3.Генератор импульсных (релаксационных) колебаний

В качестве примера такого генератора рассмотрим генератор на неоновой лампе Л (рис.2). Такие лампы зажигаются при некотором строго определенном значении напряжения U₃, а гаснут при меньшем напряжении U_г.

Рис.2

Процесс начинается с зарядки конденсатора С согласно уравнению

(1)

На графике зависимости выходного напряжения от времени (рис.3) этот этап показан отрезком ОА:

Рис.3

В точке А напряжение на конденсаторе достигает значения U₃, достаточного для ионизации газа в неоновой лампе, лампа загорается и конденсатор разряжается через нее согласно уравнению:

(2)

В точке В напряжение на лампе станет равным U_г , лампа гаснет и ее сопротивление значительно возрастает. Конденсатор опять подзаряжается, и процесс повторяется.

Как видно из (1), скорость возрастания напряжения в такой схеме можно изменять, изменяя параметры R и С.

Так, увеличение сопротивления приведет к увеличению времени t, участок OA станет более пологим. Изменение напряжения на участке АВ происходит при разряде неоновой лампы и зависит, следовательно, от ее характеристик. Подбирая параметры схемы, можно реальный график (рис.3) приблизить к идеальному, называемому пилообразным напряжением (рис.4):

Рис.4

График зависимости этого напряжения от времени напоминает профиль пилы. В течение времени Т₁ напряжение линейно возрастает от U₁ до U₂ , затем за время Т₂ оно линейно уменьшается до минимального значения.

4.Низкочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Электронные стимуляторы

Физиотерапевтическую электронную аппаратуру низкой и звуковой частоты называют низкочастотной. Электронную аппаратуру всех других частот —высокочастотной.

Медицинские аппараты — генераторы гармонических и импульсных низкочастотных электромагнитных колебаний — объединяют две большие группы устройств: электронные стимуляторы (электростимуляторы) и аппараты физиотерапии.

При небольших частотах наиболее существенно специфическое, а не тепловое, действие тока. Поэтому лечение током имеет характер стимулирования какого-либо эффекта раздражением токами.

Электростимуляторы могут быть подразделены на стационарные, носимые и имплантируемые (вживляемые). Для полностью имплантируемых электростимуляторов, например кардиостимуляторов, достаточно серьезной проблемой являются источники питания, которые должны длительно и экономно функционировать. Эта проблема решается как созданием соответствующих источников, так и разработкой экономичных генераторов. Так, например, желательно иметь генераторы, которые практически не потребляли бы энергию в паузе между импульсами.

Примером своеобразного стимулятора являются дефибрилляторы — аппараты, представляющие собой генераторы мощных высоковольтных электрических импульсов, предназначаемые для лечения тяжелых нарушений ритма сердца.

Импульсный дефибриллятор

Носимым и частично имплантируемым кардиостимулятором является имплантируемый радиочастотный электрокардиостимулятор (рис.5):

Рис.5

Имплантируемая его часть (приемник) показана в центре рисунка, ее масса 22 г, толщина 8,5 мм. Приемник воспринимает радиосигналы от внешнего передатчика (на рисунке слева). Эти сигналы воспринимаются внутри тела больного имплантируемой частью и в виде импульсов через электроды подаются на сердце. В правой части рисунка показан блок питания, который, как и передатчик, носится больным снаружи.

Имплантация кардиостимулятора

К техническим устройствам электростимуляции относятся также электроды для подведения электрического сигнала к биологической системе. Во многих случаях электростимулирование осуществляется пластинчатыми электродами, которые накладываются на тело человека подобно электродам для электрокардиографии.

Для вживляемых электродов имеется проблема выбора материала, устойчивого к коррозии при прохождении тока в условиях агрессивной биологической среды.