8.12. Решение. Ситуацию при усилении биопотенциалов можно представить, используя эквивалентную схему:

ЭДС ( ) источника биопотенциалов, его внутреннее сопротивление ( ) (куда включены сопротивления электродов, служащих для съёма потенциалов) и входное сопротивление усилителя образуют электрическую цепь. В усилитель попадает падение напряжения на входном сопротивлении .Поскольку электрические токи явно квазистационарны, то для мгновенных значений электрических величин можно использовать закон Ома для полной цепи: . Напряжение на входе в усилитель . Из полученного выражения видно, что входное напряжение будет тем больше, чем больше будет входное сопротивление. Входное напряжение будет численно равно ЭДС только, если входное сопротивление окажется бесконечно большим. Т.о. даёт о себе знать проблема согласования сопротивлений при усилении биопотенциалов. Усиление биопотенциалов осуществляется многокаскадным усилением. Первый каскад усилителя служит для согласования сопротивлений, а его коэффициент усиления может оказаться мало отличающимся от единицы. Такие каскады (или усилители) называются поэтому - «повторители».

Тогда: , ,

, , .

Ответ. .

8.13. Решение. Следует учесть, выход первого каскада является входом во второй каскад. .

Ответ. .

8.14. Решение. Ситуацию при усилении можно представить, используя эквивалентную схему:

ЭДС ( ) источника, его внутреннее сопротивление ( ) и входное сопротивление усилителя образуют электрическую цепь. В усилитель попадает падение напряжения на входном сопротивлении .Поскольку электрические токи явно квазистационарны, то для мгновенных значений электрических величин можно использовать закон Ома для полной цепи: . Откуда: .

Ответ. .

8.15. Решение. По определению коэффициент усиления по напряжению (по умолчанию коэффициент усиления всегда коэффициент усиления по напряжению) в отвлечённых числах: .

.

Ответ. .

8.16. Решение. По определению коэффициент усиления по напряжению (по умолчанию коэффициент усиления всегда коэффициент усиления по напряжению) в отвлечённых числах: . Коэффициент усиления по напряжению в децибелах: .

. Обозначим: – напряжение на входе в усилитель,

– напряжение на выходе из усилителя до изменения коэффициента усиления, - напряжение на выходе из усилителя после изменения коэффициента усиления.

, .

Ответ. .

8.17. Решение. По определению коэффициент усиления по напряжению (по умолчанию коэффициент усиления всегда коэффициент усиления по напряжению) в отвлечённых числах: . Коэффициент усиления по напряжению в децибелах: . .

Коэффициент усиления по току в отвлечённых числах:

. Коэффициент усиления по току в децибелах:

,

Коэффициент усиления по мощности в отвлечённых числах: . Мощность тока . Коэффициент усиления по мощности в децибелах: .

=

.

Ответ. .

8.18. Решение. , .

Общий коэффициент усиления по напряжению в отвлечённых числах легко найдём, если представим себе двухкаскадный усилитель, у которого каждый из каскадов имеет одинаковый коэффициент усиления по напряжению равный, например, десяти. Подав на вход такого усилителя напряжение в один вольт, на выходе из первого каскада получим напряжение в десять вольт. Второй каскад, получив на входе десять вольт, даст на выходе сто. Понятно, что общий коэффициент усиления в отвлечённых числах (N) последовательно соединённых каскадов с коэффициентом усиления (K) каждый будет равен коэффициенту усиления одного каскада в степени, показатель которой равен числу каскадов в усилителе . Следовательно,

,

, , .

Ответ. . Результат означает, что придётся использовать 8 каскадов усиления.

8.19. Решение. Выходная мощность ( ) будет равна силе тока на выходе из усилителя ( ), умноженной на напряжение на выходе ( . Напряжение на выходе равно произведению силы тока на выходе и выходного сопротивление ( .

.

Ответ: .

8.20. Решение. Схематически картинки на экране показаны для двух случаев. Стрелочный аналоговый электроизмерительный прибор показывает эффективные значения гармонически изменяющихся величин. Длина штриха на экране с отключённой развёрткой соответствует размаху (двум амплитудам) колебаний. Стрелочный прибор отображает эффективное значение, которое раз меньше сигнала, отражающего размах.

Поэтому, когда штрих на экране отображает 3мВ, то это означает: 3мВ.

Прибор показывает при этом .

Ответ. .

8.21. Решение. За одну секунду лента протягивается на 25 мм, это значит, что один миллиметр на ленте соответствует . По длительности зубец Р займёт: .

Ответ.

8.22. Решение. Ядерным магнитным резонансом называется резонансное поглощение энергии переменного электромагнитного поля системой, содержащей парамагнитные ядра атомов и помещённой в постоянное магнитное поле. Квант поглощаемой энергии должен быть в точности равен разнице энергий яра в положении, когда его магнитный момент ориентирован против вектора индукции внешнего магнитного поля и когда он ориентирован по направлению вектора индукции. Условие резонанса принято записывать в виде:

.

В этой формуле - энергия кванта переменного магнитного поля, поглощаемого системой при резонансе, - удобная мера магнитных моментов ядер атомов (ядерный магнетон Бора), магнитный момент данного сорта ядер атомов, - модуль вектора индукции магнитного поля, в которое помещена система ядер. Следовательно:

.

Ответ. .

8.23. . Решение. Ультразвуковая диагностика относятся к лучевой (точнее волновой) диагностике, поскольку используются продольные акустические (механические) волны, направление смещения отдельных частиц среды при распространении волнового возмущения параллельно направлению распространения волн. Луч просто есть геометрическая линия, проведённая перпендикулярно к волновому фронту и показывающая направление распространения волнового возмущения. При использовании волн приходится считаться с нарушениями прямолинейного распространения возмущения, проявлении дифракции. Дифракция обусловливает предел разрешающей способности волновых приборов. Теоретический предел разрешения не может быть меньше четверти длины волны. Минимальное расстояние между двумя точками, которые, в полученном с помощью волнового процесса, изображении ещё не сливаются в одну (предел разрешения) часто оценивают, считая его равным длине волны.

Чем меньше длина волны, тем меньше предел разрешения и больше разрешающая способность. Длина волны , скорость распространения волнового возмущения и частота связаны: . Ясно, что зонд с наибольшей рабочей частотой обеспечит идентификацию объектов с наименьшими размерами. Таким зондом из перечисленных является зонд номер пять с рабочей частотой 15 МГц. При этом предел разрешения . Возникает вопрос о необходимости зондов с меньшими рабочими частотами. Всё дело в том, что с увеличением частоты поглощение волн увеличивается, глубина проникновения уменьшается.

Ответ. Зонд номер пять с рабочей частотой 15 МГц.

8.24. Решение. Аппараты семейства «АМПЛИПУЛЬС» являются источниками переменного тока с несущей частотой 5000 Гц, которая модулируется по амплитуде одним из гармонически меняющихся токов с частотами от 30 до 150 Гц. Глубина модуляции может быть изменена в пределах от 0 до 100%.

Ответ. Электронная схема аппарата для СМТ - терапии «АМПЛИПУЛЬС-4» формирует синусоидально модулированные токи.