උපදේශනයන් ජෛව සංඥාවේ ස්වයංක්‍රීය ප්ලොටින් සමඟ ක්‍රියාකාරී ECG නිර්මාණය කරයි
Biosignal හි ස්වයංක්‍රීය කුමන්ත්‍රණය සමඟ ක්‍රියාකාරී ECG නිර්මාණය කරන්න
මෙම ව්‍යාපෘතිය මෙම අධ්‍යයන වාරයේ ඉගෙන ගත් සියල්ල ඒකාබද්ධ කර එය එක් කාර්යයකට අදාළ කරයි. අපගේ කර්තව්‍යය වන්නේ උපකරණ භාවිතයෙන් විද්‍යුත් හෘද රෝග සටහනක් (ECG) ලෙස භාවිතා කළ හැකි පරිපථයක් නිර්මාණය කිරීමයි. amplifier, lowpass filter, සහ notch fi lter. ECG මගින් හෘද ක්‍රියාකාරිත්වය මැනීමට සහ ප්රදර්ශනය කිරීමට පුද්ගලයෙකු මත තබා ඇති ඉලෙක්ට්රෝඩ භාවිතා කරයි. සාමාන්‍ය වැඩිහිටි හදවත මත පදනම්ව ගණනය කිරීම් සිදු කරන ලද අතර, ලාභය සහ කඩඉම් සංඛ්‍යාත සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා මුල් පරිපථ ක්‍රමලේඛය LTSspice මත නිර්මාණය කරන ලදී. මෙම සැලසුම් ව්යාපෘතියේ අරමුණු පහත පරිදි වේ:
- මෙම අධ්‍යයන වාරයේ රසායනාගාරයේ ඉගෙන ගත් උපකරණ කුසලතා යොදන්න
- සංඥා අත්පත් කර ගැනීමේ උපකරණයක ක්‍රියාකාරීත්වය සැලසුම් කිරීම, ගොඩනැගීම සහ සත්‍යාපනය කිරීම
- මිනිස් විෂයයක් මත උපාංගය වලංගු කරන්න
සැපයුම්:
- LTSspice සිමියුලේටරය (හෝ සමාන මෘදුකාංග) පාන් පුවරුව
- විවිධ ප්රතිරෝධක
- විවිධ ධාරිත්‍රක
- Opamps
- ඉලෙක්ට්රෝඩ වයර්
- ආදාන වෙළුමtagඊ මූලාශ්රය
- නිමැවුම් පරිමාව මැනීමට උපාංගයtage (එනම් oscilloscope)
පියවර 1: එක් එක් පරිපථ සංරචක සඳහා ගණනය කිරීම් කරන්න
ඉහත රූපවල එක් එක් පරිපථය සඳහා ගණනය කිරීම් පෙන්වයි. පහත, එය සංරචක සහ සිදු කරන ලද ගණනය කිරීම් ගැන වැඩි විස්තර කරයි.
උපකරණ Ampජීවිතාරක්ෂකයා
උපකරණයක් amplifier, හෝ IA, අඩු මට්ටමේ සංඥා සඳහා විශාල ලාභයක් ලබා දීමට උපකාරී වේ. එය සංඥාවේ ප්‍රමාණය වැඩි කිරීමට උපකාරී වන අතර එමඟින් එය වඩාත් දෘශ්‍යමාන වන අතර තරංග ආකෘතිය විශ්ලේෂණය කළ හැකිය.
ගණනය කිරීම් සඳහා, අපි R1 සහ R2 සඳහා සසම්භාවී ප්රතිරෝධක අගයන් දෙකක් තෝරා ගත්තෙමු, ඒවා පිළිවෙලින් 5 kΩ සහ 10 kΩ වේ. අපටත් අවශ්‍ය වන්නේ ලාභය 1000ක් වීම නිසා සංඥාව විශ්ලේෂණය කිරීමට පහසු වනු ඇත. R3 සහ R4 සඳහා අනුපාතය පහත සමීකරණය මගින් විසඳනු ලැබේ:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
එක් එක් ප්රතිරෝධක අගය කුමක් දැයි තීරණය කිරීමට අපි එම අනුපාතය භාවිතා කළෙමු. අගයන් පහත පරිදි වේ:
R3 = 1 kΩ
නොච් ෆිල්ටරය
නොච් ෆිල්ටරයක් පටු සංඛ්‍යාත කලාපයක් තුළ සංඥා දුර්වල කරයි හෝ තනි සංඛ්‍යාතයක් ඉවත් කරයි. මෙම අවස්ථාවෙහිදී අපට ඉවත් කිරීමට අවශ්‍ය සංඛ්යාතය 60 Hz වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග මගින් නිපදවන බොහෝ ශබ්දය එම සංඛ්‍යාතයේ බැවිනි. AQ සාධකය යනු මධ්‍ය සංඛ්‍යාතයේ කලාප පළලට ඇති අනුපාතය වන අතර එය විශාලත්වය කුමන්ත්‍රණයේ හැඩය විස්තර කිරීමට ද උපකාරී වේ. විශාල Q සාධකයක් පටු නැවතුම් කලාපයක් ඇති කරයි. ගණනය කිරීම් සඳහා, අපි Q අගය 8 භාවිතා කරන්නෙමු.
අප සතුව තිබූ ධාරිත්‍රක අගයන් තෝරා ගැනීමට අපි තීරණය කළෙමු. ඉතින්, C1 = C2 = 0.1 uF, සහ C2 = 0.2 uF.
R1, R2 සහ R3 ගණනය කිරීමට අප භාවිතා කරන සමීකරණ පහත පරිදි වේ:
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
Lowpass ෆිල්ටරය
අඩු ප්‍රවාහ පෙරහනක් ඉහළ සංඛ්‍යාත අඩු කරන අතරම අඩු සංඛ්‍යාත හරහා යාමට ඉඩ සලසයි. වැඩිහිටියන් සඳහා නිවැරදි ECG අගය වන බැවින් කඩඉම් සංඛ්‍යාතයට 150 Hz අගයක් ඇත. එසේම, ලාභය (K අගය) 1 වනු ඇත, a සහ b නියතයන් 1.414214 සහ 1 වේ.
අපි C1 68 nF ට සමාන කිරීමට තෝරා ගත්තේ එම ධාරිත්‍රකය අප සතුව තිබූ බැවිනි. nd C2 සඳහා අපි පහත සමීකරණය භාවිතා කළෙමු:
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
එබැවින්, අපි 2 uF සමාන කිරීමට C0.15 තෝරා ගත්තෙමු
ප්රතිරෝධක අගයන් දෙක ගණනය කිරීම සඳහා, අපට පහත සමීකරණ භාවිතා කිරීමට සිදු විය:
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
පියවර 2: LTSspice මත ක්‍රමලේඛන සාදන්න
සංරචක තුනම නිර්මාණය කර AC ස්වීප් විශ්ලේෂණයක් සමඟින් LTSpice මත තනි තනිව ධාවනය විය. භාවිතා කරන අගයන් අපි 1 පියවරේදී ගණනය කළ අගයන් වේ.
පියවර 3: උපකරණය ගොඩනඟන්න Ampලියර්
අපි උපකරණය හැදුවා ampLTSspice හි ක්‍රමානුකුලව අනුගමනය කිරීමෙන් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් මත lifier. එය ගොඩනඟා ගත් පසු, ආදානය (කහ) සහ ප්‍රතිදානය (කොළ) වෙළුමtages ප්රදර්ශනය කරන ලදී. කහ රේඛාවට සාපේක්ෂව හරිත රේඛාවට ඇත්තේ 743.5X ක ලාභයක් පමණි.
පියවර 4: නොච් ෆිල්ටරය සාදන්න
ඊළඟට, අපි LTSpice මත සාදන ලද ක්‍රමලේඛය මත පදනම්ව බ්‍රෙඩ්බෝඩ් මත නොච් ෆිල්ටරය ගොඩනඟමු. එය IA පරිපථයට යාබදව ඉදිකරන ලද්දකි. අපි පසුව ආදාන සහ ප්රතිදාන පරිමාව වාර්තා කළෙමුtagවිශාලත්වය තීරණය කිරීම සඳහා විවිධ සංඛ්යාතවල e අගයන්. පසුව, අපි එය LTSspice සමාකරණයට සංසන්දනය කිරීමට කුමන්ත්‍රණයේ විශාලත්වය එදිරිව සංඛ්යාතය ප්‍රස්ථාරගත කළෙමු. අපි වෙනස් කළ එකම දෙය නම් C3 සහ R2 අගයන් පිළිවෙලින් 0.22 uF සහ 430 kΩ වේ. නැවතත්, එය ඉවත් කරන සංඛ්යාතය 60 Hz වේ.
පියවර 5: Lowpass ෆිල්ටරය සාදන්න
පසුව අපි නොච් ෆිල්ටරය අසල ඇති LTSspice හි ක්‍රමලේඛනය මත පදනම්ව බ්‍රෙඩ්බෝඩ් මත ලෝ පාස් ෆිල්ටරය ගොඩනඟමු. අපි පසුව ආදාන සහ ප්රතිදාන පරිමාව වාර්තා කළෙමුtagවිශාලත්වය තීරණය කිරීම සඳහා විවිධ සංඛ්යාතවල es. ඉන්පසුව, අපි එය LTSspice සමාකරණයට සංසන්දනය කිරීමට විශාලත්වය සහ සංඛ්යාතය සැලසුම් කළෙමු. මෙම පෙරහන සඳහා අප වෙනස් කළ එකම අගය C2 වන අතර එය 0.15 uF වේ. අප සත්‍යාපනය කරමින් සිටි කඩඉම් සංඛ්යාතය 150 Hz වේ.
පියවර 6: මානව විෂයයක් පිළිබඳ පරීක්ෂණය
පළමුව, පරිපථයේ තනි කොටස් තුන එකට සම්බන්ධ කරන්න. ඉන්පසුව, සියල්ල ක්‍රියාත්මක වන බව සහතික කිරීම සඳහා අනුකරණය කරන ලද හෘද ස්පන්දනයකින් එය පරීක්ෂා කරන්න. ඉන්පසුව, ඉලෙක්ට්රෝඩ පුද්ගලයා මත තබන්න එවිට ධනය දකුණු මැණික් කටුවෙහිද, සෘණ අගය වම් වළලුකරෙහිද, බිම දකුණු වළලුකරෙහිද ඇත. පුද්ගලයා සූදානම් වූ පසු, ඔප් එක බල ගැන්වීමට 9V බැටරියක් සම්බන්ධ කරන්නamps සහ ප්රතිදාන සංඥාව පෙන්වන්න. නිවැරදි කියවීමක් ලබා ගැනීම සඳහා පුද්ගලයා තත්පර 10 ක් පමණ නිශ්චලව සිටිය යුතු බව සලකන්න.
සුභ පැතුම්, ඔබ සාර්ථකව ස්වයංක්‍රීය ECG එකක් සාදා ඇත!
ලේඛන / සම්පත්
 |
උපදේශනයන් ජෛව සංඥාවේ ස්වයංක්‍රීය ප්ලොටින් සමඟ ක්‍රියාකාරී ECG නිර්මාණය කරයි [pdf] උපදෙස් Biosignal හි ස්වයංක්‍රීය කුමන්ත්‍රණයක් සමඟ ක්‍රියාකාරී ECG එකක් සැලසුම් කරන්න, ක්‍රියාකාරී ECG එකක් සැලසුම් කරන්න, ක්‍රියාකාරී ECG, Biosignal සැලසුම් කරන්න |
