Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 0702,83 Бюллетень йо 5 131 М.Кл з 6 01 й 23/16 А 61 В 5/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 07.02.83(;.,;,";Ордена Трудового Красного Энамени научно-нсваацоватежхфрейинститут экспериментальной медицины(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО АНАЛИЭА БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВИзобретение относится к электроиз" мерительной технике, предназначено для частотного анализа электрических сигналов, и может быть использовано для электрофиэиологических исследований органов и тканей.Известны устройства анализа, содержащие ряд частотноизбирательных каналов, блоки сравнения и регистратор. При этом каждый канал состоит из частотного фильтра, детектора и усреднителя (11.Однако точность измерения их недостаточна, так как характеристики не всех каналов используются при измерении. Цель изобретения - повышение точности измерений.Эта цель достигается за счет того, что в устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержащее входной блок и ряд частотноизбирательных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных частотного фильтра, детектора и усреднителя, а также регистратор, введены блок ранжирования и коммутатор, а в каждый канал введены многовходовой сумматор и последовательно соединенные инвертор и блок масштабирования, причемвыход частотного фильтра в каждомканале соединен с одним из входоврегистратора и одновременно входоминвертора, вход фильтра подключен квыходу сумматора, один из входов которого соединен с входным блоком, адругие входы связаны с выходами коммутатора, сигнальные входы которогоподключены к выходам блоков масштабирования, а управляющие входы подключены к выходам блока ранжирования,входы которого соединены с выходамивсех усреднителей.15 На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит входной блок1, частотноиэбирательные каналы 2,регистратор 3, блок 4 ранжирования,20 коммутатор 5. Каждый канал 2 состоитиз многовходового сумматора 6, час-тотного фильтра 7, детектора 8, ус-.реднителя 9, инвертора 10 и блока 11масштабирования,25 Устройство работает следующим образом.Анализируемый процесс с выходавходного блока 1,обеспечивающего необходнмое согласование с источником30 сигнала, поступает на один из входов995010 40 формула изобретения каждого сумматора бНа другие з адействованные входы сумматоров б посту;пают сигналы с выходон тех или иныхблоков 11 масштабирования таким образом, что на выходе сумматора б формируется сигнал, содержащий разность 5частотных составляющих исходного сигнала и частотных составляющих, прошедших на выход частотноизбиратель-ных каналов, подключенных к входамданного сумматора. Инверторы 10 обеспечинают необходимую для этого полярность сигналов, а масштабирующиеблоки 11 - равенство единице коэффициентов передачи от выхода входногоблока до входов сумматора для состав ляющих, лежащих в полосе пропускания фильтров соответствующих частотноизбирательных каналов 2. Подавление з частотноизбирательном канале 2 частотных составляющих, лежащих вне полосы пропускания фильтра7 данного канала и н полосе пропускания других каналов, соединенных совходами его сумматора б, обусловливается совместным действием вычитания в сумматоре б и ослабления этихсоставляющих фильтром. При этом происходит значительное увеличение подавления таких составляющих, В частных случаях возможно отсутствие избирательного действия фильтра канала ЗОв области верхних или нижних частот вплоть до полн то отсутствия фильтра и форьирование частотной избирательности данного канала за счет комбинации выходов частотноизбирательных каналов на входах его сумматора. Наиболее целесообразная коммутация входов сумматоров и выходов блоков 11 определяется необходимостью максимального подавления наиболее мощных составляющих сигнала н каналах выделения наиболее слабых составляющих,с одной стороны, и нежелательно-. стью воз ники овения положит ель ных обратных связей в устройстве, с другой.45Такая коммутация антоматически осу. -ществляется управлением коммутациейот блока 4, производящего ранжирование - распределение каналов попорядку усредненных неличин сигналовна выходах каналов. Полученное распределение, преобразованное в блоке4 в сигналы управления коммутацией,обеспечивает коммутацию, при которой к входам сумматоров подключаютсявыходы каналов с большим уровнемсигнала, чем в данном канале, Такимобразом, максимальное количество выходов подключаются к сумматору канала минимальных по величине частотных составляющих сигнала, а в кана- фле с максимальной величиной сигнала на сумматор подается только исходный сигналУстройство для частотного анализа конкретного типа процессон используется следующим образом. 6 Первоначальная коммутация может быть любой, так как она определяет подавление за пределами полосы пропускания, практически не влияя на коэффициент передачи н полосе пропускания, а погрешности из-за недостаточного поцанления не изменяют порядок величины больших частотных составляющих сигнала. В результате действия блока 4 ранжирования и коммутатора 5 последовательно устанавливается оптимальная для данного типа процессов коммутация входов сигналов, с которой и производится детальное исследование количественных характеристик частотных составляющих процессов,; их динамики. В устройствах, предназначенных для исследования процессов с априорно качественно известным типом спектра, может быть использована постоянная коммутация,Данное устройство обеспечивает лучшую точность измерений за счет уменьшения обусловленной неидеально- стью фильтров составляющей погрешностиот прохождения частотных составляющих, лежащих н полосе пропускания других каналов устройства. Устройство автоматически адаптирует структуру связей для оптимизации частотного анализа конкретного типа процессов. Это, н свою очередь, позволяет применить в каналах менее сложные фильтры.Применение устройства особенно эффективно в исследовании биоэлектри" ческих процессоВ мозга, где все частотные составляющие процессов информативны при большом энергетическом преобладании низкочастотных процессов. Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержащее входной блок и ряд частотноизбирательных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных частотного фильтра, детектора и усреднителя, а также регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок ранжирования и коммутатор, а в каждый канал введены многовходоной сумматор и последовательно соединенные инвертор и блок масштабирования, причем выход частотного фильтра в каждом канале соединен с одним из входов регистратора и одновременно с входом инвертора, вход фильтра подключен к выходу сумматора, один из входов которого соединен с входным блоком, а другие входы связаны с выходами коммутатора, сигнальные входы которого подключены к выходамЭ 9500 блоков мааатабироваиия, а управляющие входы подключены к выходам блокаранжирования, входы которого соединены с выходами всех усреднителей,Составитель А. ОрлТехред А. Бабинец орректор А. Ференц Киселе Редакт з 633/3 о Тираж 708 Государственного ко елам изобретений и о сква, Ж, РаушскаФилиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИП по 3035, Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 553548, кл. 6 01 В 23/16 1975.