КП Валента / 12ОТВ / КП Никушина / Материалы / Полезная литература и источники / кардиограф (какое то описание)

При работе кардиографа только от аккумуляторной батареи (внешнее

питание отсутствует), если пользователь в течение 15 минут не нажимает никаких кнопок, то процессор на порт P6.0 (выв. 36) выдает команду выключения

"Power Off" уровнем лог. 1, которая через схему согласования уровня, выполненную на транзисторе VT14 (BC807) переводит в состояние "Off" ключ питания процессора. Этой командой процессор отключает питание кардиографа,

в том числе и свое собственное. Данный режим позволяет экономить заряд батареи, если не производится работа с кардиографом.

Ключ питания процессора.

Ключ питания процессора предназначен для включения и выключения первичного напряжения стабилизатора +5В.

Напряжение аккумуляторной батареи поступает на стабилизатор +5В через ключ, которым является р-канальный полевой транзистор VT15 (IRF7204), на затвор которого через транзистор VT16 (ВС817) и диодную сборку VD13 (BAV70)

подаются сигналы от кнопки включения питания и внешнего питания "Vin". Лог. 0, подаваемый на базу VT16 закрывает ключ VT15, лог. 1 – открывает.

Стабилизатор +5В.

Стабилизатор +5В является импульсным понижающим DС-DC преобразователем, выполненном на микросхеме D29 (MAX730). Данная микросхема обеспечивает стабилизацию выходного напряжения на уровне +5В ±

5% в диапазоне входных напряжений (5,2 – 11)В и максимальном токе нагрузки

450мА. Частота преобразования напряжения может быть от 130 до 210 кГц и К.П.Д. – от 85 до 96%.

Ключ питания принтера.

Ключ питания принтера предназначен для включения/выключения питания принтера.

Напряжение с аккумуляторной батареи для питания принтера подается через ключ, которым является полевой транзистор VT19 (IRF7204). Состоянием ключа

управляет транзистор VT20, на базу которого поступает сигнал "Prn Power On" с

порта P9.1 (выв. 4) процессора. Лог. 0, подаваемый на базу VT20 через резистор R162, закрывает ключ VT19, лог. 1 – открывает.

5.2.1.7. СХЕМА СОПРЯЖЕНИЯ С КОМПЬЮТЕРОМ.

Схема сопряжения с компьютером выполнена на микросхеме D23 (SP232),

которая гальванически развязана от основной схемы ЭК12 с помощью микросхемы D19 ADuM1201.

Питание гальванически развязанной части осуществляется микросхемой D20 AM1L-0505SH30 фирмы Aimtec.

Асинхронный последовательный порт UART1 может использоваться для

сопряжения с компьютером. Последовательный канал связи с компьютером имеет схему согласования уровней и выведен на стандартный разъем 9- контактный разъем. Распайка разъема: 2 - RxD; 3 - TxD; 5 - Общий.

5.2.1.8. ВХОДНАЯ ЦЕПЬ ПАЦИЕНТА.

Входная цепь пациента состоит из схемы защиты от импульсов дефибрилляции

и схемы подавления радиочастотных помех. Схема защиты от импульсов дефибрилляции выполнена на основе разрядников расположенных в кабеле отведений, которые обеспечивают ограничение входного напряжения до 90 В, и схемы ограничения напряжения на уровне ± 5В – VD1-VD10. Резисторы R1-R19 и конденсаторы С1-С19 формируют пассивные ФНЧ второго порядка по каждому

отведению, исключая электрод N (ФНЧ первого порядка). Эти фильтры обеспечивают подавление сигналов электрохирургического оборудования,

телевизионных и радиостанций, а также иного высокочастотного оборудования.

5.2.1.9. СХЕМА КОНТРОЛЯ ПЛОХОГО КОНТАКТА ЭЛЕКТРОДОВ.

Схема контроля плохого контакта электродов в системе отведений позволяет

своевременно определять обрыв или плохой контакт электродов. Высокоомные резисторы R22-R30 (100MОм), подключенные к источнику напряжения 5В и сопротивление контакта “электрод-кожа” образуют делитель, напряжение с

которого подается на вход дифференциальных усилителей отведений. При плохом контакте электрода увеличивается сопротивление в цепи пациента, а, следовательно, и постоянное напряжение на выходе дифференциальных

усилителей, которое поступает через коммутатор каналов D8 (CD4051) на АЦП.

Оцифрованный сигнал из АЦП поступает в микроконтроллер D11 (ATMega8) для анализа состояния контакта “электрод-кожа”. В случае обнаружения плохого электродного контакта микроконтроллер передает по последовательному интерфейсу сообщение микропроцессору о неполадках в системе отведений.

5.2.1.10. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ ОТВЕДЕНИЙ.

Дифференциальные усилители отведений D1, D2, D3.1 (TL064CD, TL072CD) выполнены по схеме с общим референтным электродом F. Они усиливают

разностные потенциалы R-F, L-F, C1-F, C2-F, C3-F, C4-F, C5-F, C6-F в 10,1 раза.

5.2.1.11. DRL УСИЛИТЕЛЬ.

DRL усилитель D3.2 (TL072CD) выполняет функцию дополнительного

подавления помехи 50 Гц и ограничивает ток в цепи пациента.

5.2.1.12. МАСШТАБИРУЮЩИЕ УСИЛИТЕЛИ ЭКС.

Сигналы ЭКГ с выхода дифференциальных усилителей поступают на ФНЧ первого порядка C20-C27, R49-R56 с частотой среза fср=234 Гц. Затем, пройдя через ФВЧ первого порядка C28-C35, R61-R68 с частотой среза fср=0,05Гц,

сигналы ЭКГ усиливаются операционными усилителями D4, D5 (TL064CD). Коэффициент усиления этих каскадов равен 25,27. Таким образом, суммарное

усиление тракта составляет 255,3. Кроме усиления эти каскады выполняют функцию активного ФНЧ первого порядка с частотой среза fср=159 Гц для ограничения полосы частот поступающих на вход АЦП. Далее отфильтрованные

сигналы поступают на вход коммутатора D7 (CD4051).

5.2.1.13. СХЕМА УСПОКОЕНИЯ КАНАЛОВ ЭКГ.

Схема успокоения каналов ЭКГ предназначена для предотвращения ухода

изолинии при скачках напряжения, вызванных переходными процессами на участке электрод-кожа, двигательной активностью пациента.

Схема выполнена на транзисторах VT1-VT8 (BSR58), которые выполняют роль

ключей через которые разряжаются конденсаторы С28-С35. Транзистор VT9 (BC807) обеспечивает согласование уровней.

Лог. 1, подаваемая на базу VT9 через резистор R79, закрывает ключи VT1-VT8, лог. 0 – открывает.

5.2.1.14. КОММУТАТОР.

Коммутатор выполнен на двух микросхемах D7, D8 (CD4051) и предназначен для коммутации выходных сигналов усилителей ЭКГ и сигналов контроля обрыва электродов. Работой коммутатора управляет микроконтроллер ATMega8 через

программируемые порты ввода-вывода PD2 – PD6.

При помощи коммутатора микроконтроллер выбирает, какой сигнал будет

поступать на АЦП для измерения.

5.2.1.15. ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ +5В.

В кардиографе используется источник опорного напряжения фирмы Texas Instruments D6 (TLV431). Он формирует опорное напряжение 5В для АЦП и 1В

для сдвига уровня усиленного ЭКГ сигнала.

5.2.1.16. СХЕМА СДВИГА УРОВНЯ НА 2В.

Схема сдвига уровня выполнена на микросхеме D9 (TL072) фирмы Texas

Instruments. Схема обеспечивает сдвиг уровня всех поступающих от

коммутатора сигналов на 2В для подачи на вход АЦП.

5.2.1.17. АЦП.

В кардиографе используется 12-разрядный АЦП с последовательным выходом

фирмы National Semiconductor ADCS7476AIMF (D10).

Диапазон входных напряжений АЦП: от 0 до +5В.

Цена единицы младшего разряда 1LSB = 1,221 мВ или если привести ко входу,

то 1LSB = 2,394 мкВ.

АЦП имеет следующие сигналы управления:

CS - входной сигнал запуска преобразования АЦП. Запуск осуществляется по

перепаду из “1” в “0”. Должен удерживаться в нуле до окончания передачи данных.

SCLK - входной сигнал тактовых импульсов для тактирования данных, выдаваемых АЦП по последовательному каналу. Достоверные данные могут быть считаны с АЦП по перепаду из “1” в “0” на входе SCLK. Для получения

данных необходимо сформировать 16 тактовых импульсов. SDATA - выход последовательных данных АЦП.

5.2.1.18. МИКРОКОНТРОЛЛЕР AVR ATMega8.

В кардиографе для управления аналоговой частью используется 8-разрядный

микроконтроллер семейства AVR – ATMega8 (D11) фирмы Atmel. Основные технические характеристики микроконтроллера:

•тактовая частота 16 МГц.

•объем внутреннего ПЗУ 8 Кбайт (Flash).

•объем внутреннего ОЗУ 1 Кбайт.

•23 программируемых портов ввода-вывода.

•2 таймера – 8-разрядных и один – 16-разрядный.

•асинхронный последовательный канал UART.

•Синхронный последовательный канал SPI.

•программируемый сторожевой таймер.

•АЦП.

•программируемая защита программного обеспечения от считывания.

Микроконтроллер AVR имеет 23 программируемых порта ввода-вывода, назначение которых и режимы работы приведены в таблице:

Остальные порты не используются. Примечание.

В скобках указаны номера выводов микросхемы D11 соответствующих

перечисленным в таблице портам ATMega8.

Асинхронный последовательный канал UART микроконтроллера AVR

используется для обмена данными с процессором кардиографа. Скорость обмена – 250 кГц.

UART используется в режиме приема и передачи 9 битных данных.

Девятый бит используется для синхронизации потока данных от микроконтроллера к процессору.

5.2.1.19. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИ РАЗВЯЗАННОЙ ЧАСТИ.

Источник питания гальванически развязанной части выполнен на микросхеме

D15 фирмы Aimtec (AM1D-0507DH52), которая представляет собой DC/DC

преобразователь и обеспечивает формирование напряжения ±7,2В из напряжения +5В.

5.2.1.20. ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ±5В.

Для питания микроконтроллера и цепей оптронов используется напряжение +5В, которое формируется из +7,2В микросхемой D12 (78L05).

Для обеспечения более стабильной работы схемы, снижения уровня шумов и взаимного влияния между каналами аналоговые узлы гальванически развязанной части питаются напряжением ±5В, которое стабилизируется микросхемами D13 (78L05) и D14 (79L05).

5.2.1.21. ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ РАЗВЯЗКА.

Асинхронный последовательный канал UART, соединяющий микроконтроллер AVR и процессор имеет гальваническую развязку на высокоскоростных оптронах VU1, VU2 (6N136) фирмы Fairchild, которые обеспечивают дополнительную

изоляцию цепей пациента.

5.2.2. Термопринтер.

На основании корпуса ЭК установлен термопринтер фирмы Fujitsu FTP644MCL001, который используется для графического отображения кардиограммы в реальном режиме времени, со скоростью 25 и 50 мм/сек. В кардиографе используется термобумага шириной 110 мм и длиной рулона до 30 м.

5.2.3. Плата клавиатуры (МТЦ.30.02.501)

На клавиатуре ЭК имеются следующие кнопки:

• “☼/ ” – кнопка “работа/ожидание” (включение/выключение вторичного питания ЭК);

•“СТАРТ / СТОП” – кнопка включения / выключения регистрации ЭКГ;

•“УСИЛЕНИЕ” – установка усиления сигнала;

•“СКОРОСТЬ” – установка скорости печати;

•“МОНИТОР” – включение/выключение мониторного режима;

•“МЕНЮ” – кнопка вызова меню;

•“ “ – кнопка передвижения вверх по меню (или увеличение параметра);

•“ “ – кнопка передвижения вниз по меню (или уменьшение параметра);

•“ИСП” – кнопка выбора пункта меню.

Плата клавиатуры ЭК, с установленными на ней 9 микрокнопками, закреплена на крышке основного блока и закрыта сверху декоративной панелью.

На плате клавиатуры расположены два светодиодных индикатора:

- идет заряд аккумулятора (желтый);

- наличие внешнего питания (зеленый).

Кроме кнопок и светодиодных индикаторов на плате клавиатуры расположен переменный резистор регулировки контрастности ЖКИ экрана и через

плату клавиатуры проходят все сигналы управления ЖКИ экраном от модуля ЭКC12.

5.2.6. Встроенный источник автономного питания (аккумуляторная батарея).

Для автономного питания ЭК используется NiCd аккумуляторная батарея 6D-4/5A1200 из 6 элементов типоразмера 4/5А (производства ЗАО

“Регионэлектрокомплект” г. Ижевск) со следующими основными характеристиками:

•номинальное напряжение – 7,2В;

•номинальная емкость – 1200 мАч;

•продолжительность работы ЭК от полностью заряженной аккумуляторной

батареи сильно зависит от режима работы ЭК:

-при печати в режиме 3 ОТВ. АВТОМАТ с длительностью печати

каждого отведения по 3 секунды ЭК может напечатать около 200 кардиограмм, если его выключать сразу после окончания регистрации ЭКГ. Если ЭК не выключать, то количество регистраций ЭКГ будет

меньше – около 50.

-при печати в режиме 6 ОТВ. АВТОМАТ с длительностью печати каждой группы отведений по 3 секунды ЭК может напечатать около 250

кардиограмм, если его выключать сразу после окончания регистрации ЭКГ. Если ЭК не выключать, то количество регистраций ЭКГ будет около 60.

-при печати в ручном режиме ЭК обеспечивает около 60 минут непрерывной печати ЭКГ.

•заряд аккумуляторов осуществляется в составе ЭК при подключении его к сети переменного тока или к бортовой сети автомобиля скорой помощи.

Рис. 8

NiCd аккумуляторная батарея 6D-4/5A1200

Внимание: При работе от аккумуляторов помните, что ЭК потребляет ток от

аккумуляторов не только во время печати ЭКГ, но и если он просто включен. Для экономии заряда аккумуляторов выключайте ЭК сразу после завершения регистрации ЭКГ и включайте его после

наложения электродов на следующего пациента.

Аккумуляторная батарея расположена в батарейном отсеке в основании

корпуса блока электрокардиографического.

Внимание: В ЭК обязательно должна быть установлена исправная аккумуляторная батарея. В случае если батарея не установлена или

она неисправна, печать ЭКГ будет невозможна.

Без батареи функционирование кардиографа не возможно. Внешние источники напряжения необходимы лишь для обеспечения заряда батареи.

5.2.7. Блок питания сетевой (БПН – 6М – 18050)

ЭК имеет выносной блок питания от сети переменного тока, который обеспечивает зарядку аккумуляторной батареи. Диапазон входных напряжений

сетевого напряжения переменного тока от 198 до 242В при частоте 50Гц. Выходной разъем блока питания подключается к разъему “ПИТАНИЕ” ЭК. К этому же разъему может быть подключено питание постоянного тока специально

оборудованного автомобиля скорой помощи от 10 до 18В.

При наличии внешнего питания (переменного или постоянного тока) на

лицевой панели ЭК светится зеленый светодиод “”.

Рис. 9

Блок питания сетевой

Автоматическая зарядка аккумуляторов осуществляется при наличии сетевого напряжения переменного тока или при наличии напряжения постоянного

тока от 12 до 15В от бортовой сети автомобиля скорой помощи. При заряде

аккумуляторов на лицевой панели ЭК светится желтый индикатор “”. При достижении полной зарядки аккумуляторов желтый светодиод гаснет и зарядное

устройство переходит в режим поддержания заряда аккумуляторной батареи

малым током.

5.2.8. Кабель электродный (МТЦ.30.03.501)

ЭК имеет 10-ти электродный кабель отведений, который подключается к блоку электрокардиографическому через 15-контактный разъем и предназначен для съема ЭКГ сигналов с пациента и передачи их в основной блок для усиления

и регистрации.

Рис. 10 Кабель электродный

Для подключения ЭКГ электродов кабель отведений имеет десять штекеров

с диаметром штыря 4 мм. Каждый штекер имеет символьную и цветовую маркировку. Кабель электродный имеет встроенную защиту от импульсов

дефибрилляции.

Внимание: Не допускается использование ЭК с другим кабелем электродным. Это может привести к неправильной работе ЭК и даже к выходу ЭК

из строя, так как другой кабель электродный может не иметь защиты от импульсов дефибрилляции.

6.СБОРКА И РАЗБОРКА ПРИБОРА.

6.1.РАЗБОРКА БЛОКА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКОГО

6.1.1.Расположите прибор на чистой

поверхности.

6.1.2.Переверните прибор экраном

вниз.

6.1.3.Открутите винт удерживающий крышку батарейного отсека.

Снимите крышку и достаньте аккумуляторную батарею.

6.1.4.С помощью крестовой отвертки

окрутите четыре самореза расположенных в углублениях нижней части корпуса.

6.1.5.Переверните прибор экраном

вверх.

6.1.6.Откройте крышку бумажного

отсека.