- •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
9.3. Автоматизация проектирования печатных плат и биомедицинских лабораторий на их основе.
Проектирование биомедицинских электронных систем на основе печатных плат является наиболее распространенным видом деятельности для множества коллективов разработчиков медицинской техники во всем мире, в том числе и в России. Подавляющее большинство портативных приборов и аппаратов спроектированы и производятся по этой технологии: электрокардиографы, спирометры, холтеровские мониторы, мониторы давления и т.д. В настоящее время такого рода приборы основываются на одноплатных компьютерах со встроенным программным обеспечением.
В процессе проектирования биомедицинской электронной системы (подсистемы) на базе печатной платы выделяют два основных вида работ[16]:
проектирование непосредственно самой печатной платы, как аппаратной части;
рназработка встраиваемого программного обеспечения.
Существует достаточно большое разнообразие качественных программных пакетов для проектирования электронных систем на печатных платах по доступным ценам. Идеология и технология печатных плат позволяет создавать разнообразные миниатюрные системы для контроля и управления потоками жидкости и газа, измерители физиологического давления, разнообразные биомедицинские электрохимические системы, биохимические анализаторы. Автоматизация биохимических манипуляций со слайдами стала ключевой идеей для технической реализации проекта Генома Человека.
Использование программно-управляемых компонентов в проектировании биомедицинских электронных систем на печатных платах непрерывно увеличивается, причем разработка специального встраиваемого программного обеспечения является одним из ключевых видов работ. Она осуществляется посредством использования интерфейса прикладного программирования (ИПП). последний позволяет разработать программу, которая будет функционировать под управлением выбранной операционной системы (ОС). Выбор ИПП и ОС принято называть платформой разработки (ПР). Оптимальный выбор ПР, инвестиции для приобретения качественных программных и аппаратных средств для данного вида автоматизированного проектирования является одним из стратегических решений, определяющих успех разработки системы в целом [16].
В заключении раздела следует отметить, что в отраслях промышленности с сильной конкуренцией качественное обновление продукции происходит в среднем за два года. К этому же параметру приближаются и медицинские технологии. Поэтому с необходимостью возникают жесткие требования к качеству и срокам разработок биомедицинских электронных систем. Для принятия решения о начале разработки новой биомедицинской электронной системы можно воспользоваться существующими методами управления проектами.
В зависимости от своих ресурсов компании по-разному могут относиться к приобретению необходимых САПР для проектирования. Безусловно, стоимость такого рода программных продуктов достаточно высока, особенно для отечественных разработчиков. Однако, как показывает мировой опыт развития, постановка на производство новых изделий в современных условиях немыслима без глобальных инвестиций в существующие средства автоматизированного проектирования [16].