Avtomatik EKQ Dövrə Modeli: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:42

Bu layihənin məqsədi, daxil olan EKQ siqnalını kifayət qədər gücləndirə və süzə bilən bir neçə komponentdən ibarət bir dövrə modeli yaratmaqdır. Üç komponent ayrı -ayrılıqda modelləşdiriləcək: alət gücləndiricisi, aktiv çentik filtri və passiv bant keçmə filtri. Son EKQ dövrə modelini yaratmaq üçün birləşdiriləcəklər. Bütün dövrə modelləşdirməsi və sınaqları LTspice -də aparılırdı, lakin digər dövrə simulyasiya proqramları da işləyəcəkdi.

Addım 1: Alət Gücləndiricisi

Bu, tam EKQ modelinin ilk komponenti olacaq. Məqsədi əvvəlcə çox aşağı gərginliyə malik olan gələn EKQ siqnalını gücləndirməkdir. Mən 1000 qazanc əldə edəcək şəkildə op-amper və rezistiv komponentləri birləşdirməyi seçdim. İlk şəkil LTspice-də modelləşdirilmiş alət gücləndiricisinin dizaynını göstərir. İkinci şəkil müvafiq tənlikləri və yerinə yetirilmiş hesablamaları göstərir. Tamamilə modelləşdirildikdən sonra 75 Hz -də 1 mV sinusoidal giriş siqnalının keçici təhlili 1000 qazancını təsdiqləmək üçün LTspice -də həyata keçirildi. Üçüncü görüntü bu analizin nəticələrini göstərir.

Addım 2: Aktiv Çentik Filtri

Bu, tam EKQ modelinin ikinci komponenti olacaq. Məqsədi, 60 Hz tezliyində olan siqnalları zəiflətməkdir ki, bu da AC xətti gərginlik müdaxiləsinin tezliyidir. Bu EKQ siqnallarını təhrif edir və ümumiyyətlə bütün klinik şəraitdə mövcuddur. İkiqat T çentikli bir filtr konfiqurasiyasında rezistiv və tutumlu komponentləri olan bir op-amp istifadə etməyi seçdim. İlk görüntü, LTspice -də modelləşdirilmiş çentikli filtr dizaynını göstərir. İkinci şəkil müvafiq tənlikləri və yerinə yetirilmiş hesablamaları göstərir. Tam modelləşdirildikdən sonra, 60 Hz -də bir pilləni təsdiq etmək üçün LTspice -də 1 Hz - 100 kHz arasında 1 V sinusoidal giriş siqnalının AC süpürgəsi həyata keçirildi. Üçüncü şəkil bu analizin nəticələrini göstərir. Simulyasiya nəticələrinin gözlənilən nəticələrlə müqayisədə cüzi dəyişməsi, ehtimal ki, bu dövrənin rezistiv və kapasitiv komponentlərinin hesablanması zamanı yuvarlaqlaşdırma ilə əlaqədardır.

Addım 3: Passiv Bandpass Filtri

Bu, tam EKQ modelinin üçüncü komponenti olacaq. Məqsədi 0.05 Hz - 250 Hz aralığında olmayan siqnalları süzməkdir, çünki bu tipik bir yetkin EKQ üçündür. Yüksək keçid həddi 0,05 Hz, aşağı keçid həddi 250 Hz olacağı üçün rezistiv və kapasitiv komponentləri birləşdirməyi seçdim. İlk görüntü, LTspice -də modelləşdirilmiş passiv bant keçid filtr dizaynını göstərir. İkinci şəkil müvafiq tənlikləri və yerinə yetirilmiş hesablamaları göstərir. Tam modelləşdirildikdən sonra, yüksək və aşağı keçid kəsmə tezliklərini təsdiqləmək üçün LTspice -də 0.01 Hz - 100 kHz arasında 1 V sinusoidal giriş siqnalının AC süpürgəsi həyata keçirildi. Üçüncü şəkil bu analizin nəticələrini göstərir. Simulyasiya nəticələrinin gözlənilən nəticələrlə müqayisədə cüzi dəyişməsi, ehtimal ki, bu dövrənin rezistiv və kapasitiv komponentlərinin hesablanması zamanı yuvarlaqlaşdırma ilə əlaqədardır.

Addım 4: Dövrə komponentlərini birləşdirin

İndi bütün komponentlər ayrı -ayrılıqda dizayn edildikdən və sınaqdan keçirildikdən sonra, yaradıldığı ardıcıllıqla bir araya gətirilə bilər. Bu, ilk dəfə siqnal 1000x gücləndirmək üçün bir cihaz gücləndiricisini ehtiva edən tam bir EKQ dövrə modeli ilə nəticələnir. Sonra, 60 Hz AC xətti gərginlik səs -küyünü aradan qaldırmaq üçün bir çentik filtrindən istifadə olunur. Nəhayət, bandpass filtri, tipik bir yetkin EKQ (0.05 Hz - 250 Hz) aralığından kənarda olan siqnalın keçməsinə icazə vermir. Birləşdirildikdən sonra, ilk görüntüdə göstərildiyi kimi, komponentlərin gözlənildiyi kimi birlikdə işlədiyindən əmin olmaq üçün 1 mV (sinusoidal) giriş gərginliyi ilə LTspice -də keçici analiz və tam AC tarama aparıla bilər. İkinci görüntü, 1 mV -dən ~ 0.85 V -a qədər olan siqnalın gücləndirilməsini göstərən keçici analiz nəticələrini göstərir. Bu, çəngəl və ya bant keçid filtr komponentləri əvvəlcə alət gücləndiricisi tərəfindən 1000 dəfə gücləndirildikdən sonra siqnalı bir qədər zəiflədir. Üçüncü şəkil, AC süpürmə nəticələrini göstərir. Bu Bode sahəsi, fərdi olaraq sınaqdan keçirildikdə, bandpass filtrinin Bode sahəsindəki kəsiklərə uyğun gələn yüksək və aşağı keçid sərhədlərini göstərir. İstenmeyen səsləri aradan qaldırmaq üçün çentik filtrinin işlədiyi 60 Hz ətrafında bir az daldırma da var.