EKQ və Nəbz Monitoru: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

EKQ olaraq da adlandırılan elektrokardioqram, insanın ürəyinin elektrik fəaliyyətini aşkar edən və qeyd edən bir testdir. Ürək döyüntüsünü və ürəyin hər bir hissəsindən keçən elektrik impulslarının gücünü və vaxtını təyin edir, bu da infarkt və aritmiya kimi ürək problemlərini müəyyən edə bilir. Xəstəxanalarda EKQ sinə, qol və ayaqların dərisinə on iki elektrod daxildir. Bu çətin vəziyyətdə, hər bilək üçün biri iki qeyd yeri olaraq, biri də sağ ayaq biləyi üçün yer olaraq üç elektroddan istifadə edirik. Bunun tibbi bir cihaz olmadığını qeyd etmək vacibdir. Bu yalnız simulyasiya edilmiş siqnallardan istifadə edərək təhsil məqsədləri üçündür. Bu dövrəni real EKQ ölçmələri üçün istifadə edirsinizsə, zəhmət olmasa dövrənin və dövrə-cihaz əlaqələrinin düzgün izolyasiya üsullarından istifadə etdiyinə əmin olun.

İnsan EKQ siqnalını əldə etmək və təhlil etmək üçün giriş siqnalını 1000 artıran bir alət gücləndiricisinə, alternativ cərəyan səs -küyünü (60 Hz) aradan qaldıran bir çentik filtrinə və 250 Hz -dən yuxarı digər səsləri süzən aşağı keçid filtrinə ehtiyacımız var. İnsan EKQ-nin tezlik diapazonu 0-250Hz arasında olduğu üçün 250 Hz kəsmə istifadə olunur

Addım 1: Materiallar

Funksiya generatoru, Enerji təchizatı, Osiloskop, Breadboard.

Rezistorlar: 1k - 500k ohm

Kondansatörler: 20 - 100 nF

Əməliyyat gücləndiricisi x5 (UA741)

Addım 2: Cihaz Gücləndiricisini yaradın

Cihaz gücləndiricisinin dövrə və tənliklərinə istinad edərək. Əvvəlcə düzgün müqavimət dəyərlərini hesablamalıyıq. Cihaz gücləndiricisinin 2 mərhələsi olduğundan iki ayrı qazanc var, k1 və k2. 1000 qazanc əldə etməyimiz lazım olduğundan, k1 -in k2 ilə vurulması minə bərabər olmalıdır. Aşağıdakı dəyərləri istifadə etdiyimiz bu təlimatda, geniş bir rezistorunuz yoxdursa, bu dəyərləri dəyişdirməkdən çekinmeyin.

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω deməli, K1 = 1+(2*15000)/1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000Ω, K2 = 32000/1000 = 32

İndi hansı müqavimət dəyərlərinə ehtiyacınız olduğunu bildiyiniz üçün, davam edin və dövrə edin.

Alət gücləndiricisini sınamaq üçün, bilinən bir amplituda olan bir sinus dalğası yaratmaq, onu dövrə girişinə bağlamaq və gücləndiricinin çıxışını osiloskopla birləşdirmək üçün bir funksiya generatorundan istifadə edə bilərsiniz. giriş sinüs dalğasından 1000 dəfə böyükdür

Addım 3: Çentik Filtri yaradın

Alət gücləndiricisinə bənzər, uyğun komponent dəyərlərini tapmaq üçün dövrə və tənliklərə baxın. Bilirik ki, bu çentik filtrində 60Hz tezlikləri kəsməliyik, buna görə də f0 60Hzdir, bizə də 8 dəqiqəlik keyfiyyət faktorundan istifadə edəcəyik ki, bu da bizə yaxşı bir dəqiqlik verəcək. Bu dəyərlərdən istifadə edərək indi uyğun komponent dəyərlərini tapa bilərik:

C = 100 nF, Q = 8, w0 = 2ℼf = 2*pi*60 = 120pi

R1 = 1/(2*8*120*pi*100*10^-9) = 1658Ω

R2 = (2*8)/(120*pi*100*10^-9) = 424kΩ

R3 = (1658*424000)/(1658+424000) = 1651Ω

İndi ehtiyac duyduğunuz komponentlərin dəyərlərini bildiyinizə görə, dövrə qurun. Dəyərləri lazım olan dəyərlərə mümkün qədər yaxınlaşdırmaq üçün rezistorları paralel və ya ardıcıl olaraq istifadə edə biləcəyiniz deyil.

Çentik filtrini sınamaq üçün tezlik taraması edə bilərsiniz. 0.5V amplituda olan bir sinus dalğası daxil edin və tezliyi dəyişin. 60Hz -ə yaxınlaşanda bir osiloskopla əlaqəli çıxışın amplitudunun necə dəyişdiyinə baxın. Məsələn, tezliyiniz 50 -dən aşağı və ya 70 -dən yuxarı olduqda girişə bənzər bir çıxış siqnalı görməlisiniz, ancaq 60Hz -ə yaxınlaşdıqda amplitud azalmalıdır. Bu baş vermirsə, dövrənizi yoxlayın və düzgün rezistor dəyərlərindən istifadə etdiyinizə əmin olun.

Addım 4: İkinci Sifariş Butterworth Filtri yaradın

İstifadə etdiyimiz aşağı keçid filtrinin növü ikinci dərəcəli aktivdir. Bu filtr bizə kifayət qədər yaxşı bir dəqiqlik verdiyindən və güc tələb etməsinə baxmayaraq performans daha yaxşı olduğu üçün istifadə olunur. Filtr 250 Hz -dən yuxarı olan tezlikləri kəsmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bunun səbəbi, bir EKQ siqnalının sıfırdan 250 Hz -ə qədər fərqli bir tezlik komponentinə malik olmasıdır və tezliyi 250 Hz -dən yuxarı olan hər hansı bir siqnal səs -küy sayılır. İlk görüntü, bütün düzgün müqavimət dəyərləri olan aşağı keçid filtrinin sxemini göstərir. (R7 -nin 4kΩ əvəzinə 25632Ω olması lazım olduğunu unutmayın). İkinci şəkil, komponent dəyərlərini özünüz hesablamaq üçün istifadə edə biləcəyiniz bütün tənlikləri ehtiva edir.

Aşağı keçid filtrini sınamaq üçün, amplitudası 0,5V olan bir sinus dalğası yaratmaq üçün funksiya generatorundan istifadə edin. 250Hz -dən aşağı tezlikləri daxil edərkən, girişə bənzər bir çıxış görməlisiniz, ancaq 250Hz -dən sonra nə qədər böyük olsanız, çıxış kiçilməli və nəticədə sıfıra yaxınlaşmalıdır.

Addım 5: Hamısını bir araya gətirin

Üç mərhələni qurmağı bitirdikdən sonra, alət gücləndiricisini, ardınca çentik filtrini və sonra aşağı keçid filtrini qoyaraq hamısını bir araya gətirin. Dövrünüz bu görüntüyə bənzəməlidir.

Addım 6: Bütün Dövrün Testi

Bir funksiya generatoru istifadə edərək, cihaz gücləndiricisinin girişinə 15mV -dən böyük olmayan bir ixtiyari EKQ siqnalı daxil edin. Aşağı keçid filtrinin çıxışını bir osiloskopa bağlayın. Bu görüntüyə bənzər bir nəticə əldə etməlisiniz. Yaşıl siqnal lövhənin çıxışı, sarı siqnal isə dövrə giriş siqnalıdır. Osiloskopdan istifadə edərək tezliyi əldə edərək bu rəqəmi 60 -a vuraraq nəbzi ölçə bilərsiniz.

Diqqət yetirin ki, öz EKQ siqnalınızı ölçmək istəyirsinizsə, cihaz gücləndiricisinin iki girişini biləklərinizin hər birinə bir elektrodla bağlayaraq və ayağınızı yerə qoyaraq edə bilərsiniz. Bunu etməzdən əvvəl dövrə və dövrə-cihaz əlaqələrinin düzgün izolyasiya üsullarından istifadə etdiyinə əmin olun.