- •Оглавление
- •Глава 1. Усилители биопотенциалов 8
- •Глава2 Функциональные устройства на операционных усилителях для медицинских изделий 74
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений и обозначений
- •Введение
- •Глава 1. Усилители биопотенциалов
- •Контакт усилителя биопотенциалов с кожей через электроды
- •1.2. Входные цепи усилителей биопотенциалов.
- •1.3. Операционные усилители в цепях регистрации биопотенциалов.
- •1.4. Применение инвертирующих и неинвертирующих усилителей в медицинском приборостроении
- •1.5. Схемы подавления синфазных помех с помощью дифференциальных и инструментальных усилителей
- •1.6. Подключение усилителей биопотенциалов к микроэлектродам
- •1.7. Усилители с гальванической развязкой
- •Тренировочные задания
- •Тестовые задания
- •Глава2 Функциональные устройства на операционных усилителях для медицинских изделий
- •2.1. Линейные узлы математической обработки биологических сигналов
- •2.1.1. Схемы масштабирования и аналоговые сумматоры
- •2.1.2. Усилители переменного тока
- •2.1.3. Схемы интегрирования
- •2.1.4. Схемы дифференцирования
- •2.2. Активные электрические фильтры
- •2.2.1. Классификация и основные характеристики фильтров
- •2.2.2. Типовые схемы активных фильтров
- •2.2.3. Методы расчета фильтров на основе анализа передаточных функций
- •2.2.4. Подавление помех активными фильтрами
- •2.3. Линейные преобразователи сигналов
- •2.4. Нелинейные преобразователи аналоговых сигналов
- •2.4.1. Сравнивающие устройства (компараторы)
- •2.4.2. Логарифмирующие и экспоненциальные преобразователи
- •2.4.3. Выпрямители
- •2.4.4. Множительно-делительные устройства
- •2.4.5. Использование диодных структур для реализации типовых и произвольных нелинейных зависимостей
- •2.5. Элементы аналоговой памяти
- •2.5.1. Устройства выборки-хранения
- •2.5.2. Амплитудные (пиковые) детекторы
- •Тренировочные задания
- •Тестовые задания
- •Глава 3 Генераторы сигналов
- •3.1. Генераторы синусоидальных (гармонических) сигналов
- •3.2. Аналоговые генераторы прямоугольных импульсов
- •3.3. Интегральные таймеры и генераторы на их основе
- •3.4. Генераторы линейно-изменяющегося напряжения
- •3.5. Функциональные генераторы
- •3.6. Модуляторы
- •3.7. Фазочувствительные детекторы
- •Тренировочные задания
- •Рубежный тест к главе 3
- •Глава 4 Вторичные источники электропитания
- •4.1. Основные структурные схемы
- •4.2 Основные схемы выпрямителей
- •4.3 Сглаживающие фильтры
- •4.4 Линейные стабилизаторы напряжения
- •4.5. Схемотехника импульсных стабилизаторов напряжения
- •4.6. Инверторные схемы
- •Тренировочные задания
- •Тестовые задания
- •Глава 5 Аналоговые коммутаторы
- •5.1. Коммутаторы на полевых транзисторах
- •5.2. Аналоговые мультиплексоры и матричные коммутаторы
- •5.3. Характеристики и эксплуатационные параметры аналоговых коммутаторов
- •Тренировочные задания
- •Рубежный тест к главе 5
- •Глава 6 Устройства непрерывно-дискретного преобразования сигналов
- •6.1. Цифроаналоговые преобразователи
- •6.1.1. Схемотехника параллельных цап
- •6.1.2. Последовательные цап
- •6.1.3. Параметры цап
- •6.2. Аналогово-цифровые преобразователи
- •6.2.1. Процедура аналогово-цифрового преобразования и основные параметры ацп
- •6.2.2. Схемотехника ацп
- •6.2.3. Особенности реализации и использования сигма-дельта ацп
- •6.2.4. Технические характеристики и применение ацп
- •Тренировочные задания
- •Тестовые задания
- •Глава 7. Приборы с зарядовой связью.
- •7.1. Устройство пзс.
- •7.2. Принцип организации пзс-матриц.
- •7.3. Параметры и характеристики пзс.
- •Тренировочные задания.
- •Тестовые задания
- •Глава 8 Интерфейсы для подключения узлов медицинской техники к микропроцессорам, микроконтроллерам и пэвм
- •8.1. Интерфейсы магистралей пэвм
- •8.1.1. Организация системной магистрали типа isa
- •8.1.2. Организация обмена по шине isa
- •8.1.3. Обмен с внешними устройствами по шине pci
- •8.1.4. Взаимодействие медицинского оборудования с пэвм через последовательный порт типа rs232
- •8.1.5. Подключение оборудования к пэвм через интерфейс usb.
- •8.2. Интерфейсы ацп
- •8.3. Цифровые интерфейсы узлов медицинской техники
- •Тренировочные задания
- •Тестовые задания
- •Глава 9. Компьютерные технологии расчета и проектирования узлов медицинской техники.
- •9.1. Особенности технологического процесса проектирования средств медицинской техники с использованием сапр
- •9.2. Основные объекты медицинских изделий, проектируемых с помощью сапр.
- •9.3. Автоматизация проектирования печатных плат и биомедицинских лабораторий на их основе.
- •Заключение.
- •Библиографический список.
- •Итоговый тест
Тренировочные задания.
Расскажите как работает ячейка ПЗС и как организуется перенос зарядов по регистрам матриц ПЗС.
Нарисуйте структурную схему ПЗС-матрицы с буферизацией столбцов и расскажите о принципе ее работы.
Перечислите основные параметры, характеризующие ПЗС-матрицы.
Тестовые задания
Основным элементом ПЗС матрицы являются
МДП-транзистор;
фотодиод;
МОП-конденсатор;
фототранзистор;
оптрон.
Для формирования потенциальной ямы на электрод ПЗС-элемента необходимо
направить поток световой энергии;
подать отрицательный потенциал;
подать нулевой потенциал;
подать положительный потенциал;
закрыть элемент ПЗС от света.
Для создания эффекта перемещения зарядов по регистру из ПЗС-ячеек необходимо
на соседние электроды, находящиеся над двумя ПЗС-ячейками, подать положительный потенциал;
на электрод, под которым находится передаваемый заряд, подать нулевой потенциал, а на соседний электрод - положительный потенциал;
на счетный вход регистра подать серию сдвигающих импульсов от однофазного генератора;
на электрод, под которым находится передаваемый заряд, подать положительный потенциал, а на соседний электрод – нулевой потенциал;
на передающий и принимающий электрод подать отрицательный потенциал.
Полнокадровая ПЗС-матрица содержит электроды переноса, стоп каналы, вертикальные и горизонтальные регистры сдвига с ПЗС-ячейками и __________ __________ (допишите название недостающего узла).
В ПЗС-матрице с буферизацией кадра выделяется горизонтальный регистр считывания, выходной усилитель с управляющим транзистором и диодом на входе, секция накопления и __________ __________ (допишите название недостающего узла).
ПЗС-матрица с буферизацией столбцов отличается тем, что
информация с фотосенсоров переписывается последовательно в горизонтальный регистр;
вертикальные регистры не закрываются затвором на момент считывания информации с фотосенсоров;
фотосенсоры на время передачи информации в горизонтальный регистр закрываются механическим затвором;
информация с фотосенсоров переписывается в вертикальные регистры, закрываемые электронным затвором;
во время перекачивания зарядов нет необходимости использования стоп-каналов.
Интегральная чувствительность ПЗС матрицы – это
отношение величины фототока к световому потоку от источника излучения, спектральный состав которой соответствует вольфрамовой лампе накаливания;
отношение величины фототока к световому потоку в инфракрасной области;
отношение величины фототока к величине темнового тока;
параметр, определяемый глубиной потенциальной ямы;
способность различать свет в заданном диапазоне.
Блюминг – это
потеря информации из-за низкой чувствительности матрицы ПЗС;
эффект «растекания» электронов из-за переполнения потенциальной ямы;
зависимость темнового тока от температуры;
искажение изображений от «рикошета» фотонов от поверхности сенсора;
дрейф фототока из-за старения элементов матрицы.
