Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

. Цифровь УСТРОИЗАОВзобрея вях би ткантакжеально(54) АНАЛ ЦЕСС (57) И зовани довани ганов быть спектр для испольских исслеоцессов орзга и может ение предназначен электрофизиологич оэлектрических и ей, прежде всего м исйользовано для о анализа электр частотного еских проСО йа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ(56) Мизин И. А., Матвеев Афильтры, М., 1979, с. 61. ЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРО в в других областях техники. Цель етения - повышение точности ана - достигается за счет использования но-избирательных ячеек 1, обладаюо одному выходу свойствами фильтра нижних частот, а по другому - свойствами фильтра верхних частот. Устройство также содержит регистратор 2, трех- и двухпозиционные ключи 3 и 4, фильтр 5, инвертор 6 и сумматор 7. Сочетанием введенных посредством ключей связей между ячейками обеспечивается компрессия амплитудного спектра за счет прохождения слабых частотных составляющих через большее число активных фильтров и соответственно больцее их усиление по сравнению с более мощными составляющими. Это позволяет получить большую точность регистрации слабых составляющих при ограниченном динамическом диапазоне регистратора. 2 ил.Изобретение относится и измерениям, в частности биоэлектрических процессов, и предназначена для использовассия в электра- физиологических исследованиях биоэ сек. трицеских процессов органов и гкдцей, прежде всего мозга, а также может быть использовано для частотного (спектрального) анализа электрических процессов в други областях техники.Цель изобретения - повышение точности анализа за счет использования цастотноизбиратсльных ячеек, обладающих по одному выходу свойствами фильтра нижни частот, а по другому выходу - фильтра верхних частот.На фиг, 1 изображена структурная схема ссреллдгаемого устройства; цд фиг. 2 - примеры типов частотных спектров и соот. ветствующие им соединения клк)сей,Устройство состоит из частотна-изаирдтельных ячеек 1, регистратора 2, трехпазиционных 3 и двухссозицссонных 4 ключей. Каждая из частотно-избирательных ячеексодержит фильтр 5, инвертар 6 и сумматор 7. Фильтры 5, инперторы 6 и первые входы сумматоровсоединены цаслеловательца, Входы фильтров 5 соединены с вторыми вхолами сумматоров 7 и с входами ячеек 1. Входы ячеек 1 соединены с оащими к)цтактами ключей 3. С коммутир)емыми кац. тактами ключей 3 соединены соответственно выход фильтра последующей по с.рацичной частоте ячейки, вход устройства. выход сумматора предыдущей по грани)пай частот; ячейки. С общими контактами клсачей 4 соединены входы каналов регистратора. С коммутируемыми контактами клсочей 4 сое динены соответственно выход фильтра ячейки, срацичцая частота которой соответствует верхней границе полосы спектра сигнала в лаццом канале репсстрдтора, )с выход сумматора ячейки, граничная частота которой соответствует нижней границе полосы спектра сигнала в лднцам кана.:и регистратора.Устройство работает следующим образом.В частотно-избирательной ячейке 1 выход сумматора, 7 является камсслемецтарцьсм по атцошессию к выходу фильтра 5. 1сгссс фильтр 5 является фильтром нижних часто; с некоторой граничной с сстатайс, та при отведедейии сигнала с вы д)лд сумматора 7 частотно-избирательный каца.с является фильтром верхних частот с сой же грассичцой частотой, и если фильтр 5 - . фильср верхни цдстат, та канал ца выходу сумматора 7 - фильтр нижних цдстот с той жс граничной частотой.Числ) цастс)тцо-избирательных я и ек нд елиццссу польше числа полос, пд которые разделяется спектр процесса в устройстве, д с рдцицные частоты я сеек соотс)ес. ствуют граничным частотам полос спектра. Граничные частоты цдссотцо-избирательных яцеек , обрдзук)т уссорялацессссук) по возрдстанию последовательность, и ячейки 1 пронумерованы в соответствии с положением граничной частоты фильтра в этой последовательности (атдо М). Таким образом, ячейке с наиболее низкой граничной частотой соответствует номер 1, а яцейке с наиболее высокой - номер М. Соответственно пронумерованы каналы регистратора. Последовательность соединений устанавливается для ячеек в порялке убывания усредненной величины сигнала в саответствующей частотной полосе. Для этого с входом устройства соединяется вход той ячейки, номер (граничная частота) которой соответствует частоте максимальной мощности сигнала (цастота 1 на фиг. 2 а, частота 5 ца фиг. 2 б, частота 3 на фиг. 2 в). С выходом фильтра этой ячейки соединяется вход ячейки, номер которой ца единицу меньше, с выходом сумматора - вхол ячейки, номер которой ца единсщу больше. Далее к вьсхо лам указанных ячеек присоединяются соседние по номеру свободные ячейки, причем, если номер присоединяемой ячейки больше, то вход ее соединяется с выходом сумма.тора, а если меньше - то с выходом фильтра с с иж них частот. Оставшиеся незадействоваццыми лля связи ячеек выходы соединяются с входами каналов регистратора.Выполняемая указанным образом коммутация обеспечивает формирование полос ЗО пропускдния, заклк)ценных между граничными частотами соседних по номеру яцеек, по каждому цз выходов, соединяемых с регистратором, Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет посредством М фильтров низкой частоты сфорЗ 5 миравать Х 1 полос пропускания. Нарялу сэтим в предлагаемом устройстве сигналы в полосах пропускация, которым соответ.ствуют слабые частотные составляющие процесса, проходят через большее количест.во последовательно соединенных частотно О избирательных ячеек, чга обеспечивает большее подавление сильных частотных состав.ляющих процесса, так как это подавление об)усгсовлессо действием фильтров всех час.тотца-избирательных ячеек, включенных меж лу выходом и входом. Так, например, в простейшем случае применения октавных фильтров с затуханием 6 лБ/октаву за пределами полосы прапускания. если наиболее сильные и наиболее слабые составляющие разнесены по оси час 1 ог ца 4 октавы, лополни-те,сьцое подавление сильных составляющихв канале слабых за счет последовательного соединения ячеек будет больше илц равно 8 дБ. Таким образом, применение дополнительного выхода частотно.избирательной ячейки указанной структуры в соцетации с устанавливаемыми гюсрелством введенных ключей связей между ячейками в зависимоо 2 Со А. Орловс КоГ тавител дИ, Вер 730 СССР 5, Рау редприя рректор С. ЧерниодписноестенпЙ и открятп.1 5и 1 л. 1 роектная, 4 Редактор Е. КопчаЗаказ 2962/50ВНИИГИ Государствен113035, МПроизводственно.полиг Техр Тира го комитетква, Ж - 3 фическое п о делам пзоо ская наГ д тие, г. Укгро сти от распределения энергии по спектру сигнала обеспечивает компрессию амплитудного спектра за счет прохождения слабых частотных составляющих через большее число активных фильтров и соответственно больц 1 ее их усиление по сравнению с более мощными составляющими. Это позволяет получить большую точность регистрации слабых составляющих при ограниченном динамическом диапазоне регистратора. Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержа щее М частотно-избирательных ячеек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фильтра низкой частоты, инвертора и сумматора, второй вход которого соединен с входом фильтра и является входом ячейки, а выход сумматора является выходом яцейки, а также регистратор, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности анализа, в него введены Л рсхпзн ционных и (/Ч - 1) двухпозиционных клкчей.при этом каждая ячейка снабжена вторым выходом, который соединен с выходгх фильтра этой ячейки, а вход каждой ячейки посредством трехпозиционного ключа соеди.нен либо с первым выходом предыдущей по частоте фильтра ячейки, либо с входом устройства, либо с вторым выходом последующей по частоте фильтра ячейки в зависимости от соотношения мощностей в соседних полосах спектра сигнала, границе которых соответствует частота фильтра данной ячейки, а вход каждого канала регистратора посредством двухпозиционного ключа сое динен с незанятым в соединении ячееклибо первым выходом ячейки, частота фильтра которой соответствует нижней граничной цастоте данного канала регистратора, либо вторым выходом последующей яцейки, цастота фильтра которой соответствует верхней 2 О граничной частоте данного канала регистратора.Югоо усюройсглРа