Electronica medicala este angajat în doar care colectează semnale fiziologice, ei și procesele magnifies, în scopul de a măsura sau pentru a activa unele dintre sistemele corpului uman, responsabil pentru sănătatea fizică sau mentală.
Pentru a înțelege cum să măsurați curenții din mușchi și creier, trebuie să stabiliți mai întâi cu un interval aproximativ de valori posibile. Întotdeauna trebuie să te gândești mai întâi la asta, altfel este imposibil să alegi instrumentul potrivit și schema necesară.
Deci, în corpul nostru curenții sunt foarte slabi (adică amplitudinea, adică tensiunea), așa că înainte de a lucra cu ei, trebuie să le amplificați.
Amplificarea semnalelor, la rândul lor, înseamnă un număr mare de zgomot (există foarte puține curenți slabi în spațiu, sursele sunt foarte diferite).
Deci, semnalul trebuie să fie întărit. și filtrați.
Cerințe pentru amplificatoarele biosignale
Un amplificator tipic biosignal trebuie să aibă următoarele caracteristici:
- Biosignalele au o tensiune în regiunea mV-mkV. Prin urmare, factorul de amplificare (A - amplyfy - "amplify") ar trebui să fie cel puțin o mie de ori. Apoi vom ajunge la valori de lucru în regiunea câtorva volți. Un record de decibel este adesea folosit, îmi amintesc cum se convertește valoarea liniară în decibeli:
- Biosignele au o frecvență diferită. Amplificatorul ar trebui să funcționeze cu semnale de orice frecvență cât mai bine posibil. fără benzi lipsă. Acest lucru nu se întâmplă în realitate, astfel încât canalul de frecvență de lucru va arăta cam așa:
- Corpul nostru se descurcă bine. Noi, ca antene, atragem radiații electromagnetice din toate sursele. Prin urmare, biosignale sunt puternic poluate de zgomot. Pentru a evita acest lucru, se utilizează un amplificator diferențial. Eficacitatea sa este caracterizată de raportul CMRR - rata de respingere a modului comun - "factor comun de atenuare".
Încercând să explici cuvintele, este mai ușor să arătați ce este metoda CMRR:
Am alternativ sursa de curent (un cerc cu unda) la intrare (Ue), un amplificator (triunghi cu plus și minus) și ieșirea (Ua).
Semnalul de ieșire este împărțit în două (Up și Un) și trimis la amplificator.
În mod ideal, amplificatorul diferențial trebuie să producă o diferență amplificată între cele două semnale. Astfel, dorim să izolam semnalul de la semnalul Un:
În realitate, ca de obicei, lucrurile nu sunt la fel de bune cum ar trebui să fie. De aceea, avem în formula un termen mai Asinf * 1/2 (Up + Un), ceea ce înseamnă mai mult de aceeași frecvență, care a fost trimis (rata inițială - adică jumătate din suma celor două semnale, pe care l-am răspândit). Atât de mult timp, de fiecare dată, pentru a nu explica și a veni cu cuvântul "în frecvență în fază":
Raportul dintre modulele de amplificare a frecvenței necesare și câștigul în modul comun este CMRR:
Recordul decibelului arată astfel:
Vom fi fericiți dacă această valoare ar fi infinit de mare. Aceasta ar însemna că frecvența dorită este complet selectată și suprimat în fază (număr diviziune de un număr infim dă rezultatul unui număr infinit). Dar viața nu este zahăr, de aceea fericirea nu poate fi realizată (sau nu știm cum încă).
- Rezistența la intrarea amplificatorului biosignal (rezistența internă a amplificatorului) trebuie să fie foarte mare, pentru a nu distorsiona semnalul. În caz contrar, dacă rezistența este mică, semnalele sunt pur și simplu închise (măsuram tensiunea, deci intră în paralel).
Iată o schemă simplificată a interfeței pentru citirea biosignalelor din pielea umană:
Ei bine, totul, rămâne să alegeți tipul de amplificator.
În loc să încheiem
Cine are o idee, ce fel de amplificator ar trebui să fie: inversor sau neinverting? Sugerați în comentarii.
În următorul articol, vor fi formule pentru calcularea rezistențelor pentru diferite tipuri de amplificatoare.
De ce toate acestea sunt necesare, puteți întreba cititorul naiv? Apoi, că toate componentele pentru măsurători sunt ușor de cumpărat pe ebay sau aliexpress. Și din moment ce teoria măsurătorilor nu este atât de dificilă, oricine poate pune experimente și poate să colecteze un prototip de dispozitive interesante ca acesta.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: