பயிற்றுவிப்புகள் பயோசிக்னலின் தானியங்கி திட்டமிடலுடன் ஒரு செயல்பாட்டு ஈசிஜியை வடிவமைக்கின்றன
பயோசிக்னலின் தானியங்கி திட்டமிடலுடன் செயல்பாட்டு ஈசிஜியை வடிவமைக்கவும்
இந்தத் திட்டம் இந்த செமஸ்டரில் கற்றுக்கொண்ட அனைத்தையும் ஒருங்கிணைத்து ஒரே ஒரு பணிக்குப் பயன்படுத்துகிறது. கருவிகளைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரோ கார்டியோகிராம் (ECG) ஆகப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு சுற்று உருவாக்குவதே எங்கள் பணி. ampலைஃபையர், லோபாஸ் ஃபில்டர் மற்றும் நாட்ச் ஃபில்டர். ஒரு ECG இதய செயல்பாட்டை அளவிட மற்றும் காட்ட ஒரு தனிநபரின் மீது வைக்கப்படும் மின்முனைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. சராசரி வயது வந்தவர்களின் இதயத்தின் அடிப்படையில் கணக்கீடுகள் செய்யப்பட்டன, மேலும் ஆதாயம் மற்றும் வெட்டு அதிர்வெண்களை சரிபார்க்க அசல் சர்க்யூட் ஸ்கீமடிக்ஸ் LTSspice இல் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த வடிவமைப்பு திட்டத்தின் நோக்கங்கள் பின்வருமாறு:
- இந்த செமஸ்டர் ஆய்வகத்தில் கற்ற கருவி திறன்களைப் பயன்படுத்தவும்
- சிக்னல் கையகப்படுத்தும் சாதனத்தின் செயல்பாட்டை வடிவமைத்தல், உருவாக்குதல் மற்றும் சரிபார்த்தல்
- ஒரு மனித விஷயத்தில் சாதனத்தை சரிபார்க்கவும்
பொருட்கள்:
- LTSspice சிமுலேட்டர் (அல்லது அதுபோன்ற மென்பொருள்) பிரட்போர்டு
- பல்வேறு எதிர்ப்பிகள்
- பல்வேறு மின்தேக்கிகள்
- Opamps
- மின் கம்பிகள்
- உள்ளீடு தொகுதிtagமின் ஆதாரம்
- வெளியீட்டின் அளவை அளவிடுவதற்கான சாதனம்tagஇ (அதாவது அலைக்காட்டி)
படி 1: ஒவ்வொரு சுற்று கூறுகளுக்கும் கணக்கீடுகளை செய்யுங்கள்
மேலே உள்ள படங்கள் ஒவ்வொரு சுற்றுக்கும் கணக்கீடுகளைக் காட்டுகின்றன. கீழே, இது கூறுகள் மற்றும் செய்யப்பட்ட கணக்கீடுகள் பற்றி மேலும் விளக்குகிறது.
கருவிகள் Ampஆயுள்
ஒரு கருவி amplifier, அல்லது IA, குறைந்த அளவிலான சமிக்ஞைகளுக்கு அதிக அளவு ஆதாயத்தை வழங்க உதவுகிறது. இது சிக்னலின் அளவை அதிகரிக்க உதவுகிறது, அதனால் அது அதிகமாக தெரியும் மற்றும் அலைவடிவத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும்.
கணக்கீடுகளுக்கு, R1 மற்றும் R2 க்கான இரண்டு சீரற்ற மின்தடை மதிப்புகளைத் தேர்ந்தெடுத்தோம், அவை முறையே 5 kΩ மற்றும் 10 kΩ ஆகும். ஆதாயம் 1000 ஆக இருக்க வேண்டும், எனவே சிக்னல் பகுப்பாய்வு செய்ய எளிதாக இருக்கும். R3 மற்றும் R4 க்கான விகிதம் பின்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் தீர்க்கப்படுகிறது:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
ஒவ்வொரு மின்தடை மதிப்பு என்னவாக இருக்கும் என்பதை தீர்மானிக்க அந்த விகிதத்தைப் பயன்படுத்தினோம். மதிப்புகள் பின்வருமாறு:
R3 = 1 kΩ
நாட்ச் வடிகட்டி
ஒரு நாட்ச் வடிப்பான் குறுகிய அலைவரிசைக்குள் சிக்னல்களைக் குறைக்கிறது அல்லது ஒற்றை அதிர்வெண்ணை நீக்குகிறது. இந்த வழக்கில் நாம் அகற்ற விரும்பும் அதிர்வெண் 60 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும், ஏனெனில் மின்னணு சாதனங்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் பெரும்பாலான சத்தம் அந்த அதிர்வெண்ணில் உள்ளது. AQ காரணி என்பது அலைவரிசைக்கான மைய அதிர்வெண்ணின் விகிதமாகும், மேலும் இது அளவு அடுக்கு வடிவத்தை விவரிக்க உதவுகிறது. ஒரு பெரிய Q காரணி ஒரு குறுகிய நிறுத்த இசைக்குழுவில் விளைகிறது. கணக்கீடுகளுக்கு, நாங்கள் 8 இன் Q மதிப்பைப் பயன்படுத்துவோம்.
எங்களிடம் இருந்த மின்தேக்கி மதிப்புகளைத் தேர்வு செய்ய முடிவு செய்தோம். எனவே, C1 = C2 = 0.1 uF, மற்றும் C2 = 0.2 uF.
R1, R2 மற்றும் R3 ஆகியவற்றைக் கணக்கிட நாம் பயன்படுத்தும் சமன்பாடுகள் பின்வருமாறு:
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
லோபாஸ் வடிகட்டி
குறைந்த அதிர்வெண்களைக் கடக்க அனுமதிக்கும் போது குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி அதிக அதிர்வெண்களைக் குறைக்கிறது. வெட்டு அதிர்வெண் 150 ஹெர்ட்ஸ் மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும், ஏனெனில் இது பெரியவர்களுக்கு சரியான ஈசிஜி மதிப்பாகும். மேலும், ஆதாயம் (K மதிப்பு) 1 ஆகவும், a மற்றும் b மாறிலிகள் முறையே 1.414214 மற்றும் 1 ஆகவும் இருக்கும்.
எங்களிடம் அந்த மின்தேக்கி இருப்பதால், C1 ஐ 68 nFக்கு சமமாக தேர்வு செய்தோம். nd C2 க்கு பின்வரும் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தினோம்:
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
எனவே, நாங்கள் C2 ஐ 0.15 uFக்கு சமமாக தேர்வு செய்தோம்
இரண்டு மின்தடை மதிப்புகளைக் கணக்கிட, பின்வரும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும்:
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
படி 2: எல்.டி.எஸ்.பைஸில் திட்டங்களை உருவாக்கவும்
மூன்று கூறுகளும் உருவாக்கப்பட்டு, AC ஸ்வீப் பகுப்பாய்வு மூலம் LTSspice இல் தனித்தனியாக இயக்கப்பட்டன. பயன்படுத்தப்படும் மதிப்புகள் நாம் படி 1 இல் கணக்கிடப்பட்டவை.
படி 3: கருவியை உருவாக்குங்கள் Ampஅடுக்கு
நாங்கள் கருவியை உருவாக்கினோம் ampLTSspice இல் உள்ள திட்டத்தைப் பின்பற்றி ப்ரெட்போர்டில் லிஃபையர். அது கட்டப்பட்டதும், உள்ளீடு (மஞ்சள்) மற்றும் வெளியீடு (பச்சை) தொகுதிtages காட்டப்பட்டது. மஞ்சள் கோட்டுடன் ஒப்பிடும்போது பச்சைக் கோடு 743.5X ஆதாயத்தை மட்டுமே கொண்டுள்ளது.
படி 4: நாட்ச் வடிகட்டியை உருவாக்கவும்
அடுத்து, LTSspice இல் செய்யப்பட்ட திட்டத்தின் அடிப்படையில் ப்ரெட்போர்டில் நாட்ச் ஃபில்டரை உருவாக்கினோம். இது IA சுற்றுக்கு அடுத்ததாக கட்டப்பட்டது. பின்னர் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு தொகுதியை பதிவு செய்தோம்tagஅளவை தீர்மானிக்க பல்வேறு அதிர்வெண்களில் e மதிப்புகள். பின்னர், LTSspice உருவகப்படுத்துதலுடன் ஒப்பிட்டுப் பார்க்க, சதித்திட்டத்தில் அளவு மற்றும் அதிர்வெண் ஆகியவற்றை வரைபடமாக்கினோம். நாங்கள் மாற்றிய ஒரே விஷயம் C3 மற்றும் R2 மதிப்புகள் முறையே 0.22 uF மற்றும் 430 kΩ ஆகும். மீண்டும், அது அகற்றும் அதிர்வெண் 60 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும்.
படி 5: லோபாஸ் வடிகட்டியை உருவாக்கவும்
நாங்கள் லோ பாஸ் ஃபில்டரை ப்ரெட்போர்டில் நாட்ச் ஃபில்டருக்கு அடுத்துள்ள எல்.டி.எஸ்.பைஸில் உள்ள திட்டவட்டத்தின் அடிப்படையில் உருவாக்கினோம். பின்னர் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு தொகுதியை பதிவு செய்தோம்tagஅளவை தீர்மானிக்க பல்வேறு அதிர்வெண்களில் es. பின்னர், LTSspice உருவகப்படுத்துதலுடன் ஒப்பிடுவதற்கு அளவு மற்றும் அதிர்வெண்ணைத் திட்டமிட்டோம். இந்த வடிப்பானுக்கான ஒரே மதிப்பு C2 ஆகும், இது 0.15 uF ஆகும். நாங்கள் சரிபார்க்கும் வெட்டு அதிர்வெண் 150 ஹெர்ட்ஸ் ஆகும்.
படி 6: ஒரு மனித விஷயத்தில் சோதனை
முதலில், சுற்றுகளின் மூன்று தனிப்பட்ட கூறுகளை ஒன்றாக இணைக்கவும். பின்னர், எல்லாம் செயல்படுகிறதா என்பதை உறுதிப்படுத்த உருவகப்படுத்தப்பட்ட இதயத் துடிப்புடன் அதைச் சோதிக்கவும். பின்னர், தனிநபரின் மீது மின்முனைகளை வைக்கவும், அதனால் நேர்மறை வலது மணிக்கட்டில் உள்ளது, எதிர்மறையானது இடது கணுக்கால் மற்றும் தரையில் வலது கணுக்காலில் இருக்கும். தனிநபர் தயாரானதும், opஐ இயக்க 9V பேட்டரியை இணைக்கவும்amps மற்றும் வெளியீட்டு சமிக்ஞையைக் காண்பிக்கும். ஒரு துல்லியமான வாசிப்பைப் பெற, நபர் சுமார் 10 வினாடிகள் மிகவும் அமைதியாக இருக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்.
வாழ்த்துக்கள், நீங்கள் வெற்றிகரமாக ஒரு தானியங்கி ECGயை உருவாக்கியுள்ளீர்கள்!
ஆவணங்கள் / ஆதாரங்கள்
 |
பயிற்றுவிப்புகள் பயோசிக்னலின் தானியங்கி திட்டமிடலுடன் ஒரு செயல்பாட்டு ஈசிஜியை வடிவமைக்கின்றன [pdf] வழிமுறைகள் பயோசிக்னலின் தானியங்கி திட்டமிடலுடன் செயல்பாட்டு ஈசிஜியை வடிவமைத்தல், செயல்பாட்டு ஈசிஜி, செயல்பாட்டு ஈசிஜி, பயோசிக்னலின் திட்டமிடல் |
