
Სარჩევი:
2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

იმისათვის, რომ ეს ინსტრუქცია დასრულდეს, საჭიროა მხოლოდ კომპიუტერი, ინტერნეტი და სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფა. ამ დიზაინის მიზნებისათვის, ყველა სქემა და სიმულაცია გაშვებული იქნება LTspice XVII– ზე. ეს სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფა შეიცავს ბიბლიოთეკას 1000 -ზე მეტი კომპონენტისგან, რაც სქემების შექმნას ძალიან აადვილებს. იმის გამო, რომ ეს სქემები განზოგადდება, "UniversalOpAmp2" გამოყენებული იქნება ყველა იმ შემთხვევისთვის, სადაც საჭიროა op-amp. გარდა ამისა, თითოეული op -amp იკვებებოდა +15V და -15V კვების ბლოკით. ეს დენის წყაროები არა მხოლოდ ამძაფრებს ოპ-გამაძლიერებელს, არამედ ამცირებს გამომავალ ძაბვას, თუკი ის მიაღწევს ამ ორივე ექსტრემას.
ნაბიჯი 1: ინსტრუმენტების გამაძლიერებლის დიზაინი

სიგნალის მოპოვების შემდეგ, საჭიროა მისი გაძლიერება გამოთვლებისა და მასზე გაფილტვრის მიზნით. ელექტროკარდიოგრაფიისთვის, გაძლიერების ყველაზე გავრცელებული მეთოდია ინსტრუმენტული გამაძლიერებელი. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ინსტრუმენტის გამაძლიერებელს აქვს ბევრი უპირატესობა, როდესაც საქმე გამაძლიერებელ სქემებს ეხება, ყველაზე დიდი არის მაღალი წინაღობა შეყვანის ძაბვებს შორის. ამ მიკროსქემის ასაშენებლად, 3 ოპ-ამპერი გამოიყენეს შვიდ რეზისტორთან ერთად, რომელთაგან ექვსი რეზისტორი ექვივალენტური სიდიდით იყო. ელექტროკარდიოგრამების უმეტესობის მომატება არის დაახლოებით 1000x შეყვანის სიგნალი [1]. ინსტრუმენტული გამაძლიერებლის მომატების განტოლება ასეთია: მოგება = 1 + (2 * R1/R2) * (R7/R6). სიმარტივისთვის, თითოეული რეზისტორი ითვლებოდა 1000 ohms, გარდა R2, რომელიც განისაზღვრა 2 ohms. ეს მნიშვნელობები იძლევა მოგებას 1001 -ჯერ მეტს, ვიდრე შეყვანის ძაბვა. ეს მოგება საკმარისია შემდგომი ანალიზისთვის შეძენილი სიგნალების გასაძლიერებლად. ამასთან, განტოლების გამოყენებით, მოგება შეიძლება იყოს ის, რაც ადამიანს სურს მათი სქემის დიზაინისთვის.
ნაბიჯი 2: Band Pass ფილტრის დიზაინი

ბენდის ფილტრი არის მაღალი გამავლობის ფილტრი და დაბალი გამავლობის ფილტრი, რომელიც მუშაობს კოორდინაციაში, როგორც წესი, op-amp– ით, რათა უზრუნველყოს ის, რაც ცნობილია როგორც გამტარი ზოლი. გამსვლელი ბარი არის სიხშირის დიაპაზონი, რომლის გავლაც შესაძლებელია, სანამ ყველა დანარჩენი, ზემოთ და ქვემოთ, უარყოფილია. ინდუსტრიის სტანდარტები აცხადებენ, რომ სტანდარტულ ელექტროკარდიოგრამას უნდა ჰქონდეს გასასვლელი ზოლი 0.5 Hz– დან 150 Hz– მდე [2]. ეს დიდი გასასვლელი უზრუნველყოფს, რომ გულიდან ყველა ელექტრული სიგნალი ჩაიწეროს და არცერთი არ იყოს გაფილტრული. ანალოგიურად, ეს გასასვლელი ზოლი უარყოფს ნებისმიერ DC ოფსეტს, რომელსაც შეუძლია ხელი შეუშალოს სიგნალს. ამის შესაქმნელად, კონკრეტული რეზისტორები და კონდენსატორები უნდა შეირჩეს ისე, რომ მაღალი გამავლობის სიხშირე იყოს 0.5 ჰც და დაბალი გავლის სიხშირე 150 ჰც. შეწყვეტის სიხშირის განტოლება როგორც მაღალი გავლის, ასევე დაბალი გავლის ფილტრისათვის არის შემდეგი: Fc = 1/(2*pi*RC). ჩემი გათვლებით, არჩეულ იქნა თვითნებური რეზისტორი, შემდეგ მე –4 განტოლების გამოყენებით გამოითვალა კონდენსატორის მნიშვნელობა. ამრიგად, მაღალი გამავლობის ფილტრს ექნება რეზისტორის მნიშვნელობა 100, 000 ოჰმ და კონდენსატორის მნიშვნელობა 3.1831 მიკროფარადი. ანალოგიურად, დაბალი გამავლობის ფილტრს ექნება რეზისტორის მნიშვნელობა 100, 000 ოჰმ და კონდენსატორის მნიშვნელობა 10.61 ნანო-ფარად. ნაჩვენებია bandpass ფილტრის დიაგრამა მორგებული მნიშვნელობებით.
ნაბიჯი 3: მაღალი დონის ფილტრის დიზაინი

მაღალი დონის ფილტრი არსებითად საპირისპიროა bandpass ფილტრისგან. იმის ნაცვლად, რომ მაღალი უღელტეხილი მოჰყვეს დაბალ უღელტეხილს, ეს არის დაბალი უღელტეხილი, რასაც მოყვება მაღალი უღელტეხილი, ამიტომ შეიძლება არსებითად აღმოიფხვრას ხმაურის ერთი მცირე ჯგუფი. ელექტროკარდიოგრამის მაღალი დონის ფილტრისთვის გამოყენებულია Twin-T დონის ფილტრის დიზაინი. ეს დიზაინი იძლევა ცენტრის სიხშირის გაფილტვრის საშუალებას და უზრუნველყოფს ხარისხის დიდ ფაქტორს. ამ შემთხვევაში, ცენტრის მოშორების სიხშირე იყო 60 ჰერცი. მე –4 განტოლების გამოყენებით, რეზისტორის მნიშვნელობები გამოითვლება მოცემული კონდენსატორის 0,1 მიკროფარდის მნიშვნელობის გამოყენებით. რეზისტორის გამოთვლილი მნიშვნელობები 60 Hz გაჩერების ზოლისთვის იყო 26, 525 ohms. შემდეგ R5 გამოითვლება R3 და R4 ½. C3 ასევე გამოითვლება C1 და C2- ისთვის არჩეული მნიშვნელობის ორმაგად [3]. R1 და R2– ისთვის არჩეულ იქნა თვითნებური რეზისტორები.
ნაბიჯი 4: კომბინირებული წრე

ბადეების გამოყენებით, ეს კომპონენტები მოთავსებულია სერიაში ერთად და გამოსახულია დასრულებული წრის სურათი. Springer Science– ის მიერ გამოქვეყნებული ნაშრომის თანახმად, ეკგ – ს მიკროსქემის მისაღები მოგება უნდა იყოს დაახლოებით 70 დბ, როდესაც მთლიანი წრე შეიქმნება [4].
ნაბიჯი 5: მთელი წრის შემოწმება



როდესაც ყველა კომპონენტი განთავსდა სერიაში, საჭირო იყო დიზაინის დადასტურება. ამ მიკროსქემის შესამოწმებლად ჩატარდა როგორც გარდამავალი ასევე AC გაწმენდა იმის დასადგენად, მუშაობდა თუ არა ყველა კომპონენტი უნისონში. ეს რომ ასე ყოფილიყო, გარდამავალი გამომავალი ძაბვა მაინც იქნებოდა დაახლოებით 1000x შეყვანის ძაბვა. ანალოგიურად, როდესაც AC გაწმენდა ჩატარდა, მოსალოდნელია ზოლებიანი გამტარი ფილტრი, რომლის დონეა 60 ჰც. სურათების სურათების დათვალიერებისას ამ წრემ შეძლო ორივე მიზნის წარმატებით განხორციელება. კიდევ ერთი ტესტი იყო მაღალი დონის ფილტრის ეფექტურობის დანახვა. ამის შესამოწმებლად, 60 Hz სიგნალი გაიარა წრეში. როგორც სურათზეა, ამ გამომავალი სიდიდე მხოლოდ 5 ჯერ აღემატებოდა შეყვანისას, 1000x– სთან შედარებით, როდესაც სიხშირე გამტარ ზოლშია.
ნაბიჯი 6: რესურსები:
[1] “ეკგ გაზომვის სისტემა”, Columbia.edu, 2020. https://www.cisl.columbia.edu/kinget_group/student_projects/ECG%20Report/E6001%20ECG%20final%20report.htm (წვდომა 01 დეკემბერს, 2020).
[2] L. G. Tereshchenko and M. E. Josephson, “Frequency Content and Characteristics of Ventricular Conduction”, Journal of electrocardiology, vol. 48, არა 6, გვ. 933–937, 2015, დოი: 10.1016/j.jelectrocard.2015.08.034.
[3] “Band Stop Filters are called Reject Filters”, Basic Electronics Tutorials, 22 მაისი, 2018.
[4] N. Guler and U. Fidan, "Wireless Transmission of ECG signal", Springer Science, vol. 30, აპრილი 2005, დოი: 10.1007/s10916-005-7980-5.
გირჩევთ:
ავტომატური ეკგ: გამაძლიერებელი და ფილტრაციის სიმულაციები LTspice– ის გამოყენებით: 5 ნაბიჯი

ავტომატური ეკგ: გამაძლიერებელი და გაფილტრული სიმულაციები LTspice– ის გამოყენებით: ეს არის საბოლოო მოწყობილობის სურათი, რომელსაც თქვენ ააშენებთ და ძალიან ღრმა დისკუსია თითოეული ნაწილის შესახებ. ასევე აღწერს გამოთვლებს თითოეული ეტაპისთვის. სურათი გვიჩვენებს ბლოკის დიაგრამას ამ მოწყობილობისათვის მეთოდები და მასალები: ამ მიზნის მიზანი
აკვარიუმის დიზაინი ძირითადი პარამეტრების ავტომატური კონტროლით: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

აკვარიუმის დიზაინი ძირითადი პარამეტრების ავტომატური კონტროლით: შესავალიდღეისობით, საზღვაო აკვარიუმის მოვლა ხელმისაწვდომია ყველა აკვარიუმისთვის. აკვარიუმის შეძენის პრობლემა არ არის რთული. მაგრამ მცხოვრებთა სრული სიცოცხლის უზრუნველსაყოფად, ტექნიკური ხარვეზებისგან დაცვა, მარტივი და სწრაფი მოვლა და მოვლა
LM317 მიმდინარე გაძლიერების საიდუმლოებები!: 4 ნაბიჯი

LM317 მიმდინარე გაძლიერების საიდუმლოებები!: რეზიუმე LM317 არის ერთ -ერთი ყველაზე პოპულარული რეგულირებადი ჩიპი. მარეგულირებლის გამომავალი ძაბვა შეიძლება მორგებული იყოს 1.25 ვ -დან 35 ვ -მდე. თუმცა, ჩიპს შეუძლია აწარმოოს დენები 1.5A– მდე, რაც საკმარისი არ არის ენერგიის ზოგიერთი პროგრამისთვის. ამ არ
არდუინოს ავტონომიური ფილტრაციის ჭურჭელი: 6 ნაბიჯი

არდუინოს ავტონომიური გაფილტვრის ჭურჭელი: ამ ინსტრუქციაში მე ვაჩვენებ, თუ როგორ შევქმენი და გავაკეთე ჩემი შემოთავაზებული გადაწყვეტა წითელი წყალმცენარეების პრობლემისათვის ყურის სანაპირო წყლებში. ამ პროექტისთვის მინდოდა შემუშავებულიყო სრულად ავტონომიური და მზის ენერგიაზე მომუშავე ხომალდი, რომელსაც შეეძლო ნავიგაცია
Zynq გამოსახულების გაძლიერების სისტემა: 7 ნაბიჯი

Zynq გამოსახულების გაძლიერების სისტემა: როგორც თქვენ ალბათ მიხვდით სათაურიდან, ამ პროექტის მიზანია შექმნას გამოსახულების გაძლიერების სისტემა ZYNQ ApSOC გამოყენებით. უფრო კონკრეტულად, ჩვენ გვსურს ავაშენოთ სისტემა, რომელსაც შეუძლია ნისლის გაწმენდა სურათებიდან ან ვიდეოდან. ეს სისტემა დამჭირდება