар C0.15 тандап алган
эки каршылык маанисин эсептөө үчүн, биз төмөнкү теңдемелерди колдонуу керек болчу:
R1 = 2 / (2*pi*f*[a*C2 + sqrt([a^2 + 4*b(K-1)]*C2^2 – 4*b*C1*C2)] = 7.7 кОм
R2 = 1 / (b*C1*C2*R1*(2*pi*f)^2) = 14.4 кОм

2-кадам: LTSpice боюнча схемаларды түзүү
Үч компонент тең түзүлүп, LTSpice сайтында AC тазалоо анализи менен жекече иштетилди. Колдонулган баалуулуктар 1-кадамда эсептелген баалуулуктар.

3-кадам: Аспаптарды куруу Ampлиф
Биз приборлорду курдук ampLTSpiceдеги схемага ылайык нан тактасындагы көтөргүч. Ал курулгандан кийин, киргизүү (сары) жана чыгаруу (жашыл) тtages көрсөтүлдү. Жашыл сызык сары сызыкка салыштырмалуу 743.5X гана пайдага ээ.

4-кадам: Ноч чыпкасын түзүңүз
Андан кийин, биз LTSpiceде жасалган схеманын негизинде нан тактасына оюк чыпкасын курдук. Ал IA схемасынын жанында курулган. Андан кийин биз киргизүү жана чыгаруу көлөмүн жаздыкtagчоңдугун аныктоо үчүн ар кандай жыштыктагы e маанилери. Андан кийин, биз аны LTSpice симуляциясына салыштыруу үчүн сюжетте магнитуда менен жыштыктын графигин түздүк. Биз өзгөрткөн бир гана нерсе, тиешелүүлүгүнө жараша 3 uF жана 2 kΩ болгон C0.22 жана R430 маанилери болду. Дагы, ал алып салуу жыштыгы 60 Гц.

5-кадам: Төмөн өткөрүү чыпкасын түзүңүз
Андан кийин биз LTSpiceдеги схеманын негизинде нан тактасына төмөн өтүүчү чыпканы курдук. Андан кийин биз киргизүү жана чыгаруу көлөмүн жаздыкtagчоңдугун аныктоо үчүн ар кандай жыштыктарда. Андан кийин, биз LTSpice симуляциясына салыштыруу үчүн чоңдукту жана жыштыкты түздүк. Бул чыпка үчүн биз өзгөрткөн жалгыз маани 2 uF болгон C0.15 болду. Биз текшерип жаткан кесүү жыштыгы 150 Гц.

6-кадам: Адам предмети боюнча тест
Биринчиден, схеманын үч өзүнчө компонентин бириктириңиз. Андан кийин, бардыгы иштеп жатканын текшерүү үчүн аны жүрөктүн согушу менен сынап көрүңүз. Андан кийин электроддорду оң билекке, терс сол бутка, ал эми жер оң бутка болсун. Жеке адам даяр болгондон кийин, операцияны иштетүү үчүн 9V батарейканы туташтырыңызamps жана чыгуу сигналын көрсөтүү. Көңүл буруңуз, адам так окуу үчүн 10 секунддай кыймылсыз болушу керек.
Куттуктайбыз, сиз автоматташтырылган ЭКГны ийгиликтүү түздүңүз!