ԷՍԳ և սրտի զարկերի թվային մոնիտոր. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Էլեկտրասրտագրությունը կամ ԷՍԳ -ն սրտի առողջությունը չափելու և վերլուծելու շատ հին մեթոդ է: ԷԿԳ -ից կարդացած ազդանշանը կարող է ցույց տալ առողջ սիրտ կամ մի շարք խնդիրներ: Հուսալի և ճշգրիտ դիզայնը կարևոր է, քանի որ եթե ԷՍԳ ազդանշանը ցույց է տալիս դեֆորմացված ալիքի ձև կամ սրտի սխալ բաբախում, ապա մարդը կարող է սխալ ախտորոշվել: Նպատակն է նախագծել ԷՍԳ միացում, որն ունակ է ձեռք բերել, ուժեղացնել և զտել ԷՍԳ ազդանշանը: Այնուհետև A/D փոխարկիչի միջոցով այդ ազդանշանը վերածեք Labview- ի ՝ ԷԿԳ ազդանշանի BPM- ում իրական ժամանակի գրաֆիկ և սրտի բաբախում առաջացնելու համար: Ելքային ալիքի ձևը պետք է նման լինի այս պատկերին:

«Սա բժշկական սարք չէ: Սա կրթական նպատակների համար է միայն մոդելավորված ազդանշանների օգտագործմամբ: Եթե այս սխեման օգտագործում եք ԷՍԳ իրական չափումների համար, համոզվեք, որ միացումն ու գործիքը միացումն օգտագործում են մեկուսացման համապատասխան տեխնիկա»:

Քայլ 1. Շրջանի նախագծում

Շղթան պետք է կարողանա ձեռք բերել և ուժեղացնել ԷՍԳ ազդանշան: Դա անելու համար մենք կհամատեղենք երեք ակտիվ զտիչներ. Գործիքների ուժեղացուցիչ, Երկրորդ կարգի Բաթերվորթի ցածր անցումային ֆիլտր և Խազ ֆիլտր: Այս սխեմաների դիզայնը կարելի է տեսնել պատկերներում: Մենք կգնանք դրանք մեկ առ մեկ, այնուհետև դրանք միասին կդնենք ՝ ամբողջ շրջանն ավարտելու համար:

Քայլ 2: Գործիքների ուժեղացուցիչ

Գործիքային ուժեղացուցիչի շահույթը պետք է լինի 1000 Վ/Վ `լավ ազդանշան ստանալու համար: Գործիքային ուժեղացուցիչի միջոցով ուժեղացումը տեղի է ունենում երկու փուլով. Առաջին փուլը բաղկացած է ձախից երկու օպտիկական ուժեղացուցիչից և R1 և R2 ռեզիստորներից, իսկ ուժեղացման երկրորդ փուլը ՝ աջից, և R3 և R4 ռեզիստորներից: 1 -ին և 2 -րդ փուլի շահույթը (ուժեղացում) տրված է (1) և (2) հավասարման մեջ:

Փուլ 1 շահում. K1 = 1 + (2R2/R1) (1)

Փուլ 2 շահում. K2 = R4/R3 (2)

Շղթաներում շահույթի մասին կարևոր նշում է այն, որ բազմապատկիչ է. օրինակ Նկար 2 -ի ընդհանուր սխեմայի շահույթը K1*K2 է: Այս հավասարումները արտադրում են սխեմատիկորեն ցուցադրված արժեքները: Այս ֆիլտրի համար անհրաժեշտ նյութերն են երեք LM741 op amps, երեք 1k ohm ռեզիստոր, երկու 24.7 կոմ դիմադրող և երկու 20 կոմ դիմադրող:

Քայլ 3: Notch զտիչ

Հաջորդ փուլը Notch Filter- ն է `60 Հց հաճախականությամբ աղմուկը կտրելու համար: Այս հաճախականությունը պետք է անջատվի, քանի որ էլեկտրահաղորդման գծի միջամտության պատճառով 60 Հց հաճախականությամբ շատ լրացուցիչ աղմուկ կա, բայց դա ԷԿԳ ազդանշանից էական ոչինչ չի հանի: Շղթայում օգտագործվող բաղադրիչների արժեքները հիմնված են այն հաճախականության վրա, որը ցանկանում եք զտել, այս դեպքում 60 Հց (377 ռադ/վ): Բաղադրիչ հավասարումները հետևյալն են

R1 = 1/ (6032*C)

R2 = 16 / (377*C)

R3 = (R1R2)/ (R1 + R2)

Դրա համար պահանջվող նյութերն էին մեկ LM741 op amp, երեք ռեզիստոր ՝ 1658 օհմ արժեքով, 424.4 կոմ և 1651 օմ և 3 կոնդենսատոր ՝ երկուսը 100 nF- ով և մեկը 200 nF- ով:

Քայլ 4: Passածր փոխանցման զտիչ

Վերջնական փուլը երկրորդ կարգի Butterworth Low-pass ֆիլտրն է, որի անջատման հաճախականությունը 250 Հց է: Սա անջատման հաճախականությունն է, քանի որ ԷՍԳ ազդանշանը տատանվում է առավելագույնը մինչև 250 Հց: Theտիչում բաղադրիչների արժեքների հավասարումները սահմանվում են հետևյալ հավասարումներում.

R1 = 2/ (1571 (1.4C2 + տեսակ (1.4^2 * C2^2 - 4C1C2))))

R2 = 1 / (1571*C1*C2*R1)

C1 <(C2 *1.4^2) / 4

Այս ֆիլտրի համար պահանջվող նյութերն էին մեկ LM741 op amp, երկու ռեզիստոր ՝ 15,3 կոմ և 25,6 կոմ, և երկու կոնդենսատոր ՝ 47 nF և 22 nF:

Երբ բոլոր երեք փուլերը նախագծվեն և կառուցվեն, վերջնական սխեման պետք է նման լինի լուսանկարին:

Քայլ 5: Շղթայի փորձարկում

Շղթայի կառուցումից հետո այն պետք է փորձարկվի `ապահովելու համար, որ այն ճիշտ է աշխատում: Յուրաքանչյուր ֆիլտրի վրա անհրաժեշտ է կատարել AC մաքրում ՝ օգտագործելով լարման գեներատորի 1 Հց հաճախականությամբ սրտի մուտքային ազդանշան: ԴԲ -ում մեծության պատասխանը պետք է նման լինի պատկերներին: Եթե AC մաքրման արդյունքները ճիշտ են, միացումն ավարտված է և պատրաստ է օգտագործման համար: Եթե պատասխանները ճիշտ չեն, ապա անհրաժեշտ է կարգաբերել սխեման: Սկսեք ՝ ստուգելով բոլոր կապերն ու էներգիայի մուտքերը ՝ ապահովելու համար, որ ամեն ինչ լավ կապ ունի: Եթե դա չի լուծում խնդիրը, օգտագործեք ֆիլտրերի բաղադրիչների հավասարումները `անհրաժեշտության դեպքում կարգավորելով դիմադրողների և կոնդենսատորների արժեքները, մինչև ելքը լինի այնտեղ, որտեղ պետք է լինի:

Քայլ 6 ՝ Labview- ում VUI կառուցելը

Labview- ը թվային տվյալների ձեռքբերման ծրագիր է, որը թույլ է տալիս օգտվողին նախագծել VUI կամ վիրտուալ ինտերֆեյս: DAQ տախտակը A/D փոխարկիչ է, որը կարող է ԷԿԳ ազդանշանը փոխարկել և փոխանցել Labview- ի: Այս ծրագրաշարի միջոցով ԷՍԳ ազդանշանը կարելի է գծել ամպլիտուդ ընդդեմ ժամանակի գրաֆիկի ՝ ազդանշանը հստակ կարդալու և այնուհետև ազդանշանը BPM- ում սրտի բաբախման վերածելու համար: Դրա համար առաջինը պահանջվում է DAQ տախտակ, որը ձեռք է բերում տվյալներ և դրանք փոխակերպում է թվային ազդանշանի ՝ համակարգչում Labview- ին ուղարկելու համար: Առաջին բանը, որ պետք է ավելացվեր Labview- ի դիզայնին, DAQ Assistant- ն էր, որը ազդանշանը ձեռք է բերում DAQ տախտակից և սահմանում ընտրանքի պարամետրերը: Հաջորդ քայլը ալիքի ձևի գրաֆիկի միացումն է VUI ձևավորման DAQ օգնականի ելքին, որը գծապատկերում է ԷՍԳ ազդանշանը, որը ցույց է տալիս ԷՍԳ ալիքի ձևը: Այժմ, երբ ալիքի ձևի գրաֆիկը ավարտված է, տվյալները նույնպես պետք է փոխարկվեն ՝ սրտի զարկերի թվային ելք ստանալու համար: Այս հաշվարկի առաջին քայլը գտել է ԷՍԳ տվյալների առավելագույնը ՝ առավելագույն/րոպե տարրը միացնելով VUI- ի DAQ տվյալների ելքին, այնուհետև այն թողնելով մեկ այլ տարր, որը կոչվում է գագաթնակետ հայտնաբերում և մի տարր, որը կգտնի ժամանակի փոփոխություն, որը կոչվում է dt: Գագաթնակետի հայտնաբերման տարրին անհրաժեշտ էր նաև առավելագույն/րոպեից մի շեմ, որը հաշվարկվում էր ՝ վերցնելով առավելագույնը min min տարրից և բազմապատկելով այն 0.8 -ով ՝ առավելագույն արժեքի 80% -ը գտնելու համար, այնուհետև մուտքագրվում է գագաթնակետային տարր: Այս շեմը թույլ տվեց հայտնաբերման գագաթնակետին գտնել R ալիքի առավելագույնը և գտնվելու վայրը, երբ առավելագույնը տեղի ունեցավ ՝ անտեսելով ազդանշանի մյուս գագաթները: Գագաթների տեղերը այնուհետև ուղարկվում էին ինդեքսային զանգվածի տարրին, որը հաջորդը ավելացվել էր VUI- ին: Ինդեքս զանգվածի տարրը սահմանվել է զանգվածի վրա պահելու և ինդեքսը սկսած 0 -ից, այնուհետև մեկ այլ ՝ սկսած 1 -ին ցուցանիշից: Այնուհետև դրանք հանվել են միմյանցից ՝ գտնելու երկու գագաթնակետային տեղերի տարբերությունը, որը համապատասխանում է թվին կետերի միջև յուրաքանչյուր գագաթնակետին: Յուրաքանչյուր կետի միջև եղած ժամանակային տարբերությամբ բազմապատկված միավորների քանակը ապահովում է յուրաքանչյուր հարվածի կատարման ժամանակը: Սա իրականացվեց dt տարրից ելքի և երկու զանգվածների հանումից ստացված ելքի բազմապատկմամբ: Այս թիվը այնուհետև բաժանվեց 60 -ի ՝ րոպեում զարկերը գտնելու համար, այնուհետև դուրս բերվեց VUI- ի թվային ցուցիչով: Labview- ում VUI նախագծման կարգավորումը ներկայացված է Նկարում:

Քայլ 7: Դրեք բոլորը միասին

Երբ VUI- ն ավարտվում է Labview- ում, վերջին քայլը միացումն է DAQ տախտակին, այնպես որ ազդանշանը անցնում է շղթայի միջով, տախտակի մեջ, այնուհետև Labview- ին: Եթե ամեն ինչ ճիշտ է աշխատում, 1 Հց ազդանշանը պետք է արտադրի նկարում պատկերված ալիքի ձևը և սրտի բաբախյուն 60 րոպե: Այժմ դուք ունեք գործող ԷՍԳ և Սրտի զարկերի թվային մոնիտոր: