3.3. Исследование работы с добавлением постоянной составляющей
Как было сказано ранее в п.2.1.5 на измерительный усилитель кроме входного сигнала так же может поступать постоянная составляющая. Простейшей формой отделения электродного потенциала является установка CR цепи (ФВЧ). Принципиальная схема измерительного усилителя с фильтром высоких частот приведена на рис.3.12.
Рис. 3.12. Принципиальная схема измерительного усилителя с ФВЧ
Цепь СR фильтра устанавливают после первого каскада усиления, а усиление первого каскада выбирают небольшим (менее 10), что бы он не перегружался от электродного потенциала +/-0.3В. В нашем случае коэффициент усиления первого каскада равен 7,5.
Устанавливаем на входы кардиоусилителя синфазные гармонические напряжения с частотой 50 Гц и амплитудой 5 мВ. Смотрим синфазный сигнал на входе и выходе кардиоусилителя (рис.3.13).
Рис.3.13. Амплитуды напряжений на входе и выходе КУ
Желтый – синфазный сигнал на выходе КУ;
Красный – синфазный сигнал на входе КУ.
Сравним рис.3.11 (измерительный усилитель без ФВЧ) и рис.3.13 (измерительный усилитель с ФВЧ). Графики ничем не отличаются.
Далее внесем постоянную составляющую 0,3 В с помощью стабилизированного источника питания.
Посмотрим амплитуды напряжений на выходе преобразующего устройства (рис.3.14).
Рис.3.14. Амплитуды напряжений на выходе ПУ
Желтый – дифференциальный сигнал на выходе КУ;
Красный – сигнал с постоянной составляющей 0,3В на выходе ПУ.
Теперь посмотрим амплитуды напряжений на выходе кардиоусилителя (рис.3.15).
Рис.3.15. Амплитуды напряжений на входе и выходе КУ
Желтый – синфазный сигнал на выходе КУ;
Красный – синфазный сигнал на входе КУ.
На рис.3.16 показана амплитуда напряжения на выходе КУ при подачи противофазного сигнала на входы кардиоусилителя.
Рис.3.16. Амплитуда напряжения на выходе КУ
Желтый – дифференциальный сигнал на выходе КУ.
Из рис.3.15 и рис.3.16 можно сделать следующий вывод: при добавлении ко входному сигналу постоянной составляющей 0,3 В, амплитуда напряжения на выходе КУ остается такой же, как и без подачи постоянной составляющей. Это происходит благодаря введению в схему КУ фильтра высоких частот.
Заключение
В результате проделанной работы были получены следующие результаты:
рассмотрена структурная схема кардиоусилителя;
проведен анализ и расчет каскадов усиления измерительного усилителя, фильтра высокой частоты и преобразующего устройства;
на основе расчета собран макет лабораторной установки кардиоусилителя (фотоотчет макетирования представлен в приложении 3);
отлажена схема комплекса, проведены необходимые настройки схемы, в результате которых было получено требуемое усиление;
проверены коэффициенты усиления, коэффициенты ослабления синфазного сигнала (КОСС);
проверена работа всего комплекса в целом: проведены эксперименты с тестовыми сигналами, осциллограммы снятые в контрольных точках подтвердили правильность работы макета.
В дальнейшем, возможно, некоторое техническое усовершенствование комплекса, для осуществления процесса «оцифровки» и передачи данных через USB порт. При таком решении можно разработать источник питания, который позволял бы питать схему блока от USB порта.