ЭКГ және жүрек соғу жиілігінің мониторы: 6 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

ЭКГ деп аталатын электрокардиограмма - бұл адамның жүрегінің электрлік белсенділігін анықтайтын және жазатын тест. Ол жүрек соғысы мен жүректің әр бөлігінен өтетін электрлік импульстардың күші мен уақытын анықтайды, ол инфаркт пен аритмия сияқты жүрек проблемаларын анықтай алады. Ауруханалардағы ЭКГ кеудеге, қолға және аяққа теріге он екі электродты қосады. Бұл шешілмейтін жұмыста біз тек үш электродты қолданамыз, олардың әрқайсысы білекке екі жазба алаңы ретінде, ал оң жақ тобыққа топырақ ретінде. Бұл медициналық құрал емес екенін ескеру маңызды. Бұл тек имитациялық сигналдарды қолдану арқылы білім беру мақсатында. Егер бұл тізбекті ЭКГ-ны нақты өлшеу үшін қолданатын болсаңыз, онда тізбек пен құрылғы арасындағы байланыс оқшаулаудың тиісті әдістерін қолданатынына көз жеткізіңіз.

Адам ЭКГ сигналын алу және талдау үшін бізге кіріс сигналын 1000 -ға күшейтетін құрал күшейткіші, айнымалы ток шуды (60 Гц) жоятын ойық сүзгісі және 250 Гц -тен жоғары басқа дыбыстарды сүзетін төменгі өту сүзгісі қажет. 250 Гц шектеу қолданылады, себебі адам ЭКГ жиілігі 0-250 Гц аралығында

1 -қадам: материалдар

Функция генераторы, қуат көзі, осциллограф, нан тақтасы.

Резисторлар: 1к - 500км

Конденсаторлар: 20 - 100 нФ

X5 операциялық күшейткіші (UA741)

2 -қадам: аспаптық күшейткішті жасаңыз

Аспаптық күшейткіштің схемасы мен теңдеулеріне сілтеме жасай отырып. Біз алдымен резистордың дұрыс мәндерін есептеуіміз керек. Аспаптық күшейткіштің 2 кезеңі болғандықтан, екі бөлек кіріс бар: k1 және k2. Бізге 1000 пайда қажет болғандықтан, k1 -ді k2 -ге көбейту мыңға тең болуы керек. Бұл оқулықта біз келесі мәндерді қолдандық, егер резисторлардың кең ауқымы болмаса, бұл мәндерді өзгертуге болады.

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω демек, K1 = 1+(2*15000)/1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000Ωбұл, K2 = 32000/1000 = 32

Енді резистордың қандай мәндері қажет екенін білсеңіз, жалғастырыңыз және тізбекті жасаңыз.

Аспаптық күшейткішті сынау үшін сіз белгілі бір амплитудасы бар синустық толқынды генерациялау үшін функция генераторын қолдана аласыз, оны тізбектің кірісіне қосасыз және күшейткіштің шығуын осциллографқа қосасыз, амплитудасы бар синусыз толқынды көруіңіз керек. кіріс синусолқынынан 1000 есе үлкен

3 -қадам: ойық сүзгісін жасаңыз

Құралдың күшейткішіне ұқсас, компоненттің сәйкес мәндерін табу үшін тізбек пен теңдеулерді қараңыз. Біз білеміз, бұл фильтрде біз 60 Гц жиіліктерді кесуіміз керек, сондықтан f0 - 60 Гц, сонымен қатар бізге 8 дәлдік коэффициентін қолданамыз, бұл бізге дәлдік береді. Осы мәндерді қолдана отырып, біз сәйкес компоненттік мәндерді таба аламыз:

C = 100 nF, Q = 8, w0 = 2ℼf = 2*pi*60 = 120pi

R1 = 1/(2*8*120*pi*100*10^-9) = 1658Ω

R2 = (2*8)/(120*pi*100*10^-9) = 424kΩ

R3 = (1658*424000)/(1658+424000) = 1651Ω

Енді сізге қажет компоненттердің мәндерін білсеңіз, тізбекті құрыңыз. Мәндерді қажетті мәндерге мүмкіндігінше жақындату үшін резисторларды параллель немесе тізбектей қолдануға болады.

Шұңқырлы сүзгіні тексеру үшін сіз жиілікті тазалауды жүргізе аласыз. 0,5 В амплитудасы бар синусоиданы енгізіңіз және жиілігін өзгертіңіз. 60Гц -ге жақындағанда осциллографқа қосылған шығыс амплитудасы қалай өзгеретінін қараңыз. Мысалы, жиілік 50 -ден төмен немесе 70 -тен жоғары болғанда, сіз кіріске ұқсас шығыс сигналын көресіз, бірақ 60 Гц -ге жақындаған сайын амплитудасы төмендеуі керек. Егер бұл болмаса, тізбекті тексеріп, резистордың дұрыс мәндерін қолданғаныңызға көз жеткізіңіз.

4 -қадам: Butterworth екінші ретті сүзгісін жасаңыз

Біз қолданған төмен өтпелі сүзгінің түрі - белсенді екінші ретті. Бұл сүзгі бізге жеткілікті дәлдікті беретіндіктен қолданылады, бірақ ол қуатты қажет етеді, бірақ өнімділігі жақсы. Сүзгі 250 Гц жоғары жиіліктерді өшіруге арналған. Себебі ЭКГ сигналында нөлден 250 Гцке дейінгі жиіліктегі әр түрлі компоненттер бар, ал жиілігі 250 Гц жоғары кез келген сигнал шу ретінде қарастырылады. Бірінші суретте резистордың барлық дұрыс мәндері бар төменгі өту сүзгісінің схемасы көрсетілген. (R7 4kΩ орнына 25632Ω болуы керек екенін ескеріңіз). Екінші суретте компонент мәндерін өзіңіз есептеуге болатын барлық теңдеулер бар.

Төмен өтпелі сүзгіні сынау үшін, амплитудасы 0,5 В болатын синусоидты генерациялау үшін функция генераторын қолданыңыз. 250 Гц -тен төмен жиіліктерді енгізгенде, сіз шығысқа ұқсас шығуды көресіз, бірақ 250 Гц -тен кейін неғұрлым үлкен болса, шығыс кішірейіп, ақырында нөлге жақын болады.

5 -қадам: Барлығын біріктіріңіз

Үш кезеңнің құрылысын аяқтағаннан кейін, олардың барлығын аспаптық күшейткішті, содан кейін ойықты сүзгіні, содан кейін төменгі өтпелі сүзгіні қою арқылы біріктіріңіз. Сіздің схемаңыз осы суретке ұқсас болуы керек.

6 -қадам: Толық тізбекті тексеру

Функционалды генераторды пайдаланып, күшейткіштің кірісіне амплитудасы 15 мВ аспайтын ерікті ЭКГ сигналын енгізіңіз. Төмен өту сүзгісінің шығысын осциллографқа қосыңыз. Сіз осы суретке ұқсас шығуды алуыңыз керек. Жасыл сигнал - бұл тақтаның шығысы, ал сары сигнал - тізбектің кіріс сигналы. Сондай -ақ, осциллографтың көмегімен жиілікті алу және оны 60 -қа көбейту арқылы жүрек соғу жиілігін өлшеуге болады.

Егер сіз өзіңіздің ЭКГ сигналыңызды өлшегіңіз келсе, оны күшейткіштің екі кірісін білегіңіздің әрқайсысына электрод арқылы қосу және аяғыңызды жерге тұйықтау арқылы жасауға болатынын ескеріңіз. Мұны жасамас бұрын, ортасында болыңыз, контур мен тізбек арасындағы байланыс оқшаулаудың тиісті әдістерін қолданатынына көз жеткізіңіз.