Практикум по электрофизиологии. Учебное пособие

8 – панель;

9 – переключатель;

10 – подстроечный резистор R23;

11 – подстроечный резистор R8.

Рис. 10. Электрическая функциональная схема аппарата «Тонус-2М»

С вторичной обмотки трансформатора напряжение пода- ется на выпрямитель. На выходе выпрямителя включен модуля- тор. С помощью модулятора производится амплитудная моду- ляция синусоидальных импульсов напряжением, поступающим с делителя частоты непосредственно или через интегрирующую цепочку на переключатель видов тока. Оформленные посылки синусоидальных импульсов поступают на вход формирователя, а затем через регулятор выходного тока поступают на вход вы- ходного транзистора.

В формирователе происходит формирование экс- поненциального среза синусоидальных импульсов частотой 50 и 100 Гц, а на выходном транзисторе - усиление по мощности. В выходную цепь выходного транзистора включен переключатель

41

полярности, миллиамперметр, пациент, защитное устройство, блокировочное устройство.

Выпрямитель аппарата диадинамотерапии Тонус-2М со- стоит из следующих функциональных узлов:

1)Трансформатора T;

2)Выпрямительных мостов: VD1 – VD4, VD5, VD6 – VD9, VD10 – VD13, VD14 – VD17;

3)Конденсаторных фильтров: C1, C2, C3, C4, C8. Трансформатор Т предназначен для преобразования элек-

трической энергии переменного тока, без изменения частоты. Он имеет одну первичную выводы 1,2 и пять вторичных обмо- ток (рис. 11). К выводам 3 и 4 первой вторичной обмотки под- ключен диодный выпрямительный мост VD1 – VD4, с фильтро- вым конденсатором C1, которые осуществляют питание выход- ного транзистора VT6. К выводам 5 и 6 второй вторичной об- мотки подключен диодный выпрямитель VD5, с фильтровым конденсатором C2, питающие блокировочное устройство. К вы- водам 7 и 8 третьей вторичной обмотки подключен выпрямитель VD6 – VD9, с фильтровым конденсатором C3, питающие за- щитное устройство.

Синусоидальное напряжение с четвёртой вторичной об- мотки - выводы 9 и 10 трансформатора Т подается через балла- стный резистор R3, поглощающий излишнее напряжение, а так- же выравнивающий напряжение и токи, на выпрямитель VD10 – VD13.

Полюсовые концы диодов VD10 – VD13 заведены в блок переключателей SA3 – SA9, где происходит коммутация; при виде тока ДН, КП, ДП, ДВ эти концы замкнуты и на выходе двухполупериодного выпрямителя имеют место импульсы сину- соидальной формы частотой 100 Гц , при виде тока ОН, ОР, ОВ- полюсовые концы диодов VD11, VD13 разомкнуты и на выходе однополупериодного выпрямителя имеют места импульсы сину- соидальной формы частотой 50 Гц.

42

43

К выводам 11 и 12 пятой вторичной обмотки, подключён диодный мост VD14 – VD17, с фильтровым конденсатором C4, питающие стабилизатор напряжения A. Также пятая вторичная обмотка является источником синусоидального напряжения час- тотой 50 Гц для формирователя запускающих импульсов.

Модулятор (транзистор VT3) предназначен для ампли- тудной модуляции синусоидальных импульсов частотой 100 Гц или 50 Гц низкочастотным сигналом, и состоит из следующих функциональных узлов:

1)эмиттерного повторителя, выполненного на транзи- сторе VT2 и резисторах R10 и R11;

2)модулятора, выполненного на транзисторе VT3. Модулирующий низкочастотный сигнал через эмиттер-

ный повторитель (транзистор VT2) подается на базу транзистора VT3. Коллектор VT3 заведен в блок переключателей SA3 – SA9, где происходит его коммутация: при виде тока КП и ДП коллектор транзистора VT3 подключается к общей точке диодов VD10, VD11, при остальных видах тока коллектор транзистора VT3 подключается к аноду диода VD13. При поступлении мо- дулирующего низкочастотного сигнала на базу транзистора VT3 он открывается и шунтирует нагрузочное сопротивление R15, предназначенное для выставления наибольшего значения вы- ходного тока вида ДН (50 мА ± 10 %) при сопротивлении на- грузки аппарата (500 ± 25) Ом и крайнем правом положении ре- гулятора выходного тока аппарата.

Элементы модулятора имеют следующее назначение: эмиттерный повторитель выполнен на транзисторе VT2, рези- сторах R10 и R11, предназначен для развязки выхода делителя частоты от входной цепи транзистора VT3.

Резистор R12 предназначен для ограничения тока в цепи базы транзистора V24. Резистор R13 и V23 являются элемента- ми термостабилизирующей цепочки.

44

Формирователь сигнала низкой частоты аппарата диади- намотерапии Тонус-2М предназначен для формирования моду- лирующего сигнала, и состоит из следующих функциональных узлов:

1)формирователя запускающих импульсов, состоящего из стабилитрона VD18 и резистора R4;

2)делителя частоты сети, выполненного на трёх микро-

схемах D1, D2, D3;

3)транзисторного ключа VT1;

4)интегрирующей цепочки, состоящей из двух подстро- ечных резисторов R8 и R9, двух диодов VD19 и VD20 и поляризованного конденсатора C7;

5)стабилизатора напряжения A.

Формирователь запускающих импульсов преобразует си- нусоидальное напряжение, снимаемое с выводов 11– 12 транс- форматора в прямоугольные импульсы частотой 50 Гц.

Основу формирователя запускающих импульсов состав- ляет стабилитрон, включённый параллельно делителю частоты.

Для ограничения тока пробоя последовательно стабили- трону включен резистор. Если, например, входное напряжение возрастает, тогда ток в цепи возрастет, падение напряжения на сопротивлении возрастает, а напряжение стабилитрона и выход- ное напряжение останется неизменным.

Оформленные посылки прямоугольных импульсов с час- тотой 50 Гц поступают на вход 14 первой микросхемы делителя частоты.

Делитель частоты - электронное устройство, уменьшаю- щее в целое число раз частоту подводимых к нему периодиче- ских колебаний с помощью электронного счётчика импульсов. На его вход подаются прямоугольные импульсы частотой 50 Гц. Делитель частоты делит их в 144 и 576 раз. И на выходе полу- чаются прямоугольные импульсы частотой 0,347(2) Гц и

0,087 Гц.

45

Делитель частоты сети состоит из трёх микросхем К155ИЕ5. Каждая микросхема представляет собой двоичный счетчик. Каждая интегральная схема состоит из четырех JK- триггеров, образуя счетчик-делитель на 2 и 8. Установочные входы обеспечивают прекращение счета и одновременно воз- вращают все триггеры в состояние низкого уровня (на входы R0(1) и R0(2) подается высокий уровень). Выход Q1 не соединен с последующими триггерами. Если интегральная схема исполь- зуется как четырехразрядный двоичный счетчик, то счетные импульсы подаются на вход С1, а если как трехразрядный - то на вход С2.

Делитель частоты сети предназначен для формирования низкочастотного сигнала, подаваемого на модулятор.

Прямоугольные импульсы скважностью Q = 2 и перио- дом повторения Т = 2,88 с (вывод 9 микросхемы D1) поступают в блок переключателей SA3 – SA9 и затем при виде тока ОР и КП поступают на базу транзистора VT2. Прямоугольные им- пульсы скважностью 2 и периодом повторения 11,52 с (вывод 11 микросхемы D1) поступают на базу транзисторного ключа VT1, предназначенного для увеличения напряжения, снимаемого с вывода 11 микросхемы D1.

Для раздельной настройки длительности фронта и среза импульсов, поступающих с выхода 11 делителя частоты, в ин- тегрирующие цепочки включены подстроечные резисторы R8 и R9. Благодаря чему достигается плавное нарастание и плавный спад стимулирующих импульсов в режимах ДП, ОВ и ДВ.

Низкочастотный сигнал с выхода интегрирующих цепо- чек через блок переключателей SA3 – SA9 при видах тока ДП, ОВ, ДВ поступает на базу транзистора VT2.

В данной схеме используется стабилизатор напряжения типа МА 7805 (аналог ― КЕН 5В), который осуществляет пи- тание делителя частоты, чувствительного к перепадам напряже-

46

ния, а также транзисторного ключа VT1 и эмиттерного повтори- теля VT2.

Стабилизатор напряжения должен выполнять следующие основные задачи: обеспечивать качественное электропитание нагрузки при нестабильном, длительно пониженном или повы- шенном напряжении в электросети, защиту нагрузки от резких и значительных перепадов напряжения (в том числе от перена- пряжения), фильтрацию сетевых помех. Использование стаби- лизаторов напряжения позволяет правильно эксплуатировать оборудование и приборы с возможностью получения заданных (паспортных) характеристик, таким образом, продлив срок их службы.

Стабилизатор напряжения включен по типовой схеме с фиксированным выходным напряжением. Конденсаторы C4 и C5 включены для повышения устойчивости стабилизатора.

Напряжение на выходе стабилизатора составляет 5 В±5%. Блок переключателей SA3 – SA9 предназначен для ком- мутации цепей модулятора (VT2, VT3) и выпрямителя (VD10 – VD13) для получения заданных видов выходного тока аппарата. Формирователь предназначен для формирования экспо- ненциального среза импульсов синусоидальной формы, посту- пающих с выхода выпрямителя VD10 – VD13, для уменьшения искажения этих импульсов, для регулировки выходного тока. Формирователь состоит из следующих функциональных узлов:

1)цепочки, состоящей из резистора R16, конденсатора

C8 и диода VD22;

2)эмиттерного повторителя VT4;

3)термостабилизирующей цепочки, состоящей из рези- стора R17 и диода VD23;

4)потенциометра R20, являющегося переменным рези- стором;

5)цепочки смещения, состоящей из подстроечного ре- зистора R19 и постоянных резисторов R18 и R21.

47

Цепочка R16, C8, VD22 предназначена для формирования экспоненциального среза импульсов синусоидальной формы. Во время среза диод VD22 закрывается и разряд конденсатора С8 осуществляется через резистор R16 с постоянной времени.

Эмиттерный повторитель на транзисторе VT4 предназна- чен для получения достаточно большого входного сопротивле- ния с тем, чтобы обеспечить разряд конденсатора С8 через рези- стор R16.

Резистор R17 и диод VD23 являются термостабилизи- рующими элементами. Для уменьшения искажения входного сигнала эмиттерного повторителя на транзисторе VT5 введено напряжение смещения, снимаемое с резистора R21. Напряжение смещения можно регулировать путем перераспределения на- пряжения на резисторах R18, R19 и R21.

Потенциометр R20 является нагрузкой эмиттерного по- вторителя на транзисторе VT4 и регулятором выходного тока. Питание эмиттерного повторителя VT4 и цепочки R18, R19 и R21 осуществляется от выпрямителя VD6 – VD9 с фильтровым конденсатором С3. Выпрямитель VD6 – VD9 подключен в вы- водам 7, 8 трансформатора Т.

Выходной транзистор предназначен для усиления по мощности сформированного сигнала. Он состоит из следующих функциональных узлов:

1)эмиттерного повторителя VT5;

2)цепочки смещения, состоящей из подстроечного ре- зистора R23 и постоянных резисторов R22 и R25;

3)усилителя мощности VT6.

Эмиттерный повторитель VT5 предназначен для обеспе- чения малого выходного сопротивления, необходимого для тер- мостабилизации выходного транзистора и для получения необ- ходимого тока для выходного транзистора.

Для уменьшения искажения входного сигнала во вход- ную цепь выходного транзистора введено напряжение смеще-

48

ния, снимаемое с резистора R25. Напряжение смещения можно регулировать путем перераспределения напряжения на резисто- рах R22, R23 и R25. Питание эмиттерного повторителя и цепоч- ки R22, R23, R25 осуществляется от выпрямителя VD6 – VD9 с фильтровым конденсатором С3. Усилитель мощности выполнен на одном транзисторе VT6, включенном по схеме с общим эмит- тером в режиме B.

Резистор R27 является термостабилизирующим элементом.

Переключатель полярности выходного тока выполнен на переключателях SA10. Для измерения выходного тока преду- смотрен миллиамперметр магнитоэлектрической системы типа МР80 класса точности 1,5 со шкалой 0 - 60 мА. Миллиампер- метр предназначен для измерения постоянной составляющей тока вида ДН и ОН, а также для измерения постоянной состав- ляющей серии импульсов остальных видах тока.

Питание выходного транзистора осуществляется от вы- прямителя VD1– VD4 с фильтровым конденсатором С1. Выпря- митель VD1– VD4 подключен к выводам 3, 4 трансформатора Т.

Защитное устройство предназначено для защиты пациен- та при аварийной ситуации от значительного увеличения вы- ходного тока, и состоит из следующих функциональных узлов:

1)транзисторов VT7 и VT8;

2)тиристора VS1;

3)резистора R34.

Защитное устройство выполнено в виде схемы сравнения на транзисторах VT7 и VT8, тиристоре VS1 и быстродействую- щем предохранителе F2.

Величина порога срабатывания схемы сравнения опреде- ляется напряжением, подаваемым на базе транзистора VT8 с эмиттера транзистора VT6.

В исправном аппарате транзистор VT8 и тиристор VS1 закрыты.

49

Вслучае неисправности аппарата транзистор VT8 откры- вается, коллекторный ток транзистора VT9 создает на резисторе R34 напряжение, которое открывает тиристор VS1.

Тиристор VS1 включен параллельно выходу аппарата. При открытии тиристора VS1 весь ток протекает через него, а не через пациента. В этом случае быстродействующий предохрани- тель сгорает и обеспечивается механическое размыкание цепи питания пациента.

Для того чтобы восстановить первоначальное состояние после устранения причин включения защитного устройства, не- обходимо заменить F2.

Питание защитного устройства осуществляется от вы- прямителя VD6 – VD9 с фильтровым конденсатором С3.

Ваппарате предусмотрена цепь, состоящая из резистора R26 и гнезд Х2 и X3, к которым подключается внешний пере- менный резистор (от 1 до 25 кОм) мощностью не менее 5 Вт для проверки работоспособности защитного устройства.

С помощью внешнего резистора можно изменить значе- ние дополнительной постоянной составляющей тока, проте- кающей через резистор R27, за счет которой происходит сраба- тывание защитного устройства.

Устройство блокировки предназначено для выключения цепи пациента, если аппарат включен в сеть при ненулевом по- ложении оси регулятора выходного тока, и состоит из следую- щих функциональных узлов:

1)реле K;

2)лампы H1.

Это осуществляется с помощью реле K и его контактов K3, K4, K5, которые замыкают цепь питания выходного транзи- стора. Если включить аппарат в сеть при ненулевом положении оси потенциометра R20, его контакт SF1 замкнут, обмотка реле K закорочена и его контакты останутся разомкнутыми, цепь пи- тания выходного транзистора также будет разомкнута.

50