КоврижныхДВ_Лаб.практикум по мед.электронике

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10 ИЗУЧЕНИЕ БАЗОВЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТРИГГЕРОВ

Цель работы: исследование работы базовых логических элементов «И», «ИЛИ», «НЕ», «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ»; экспериментальное исследование работы RS- и D-триггеров.

Теоретическая подготовка:

Для подготовки к данной работе повторите теоретический материал по темам «Базовые логические элементы» [10; сс. 199–205] и «Триггеры» [10; сс. 211–216].

В настоящее время трудно себе представить диагностические медицинские комплексы без применения цифровой техники, которая позволяет не только в более удобной форме обрабатывать, представлять и сохранять полученную информацию, но и передавать ее на расстоянии, а также дистанционно управлять процессом воздействия на организм. Элементы цифровой техники нашли широкое применение в таких электромедицинских приборах, как электронейромиографические анализаторы (адаптивные электромиографы), компьютеризированные лазерные анализаторы капиллярного кровотока, в аппаратах искусственной вентиляции легких, спиромониторах, офтальмотонографах, в диализных аппаратах, в комплексах технических средств для внепочечного очищения крови, в автоматизированных анализаторах кислотно-основного равновесия крови, в автоматических комплексах анализа сигналов кожно-резистивной реакции и т.д.

Порядок выполнения работы: I Изучение логического элемента «И».

I.1. Для изучения логического элемента «И» соберите схему, изображенную на Рис. 10.1.

Рисунок 10.1. Базовый логический элемент «И».

Установите для переключателей клавиши «X» и «Z», задав их в свойствах переключателей. Установите значение логической единицы (свечение индикатора) на входе «X», после чего измените логическое значение на входе «Z». Изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.1.

Таблица 10.1.

61

II Изучение логического элемента «ИЛИ».

II.1. Для исследования работы логического элемента «ИЛИ» необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.2. Базовый логический элемент «ИЛИ».

Установите значение логической единицы (свечение индикатора) на входе «X», после чего измените логическое значение на входе «Z». Изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.2.

Таблица 10.2.

III Изучение логического элемента «НЕ».

III.1. Для исследования работы логического элемента «НЕ» необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.3. Базовый логический элемент «НЕ».

Изменяя положения переключателя, заполните Таблицу 10.3.

Таблица 10.3.

62

IV Изучение логического элемента «ИЛИ–НЕ».

IV.1. Для исследования базового логического элемента «ИЛИ–НЕ» соберите схему, изображенную на Рис. 10.4.

Рисунок 10.4. Базовый логический элемент «ИЛИ–НЕ».

Поочередно изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.4.

Таблица 10.4.

V Изучение логического элемента «И–НЕ».

V.1. Для исследования работы логического элемента И–НЕ необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.5. Базовый логический элемент «И–НЕ».

Поочередно изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.5.

Таблица 10.5.

63

VI Изучение асинхронного RS–триггера на элементах «ИЛИ–НЕ».

VI.1. Для изучения работы простейшего асинхронного RS–триггера на элементах «ИЛИ-НЕ» необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.6. Асинхронный RS–триггер на элементах «ИЛИ-НЕ».

Установите для переключателей клавиши «R» и «S», задав их в свойствах переключателей. Установите значение логической единицы (свечение индикатора) на входе «R», после чего измените логическое значение на входе «S». Изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.6 (выход «Q» расположен напротив входа «R»).

Таблица 10.6.

VI.2. Для исследования работы асинхронного RS–триггера необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.7. Асинхронный RS–триггер.

Установите значение логической единицы (свечение индикатора) на входе «R», после чего измените логическое значение на входе «S». Изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.7.

Таблица 10.7.

64

VII Изучение синхронного RS–триггера.

VII.1. Для исследования работы синхронного RS–триггера необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.8. Синхронный RS–триггер.

Изменяя положения переключателей, заполните Таблицу 10.8.

Таблица 10.8.

VIII Изучение D–триггера.

VII.1. Для исследования работы D–триггера на элементах И–НЕ необходимо собрать схему, которая имеет следующий вид:

Рисунок 10.9. D–триггер.

Установите для переключателей клавиши «C» и «D», задав их в свойствах переключателей. После включения схемы необходимо два раза нажать клавишу «С», после

65

чего беспорядочное моргание индикаторов должно прекратиться. Установите значение логической единицы (свечение индикатора) на входе «С», после чего измените логическое значение на входе «D». Изменяя положения обоих переключателей, заполните Таблицу 10.9.

Таблица 10.9.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Опишите базисные логические функции, описывающие работу базовых логических элементов «И», «ИЛИ», «НЕ», «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ».

2.Опишите схематическое обозначение и таблицы истинности базовых логических элементов «И», «ИЛИ», «НЕ», «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ».

3.Устройство, назначение и принцип работы триггера? Перечислите разновидности триггеров.

4.Объясните принцип работы RS– и D–триггеров.

Подготовьте реферат на одну из тем:

1.Устройство и принцип работы электронного ключа на биполярном транзисторе.

2.Устройство и принцип работы электронного ключа на полевом транзисторе.

3.Устройство и принципиальные схемы логического элемента «И» на биполярных транзисторах.

4.Устройство и принципиальные схемы логического элемента «ИЛИ» на биполярных транзисторах.

5.Устройство и принципиальные схемы логического элемента «НЕ» на биполярных транзисторах.

6.Устройство и принципиальные схемы логического элемента «ИЛИ-НЕ» на биполярных транзисторах.

7.Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и их использование при цифровой обработке медицинской информации.

8.Стрелочные и цифровые измерительные приборы.

9.Применение триггеров в медицинской аппаратуре.

10.Медицинская телеметрия.

66

ТЕСТ ПО МЕДИЦИНКОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ

Выберите правильный вариант ответа: 1. Электроника – это

а) наука о взаимодействии между электрическими зарядами; б) наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств;

в) наука о взаимодействии между электрическими токами и магнитами.

2.Электрокардиограф относится к а) электрическим стимуляторам; б) диагностической аппаратуре;

в) физиотерапевтической аппаратуре.

3.Аппарат для гальванизации относится к а) электронной измерительной аппаратуре; б) диагностической аппаратуре; в) физиотерапевтической аппаратуре.

4.Дефибрилляторы относятся к

а) стимуляторам; б) диагностической аппаратуре;

в) физиотерапевтической аппаратуре.

5.Реографы относятся к а) стимуляторам;

б) диагностической аппаратуре; в) физиотерапевтической аппаратуре.

6.Аппараты дарсонвализации относятся к а) стимуляторам; б) диагностической аппаратуре;

в) физиотерапевтической аппаратуре.

7.Системный подход в развитии медицинской аппаратуры заключается в а) создании комплексов съема, передачи, обработки информации; б) использование общих деталей в конструкции приборов; в) использовании интегральных микросхем.

8.Стандартизация в развитии медицинской аппаратуры заключается в

а) создании комплексов съема, передачи, обработки информации; б) использование общих деталей в конструкции приборов; в) использовании интегральных микросхем.

9. Вероятность безотказной работы аппаратуры/приборов а) способность аппаратуры сохранять работоспособность в заданных условиях заданное время;

б) равна отношению числа N исправных приборов к общему числу К работающих приборов за время t;

в) равна отношению числа отказов dN к произведению времени dt на общее число N работающих приборов.

10. Интенсивность отказов

67

а) способность аппаратуры сохранять работоспособность в течение заданного времени;

б) равна отношению числа N исправных приборов к общему числу К работающих приборов за время t;

в) равна отношению числа отказов dN к произведению времени dt на общее число N работающих приборов.

11. Электрическая травма – а) результат внешнего местного воздействия электрического тока на тело человека;

б) тяжелая травма с судорогами и нарушением функции и повреждением сердца, ЦНС; в) нарушение ритма сердца до остановки сердца.

12. Электрический удар – а) результат внешнего местного воздействия электрического тока на тело человека;

б) тяжелая травма с судорогами и нарушением функции и повреждением сердца, ЦНС; в) результат теплового действия тока, проходящего через тело человека.

13. Защитное заземление – а) соединение корпуса прибора с «фазовым» проводом сети переменного тока;

б) надежное соединение корпуса аппарата с заземлением; в) соединение корпуса прибора с нулевым проводом сети переменного тока.

14. Защитное зануление – а) соединение корпуса прибора с «фазовым» проводом сети переменного тока;

б) надежное соединение корпуса аппарата с заземлением; в) соединение корпуса прибора с нулевым проводом сети переменного тока.

15.Сопротивление защитного заземления а) должно быть больше 4 Ом; б) не должно быть больше 4 Ом; в) не должно быть меньше 4 Ом.

16.Рабочая часть –

а) часть аппарата, предназначенная для контакта с телом пациента; б) часть аппарата, не предназначенная для контакта с телом пациента; в) те части, которые могут коснуться пациента.

17. К методам защиты от поражения током не относится а) изоляция частей аппарата, находящихся под напряжением; б) использование источников неопасного напряжения;

в) использование неизолированных источников опасного напряжения.

18.Чем больше напряжение прикосновения, тем а) больше ток, идущий через человека; б) меньше ток, идущий через человека;

в) ток, идущий через человека, от напряжения прикосновения не зависит.

19.Средства съёма медицинской информации-

а) устройства, регистрирующие только электрические сигналы; б) устройства, регистрирующие только неэлектрические сигналы;

в) устройства, регистрирующие электрические и неэлектрические сигналы.

20. Электроды – а) диэлектрики для изолирования корпуса аппаратуры;

б) проводники для отведения электрических биопотенциалов объекта;

68

в) устройства, преобразующие неэлектрический параметр объекта в электрический.

21. Датчики – а) устройства, преобразующие неэлектрический параметр объекта в электрический;

б) устройства, преобразующие электрический параметр объекта в неэлектрический; в) проводники для отведения электрических биопотенциалов объекта.

22.Требования к средствам съема медико-биологической информации не включают а) стабильность в работе; б) минимальное искажение сигнала;

в) побочное действие на организм.

23.Основные требования, предъявляемые к электродам:

а) высокое переходное сопротивление «электрод-кожа»; б) низкое переходное сопротивление «электрод-кожа»; в) поляризация электродов.

24.Переходное сопротивление «электрод-кожа» для сухой кожи составляет а) около 10 Ом; б) около 100 кОм; в) около 1000 Мом.

25.Для уменьшения сопротивления «электрод-кожа» не используют

а) проводники, которые плохо окисляются; б) проводники, которые хорошо окисляются;

в) смоченные прокладки между электродами и кожей.

26. Маленькие электроды имеют а) высокую информативность сигнала и высокую помехозащищенность;

б) низкую информативность сигнала и низкую помехозащищенность; в) высокую информативность сигнала и низкую помехозащищенность.

27. Поляризация электродов а) не может произойти продуктами реакций; б) не искажает биопотенциалы;

в) поляризация электродов искажает биопотенциалы.

28. Классификация электродов не включает а) электроды для кратковременного применения;

б) электроды для длительного применения (монитроды); в) электроды для видео наблюдения.

29.У металлов с ростом температуры сопротивление а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

30.У полупроводников с ростом температуры сопротивление а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.

69

31. Прямой пьезоэлектрический эффект – а) возникают электрические заряды при деформации кристалла на его поверхности;

б) деформация тела при изменении разности потенциалов между его поверхностями; в) вращение плоскости поляризации света при прохождении через вещество.

32. Обратный пьезоэлектрический эффект – а) возникают электрические заряды при деформации кристалла на его поверхности;

б) деформация тела при изменении разности потенциалов между его поверхностями; в) разрушение кристалла при механическом напряжении.

33. В основе тензорезисторных датчиков а) изменение сопротивления датчиков при деформации;

б) изменение емкости датчиков при деформации; в) изменение индуктивности датчиков при деформации.

34. В основе емкостных датчиков а) изменение сопротивления датчиков при деформации;

б) изменение индуктивности датчиков при деформации; в) изменение емкости датчиков при деформации.

35. В основе индуктивных датчиков а) изменение сопротивления датчиков при деформации;

б) изменение индуктивности датчиков при деформации; в) изменение емкости датчиков при деформации.

36. Динамический диапазон датчика – а) минимальное изменение входного параметра, который датчик регистрирует без искажений;

б) диапазон значений входного сигнала, который датчик регистрирует без искажений; в) минимальное время образования выходного сигнала при скачкообразном изменении входного параметра.

37. Чувствительность датчика а) минимальное изменение входного параметра, который датчик регистрирует без искажений;

б) диапазон значений входного сигнала, который датчик регистрирует без искажений; в) минимальное время образования выходного сигнала при скачкообразном изменении входного параметра.

38.Требования к устройствам отображения и регистрации информации включают а) высокое быстродействие; б) максимальная потребляемая мощность; в) низкая чувствительность.

39.Требования к устройствам отображения и регистрации информации не включают а) высокая чувствительность; б) минимальная погрешность;

в) минимальный частотный диапазон.

40.Среди комбинированных УОР различают

а) осциллографические; б) струйные; в) матричные.

70