Курсовая работа: Расчет кардиографа

Рисунок 2.1 - Структурная схема кардиометра

Схема позволяет переключателем S1 задать необходимый элемент ЭКГ и переключателем S2 задать номер необходимого отведения. При этом на выходах логических схем совпадений DD3 - DD4 будут появляться с частотой 100 Гц параллельные цифровые коды заданного элемента ЭКГ.

На схеме DD1 выполнен шифратор номера кода отведения, подаваемая на схему сравнения кодов DD2. На другие входы этой схемы поступает непрерывно изменяющийся код номера отведений КНО. При совпадении этих кодов на входе DD2 появляются импульсы, отпирающие клапаны DD3, на которые подается параллельный входной код DI (date input) с входа АЦП. Для выбора необходимого элемента ЭКГ применена вторая группа логических схем DD4. на нее подаются импульсы необходимого элемента через переключатель S1.

Таким образом, на входе схемы появляется параллельный цифровой код D0 (date output) выбранного участка ЭКГ по заданному номеру ответвления.

Таблица 2.1

Рисунок 2.2 - Микросхемы К555ИВ3, 564ИП2, КР530ЛИ1

Основные электрические параметры микросхем:

К555ИВ3

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,7 В,

I0вх ≤ - 0,4 мА,

I 1вх ≤ 0,02 мА,

I0пот ≤ 20 мА,

I1пот ≤ 17 мА,

t1,0здр ≤ 29 нс,

t0,1здр ≤ 36 нс.

564ИП2

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,7 В,

I0вх ≤ - 2 мА,

I 1вх ≤ 0,05 мА,

I0пот ≤ 32 мА,

I1пот ≤ 57мА,

t1,0здр ≤ 5 нс,

t0,1здр ≤ 4,5 нс.

КР530ЛИ1

U0вых ≤ 0,5 В,

U1вых ≥ 2,5 В,

I0вх ≤ - 2 мА,

I 1вх ≤ 0,05 мА,

I0пот ≤ 32 мА,

I′пот ≤ 57мА,

t1,0здр ≤ 7,5 нс,

t0,1здр ≤ 7 нс.

2.2 Расчёт фильтров НЧ И ВЧ

2.2.1 Рассчитаем фильтр низких частот Баттерворта третьего порядка с данными параметрами

R1 = R2 = R3 = R = 11 (кОм); R4 = 22 (кОм); fв = 200 (Гц)

Рисунок 2.3 - Фильтр нижних частот Баттерворта третьего порядка

Рисунок 2.4 - АЧХ фильтра нижних частот

Вычислим ёмкость:

; ;

2.2.2 Рассчитаем фильтр верхних частот Баттерворта третьего порядка с данными параметрами:

C1 = С2 = С3 = 11000 (пФ); С4 =  = 5500 (пФ);

Рисунок 2.5 - Фильтр верхних частот Баттерворта третьего порядка

Рисунок 2.5 - АЧХ фильтра верхних частот

Формулы для реактивных элементов:

; ;

2.3 Входной усилитель (на операционном усилителе)

Предварительный входной усилитель с использованием ОУ:

UВХ = 2 мВ,

RВЫХ = 1 кОм,

RВХ = 500 кОм,

UПИТ =  В,

UВЫХ = 1 В

Предварительный усилитель с заданными входными и выходными параметрами можно спроектировать, исходя из справочных данных, на микросхеме широкого применения К140УД1А с дополнительной стабилизацией напряжения питания до , и используя схему инвертирующего усилителя.

Принципиальная электрическая схема приведена на рис.2.1

Рисунок 2.6 - Принципиальная электрическая схема каскада усиления на ОУ

Входное сопротивление инвертирующего усилителя на ОУ всегда выше внутреннего сопротивления ОУ и реально равно:

где  - внутреннее сопротивление микросхемы,

 - коэффициент передачи обратной связи (),

 - коэффициент усиления микросхемы без обратной связи.

Для микросхемы К140УД1А (из справочника):

;

Отсюда,  усилительного каскада равно:

Для получения заданного входного сопротивления (500 КОм), вход усилителя нужно зашунтировать сопротивлением R3 (подключить параллельно входу). Тогда  будет равно:

Выбирая R2 = 1100 КОм (1.1 МОм)

Выходное сопротивление реального усилительного каскада всегда меньше выходного сопротивления микросхемы:

Страницы: 1, 2, 3, 4