ינסטרוקטאַבלעס פּלאַן אַ פאַנגקשאַנאַל עקג מיט אַוטאָמאַטעד פּלאַטינג פון די ביאָ סיגנאַל
דיזיין אַ פאַנגקשאַנאַל עקג מיט אַוטאָמאַטעד פּלאַטינג פון די ביאָ סיגנאַל
דער פּרויעקט קאַמביינז אַלץ געלערנט דעם זמאַן און אַפּלייז עס צו איין אַרבעט. אונדזער אַרבעט איז צו שאַפֿן אַ קרייַז וואָס איז ביכולת צו זיין געוויינט ווי אַן עלעקטראָקאַרדיאָגראַם (עקג) דורך ניצן ינסטראַמאַנץ. ampליפיער, לאָופּאַס פילטער און קאַרב פילטער. אַן ECG ניצט ילעקטראָודז געשטעלט אויף אַ יחיד צו מעסטן און אַרויסווייַזן די האַרץ טעטיקייט. חשבונות זענען געמאכט באזירט אויף די דורכשניטלעך דערוואַקסן האַרץ, און דער אָריגינעל קרייַז סטשעמאַטיקס זענען באשאפן אויף LTSpice צו באַשטעטיקן געווינס און קאַטאָף פריקוואַנסיז. די אַבדזשעקטיווז פון דעם פּלאַן פּרויעקט זענען ווי גייט:
- צולייגן ינסטראַמענטיישאַן סקילז געלערנט אין לאַב דעם זמאַן
- פּלאַן, בויען און באַשטעטיקן די פאַנגקשאַנאַליטי פון אַ סיגנאַל אַקוואַזישאַן מיטל
- וואַלאַדייט די מיטל אויף אַ מענטש ונטערטעניק
סופּפּליעס:
- LTSpice סימיאַלייטער (אָדער ענלעך ווייכווארג) ברעאַדבאָאַרד
- פאַרשידן רעסיסטאָרס
- פאַרשידן קאַפּאַסאַטערז
- Opamps
- עלעקטראָדע ווירעס
- אַרייַנשרייַב וואָלtage מקור
- מיטל צו מעסטן רעזולטאַט וואָלtage (ד"ה אַסאַלאָסקאָפּע)
שריט 1: מאַכן די חשבונות פֿאַר יעדער קרייַז קאָמפּאָנענט
די בילדער אויבן ווייַזן די חשבונות פֿאַר יעדער קרייַז. ונטער, עס דערקלערט מער וועגן די קאַמפּאָונאַנץ און די חשבונות.
ינסטרומענטאַטיאָן Ampליפער
אַן ינסטראַמענטיישאַן ampליפיער, אָדער IA, העלפּס צושטעלן אַ גרויס סומע פון געווינס פֿאַר נידעריק-מדרגה סיגנאַלז. עס העלפּס פאַרגרעסערן די גרייס פון דעם סיגנאַל אַזוי עס איז מער קענטיק און די וואַוועפאָרם קענען זיין אַנאַלייזד.
פֿאַר חשבונות, מיר אויסדערוויילט צוויי טראַפ - רעסיסטאָר וואַלועס פֿאַר R1 און R2, וואָס זענען ריספּעקטיוולי 5 kΩ און 10 kΩ. מיר אויך ווילן די געווינס צו זיין 1000 אַזוי דער סיגנאַל וועט זיין גרינגער צו אַנאַלייז. די פאַרהעלטעניש פֿאַר R3 און R4 זענען דעמאָלט סאַלווד דורך די פאלגענדע יקווייזשאַן:
וואָוט / (ווינ1 – ווינ2) = [1 + (2*ר2/ר1)] * (ר4/ר3) –> ר4/ר3 = 1000 / [1 + 2*(10) / (5)] –> ר4/ ר 3 = 200
דערנאָך מיר געוויינט דעם פאַרהעלטעניש צו באַשליסן וואָס יעדער רעסיסטאָר ווערט וועט זיין. די וואַלועס זענען ווי גייט:
ר 3 = 1 קΩ
קאַרב פילטער
א קאַרב פילטער אַטטענואַטעס סיגנאַלז אין אַ שמאָל באַנד פון פריקוואַנסיז אָדער רימוווז אַ איין אָפטקייַט. די אָפטקייַט מיר ווילן צו באַזייַטיקן אין דעם פאַל איז 60 הז ווייַל רובֿ ראַש געשאפן דורך עלעקטראָניש דעוויסעס איז אין דער אָפטקייַט. AQ פאַקטאָר איז די פאַרהעלטעניש פון די צענטער אָפטקייַט צו באַנדווידט, און עס אויך העלפּס צו באַשרייַבן די פאָרעם פון די מאַגנאַטוד פּלאַנעווען. א גרעסערע ק פאַקטאָר רעזולטאטן אין אַ שמאָלער האַלטן באַנד. פֿאַר חשבונות, מיר וועלן נוצן אַ Q ווערט פון 8.
מיר באַשלאָסן צו קלייַבן קאַפּאַסאַטער וואַלועס וואָס מיר האָבן. אַזוי, C1 = C2 = 0.1 uF, און C2 = 0.2 uF.
די יקווייזשאַנז מיר וועלן נוצן צו רעכענען R1, R2 און R3 זענען ווי גייט:
ר1 = 1 / (4*פּי*ק*פ*ק1) = 1/(4*פּי*8*60*0.1E-6) = 1.6 קΩ
ר2 = (2*ק) / (2*פּי*פ*ק1) = (2*8) / (2*פּי*60*0.1ע-6) = 424 קΩ
ר3 = (ר1*ר2) / (ר1 + ר2) = (1.6*424) / (1.6 + 424) = 1.6 קΩ
לאָופּאַס פילטער
א נידעריק פאָרן פילטער אַטטענואַטעס הויך פריקוואַנסיז בשעת אַלאַוינג נידעריקער פריקוואַנסיז צו פאָרן דורך. די קאַטאָף אָפטקייַט וועט האָבן אַ ווערט פון 150 הז ווייַל דאָס איז די ריכטיק עקג ווערט פֿאַר אַדאַלץ. אויך, די געווינס (ק ווערט) וועט זיין 1, און קאַנסטאַנץ אַ און ב זענען 1.414214 און 1, ריספּעקטיוולי.
מיר האָבן אויסדערוויילט C1 צו גלייך 68 nF ווייַל מיר האָבן דעם קאַפּאַסאַטער. צו C2 מיר געוויינט די פאלגענדע יקווייזשאַן:
C2 >= (C2*4*b) / [אַ^2 + 4*ב(ק-1)] = (68E-9*4*1) / [1.414214^2 + 4*1(1-1)] –> C2>= 1.36E-7
דעריבער, מיר אויסדערוויילט C2 צו גלייַך 0.15 uF
צו רעכענען די צוויי רעסיסטאָר וואַלועס, מיר האָבן צו נוצן די פאלגענדע יקווייזשאַנז:
ר1 = 2 / (2*פּי*פ*[אַ*ק2 + סקרט([אַ^2 + 4*ב(ק-1)]*ק2^2 – 4*ב*ק1*ק2)] = 7.7 קΩ
ר 2 = 1 / (ב * ק 1 * ק 2 * ר 1 * ( 2 * פּי * פ ) ^ 2) = 14.4 קΩ
שריט 2: שאַפֿן סטשעמאַטיקס אויף LTSpice
אַלע דריי קאַמפּאָונאַנץ זענען באשאפן און געלאפן ינדיווידזשואַלי אויף LTSpice מיט אַן AC ויסקערן אַנאַליסיס. די וואַלועס געניצט זענען די וואָס מיר קאַלקיאַלייטיד אין שריט 1.
שריט 3: בויען די ינסטרומענט Ampליפער
מיר געבויט די ינסטראַמענטיישאַן ampליפיער אויף די ברעאַדבאָאַרד דורך נאָכפאָלגן די סכעמאַטיש אויף LTSpice. אַמאָל עס איז געווען געבויט, די אַרייַנשרייַב (געל) און רעזולטאַט (גרין) וואָלtagעס זענען געוויזן. די גרין שורה האט בלויז אַ געווינס פון 743.5 קס קאַמפּערד צו די געל שורה.
שריט 4: בויען די נאַטש פילטער
דערנאָך, מיר געבויט די קאַרב פילטער אויף די ברעאַדבאָאַרד באזירט אויף די סכעמאַטיש געמאכט אויף LTSpice. עס איז געווען געבויט לעבן די IA קרייַז. מיר דעמאָלט רעקאָרדעד אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט וואָלtage וואַלועס אין פאַרשידן פריקוואַנסיז צו באַשטימען די מאַגנאַטוד. דערנאָך, מיר האָבן גראַפיד מאַגנאַטוד ווס אָפטקייַט אויף די פּלאַנעווען צו פאַרגלייַכן עס צו די LTSpice סימיאַליישאַן. דער בלויז זאַך וואָס מיר געביטן איז געווען די וואַלועס פון C3 און R2 וואָס זענען ריספּעקטיוולי 0.22 uF און 430 kΩ. ווידער, די אָפטקייַט עס איז רימוווינג איז 60 הז.
שריט 5: בויען די לאָופּאַסס פילטער
מיר דעמאָלט געבויט די נידעריק פאָרן פילטער אויף די ברעאַדבאָאַרד באזירט אויף די סכעמאַטיש אויף LTSpice ווייַטער צו די קאַרב פילטער. מיר דעמאָלט רעקאָרדעד די אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט וואָלtagעס איז ביי פאַרשידן פריקוואַנסיז צו באַשטימען די מאַגנאַטוד. דערנאָך, מיר פּלאַננעד די גרייס און אָפטקייַט צו פאַרגלייַכן עס מיט די LTSpice סימיאַליישאַן. דער בלויז ווערט פֿאַר דעם פילטער איז געווען C2 וואָס איז 0.15 uF. די דורכשניט אָפטקייַט וואָס מיר זענען וועראַפייינג איז 150 הז.
שריט 6: פּרובירן אויף אַ מענטש ענין
ערשטער, פאַרבינדן די דרייַ יחיד קאַמפּאָונאַנץ פון די קרייַז צוזאַמען. דערנאָך פּרובירן עס מיט אַ סימיאַלייטיד האַרץ קלאַפּן צו ענשור אַז אַלץ אַרבעט. דעריבער, שטעלן די ילעקטראָודז אויף דעם יחיד אַזוי די positive איז אויף די רעכט האַנטגעלענק, נעגאַטיוו איז אויף די לינקס קנעכל, און די ערד איז אויף די רעכט קנעכל. אַמאָל דער יחיד איז גרייט, פאַרבינדן אַ 9 וו באַטאַרייע צו מאַכט די אָפּamps און אַרויסווייַזן די רעזולטאַט סיגנאַל. באַמערקונג אַז דער יחיד זאָל בלייַבן זייער שטיל פֿאַר וועגן 10 סעקונדעס צו באַקומען אַ פּינטלעך לייענען.
מאַזל - טאָוו, איר האָט הצלחה באשאפן אַן אָטאַמייטיד עקג!
דאָקומענטן / רעסאָורסעס
 |
ינסטרוקטאַבלעס פּלאַן אַ פאַנגקשאַנאַל עקג מיט אַוטאָמאַטעד פּלאַטינג פון די ביאָ סיגנאַל [pdf] אינסטרוקציעס דיזיין אַ פאַנגקשאַנאַל עקג מיט אָטאַמייטיד פּלאַטינג פון די ביאָסיגנאַל, פּלאַן אַ פאַנגקשאַנאַל עקג, פאַנגקשאַנאַל עקג, פּלאַטינג פון די ביאָ סיגנאַל |
