Проектирование и создание цепи ЭКГ: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Электрокардиограмма (ЭКГ) показывает общее поведение, типичное для человеческого сердца. Наблюдая за напряжением сердца с течением времени, врачи могут получить общее представление о состоянии здоровья пациента, поскольку возникает множество респираторных и сердечных проблем, которые потенциально искажают сигнал ЭКГ. Здесь мы объясняем этапы каждого этапа, который требуется для построения вашей собственной схемы ЭКГ, а затем записывает сигнал ЭКГ.

Шаг 1. Инструментальный дифференциальный усилитель

Во-первых, необходимо создать инструментальный дифференциальный усилитель, чтобы учесть коэффициент усиления около 1000. Коэффициент усиления важен при усилении сигнала, чтобы обеспечить более четкий и читаемый сигнал. Этот конкретный усилитель предоставит вам два входа, которые позволят вам правильно настроить электроды в конце конструкции и прочитать сигнал ЭКГ.

Компоненты:

- (3) операционный усилитель uA741

- (4) резистора 10 кОм

- (3) резистора 5 кОм

Шаг 2: добавление буфера

Между каждым этапом важно добавлять буфер, чтобы сохранить сигнал, покидающий каждый этап. Это поможет снизить уровень шума при построении схемы.

Компоненты:

- операционный усилитель uA741

Шаг 3: полосовой фильтр

Конструкция полосового фильтра важна, поскольку позволяет пропускать через цепь к выходу только определенный диапазон частот. Для ЭКГ идеально подходит диапазон от 0,1 Гц до 250 Гц. Фильтр низких частот пропускает сигналы ниже 250 Гц, а фильтр высоких частот пропускает сигналы выше 0,1 Гц. Уравнение частоты среза fc = 1 / 2piRC может использоваться для расчета номиналов резистора и конденсатора.

Компоненты:

- (1) операционный усилитель uA741

- (1) резистор 6,8 кОм

- (1) резистор 160 кОм

- (2) конденсатор 0,1 мкФ

Шаг 4: режекторный фильтр

Затем должен быть сконструирован двойной режекторный фильтр, который блокирует прохождение частоты 60 Гц через цепь. Эту частоту следует исключить, поскольку она обычно связана с линиями электропередач и может вызвать помехи для сигнала ЭКГ. Для выбора компонентов можно использовать уравнение 1 / 4piRC.

Компоненты:

- (2) резистор 27 кОм

- (1) резистор 13 кОм

- (2) конденсатор 50 нФ

- (1) конденсатор 100 нФ

Шаг 5: Создайте свою схему

Наконец, соедините все этапы вместе! Помните о добавлении буфера между каждым этапом, чтобы гарантировать сохранение сигнала. При создании конструкции может потребоваться метод проб и ошибок, чтобы убедиться, что все компоненты правильно размещены на макетной плате. Это может помочь проверить каждый отдельный каскад на осциллографе, чтобы увидеть, дает ли каждый каскад желаемые результаты.

Шаг 6: проверьте ЭКГ на человеке

Затем вы можете проверить построенную схему ЭКГ с помощью осциллографа. Прикрепите два электрода к лодыжкам и один к правому запястью. Положительный провод идет к левой лодыжке, отрицательный - к правой лодыжке, а земля - к правому запястью. Обязательно проверьте, работают ли ваши провода, которые вы используете для питания цепи, а также провода, подключенные к выходу.