Курсовая работа: Блок микрофонного усилителя фонокардиографа
В зависимости от того, в какой степени снижается чувствительность к низкочастотным составляющим, можно различать фонокардиограммы «с характеристикой слуха» ("аускультативные»), «низкочастотные» и «высокочастотные».
Фонокардиограмма «с характеристикой слуха» предусматривает такое же снижение чувствительности к низкочастотным составляющим, какое имеет место при выслушивании: ход характеристики подражает ходу кривой порога слухового восприятия.
При регистрации «низкочастотных» фонокардиограмм чувствительность к составляющим низкой частоты хотя и снижается, но в меньшей мере, чем на фонокардиограмме «с характеристикой слуха». Это позволяет регистрировать плохо слышимые низкочастотные элементы, в том числе III и IV тоны.
В последние годы все большее значение придается «высокочастотным» фонокардиограммам с более значительным, чем для аускультативной характеристики, подавлением низкочастотных составляющих. В клинической практике высокочастотная запись позволяет выявлять важные для диагностики элементы и дифференцировать их от сходных непатологических элементов, в образовании которых высокочастотные составляющие не участвуют.
Необходимо подчеркнуть, что во всех случаях - имеем ли мы дело с низкочастотными, аускультативной или высокочастотной характеристиками, всегда подавляются низкочастотные составляющие, различия заключаются лишь в степени такого подавления. Следовательно, во всех случаях речь идет о фильтрах высоких частот. Кроме того, иногда «высокочастотными» называют аускультативные характеристики и даже те характеристики, которые должны быть отнесены к низкочастотным.
Нет смысла добавлять к фонокардиографу, работающему с линейным микрофоном и усилителем, фильтр, характеристика которого повторяет типичную частотную характеристику уха, для того, чтобы «исказить обратно» спектр тонов сердца. Правда, в старых аппаратах такие фильтры использовались.
С помощью электрических фильтров открывается возможность делать более точные выводы о причинах возникновения тонов в грудной полости. Применяя фильтры, можно отфильтровать мешающие шумы (например, звуки, возникающие от движения легких и производимые потоком воздуха, который устремляется внутрь и наружу), что позволит оценить тоны сердца с большей надежностью. Относительно выбора полосы фильтров нет единых принятых в международной практике предписаний. Многие исследователи пользуются своими способами распределения полос. Наиболее распространенный является деление спектра на пять полос. При выборе характеристик полосовых фильтров учитывается частотная характеристика грудной клетки.
По способу подключения полосовых фильтров и усилителей различают, фотокардиографы последовательной и параллельной структуры. Последовательная имеет то преимущество, что суммарное усиление применяемых ступеней усиления может быть меньше, так как, например, сигналы с наименьшей амплитудой, находящиеся в полосе фильтра, усиливаются не только теми ступенями усилителей, которые расположены перед фильтром, но и всеми предшествующими. Однако расчет последовательных фильтров несколько сложнее. В фонокардиографе с параллельным включением фильтры можно рассчитывать независимо друг от друга, но при этом необходимо использовать несколько усилительных блоков. В практике чаще всего используют приборы последовательной структуры. Фильтрация, как правило, осуществляется RС-элементами, но ставят и активные фильтры [6].
3 СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Для того чтобы перейти к расчетам, нужно задаться входными величинами, а чтобы результаты были корректными - воспользуемся справочной литературой и справочными пособниками.
Исходя, из задания по комплексному курсовому проекту нужно рассчитать микрофонный усилитель фонокардиографа. Основные требования к микрофонному усилителю следующие:
- двухкаскадная схема усилителя;
- коррекция амплитудно-частотной характеристики;
- выходное напряжение порядка 1…5В;
- фильтр низких частот с fг =1000 Гц.
На рис. 3.1 изображена схема электрическая принципиальная, U1 - входной сигнал, а U2- усиленный выходной сигнал. Так как сам усилитель является двухкаскадным, то нужно разбить коэффициенты усиления таким образом, чтобы и полезный сигнал усилить до максимальной величины, а помеху не пропустить. Двухкаскадная схема усиления для такого диапазона в измерительной технике предусматривает обязательное разделение каскадов с помощью разделительной емкости, чтобы не пропустить постоянную составляющую на второй каскад [7].
В соответствии с методиками измерения фонокардиограмм полезный сигнал не превышает частоты 1000 Гц и за этим пределом идет сигнал, который не несет полезной информации, а потому в микрофонном усилителе интегрирован фильтр нижних частот первого порядка с частотой среза fг =1000 Гц.
Для фонокардиографических исследований используем электретный микрофон фирмы PANASONIC, технические параметры которого приведены в табл. 3.1, а амплитудно-частотная характеристика данного микрофона отображена на рис. 3.2. Из амплитудно-частотной характеристики видно, что низкочастотная зона чувствительности микрофона отличается от высокочастотной в 1000 раз. А это значит, что при измерении сигналов низкой частоты чувствительность будет низкой и потому в микрофонном усилителе нужно предусмотреть корректирующую цепочку.
Рисунок 3.1 - Схема электрическая принципиальная микрофонного усилителя с коррекцией АЧХ
Рисунок 3.2-Амплитудно-частотная характеристика микрофона WM-52BM
Таблица 3.1 - Технические параметры микрофона WM-52BM
|
Чувствительность мВ/Па |
Диапазон частот, Гц |
Uпит, В |
Iпот К-во Просмотров: 558
Бесплатно скачать Курсовая работа: Блок микрофонного усилителя фонокардиографа
|