Устройство для измерения амплитуды физиологических сигналов

О П И С А Н И Е ,1 5 вовв 1 Союз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕН ИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено,01.03.76 51) М. К 61 В 5/О с присоединением заявкиооударственный комитетСоавта Министров СССРоо долам изобретений.и открытий(45) Дата опубликования описания 29,11,7 2 Авторы изобретен А. П. Гришанович и В. А. Ивкови Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственныйуниверситет имени В. И. Ленина(71 Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для анализабиомедицпнских сигналов,Качественная регистрация некоторых биомедицинских сигналов, например реограммы,сфигмограммы, требует применения аппара гуры,Имеющей низкочастотную границу полосыпропускания (менее 1 Гц). Поэтому сильноевлияние на стабильность базовой линии, следовательно, и на точность измерения амплитуды этих сигналов оказывают дыхание, изменение условий регистрации сигналов и другие факторы. Измерение амплитуды сигналов в таких условиях оказывается затруднительным, Использование дифференцирования сигнала для устранения колебаний базовой линии приводит к увеличению погрешносои измерения.Известно устройство для устранения нулевого сдвига, состоящее из входного усилитепя, цепи периодического заземления усипитепяппреобразователя аналоговой величины уровня смещения входного сигнала в цифровойэквиВалент, а также из элементов храненияцифровых эквивалентов и их вычитания 11). 25 Однако это устройство измеряет эмилиду сигналов с низкой точностью, Белью изобретения является повышениеточности измерения. Для этого в устройство введены схема смешения уровня входного сигнала,линейный ключ и формироватечь, причем выход усилителя соединен сформирователем и схемой смешения уровня, выход которой соединен с сигнальным входом линейного ключа и первым входом элемента вычитания, выход линейного ключа соединен с сигнальным входом первого элемента хранения, выход которого соединен со вторым входом элемента вычитания, чей выход соединен с сигнальным входом второго элемента хранения, первый выход формирователя соединен со сбросовыми входами, элементовхранения, а второй его выход соединен с управляющим входом линейного ключа.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения амплитуды физиологических сигналов.Устройство включает входной усилитель 1, выход которого соединен со входамисхемы 2 смешения уровня входного сигнала и формирователя 3. Выход схемы 2 смещения уровня входного сигнала соединенс сигнальным входом линейного ключа 4и первым входом элемента 5 вычитания.Выход линейного ключа 4 соединен с сигнальным входом первого элемента 6 хранения, выход которого соединен со вторымвходом элемента 5 вычитания. Выход элемента 5 - вычитания соединен с сигнальным входом второго элемента 7 хранения.Управляющий вход линейного ключа 4 соеди.нен со вторым выходом формирователя 3, апервый его выход соединен со сбросовымивходамй элементов хранения 6 и 7,15На фиг. 2 дана временная диаграмма работы устройства, где "а - сигнал на выходе схемы 2 смещения уровня, "б" - сбросовый сигнал с формирователя Зф "в" - сигналуправления линейным ключом 4 на выходе 20формирователя 3; г" - сигнал на выходелинейного ключа 4; "д - сигнал на выходепервого элемента 6 хранения," "е" - сигнална выходе элемента 5 вычитания; "жсыгнал на выходе второго элем ента 7 25хранения.Устройство работает следующим образом.После усиления входным усилителем 1,выполненным, например, на основе микросхемы К 2 УТ 841, сигнал поступает на вход зОсхемы 2, выполненной на операционном усилителе, и на формирователь 3. С выходасхемы 2 сигнал, смещенный, например, вобласть отрицательных напряжений, поступаетна сигнальный вход линейного ключа 4, выполненного, например, на полевом транзисторе, и на вход элемента 5 вычитания, формиорователь 3 представляет собой дифференциатор, выполненный, напоимер, на основеоперационного усилителя в сочетании с детектором нуля и двумяодновибраторами.Детектор нуля срабатывает при минимальнойамплитуде входного сигнала и запускаетпервый одновибратор. Выходной импульс этого одновибратора поступает на сброс элементов 6, 7. хранения, Второй одновибраторзапускается после окончания импульса первого одновибратора и его сигнал поступает на управление линейным ключом 4. Этот сигнал открывает линейный ключ, и напряжение, соответствук 1 шее минимуму входного сигнала, существующее во время действия управляющего сигнала, запоминается в элементе 6 хранения. Выходное напряжение элемента 6 хранения поступает на втор ой вход элемента 5 вычитания. По достижении сигналом своего максимал ного значения на выходе элемента 5 вычитания образуется разность между максимальным и минимальным значениями входного сигнала, которая запоминается в элементе 7 хранения. Элемент 7 хранения необходим для связи устройства с внешним регистратором.Устройство позволяет повысить точность измерений амплитуд сигналов независимо от изменений базовой линии. Оно может найти применение в системах автоматической обработки биомедицинских сигналов.формула изобретенияУстройство для измерения амплитуды физиологических сигналов, содержащее входной усилитель, элементы хранения, элементыЬычитания, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения,введены схема смещения уровня входногосигнала, линейный ключ и формирователь,причем, выход усилителя соединен с формирователем и схемой смещения уровня, выход которой соединен с сигнальнь;м входомлинейного ключа и первым входом элементавычитания, выход линейного, ключа соединенс сигнальным входом первого элемента хранения, выход которого соединен со вторымвходом элемента вычитания, чей выход соединен с сигнальным входом второго элемента хранения; первый выход формирователясоединен со сбросовыми входами элементовхранения, а второй его выход соединен суправляющим входом линейного ключа.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент франции2223909,кл. Н 03 К 13/22, 1974, 580861