Биоуправляемый формирователь управляющих импульсов

(59 4 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений м ОткРыт(46) 15.08.86. Бюл, В 30 (71) Отделение Всесоюзного научно исследовательского института электромеханики(56) Авторское свидетельство СССР В 790186, кл. Н 03 К 5/01, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1173534, кл. Н 03 К 5/01, 1983. (54)(57) БИОУПРАВЛЯЕМЫИ ФОРМИРОВАТЕЛЬ УПРАВЛЯЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее два 1 К-триггера, счетчик, КБ-триггер, элементы ИЛИ и НЕ, задатчик ритма, генератор тактовых импульсов и источник питания, причем выход первого 1 К-триггера соединен с 1-входом второго 1 К-триггера, К-вход которого соединен с 1- и К-входами первого 1 К-триггера и положительной шиной источника питания, К-вход второго 1 К-триггера подключен к отрицательной шине источника питания, выход задатчика ритма соединен с С-входом первого 1 К-триггера и первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки нуля счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетнымвходом счетчика и входом элемента НЕ, выход которого соединен с К-входом КЗ-триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и С-входу второго 1 К-триггера, выход которого соединен с К-входом первого 1 К-триггера и является выходом формирователя управляющих импульсов, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью автоматического поддержания контролируемого параметра в заданных пределах, он дополнительно содержит мультиплексор, реверсивный счетчик, два компаратора, элемент сравнения, делитель частоты, элемент И и датчик биосигнала, при этом Б-вход КБ-триггера соединен с выходами мультиплексора, информационные входы которого соеди- ф иены с выходами счетчика, а управляющие входы - с выходами реверсивного . счетчика, счетный вход которого под- С ключен к выходу элемента И, первыйФ вход. которого соединен с выходом делителя частоты, а второй вход - с выходом элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, вход которого соединен с выходом датчика биосигнала и входом второго компаратора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения и к входу "11" реверсивного счетчика, а счетный вход делителя частоты подключен к выходу эадатчика ритма.1Изобретение относится к медицинской технике и может быть использованов различных устройствах, для функционирования которых требуется формирование импульсов определенной длительности в зависимости от величиныбиосигнала, в том числе в медицинских электронных приборах - электростимуляторах органов и тканей, вчастности в электростимулятарах дыхания,Целью изобретения является автоматическое поддержание контролируемогопараметра в заданных пределах.На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Устройство содержит первый 1 Ктриггер 1, второй 1 К-триггер 2, счетчик 3, КБ-триггер 4, элемент ИЛИ 5,элемент НЕ 6, мультиплексор 7, реверсивный счетчик 8, первый компаратор 9, второй компаратор 10, элемент11 сравнения, делитель 12 частоты,элемент И 13, датчик 14 биосигнала,задатчик 15 ритма, генератор 16 тактовых импульсов и источник 17 питания.Устройство работает следующим образом. Задатчик 15 ритма вырабатывает положительные импульсы длительностью Т, частота которых соответствует требуемой частоте контролируемого биологического параметра, например частоте дыхания, Генератор 16 тактовых импульсов вырабатывает положительные импульсы, период повторения которых существенно меньше Т Пусть контролируемый параметр, например дыхательный объем, находится в пределах нормы, т.е, Ч7 ( 7песик. где 7,. и 7,соответственно минимально и максимально допустимые значения дыхательного объема. В этом случае напряжение О, снимаемое с выхода датчика 14 биосигнала (датчика дыхательного объема), удовлетворяет условию 1( Н 1 Н д , где П,и 0- уровни сравнения соответственно первого 9 и второго 10 компараторов. При этом величина Нол соответствует Ч а Но соответствует УФам . На выходе компаратора 9 устанавливается уровень логического О , н а выходе к омпаратора 1 О - уров ень логической " 1 " и на выходе элемента 1 1 сравнения - уровень логического " О " , поступающий на второй ,250310 3вход элемента И 13 и запрещающийпоступление импульсов с делителя 12частоты на С-вход реверсивного счетчика 8. Последний при этом находит 5 ся в некотором состоянии и код за"писанного в нем числа поступает свыходов А А на адресные входы мультиплексора 7. Формированиедлительности управляющего импульса О на выходе устройства происходит следующим образом.Передний (положительный) фронтимпульса на выходе задатчика 15 ритма переводит первый 1 К-триггер в5 состояние "1" и через элемент ИЛИ 5обнуляет счетчик 3, нулевой выходнойпотенциал которого через один из открытых ключей мультиплексора 7 сбответственно коду на его адресных вхо 20 дах поступает на Б-вход КЯ-триггера4. Триггер 4 находится в состоянииО , так как на е го К-вход черезэлемент НЕ 6 поступают инвер тированные тактоВые импульсы с выхода ге 25 нератора 1 6 тактовых импульсов . Второй 1 К-триггер 2 находится в состоя- .нии логического " О и потенциал навыходе устройства равен нулю . Послеокончания импульса на выходе з адат 30 чика 1 5 ритма нулевой потенциал , поступающий на К-вход счетчика 3 черезэлемент ИЛИ 5 , разрешает работусчетчика 3 , на С-вход которого непрерывно поступают тактовые импульсы ,35При появлении уровня логической1 на А выходе счетчика 3 , соединенногоо с открытым К ; ключом мультиплексора 7 , он поступает н а Б-входКБ-триггера 4 и устанавливает его40в состояние 1 . При этом на К-входетриггера 4 сущес твует уровень логиче ского О , так как . на К-вход поступают инвертированные тактовые им" 45пульсы. Положительный перепад напряжения на выходе КЯ-триггера 4, поступая на С-вход второго 1 К-триггера 2, передает уровень логической1 с 1-входа ( с выхода первого1 К-триггера 1 ) на его выход . Одно 50временно через элемент ИЛИ 5 обнуляется счетчик.3. При этом на выходе устройства устанавливается уро"вень логической "1", а первый 1 Ктриггер 1 - в состояние логического55 "О", Ближайший тактовый импульс, поступающий через элемент НЕ 6 на Квход КЯ-триггера 4, устанавливаетего в состояние логического "О,3 1 разрешая счетчику 3 считать тактовые импульсы.Следующий уровень логической "1" на А выходе счетчика 3, соединенного с открытым ключом К мультиплек 3сора 7, устанавливает выход КБ-триггера 4 в состояние логической "1". Положительный перепад с выхода КБ- триггера 4, поступая на С-вход второго 1 К-триггера,2, передает состояние логического "0" с 1-входа (с выхода первого 1 К-триггера 1) на его выход (на выход устройства) и через элемент ИЛИ 5 обнуляет счетчики 3, устанавливая его выходы в состояние логического "0". Положительный перепад следующего импульса на выходе задатчика 15 ритма, поступая на синхронизирующий вход первого 1 К-триггера 1, передает сигнал логической "1 с 1-входа на его выход (на К-входе 1 К-триггера 1 имеется уровень логического "0"), и схема возвращается в исходное состояние.Таким образом, при каждом отрицательном перепаде импульса на выходе задатчика 15 ритма на выходе устройства формируется положительный импульс, длительность которого равна произведению периода повторения тактовых импульсов и коэффициента пересчета счетчика 3 из нулевого состояния до состояния логической "1 на А, выходе, соединенным с открытым 250310 4ключом мультиплексора 7, номер которого определяется кодом на выходереверсивного счетчика 8 Если контролируемый параметр вышел за допустимые пределы, например превысил максимально допустимое значение, на выходах компараторов 9 и 10 устанавливаются уровни логического0 , а на выходе элемечта 1 1 сравнения - уровень логической " 1 " , в результате чего элемент И 1 3 начинает пропускать на С-вход реверсивного сче тчика 8 импуль сы с выхода делителя 1 2 частоты . Так как на управляющем входе счетчика 8 имеется уровень логического "0" , то он работает в режиме вычитания и приходящие на его С-вход импульсы уменьшают записанное в нем число , В результате этого длительность формируемого на выходе устройства импульса начинает также уменьшаться до тех пор , пока контролируемый параметр не придет в норму. Аналогичным образом устройство работает, .если контролируемый параметр становится ниже минимально допустимого значения, но в этом случае реверсивный счетчик 8 работает в режиме сложения и длительность выходного импульса начинает возрастать. Скорость изменения длительности выходного импульса определяется коэффициентом деления делителя 12 частоты..Фальцма оставитель ехред И.Га едактор Н. Швыдкая рректор М. Самборс Заказ 4356/ одписно митета СС открытииская наб.,4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИКНИ Гос по делам13035, Моск Тираж 660арственногозобретенийЖ, Рау