Усилитель биоэлектрических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16 49) ( 1)5 А 61 В 5/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(54) УСИЛИТЕЛЬ БИО СИГНАЛОВ(57) Усилитель биоэлек содержит два электро ренциальных усилите рительный дифференц 4, интегратор 5 и фазои бретения - повышение сти путем подавлени квазистационарной сос тенциалов на электрода ЭЛЕКТРИЧЕСКИ М 28ологии им, И.П,Павло трических сиг да 1,двад ля 2 и 3,пр иальный усил нвертор 6. Цел помехозащищ я стационар тавляющей б х. 1 ил. идетельство ССС61 В 5/04, 1982. 0 л О ГОСУДАРСТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРИзобретение относится к медицинской 1 ехнике, а именно к усилителям биоэлектрических сигналов, и может быть использовано в приборах, предназначенных для регистрации биоэлектрических потенциалов,Цель изобретения - повышение помехозащищенности путем подавления тационарной и квазистационарной сотавляющей биопотенциалав на электроах,На чертеже представлена структурнаяхема усилителя биоэлектрических сигналов.Устройство содержит два электрода 1, оединенных с неинвертируощими входзи двух дифференциальных усилителей 2 и , выход первого из которых соединен с еинвертирующим входом, а выход другогос инвертирующим входом предварительного дифференциального усилителя 4, выход которого является выходом устройствасвязан через интегратор 5 и фазоинвертор с инвертирующим входом второго из диференциальных усилителей 3, а инвертирущий вход первого дифференциального силителя 2 соединен с выходом интегратоа 5,Устройство работает следующим образом.Биоэлектрические сигналы, снимаемые при помощи электродов 1, поступают на неИнвертирующие входы дифференциальнь,х усилителей 2 и 3 и далее на входы предварительного усилителя 4. На инвертирующие входы дифференциальных усилителей в случае, если биоэлектрический сигнал садеркит стационарную или квазистационарную составляющую, поступает компенсирующее напряжение обратной связи, которое вырабатывается из выходного напряжения предварительного усилителя 4 интегратором 5 и фазоинвертором 6, причем нэ инвертирующий вход первого из дифференциальных усилителей 2 компенсирующее напряжение подается с выхода интегратора 5, а на инвертирующий вход второго из дифференциальных усилителей 3 компенсирующее напряжение подается с выхода фазоинвертора 6, Возникающая при этом следящая обратная связь действует так, что при появлении на электродах 1 наряду с полезным сигналом напряжения стационарной или квазистационарной разницы биопотенциалов на инвертирующих входах усилителей 2 и 3 устанавливается (с соответствующим знаком) напряжение обратной связи, равное по величине напряжению стационарной или квазистационарной помехи, в результате чего на выходе предваритель нага усилителя 4 происходит компенсация этой помехи. Постоянная времени интегратора 5 выбирается существенно больше периода низшел частоты спектра полезного сигнала.,В противном случае происходит искажение полезнога сигнала эа счет ослабления низкочастотных составляющих ега спектра, Для предотвращения насыщения выходов дифференциальных усилителей 2 и 3 с учетом того, что реально существующая стационарная или квазистационарная составляющая биологических потенциалов на электродах не превышает 100 - 150 мВ, целесообразно выбирать коэффициент усиления дифференциальных усилителей 2 и 3 не бапее 50 20 25 30 35 4045 50 55 Для наглядного пояснения работы компенсирующей обратной связи рассматривают случай, когда на адин из электаодов 1 подан стациснарный потенциал 200 мВ, а на второй электрод 0 м В, Считают, чта коэффициенты усиления усилителей 2 и 3 равны К 1, а предварительного усилителя К 2, Через некоторое время, определяемое характеристикамл интегратора 5, устанавливается стационарное распределение потенциалов, Полезный биапатенциал усиливается усилителем в целом в К:=К 1 хК 2 раз. а стационарная помеха 0,2 В) уменьшается на выходе усилителя па сравнению с его входом в 2 раза (0,1 В), При этсм соотношение сигнал/стационарная помеха увеличивается в 2 хК 1 хК 2 раз.Особое внимание следует уделить реализации предварительнага дифференциального усилителя 4. Предпочтительно его реэллзавать по схеме стандартнога измеоительного усилителя на трех ОУ или на монолитной интегральной схеме измерительного усилителя, Это обеспечивает необходимые характеристики всего усилителя в целом, в частности коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС не менее 100 дБ,Таким осразом, применение усилителя улучшает условия отведения, позволяет отказаться от входных разделительных конденсаторов, использование которых во входных целях приводит к существенному ослаблению КОСС и возрастанию наводак, но ранее было необходимо для устранения стационарных и квазистационарных биопотенциалав.Формула изобретения Усилитель биоэлектрических сигналов, содержащий два электрода, соединенных с неинвертирующими входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, выход одного из которых соединен с неинвертирующим входом, а выход другого - с инвертирую цим входом предвэЗаказ 2474 Тираж 449 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 рительного дифференциального усилителя, выход которого является выходом устройства и соединен через интегратор и фазоинвертор с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности путем подавления стационарной и квазистационарной составляющей биопотенциалов на электродах, инвертирующий вход первого дифферен циального усилителя соединен с выходоминтегратора,