дастурамалҳо Тарҳрезии ЭКГ-и функсионалӣ бо нақшаи автоматии биосигнал
Тарҳрезии ЭКГ-и функсионалӣ бо нақшаи автоматии биосигнал
Ин лоиҳа ҳама чизҳои дар ин семестр омӯхташударо муттаҳид мекунад ва онро барои як вазифаи ягона татбиқ мекунад. Вазифаи мо аз он иборат аст, ки бо истифода аз асбобҳо схемае эҷод кунем, ки онро ҳамчун электрокардиограмма (ЭКГ) истифода бурдан мумкин аст. ampлифт, филтри пастгузар ва фильтри ночиз. ЭКГ электродҳоро барои чен кардан ва нишон додани фаъолияти дил истифода мебарад. Ҳисобҳо дар асоси дили миёнаи калонсолон анҷом дода шуданд ва схемаҳои аслии схемаҳо дар LTSpice барои санҷидани басомадҳои фоида ва қатъшавӣ сохта шуданд. Ҳадафҳои ин лоиҳаи тарроҳӣ инҳоянд:
- Малакаҳои асбобсозиро, ки дар ин семестр дар лаборатория омӯхтаанд, татбиқ кунед
- Тарҳрезӣ, сохтан ва тафтиш кардани кори дастгоҳи ба даст овардани сигнал
- Таҷҳизотро дар мавзӯи инсон тасдиқ кунед
Таъминот:
- Simulator LTSpice (ё нармафзори шабеҳ) Breadboard
- Резисторҳои гуногун
- Конденсаторҳои гуногун
- Opamps
- Симҳои электрод
- Ҳаҷми воридотtagд манбаъ
- Дастгоҳ барои чен кардани ҳаҷми баромадtagд (яъне осциллограф)
Қадами 1: Барои ҳар як ҷузъи схема ҳисобҳо кунед
Тасвирҳои дар боло овардашуда ҳисобҳоро барои ҳар як схема нишон медиҳанд. Дар зер, он дар бораи ҷузъҳо ва ҳисобҳои анҷомдодашуда бештар шарҳ медиҳад.
Асбобсозӣ Ampзиндатар
Асбоб amplifier, ё IA, барои таъмини миқдори зиёди фоида барои сигналҳои сатҳи паст кӯмак мекунад. Он барои зиёд кардани андозаи сигнал кӯмак мекунад, то он бештар намоён шавад ва шакли мавҷ таҳлил карда шавад.
Барои ҳисобҳо, мо ду арзиши муқовимати тасодуфиро барои R1 ва R2 интихоб кардем, ки мутаносибан 5 кОм ва 10 кОм мебошанд. Мо инчунин мехоҳем, ки фоида 1000 бошад, то таҳлили сигнал осонтар шавад. Пас таносуби R3 ва R4 бо муодилаи зерин ҳал карда мешавад:
Vout / (Vin1 – Vin2) = [1 + (2*R2/R1)] * (R4/R3) –> R4/R3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> R4/ R3 = 200
Пас аз он мо ин таносубро барои муайян кардани ҳар як арзиши резистор истифода бурдем. Арзишҳо чунинанд:
R3 = 1 кОм
Филтри чуқурӣ
Филтри ночиз сигналҳоро дар доираи танги басомадҳо суст мекунад ё басомади ягонаро нест мекунад. Басомаде, ки мо мехоҳем дар ин ҳолат хориҷ кунем 60 Гц аст, зеро аксари садоҳое, ки дастгоҳҳои электронӣ тавлид мекунанд, дар ҳамон басомад аст. Омили AQ таносуби басомади марказӣ ба фарохмаҷро мебошад ва он инчунин барои тавсифи шакли қитъаи бузургӣ кӯмак мекунад. Омили калонтари Q боиси боз ҳам тангтар мегардад. Барои ҳисобҳо, мо арзиши Q 8-ро истифода хоҳем бурд.
Мо тасмим гирифтем, ки арзишҳои конденсаторро интихоб кунем. Ҳамин тариқ, C1 = C2 = 0.1 uF ва C2 = 0.2 uF.
Муодилаҳое, ки мо барои ҳисоб кардани R1, R2 ва R3 истифода хоҳем кард, инҳоянд:
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
Филтри пастгузар
Филтри гузариши паст басомадҳои баландро суст мекунад ва имкон медиҳад, ки басомадҳои пасттар аз он гузаранд. Басомади қатъшавӣ 150 Гц хоҳад буд, зеро ин арзиши дурусти ЭКГ барои калонсолон аст. Инчунин, фоида (қимати K) 1 хоҳад буд ва доимии a ва b мутаносибан 1.414214 ва 1 мебошанд.
Мо C1-ро ба 68 nF баробар интихоб кардем, зеро мо ин конденсатор доштем. Барои nd C2 мо муодилаи зеринро истифода бурдем:
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
Аз ин рӯ, мо C2-ро ба 0.15 uF баробар интихоб кардем
Барои ҳисоб кардани ду арзиши резистор, мо бояд муодилаҳои зеринро истифода барем:
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
Қадами 2: Дар LTSpice схемаҳо эҷод кунед
Ҳар се ҷузъ дар LTSpice бо таҳлили тозакунии AC сохта ва ба таври инфиродӣ иҷро шуданд. Қиматҳои истифодашуда арзишҳое мебошанд, ки мо дар қадами 1 ҳисоб кардем.
Қадами 3: Сохтани асбобҳо Ampпӯшида
Мо асбобсозй сохтем ampliifier дар тахтаи нон бо риояи схемаи LTSpice. Пас аз он сохта шуд, вуруд (зард) ва баромади (сабз) voltages намоиш дода шуданд. Хати сабз дар муқоиса бо хати зард танҳо 743.5X фоида дорад.
Қадами 4: Филтри Notch-ро созед
Баъдан, мо дар асоси схемаи дар LTSpice сохташуда филтри ночизро дар тахтаи нон сохтем. Он дар шафати схемаи IA сохта шудааст. Пас аз он мо ҳаҷми воридот ва баромадро сабт кардемtage арзишҳо дар басомадҳои гуногун барои муайян кардани бузургӣ. Сипас, мо дар ќитъа миќдор ва басомади графикиро тартиб додем, то онро бо моделиронии LTSpice муќоиса кунем. Ягона чизе, ки мо тағир додем, арзишҳои C3 ва R2 буд, ки мутаносибан 0.22 uF ва 430 kΩ мебошанд. Боз, басомаде, ки он хориҷ мекунад, 60 Гц аст.
Қадами 5: Филтри пастгузарро созед
Пас аз он мо филтри гузаришро дар тахтаи нон дар асоси схемаи LTSpice дар паҳлӯи филтри паст сохтем. Сипас мо ҳаҷми воридот ва баромадро сабт кардемtages дар басомадҳои гуногун барои муайян кардани бузургӣ. Сипас, мо миқдор ва басомадро тартиб додем, то онро бо моделиронии LTSpice муқоиса кунем. Ягона арзише, ки мо барои ин филтр иваз кардем, C2 буд, ки 0.15 uF аст. Басомади қатъ, ки мо тафтиш мекардем, 150 Гц аст.
Қадами 6: Санҷиш дар мавзӯи инсон
Аввалан, се ҷузъи ҷудогонаи схемаро ба ҳам пайваст кунед. Сипас, онро бо задани қалби симулятсияшуда санҷед, то боварӣ ҳосил кунед, ки ҳама чиз кор мекунад. Сипас, электродҳоро ба шахсе ҷойгир кунед, ки мусбат дар банди рост, манфӣ дар тағоям чап ва замин дар тағоям рост бошад. Пас аз он ки шахс омода аст, батареяи 9V-ро барои фаъол кардани оп пайваст кунедamps ва сигнали баромадро намоиш диҳед. Дар хотир доред, ки шахс бояд тақрибан 10 сония хеле ором бимонад, то хондани дақиқро ба даст орад.
Табрик, шумо ЭКГ-и автоматиро бомуваффақият офаридаед!
Ҳуҷҷатҳо / Сарчашмаҳо
 |
дастурамалҳо Тарҳрезии ЭКГ-и функсионалӣ бо нақшаи автоматии биосигнал [pdf] Дастурҳо Тарҳрезии ЭКГ-и функсионалӣ бо нақшаи автоматии биосигнал, тарҳрезии ЭКГ функсионалӣ, ЭКГ функсионалӣ, нақшаи биосигнал |
