зааварчилгаа Биосигналын автомат график бүхий функциональ ЭКГ-ийг зохион бүтээх
Биосигналын автомат график бүхий функциональ ЭКГ-ыг зохион бүтээх
Энэхүү төсөл нь энэ семестрт сурсан бүх зүйлийг нэгтгэж, нэг даалгаварт ашигладаг. Бидний даалгавар бол багаж хэрэгслийг ашиглан электрокардиограмм (ЭКГ) болгон ашиглах боломжтой хэлхээ үүсгэх явдал юм. ampөргөгч, бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр, ховилын шүүлтүүр. ЭКГ нь зүрхний үйл ажиллагааг хэмжих, харуулахын тулд хүн дээр байрлуулсан электродыг ашигладаг. Тооцооллыг насанд хүрэгчдийн дундаж зүрхэнд үндэслэн хийсэн бөгөөд олз болон хязгаарын давтамжийг шалгахын тулд анхны хэлхээний схемийг LTSpice дээр үүсгэсэн. Энэхүү дизайны төслийн зорилго нь дараах байдалтай байна.
- Энэ семестрт лабораторид сурсан багаж хэрэгслийн ур чадвараа ашиглана
- Дохио хүлээн авах төхөөрөмжийн ажиллагааг зохион бүтээх, бүтээх, шалгах
- Хүний сэдэв дээр төхөөрөмжийг баталгаажуулна уу
Хангамж:
- LTSpice симулятор (эсвэл ижил төстэй програм хангамж) Breadboard
- Төрөл бүрийн резисторууд
- Төрөл бүрийн конденсатор
- Opamps
- Электродын утаснууд
- Оролт ботьtage эх сурвалж
- Гаралтын хэмжээг хэмжих төхөөрөмжtage (өөрөөр хэлбэл осциллограф)
Алхам 1: Хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн тооцоог хийнэ
Дээрх зургууд нь хэлхээ тус бүрийн тооцоог харуулж байна. Доорх нь бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон хийсэн тооцооллын талаар илүү дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно.
Багаж хэрэгсэл Ampнастан
Багаж хэрэгсэл amplifier буюу IA нь доод түвшний дохиог их хэмжээгээр нэмэгдүүлэхэд тусалдаг. Энэ нь дохионы хэмжээг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг бөгөөд ингэснээр илүү харагдах бөгөөд долгионы хэлбэрт дүн шинжилгээ хийх боломжтой болно.
Тооцооллын хувьд бид R1 ба R2-ийн санамсаргүй хоёр эсэргүүцлийн утгыг сонгосон бөгөөд эдгээр нь 5 кОм ба 10 кОм байна. Бид мөн ашиг 1000 байхыг хүсч байгаа тул дохиог шинжлэхэд хялбар байх болно. R3 ба R4-ийн харьцааг дараах тэгшитгэлээр шийднэ.
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Дараа нь бид резисторын утга бүр ямар байхыг шийдэхийн тулд энэ харьцааг ашигласан. Утга нь дараах байдалтай байна.
R3 = 1 кОм
Ховилын шүүлтүүр
Ховилын шүүлтүүр нь нарийн давтамжийн зурвас дахь дохиог сулруулж эсвэл нэг давтамжийг арилгадаг. Энэ тохиолдолд бидний арилгахыг хүсч буй давтамж нь 60 Гц байна, учир нь электрон төхөөрөмжүүдийн гаргадаг ихэнх дуу чимээ нь тэр давтамжтай байдаг. AQ хүчин зүйл нь төвийн давтамжийг зурвасын өргөнтэй харьцуулсан харьцаа бөгөөд энэ нь магнитудын графикийн хэлбэрийг тодорхойлоход тусалдаг. Илүү том Q хүчин зүйл нь зогсолтын зурвасыг нарийсгахад хүргэдэг. Тооцооллын хувьд бид 8 гэсэн Q утгыг ашиглана.
Бид өөрт байгаа конденсаторын утгыг сонгохоор шийдсэн. Тиймээс C1 = C2 = 0.1 uF, C2 = 0.2 uF байна.
R1, R2, R3-ийг тооцоолоход бидний ашиглах тэгшитгэлүүд дараах байдалтай байна.
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
Бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр
Бага дамжуулалтын шүүлтүүр нь өндөр давтамжийг сулруулж, доод давтамжийг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Таслах давтамж нь 150 Гц байх болно, учир нь энэ нь насанд хүрэгчдэд зориулсан ЭКГ-ын зөв утга юм. Мөн олз (K утга) 1 байх ба a ба b тогтмолууд нь 1.414214 ба 1 байна.
Бид C1-ийг 68 nF-тэй тэнцэх конденсатортай байсан тул сонгосон. C2-д бид дараах тэгшитгэлийг ашигласан.
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
Тиймээс бид 2 мкФ-тэй тэнцэх C0.15-ийг сонгосон
Хоёр резисторын утгыг тооцоолохын тулд бид дараах тэгшитгэлийг ашиглах шаардлагатай болсон.
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
Алхам 2: LTSpice дээр схем үүсгэх
Гурван бүрэлдэхүүн хэсгийг LTSpice дээр тус тусад нь үүсгэж, хувьсах гүйдлийн шинжилгээгээр ажиллуулсан. Ашигласан утгууд нь 1-р алхам дээр бидний тооцоолсон утгууд юм.
Алхам 3: Багаж хэрэгслийг бүтээх Ampхудалдагч
Бид багаж хэрэгслийг барьсан ampLTSpice дээрх бүдүүвчийг дагаж талхны самбар дээр өргөгч. Үүнийг бүтээсний дараа оролт (шар), гаралт (ногоон) ботьtages харуулсан. Ногоон шугам нь шар шугамтай харьцуулахад зөвхөн 743.5X-ийн өсөлттэй байна.
Алхам 4: Ховилын шүүлтүүрийг бүтээх
Дараа нь бид LTSpice дээр хийсэн схемийн дагуу талхны самбар дээр ховилын шүүлтүүрийг барьсан. Энэ нь IA хэлхээний хажууд баригдсан. Дараа нь бид оролт, гаралтын боть бичсэнtagхэмжигдэхүүнийг тодорхойлохын тулд янз бүрийн давтамжийн e утгууд. Дараа нь бид LTSpice симуляцитай харьцуулахын тулд график дээр давтамж ба магнитудын графикийг зурсан. Бидний өөрчилсөн цорын ганц зүйл бол 3 uF ба 2 кОм болох C0.22 ба R430 утгууд юм. Дахин хэлэхэд түүний устгаж буй давтамж нь 60 Гц байна.
Алхам 5: Бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрийг бүтээх
Дараа нь бид ховилын шүүлтүүрийн хажууд LTSpice дээрх бүдүүвч дээр үндэслэн бага дамжуулалтын шүүлтүүрийг талхны самбар дээр суурилуулсан. Дараа нь бид оролт, гаралтын ботыг бүртгэсэнtagхэмжээг тодорхойлохын тулд янз бүрийн давтамжтайгаар es. Дараа нь бид LTSpice симуляцитай харьцуулахын тулд хэмжээ, давтамжийг зурсан. Энэ шүүлтүүрийн хувьд бидний өөрчилсөн цорын ганц утга нь C2 байсан бөгөөд энэ нь 0.15 uF юм. Бидний шалгаж байгаа таслах давтамж нь 150 Гц байна.
Алхам 6: Хүний сэдвээр хийсэн тест
Эхлээд хэлхээний гурван бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгийг хооронд нь холбоно. Дараа нь бүх зүйл ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд зүрхний цохилтыг дуурайлган туршиж үзээрэй. Дараа нь электродуудыг хувь хүн дээр байрлуулснаар эерэг нь баруун бугуйнд, сөрөг нь зүүн шагайнд, газар нь баруун шагайнд байна. Хувь хүн бэлэн болмогц 9V батерейг холбоноamps ба гаралтын дохиог харуулна. Үнэн зөв уншихын тулд тухайн хүн 10 секунд орчим хөдөлгөөнгүй байх ёстойг анхаарна уу.
Баяр хүргэе, та автоматжуулсан ЭКГ-г амжилттай бүтээсэн байна!
Баримт бичиг / нөөц
 |
зааварчилгаа Биосигналын автомат график бүхий функциональ ЭКГ-ийг зохион бүтээх [pdf] Заавар Биосигналын автомат график бүхий функциональ ЭКГ зохион бүтээх, Функциональ ЭКГ, функциональ ЭКГ, биосигналын графикийг төлөвлөх |
