fa'aa'oa'oga Fuafua se ECG Fa'atino Fa'atasi ma Fuafuaga otometi o le Biosignal
Fuafua se ECG Fa'atino Fa'atasi ma Fuafuaga otometi o le Biosignal
O lenei poloketi e tu'ufa'atasia mea uma na a'oa'oina i lenei semesa ma fa'aoga i se galuega e tasi. O la matou galuega o le fatuina lea o se matagaluega e mafai ona faʻaaogaina e pei o se electrocardiogram (ECG) e ala i le faʻaaogaina o meafaifaʻaili. amplifier, fa'amama alavai, ma fa'amama fa'a. E fa'aogaina e le ECG ni eletise e tu'uina i luga o se tagata e fua ma fa'aalia le gaioiga o le fatu. Na faia fa'atusatusaga i luga o le averesi o le fatu o tagata matutua, ma o le fa'ata'ita'iga muamua na faia i luga o le LTSpice e fa'amaonia ai le maua ma le tipi tipi. O faʻamoemoega o lenei poloketi mamanu e faʻapea:
- Fa'aaogā tomai fa'aa'oa'oga na a'oa'oina i le potu su'esu'e i lenei semesa
- Fuafua, fausia, ma fa'amaonia le fa'atinoga o se masini e maua ai fa'ailo
- Fa'amaonia le masini ile mataupu a le tagata
Sapalai:
- LTSpice simulator (po'o polokalama fa'atusa) Laupapa falaoa
- Eseese tetee
- capacitors eseese
- Opamps
- Uaea eletise
- Sao voltagu puna
- Meafaigaluega e fua ai voltage (fa'atusa o le oscilloscope)
Laasaga 1: Fai Fuafuaga mo Vaega Ta'itasi
O ata o loʻo i luga o loʻo faʻaalia ai faʻatusatusaga mo matagaluega taʻitasi. Lalo, o loʻo faʻamatalaina atili e uiga i vaega ma faʻatusatusaga na faia.
Meafaigaluega Ampola
O se meafaigaluega amplifier, poʻo le IA, e fesoasoani e tuʻuina atu le tele o tupe maua mo faʻailoga maualalo. E fesoasoani e fa'ateleina le tele o le fa'ailoga ina ia sili atu ona iloa ma mafai ona su'esu'eina le galu.
Mo faʻatusatusaga, matou te filifilia ni faʻamaufaʻailoga se lua mo le R1 ma le R2, o le 5 kΩ ma le 10 kΩ, faʻasologa. Matou te mananaʻo foʻi ia maua le 1000 ina ia faigofie ai ona faʻavasega le faailo. O le fua faatatau mo le R3 ma le R4 o le a foia mo le fua faatatau lea:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) -> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] -> R4/ R3 = 200
Ona matou faʻaaogaina lea o le fua faatatau e filifili ai pe o le a le tau o le tetee. O fa'atauga e fa'apea:
R3 = 1 kΩ
Notch Filter
O le fa'amama notch e fa'aitiitia ai fa'ailo i totonu o se laina vaapiapi o alaleo pe aveese fo'i se fa'alava e tasi. Ole taimi tatou te manaʻo e aveese i lenei tulaga ole 60Hz ona o le tele o le pisa e gaosia e masini eletise o loʻo i lena taimi. O le AQ factor o le fua faatatau lea o le ogatotonu i le bandwidth, ma e fesoasoani foi i le faamatalaina o foliga o le tele o le fanua. O le Q fa'ailoga lapo'a e maua ai se fa'aputu vaapiapi. Mo faʻatusatusaga, o le a matou faʻaaogaina se tau Q o le 8.
Na matou filifili e filifili le tau o le capacitor na matou maua. O lea, C1 = C2 = 0.1 uF, ma C2 = 0.2 uF.
O fa'atusa o le a matou fa'aogaina e fa'atatau ai le R1, R2, ma le R3 e fa'apea:
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
Filifiliga Lowpass
O se fa'amama pasi maualalo e fa'alumaina ala maualuga ae fa'ataga ai laina maualalo e ui atu. Ole taimi tipi ole a iai le tau ole 150Hz ona ole sa'o lea ole tau ole ECG mo tagata matutua. E le gata i lea, o le maua (K tau) o le a 1, ma tumau a ma le b e 1.414214 ma le 1, i le faasologa.
Na matou filifilia le C1 e tutusa ma le 68 nF ona o loʻo i ai le matou gafatia. I le nd C2 sa matou fa'aogaina le fa'atusa lea:
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
O le mea lea, na matou filifilia C2 e tutusa 0.15 uF
Ina ia faʻatusatusa le tau o le resistor e lua, e tatau ona matou faʻaogaina faʻatusatusaga nei:
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
Laasaga 2: Fausia Fuafuaga ile LTSpice
O vaega uma e tolu na faia ma tamo'e ta'ito'atasi i luga ole LTSpice ma se su'esu'ega salu AC. O tau na faʻaaogaina o mea ia na matou fuafuaina i le Laasaga 1.
Laasaga 3: Fausia le meafaigaluega Ampliua
Sa matou fausia le meafaigaluega amplifier i luga o le laupapa falaoa e ala i le mulimuli i le ata ile LTSpice. O le taimi lava na fausia ai, o le input (samasama) ma le gaosiga (lanu meamata) voltagna fa'aalia. Ole laina lanu meamata e na'o le 743.5X fa'atusatusa ile laina samasama.
Laasaga 4: Fausia le Notch Filter
O le isi, matou fausia le faamama notch i luga o le laupapa falaoa e faʻavae i luga o le ata na faia ile LTSpice. Na fausia i tafatafa o le IA circuit. Ona matou fa'amauina lea o fa'aoga ma galuega fa'atino voltagu tau i ala eseese e fuafua ai le tele. Ona, matou faʻapipiʻiina le tele ma le faʻasolosolo i luga o le fuafuaga e faʻatusatusa i le LTSpice simulation. Pau lava le mea na matou suia o le tau o le C3 ma le R2 o le 0.22 uF ma le 430 kΩ, i le faasologa. Toe fo'i, o le taimi e aveese ai o le 60 Hz.
Laasaga 5: Fausia le Lowpass Filter
Ona matou fausia lea o le faamama pasi maualalo i luga o le laupapa falaoa e faavae i luga o le schematic i luga o le LTSpice i tafatafa o le faamama notch. Ona matou faamaumauina lea o le sao ma le galuega voltage i laina eseese e iloa ai le tele. Ona, matou fuafuaina le tele ma le tele o taimi e faʻatusatusa ai i le LTSpice simulation. Pau lava le tau na matou suia mo lenei faamama o le C2 o le 0.15 uF. Ole taimi tipi na matou fa'amaonia e 150Hz.
Laasaga 6: Su'ega i se Mataupu Tagata
Muamua, faʻafesoʻotaʻi vaega taʻitasi e tolu o le matagaluega faʻatasi. Ona, fa'ata'ita'i lea i le fatu fa'ata'ita'i e fa'amautinoa o lo'o lelei mea uma. Ona tu'u lea o le eletise i luga o le tagata ina ia i ai le lelei i luga o le tapulima taumatau, leaga i le tapuvae agavale, ma le eleele i le tapuvae taumatau. A sauni loa le tagata, fa'afeso'ota'i le maa 9V e fa'aola ai le opamps ma faʻaalia le faʻailoga o le gaosiga. Manatua e tatau ona nofo filemu le tagata mo le tusa ma le 10 sekone e maua ai se faitauga saʻo.
Fa'afetai, ua e faia ma le manuia se ECG otometi!
Pepa / Punaoa
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