لارښوونې د بایو سیګنال د اتوماتیک پلان کولو سره یو فعال ECG ډیزاین کوي
د بایو سیګنال د اتوماتیک پلاټ کولو سره یو فعال ECG ډیزاین کړئ
دا پروژه د دې سمستر زده شوي هرڅه سره یوځای کوي او په یو واحد کار کې پلي کوي. زموږ دنده دا ده چې یو داسې سرکټ رامینځته کړو چې د الیکټروکارډیوگرام (ECG) په توګه د وسایلو په کارولو سره وکارول شي. ampلایفیر، ټیټ پاس فلټر، او نوچ فای لیټر. ECG د زړه فعالیت اندازه کولو او ښودلو لپاره په یو فرد کې ایښودل شوي الیکټروډونه کاروي. محاسبې د اوسط بالغ زړه پراساس رامینځته شوي ، او اصلي سرکټ سکیمات په LTSpice کې رامینځته شوي ترڅو د لاسته راوړنې او کټ آف فریکونسۍ تصدیق کړي. د دې ډیزاین پروژې موخې په لاندې ډول دي:
- په دې سمستر کې په لابراتوار کې زده شوي د وسایلو مهارتونه پلي کړئ
- د سیګنال استملاک وسیلې فعالیت ډیزاین ، جوړ او تصدیق کړئ
- وسیله په انساني موضوع کې تایید کړئ
توکي:
- LTSpice سمیلیټر (یا ورته سافټویر) د ډوډۍ بورډ
- مختلف مقاومت کونکي
- مختلف capacitors
- Opamps
- د الکترود تارونه
- ننوتۍ جلدtagای سرچینه
- د تولید حجم اندازه کولو وسیلهtage (یعنی اوسیلوسکوپ)
لومړی ګام: د هر سرکټ اجزا لپاره محاسبه وکړئ
پورته عکسونه د هر سرکټ لپاره محاسبه ښیې. لاندې، دا د اجزاو او ترسره شوي محاسبې په اړه نور توضیحات وړاندې کوي.
وسیله Ampلايف
یوه وسیله ampلایفیر، یا IA، د ټیټې کچې سیګنالونو لپاره د لوی مقدار لاسته راوړنې چمتو کولو کې مرسته کوي. دا د سیګنال اندازې لوړولو کې مرسته کوي نو دا ډیر لیدل کیږي او د څپې شکل تحلیل کیدی شي.
د محاسبې لپاره، موږ د R1 او R2 لپاره دوه تصادفي مقاومت ارزښتونه غوره کړل، چې په ترتیب سره 5 kΩ او 10 kΩ دي. موږ دا هم غواړو چې لاسته راوړنه 1000 وي نو سیګنال به یې تحلیل اسانه وي. د R3 او R4 تناسب بیا د لاندې معادلې لخوا حل کیږي:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
بیا موږ دا تناسب وکاروو ترڅو پریکړه وکړو چې د هر مقاومت ارزښت به څه وي. ارزښتونه په لاندې ډول دي:
R3 = 1 kΩ
نوچ فلټر
یو نوچ فلټر د فریکونسۍ په یوه تنګ بند کې سیګنالونه کموي یا یو واحد فریکونسۍ لرې کوي. هغه فریکونسۍ چې موږ یې په دې حالت کې لرې کول غواړو 60 Hz دی ځکه چې د بریښنایی وسیلو لخوا تولید شوي ډیری شور په دې فریکونسۍ کې دی. د AQ فکتور د مرکز فریکونسۍ د بډ ویت تناسب دی، او دا هم د شدت پلاټ شکل تشریح کولو کې مرسته کوي. یو لوی Q فکتور د تنګ بند بندیدو لامل کیږي. د محاسبې لپاره، موږ به د 8 د Q ارزښت وکاروو.
موږ پریکړه وکړه چې د کیپسیټر ارزښتونه غوره کړو چې موږ یې درلودل. نو، C1 = C2 = 0.1 uF، او C2 = 0.2 uF.
هغه معادلې چې موږ به یې د R1، R2، او R3 محاسبه کولو لپاره وکاروو په لاندې ډول دي:
R1 = 1 / (4*pi*Q*f*C1) = 1 / (4*pi*8*60*0.1E-6) = 1.6 kΩ
R2 = (2*Q) / (2*pi*f*C1) = (2*8) / (2*pi*60*0.1E-6) = 424 kΩ
R3 = (R1*R2) / (R1 + R2) = (1.6*424) / (1.6 + 424) = 1.6 kΩ
د ټیټ پاس فلټر
د ټیټ پاس فلټر لوړ فریکونسۍ کموي پداسې حال کې چې ټیټ فریکونسۍ ته اجازه ورکوي چې تیر شي. د کټ آف فریکونسۍ به د 150 Hz ارزښت ولري ځکه چې دا د لویانو لپاره د ECG سم ارزښت دی. همدارنګه، لاسته راوړنه (K ارزښت) به 1 وي، او ثابت a او b په ترتیب سره 1.414214 او 1 وي.
موږ C1 د 68 nF مساوي لپاره غوره کړ ځکه چې موږ دا کیپسیټر درلود. د nd C2 لپاره موږ لاندې معادل کاروو:
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
له همدې امله، موږ د 2 uF مساوي لپاره C0.15 غوره کړ
د دوه مقایسه ارزښتونو محاسبه کولو لپاره، موږ باید لاندې معادلې وکاروو:
R1 = 2 / (2*pi*f*[a*C2 + sqrt([a^2 + 4*b(K-1)]*C2^2 – 4*b*C1*C2)] = 7.7 kΩ
R2 = 1 / (b*C1*C2*R1*(2*pi*f)^2) = 14.4 kΩ
لومړی ګام: په LTSpice کې سکیماتیک جوړ کړئ
ټولې درې برخې رامینځته شوي او په انفرادي ډول په LTSpice کې د AC سویپ تحلیل سره پرمخ وړل شوي. کارول شوي ارزښتونه هغه دي چې موږ په 1 ګام کې محاسبه کړل.
لومړی ګام: وسیله جوړه کړئ Ampلیفر
موږ وسیله جوړه کړه ampپه LTSpice کې د سکیمیک تعقیبولو سره د ډوډۍ بورډ کې لیفیر. یوځل چې دا جوړ شو، داخل (ژیړ) او محصول (شنه) حجمtages ښودل شوي. شنه کرښه یوازې د ژیړ کرښې په پرتله د 743.5X لاسته راوړنه لري.
لومړی ګام: د نوچ فلټر جوړ کړئ
بیا ، موږ په LTSpice کې جوړ شوي سکیمیټ پراساس د ډوډۍ بورډ کې د نوچ فلټر جوړ کړ. دا د IA سرکټ ته نږدې جوړ شوی و. بیا مو د داخل او محصول حجم ثبت کړtage ارزښتونه په مختلفو فریکونسیو کې د اندازه کولو لپاره. بیا، موږ په پلاټ کې د فریکونسۍ په پرتله شدت ګراف کړی ترڅو دا د LTSpice سمولیشن سره پرتله کړي. یوازینی شی چې موږ بدل کړل د C3 او R2 ارزښتونه وو چې په ترتیب سره 0.22 uF او 430 kΩ دي. یوځل بیا ، د لرې کولو فریکونسۍ 60 Hz ده.
لومړی ګام: د ټیټ پاس فلټر جوړ کړئ
بیا موږ د نچ فلټر سره څنګ په LTSpice کې د سکیمیک پراساس په ډوډۍ بورډ کې د ټیټ پاس فلټر جوړ کړ. بیا موږ د ننوتلو او محصول حجم ثبت کړtagد شدت معلومولو لپاره په مختلفو فریکونسیو کې. بیا، موږ د LTSpice سمولیشن سره پرتله کولو لپاره شدت او فریکونسۍ پلان کړه. یوازینی ارزښت چې موږ د دې فلټر لپاره بدل کړی C2 و چې 0.15 uF دی. د کټ آف فریکونسۍ چې موږ یې تایید کوو 150 Hz دی.
لومړی ګام: په انساني موضوع کې ازموینه
لومړی، د سرکټ درې انفرادي برخې یوځای سره وصل کړئ. بیا، دا د زړه د زړه وهلو سره ازموینه وکړئ ترڅو ډاډ ترلاسه کړئ چې هرڅه کار کوي. بیا، الیکټروډونه په فرد باندې ځای په ځای کړئ ترڅو مثبت په ښي لاس کې وي، منفي په چپ پښه کې وي، او ځمکه په ښي پښه کې وي. یوځل چې فرد چمتو شي ، د بریښنا لپاره د 9V بیټرۍ سره وصل کړئamps او د محصول سیګنال ښکاره کړئ. په یاد ولرئ چې فرد باید د دقیق لوستلو ترلاسه کولو لپاره د شاوخوا 10 ثانیو لپاره خورا چپ پاتې شي.
مبارک، تاسو په بریالیتوب سره یو اتوماتیک ECG جوړ کړ!
اسناد / سرچینې
 |
لارښوونې د بایو سیګنال د اتوماتیک پلان کولو سره یو فعال ECG ډیزاین کوي [pdf] لارښوونې د بایو سیګنال د اتوماتیک پلاټ کولو سره یو فعال ECG ډیزاین کړئ، د فعال ECG ډیزاین کړئ، فعال ECG، د بایو سیګنال پلاټ کول |
