Avtomatlashtirilgan EKG sxemasi: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:22

Ushbu loyihaning maqsadi - kiruvchi EKG signalini etarli darajada kuchaytira oladigan va filtrlaydigan bir nechta komponentli sxemani yaratish. Uchta komponent alohida modellashtiriladi: asboblar kuchaytirgichi, faol chiziqli filtr va passiv tarmoqli o'tkazgichli filtr. Ular EKG sxemasining yakuniy modelini yaratish uchun birlashtiriladi. Barcha elektron modellashtirish va sinovlar LTspice -da o'tkazildi, lekin boshqa simulyatsiya dasturlari ham ishlaydi.

1 -qadam: asboblar kuchaytirgichi

Bu to'liq EKG modelining birinchi komponenti bo'ladi. Uning maqsadi - kelayotgan EKG signalini kuchaytirish, u dastlab juda past kuchlanishga ega bo'ladi. Men op-amper va rezistiv komponentlarning kombinatsiyasini 1000 daromad keltiradigan usulda ishlatishni tanladim. Birinchi rasmda LTspice-da ishlab chiqarilgan asboblar kuchaytirgichining dizayni ko'rsatilgan. Ikkinchi rasmda tegishli tenglamalar va bajarilgan hisoblar ko'rsatilgan. To'liq modellashtirilgandan so'ng, 75 gts chastotali 1 mV sinusoidal kirish signalining LTspice -da 1000 daromadini tasdiqlash uchun o'tkazilgan tahlil o'tkazildi. Uchinchi rasmda bu tahlil natijalari ko'rsatilgan.

2 -qadam: Faol chiziq filtri

Bu to'liq EKG modelining ikkinchi komponenti bo'ladi. Uning maqsadi 60 Gts chastotali signallarni kuchsizlantirishdir, bu AC chizig'ining kuchlanishli shovqinlarining chastotasi. Bu EKG signallarini buzadi va odatda barcha klinik sharoitlarda mavjud. Men op-amperli rezistiv va sig'imli komponentli ikkita filtrli konfiguratsiyali kombinatsiyani ishlatishni tanladim. Birinchi rasmda LTspice -da modellashtirilgan chiziqli filtr dizayni ko'rsatilgan. Ikkinchi rasmda tegishli tenglamalar va bajarilgan hisoblar ko'rsatilgan. To'liq modellashtirilgandan so'ng, LTspice -da 1 Gts - 100 kHz gacha bo'lgan 1 V dan sinusoidal kirish signalining o'zgaruvchan o'zgarishi 60 gts chastotada tasdiqlangan. Uchinchi rasmda bu tahlil natijalari ko'rsatilgan. Simulyatsiya natijalarining kutilgan natijalarga nisbatan ozgina o'zgarishi, ehtimol, bu zanjirning rezistiv va sig'imli komponentlarini hisoblashda yaxlitlash natijasida sodir bo'ladi.

3 -qadam: Passiv o'tkazuvchanlik filtri

Bu to'liq EKG modelining uchinchi komponenti bo'ladi. Uning maqsadi 0,05 - 250 Gts oralig'ida bo'lmagan signallarni filtrlashdir, chunki bu kattalar uchun odatiy EKG diapazoni. Men rezistiv va sig'imli komponentlarni birlashtirishni tanladim, shuning uchun yuqori o'tish chegarasi 0,05 Gts, past o'tish chegarasi esa 250 Gts bo'ladi. Birinchi rasmda LTspice -da modellashtirilgan passiv tarmoqli o'tkazgich filtri ko'rsatilgan. Ikkinchi rasmda tegishli tenglamalar va bajarilgan hisoblar ko'rsatilgan. To'liq modellashtirilgandan so'ng, LTspice -da 0,01 Gts - 100 kHz gacha bo'lgan 1 V sinusoidal kirish signalining AC o'zgarishi yuqori va past o'tish chastotalarini tasdiqlash uchun amalga oshirildi. Uchinchi rasmda bu tahlil natijalari ko'rsatilgan. Simulyatsiya natijalarining kutilgan natijalarga nisbatan ozgina o'zgarishi, ehtimol, bu zanjirning rezistiv va sig'imli komponentlarini hisoblashda yaxlitlash natijasida sodir bo'ladi.

4 -qadam: O'chirish komponentlarini birlashtirish

Endi barcha komponentlar alohida -alohida ishlab chiqilgan va sinovdan o'tkazilgandan so'ng, ularni ketma -ket birlashtirilishi mumkin. Natijada 1000x signalni kuchaytirish uchun asboblar kuchaytirgichi bo'lgan to'liq EKG sxemasi paydo bo'ladi. Keyinchalik, 60 Gts chastotali AC kuchlanishli shovqinlarni yo'q qilish uchun chiziqli filtr ishlatiladi. Nihoyat, tarmoqli o'tkazgich filtri kattalar uchun odatdagi EKG diapazonidan tashqaridagi signalni o'tkazishga ruxsat bermaydi (0,05 Gts - 250 Gts). Birinchi rasmda ko'rsatilgandek, birlashtirilgandan so'ng, komponentlar kutilganidek birgalikda ishlashiga ishonch hosil qilish uchun 1 mV (sinusoidal) kirish kuchlanishi bilan LTspice -da vaqtinchalik tahlil va to'liq o'zgaruvchan tokni tozalash mumkin. Ikkinchi rasmda 1 mV dan ~ 0,85 V gacha signal kuchaytirilishini ko'rsatadigan vaqtinchalik tahlil natijalari ko'rsatiladi. Bu shuni anglatadiki, chiziqli yoki tarmoqli o'tkazgichli filtr komponentlari asbob kuchaytirgichi yordamida 1000x kuchaytirilgandan so'ng signalni biroz susaytiradi. Uchinchi rasmda ACni tozalash natijalari ko'rsatiladi. Bu Bode uchastkasi alohida sinovdan o'tkazilganda, o'tkazgich filtrining Bode uchastkasiga mos keladigan yuqori va past o'tish chegaralarini ko'rsatadi. Bundan tashqari, 60 Gts atrofida engil pasayish mavjud, bu erda kiruvchi filtr kiruvchi shovqinlarni olib tashlash uchun ishlaydi.