8.Фигуры Лиссажу.

Фигурами Лиссажу называют фигуры, получающиеся при сложении взаимно перпендикулярных гармонических колебаний с равными или кратными частотами Так как на экране осциллографа луч одновременно может двигаться вдоль оси X и Y. то именно на осциллографе и можно получить эти фигуры. Для этого необходимо только подать на вход X не пилообразное напряжение с генератора развертки, а синусоидальное напряжение с другого генератора - со звукового генератора (частоты которого можно изменять от 20 Гц до 20 КГц).

Самая простая фигура получается при одинаковых частотах - прямая линия. Это соответствует случаю, когда фазы складываемых колебаний одинаковы:

X = A* Sin(ωt) (1),

Y = В* Sin(ωt) (2).

Проводя деление второго уравнения на первое, и сокращая в правой части на одинаковое выражение Sin(ωt) получается уравнение Y = (В/А) * X, что соответствуем прямой линии. Уравнение указывает, что наклон линии зависит от отношения амплитуд. Если фазы складываемых колебаний не равны, то получаются либо наклонные эллипсы, либо эллипсы с полуосями, совпадающими с осями 0Х и 0Y или окружность. Так при разности фаз π/2 получаетс

X = A* Sin(ωt) (3),

Y = В* Sin(ωt+ π/2) = B*Cos(ωt) (4)

Выразив Sin(ωt) из 3 уравнения, Cos(ωt) - из 4 уравнения, возведя получении выражения в квадрат и сложив два уравнения, получаем: X ²/А² + Y²/В² = 1, что соответствует уравнению эллипса, а при А = В -окружности.Если частоты и амплитуды колебаний - одинаковы, то при постепенном увеличении разности фаз складываемых колебаний от нуля до 2тс вид фигуры Лиссажу будет изменяться так, как показано на Рис 6.

9.Измерение частоты переменного сигнала на осциллографе.

Измерение частоты (периода) исследуемого периодического

сигнала можно провести в режиме включенного генератора развертки. Когда получится устойчивая картина, частоты исследуемого сигнала и пилообразного напряжения либо совпадают, либо отличаются в целое число раз. Частоту генератора развертки при этом можно посмотреть на самом приборе. Например: на экране получены три периода синусоиды с блока питания ВС-30 дающего частоту 50 ГцТак как за один период генератора развертки (колебания луча по оси ОХ) луч по оси ОУ успевает совершить 3 колебания, период синусоидального напряжения в 3 раза меньше пилообразного, а частота в 3 раза больше. Так как частота переменного синусоидального напряжения 50 Гц, то частота пилообразного - 16,6 Гц.

Измерение частоты (периода) исследуемого периодического сигнала можно провести в режиме выключенного генератора развертки, когда на вход ОХ подано напряжение с эталонного генератора. Получив устойчивую фигуру Лиссажу, обычно в 1 и 3 четвертях - можно утверждать, что частота исследуемого напряжения равна частоте эталонного генератора.

10. При получении фигуры Лиссажу при одинаковых частотах колебания бывает трудно добиться того, чтобы эта фигура была устойчивой. Обычно она медленно изменяется, проходя те фазы, которые указаны на Рис 6. Эта закономерность связана с тем, что частоты складываемых колебаний различаются на очень малую величину. Например, если частоты равны 50 Гц и 50,1 Гц, то за 10 секунд число первых колебаний (по оси ОХ) равно 500, число вторых колебаний (по оси ОУ) равно 501. Следовательно, за эти 10 секунд разность фаз складываемых колебаний постепенно изменяется от 0 до 2л

30) Электроды для съема биоэлектрического сигнала

Электроды – это проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой.

При диагностике электроды используются не только для съёма электрического сигнала, но и для подведения внешнего электромагнитного воздействия, например в реографии.

К электродам предъявляются определенные требования: онидолжны быстро фиксироваться и сниматься, иметь высокую стабильность электрических параметров, быть прочными, не создавать помех, не раздражать биологическую ткань и т. п.

Важная физическая проблема, относящаяся к электродам для съёма биоэлектрического сигнала, заключается в минимизации потерь полезной информации, особенно на переходном сопротивлении электрод – кожа. Эквивалентная электрическая схема контура, включающего в себя биологическую систему и электроды, изображена на

 

рис. 1.

 

Рис. 1. Эквивалентная схема съема электробиопотенциалов

Из закона Ома следует, что ΕБП = Ir + IR + IRВХ = IRi+ IRВХ (Ri= r + R),

где ЕБП – ЭДС источника биопотенциалов; r – сопротивление внутренних тканей биологической системы; R – сопротивление кожи и электродов, контактирующих с ней; RВХ– входное сопротивление усилителя биопотенциалов.

Можно условно назвать падение напряжения на входе усилителя«полезным», так как усилитель увеличивает именно эту часть ЭДС источника. Падение напряжения Ir и IRвнутри биологической системы и на системе электрод – кожа в этом смысле “бесполезно”. Так как ΕБП задана, а повлиять на уменьшение Ir невозможно, то увеличить долю компоненты IRВХ можно лишь уменьшением R, и прежде всего –сопротивления контакта электрод – кожа.

Для уменьшения переходного сопротивления электрод – кожа стараются увеличить проводимость среды между электродом и кожей, поэтому используют марлевые салфетки, смоченные физиологическим раствором, или электропроводящие пасты. Можно уменьшить это сопротивление, увеличив площадь контакта электрод – кожа, т. е.

увеличив размер электрода, но при этом электрод захватывает несколько эквипотенциальных поверхностей и истинная картина электрического поля будет искажена.

По назначению электроды для съёма биоэлектрического сигнала подразделяют на следующие группы:

1) для кратковременного применения в кабинетах функциональной диагностики, например, для разового снятия электрокардиограммы;

2) для длительного использования, например, при постоянном наблюдении за тяжелобольными в условиях палат интенсивной терапии;

3) для применения на подвижных обследуемых, например, в спортивной или космической медицине;

4) для экстренного использования, например, в условиях скорой помощи.

При пользовании электродами в электрофизиологических исследованиях возникают две специфические проблемы. Одна из них –возникновение гальванической ЭДС при контакте электродов с биологической тканью, другая электролитическая поляризация электродов, что проявляется выделением на электродах продуктов реакций

при прохождении тока, в результате чего возникает встречная по отношению к основной ЭДС.

В обоих случаях возникающие ЭДС искажают снимаемый электродами полезный биоэлектрический сигнал. Существуют способы,позволяющие снизить или устранить подобные влияния, однако эти приёмы относятся к электрохимии.