CS201703B1 - Connecting circuit - Google Patents

Description

201 703 M (Bl) ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19) ’

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 22 05 78(21) PV 3303-78 (51) Int. Cl.3 H 03 F 3/45

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněné 31 03 80(45) Vydané 01 02 83

Autor vynálezu ZRUBEC VLADIMÍR ing. a ROSÍK VLADIMÍR ing., BRATISLAVA (54) Spojovací obvod 1

Vynález ea týká elektrického spojovacieho obvodu, ktorý umožňuje vzájomné prepojeniezariadení so symetrickým výstupom elektrického signálu a zariadení 8 nesymetrickým vstupom.Problém, ktorý vynález rieši, spadá hlavně do odboru zdravotníckej elektroniky a automati-začnej techniky. V posledných rokoch sa stále naliehavejšie ukazuje potřeba napojit niektoré zdravot-nické přístroje a zariadenia na prostriedky automatizačnej techniky. Obvykle ide o napojeniediferenciálnych zosilňovačov bioelektrických signálov, ktoré sú hlavnou súčasťou rozličnýchzdravotnických. prí?trojov, ako napr. elektrokardiografov, elektrokardioskopov, elektroence-falografov, elektromyografov, at3., na prostriedky hromadného zberu a automatizovaného spra-covenia a vyhotovenia údajov. To sú napr. analogové a číslicové magnetofony, výpočtová tech-nika, přenosové a spojovacie prostriedky, at3. Niektoré z horeuvedených prístrojov sú sicevybavené výstupom zosilneného signálu, ale technické charakteristiky týchto výstupov vše-obecná nevyhovujú požiadavkám na pripojenie napr. vstupného zosilňovača záznamového magneto-fonu, analogo-číslicového prevodníka počítače, dlhého přenosového vedenia a pod. Napříkladv súčasnošti vyrábaný 6-kanálový elektrokaridograf CHIRACARD 600 T Československéj výrobyje sice podl’a normy CSN 36 48 10 vybavený výstupom zosilneného signálu, ale ide len o vyve-denie kolektorov tranzistorov posledného stupňa predzosilňovača a představuje vlastně sy-metrický výstup signálu. Rdzna a počas prevádzky premenlivá jednosměrná napěťová superpozí-cia na výstupe neumožňuje priame pripojenie napr. analógovo-číslicového prevodníka počítače,201 703 2 201 703 „ alebo aspoň podstatné znižuje jeho využitelný dynamický rozsah. Rovnaká situácia vzniknepri připojení vstupného zosilňovača záznamového magnetofonu, napr. TESLA EMU 141. Okrem to-ho relativné vysoký výstupný odpor tohto výstupu zapříčiní, že vgčšina připojených zariade-ní podstatným spčeobom ovplyvní činnost nasledujúcieh elektronických obvodov elektrokardio-grafu a zhorší technické charakteristiky prístroja. S rovnakými tažkostami sa střetne napr.využitie výstupov u pomalobežného osciloskopu TESLA OPD 280, ktorý sa využívá v zdravot-níctve ako elektrokardioskop.

Spoločným nedostatkom uvedených výstupov je, že riešia nanejvýš len niektoré z na-sledovných technických požiadaviek, kladený na takýto výstup: - zmeniť symetrický elektrický signál na signál nesymetrický, - kompenzovat jednosměrná napgťová superpozíciu na výstupoch rozdielového zosilňovačas jej změnami a zabezpečit dobrá teplotná stabilizáciu zapojenia, - napgťovo a výkonovo zosilniť signál, - realizovat nízký výstupný odpor zosilňovača v rozsahu 1 až 100 Ohmov, - definovat frekvenčná šířku přenášeného pásma s predpísanou dolnou a hornou medznou frek-venciou v rozsahu rádu 10"^ až 10^ Hz,

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje vynález.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že prvý diferenciálny zosilňoveč spojovacieho obvodumá svoj invertujáci vstup připojený cez prvý vstupný odpor na vstupná svorku a neinvertujdcivstup cez druhý vstupný odpor na vstupná svorku, kde na invertujáci vstup je připojený jehospgtnovgzobný odpor, prvý zvodový odpor a prvý spgtnovgzobný kondenzátor, pričom druhýmkoncom je zvodový odpor prvého diferenciálneho zosilňovača spojený so vztažným vodičom,spgtnovgzobný odpor a prvý spgtnovgzobný kondenzátor sd spojené s výstupom prvého diferen-ciálneho zosilňovača, kde je cez výstupný odpor připojená výstupná svorka a cez vstupnýodpor je připojený invertujáci vstup druhého diferenciálneho zosilňovača spojovacieho ob-vodu, pričom invertujáci vstup druhého diferenciálneho zosilňovača je spojený s jeho vý-stupom cez druhý spgtnovgzobný kondenzátor a paralelné cez sériovo zapojené dva spgtnovgzob-né odpory, kde spoločný bod spgtnovgzobných odporov je spojený so vztažným vodičom cez dru-hý zvodový odpor a s neinvertujdcim vstupom prvého diferenciálneho zosilňovača cez 3alšíspgtnovgzobný odpor, pričom neinvertujdci vstup druhého diferenciálneho zosilňovača je spo-jený so vztažným vodičom cez třetí zvodový odpor.

Hlsvnou přednostou popísaného spojovacieho obvodu je v tom, že komplexně rieši základ-né technické problémy spojenia, ako βά transformácia symetrického signálu na signál nesy-metrický, kompenzácia jednosmernej napgtovej superpozície na výstupoch spolu s jej prevádz-kovými změnami, napgtové a výkonové zosilnenie signálu, realizácia nízkého výstupného odpo-ru v rozsahu 1 až 100 Ohmov, definovanie šířky přenášeného pásma s predpísanou dolnou a hor-nou medznou frekvenciou v rozsahu rádu 10 až 10^ Hz. Výhoda je tiež v tom, že potřebnéhodnoty?, pasivných obvodových prvkov je možné pre požadované hodnoty uvedených parametrovpresne vypočítat a tak v širokom rozsahu optimálně prispesobiť symetrický výstup praktickyvšetkých rozdielových zosilňovačov používaných v zdravotnickéj technike k najrozličnejšímnesymetrickým vstupom zariadení meraeej a automatizačnej techniky.

Claims (1)

1. 3 Spojovací obvod pozostáva z dvoch diferenciálnych zosilňovačov Ul a U2. kde diferen-ciálny zosilňovač U1 je připojený odpormi Rl a R2 na vstupné svorky A a B. Výstup diferen-ciálneho zosilňovača Ul je jednou vetvou připojený cez odpor Rg k výstupnéj svorke. C,druhou vetvou je cez odpor R6 připojený na invertujúci vstup druhého diferenciálneho zo-silňovača U2 a trefou vetvou je cez paralelnú kombináciu odporu R3 a kondenzátora Cl při-pojený na invertujúci vstup zosilňovača Ul. Invertujúci vstup zosilňovača U1 je cez odporR4 připojený k referenčnému vodičů O. Výstup zosilňovača U2 je jednou vetvou připojený cezkondensátor C2 k invertujúcemu vstupu zosilňovača U2 a druhou vetvou cez sériovú kombináciuodporov R8 a B7 k invertujúcemu vstupu zosilňovača U2* Společný bod sériovéj kombinácie od-porov R7 a R8.je jednou vetvou spojený cez odpor R9 s referenčným vodičom 0 a druhou vetvouspojený cez odpor R10 s neinvertujúcim vstupom zosilňovača Ul. Neinvertujúci vstup zosilňo-vača U2 je spojený s referenčným vodičom O cez odpor Rll. Symetrický napgťový signál se privádza na vstupné svorky A a B diferenciálneho zosil-ňovača Ul. Z jeho výstupu sa odoberá zosilnené nesymetrické napgtie na výstupnú svorku Ccez ochranný odpor R5. Hornú medznú frekvenciu přenosového pásma určuje časová konátanta R3 . Cl a dolnú medznú frekvenciu určuje frekvenčně závislá negativna spgtná vgzba,do ktorej okruhu je zaradený diferenciálny zosilňovač U2. Ten zosilňuje len signály ležia-ce pod kmitočtovým pásmom spojovacieho obvodu. V prenááanom pásme jeho zisk klesá k nule. V tejto frekvenčněj oblasti zostáva preto spgtnovgzbová slučka rozpojená a přenosové vlast-nosti spojovacieho obvodu určuje prakticky len zosilňovač Ul, ktorého zosilnenie je danépomerom odporov R3 a Rl. Vo vlastnom prenosovom pásme diferenciálneho zosilňovača U2, kto-rého horný medzný kmitočet určuje časová konátanta = R7 . C2, efektívne zvgčšená v po-měre odporov R8/R9, zisk vplyvom účinnej spgtnej vázby spojovacieho obvodu klesá. Jedno-směrná zložka a najnižšie frekvencie signálu privádzaného na vstupné svorky A a B diferen-ciálneho zosilňovača Ul sú preto na výstupnéj svorke C potlačené. Vel’kosť tohto potlačeniaje daná zosilnením spgtnovgzobnej sTučky, ktoré sa reguluje odpormi R4, R10 a R2. OdporR2 súčasne zabezpečuje aj symetriu vstupu. Velmi nízku hodnotu dolnej medznej frekvencienapr. 1 . 1O-^ Hz spojovacieho obvodu přitom možno dosiahnuť pri relativné malej kapacitěkondenzátora C2 přibližné 1 . 10“^ F. Na obnovenie napgťovej symetrie zosilňovača U2.porušenéj zbytkovými prúdmi jeho vstupov, slúži odpor Rll. PŘED MET VYNÁLEZU Spojovací obvod na prepojenie výstupov elektrického zariadenia so symetrickým elek-trickým výstupným signálom na vstup zariadenia s nesymetrickým vstupom vyznačujúci sa tým,že prvý diferenciálny zosilňovač (Ul) spojovacieho obvodu má svoj invertujúci vstup při-pojený cez prvý vstupný odpor (Rl) na vstupnú svorku (A) a neinvertujúci vstup cez druhývstupný odpor (R2) na vstupnú svorku (B), kde na invertujúci vstup je připojený jeho spgt-novgzobný odpor (R3), prvý zvodový odpor (R4) a prvý spgtnovgzobný kondenzátor (Cl), pri-čom druhým koncem je zvodový odpor (R4) prvého diferenciálneho zosilňovača (Ul) spojenýso vztažným vodičom (0), spgtnovgzobný odpor (R3) a prvý spgtnovgzobný kondenzátor (Cl) súspojené s výstupom prvého diferenciálneho zosilňovača (Ul), kde je cez výstupný odpor (R5) 4 201 703 připojena výstupná svorka (C) a cez vstupný odpor (R6) je připojený invertujúei vetup.dru-hého diferenciálneho zoailňovaSa (U2) spojovacieho obvodu, priSom invertujúei vstup druhé-ho diferenciálneho zosilňovaSá (U2) je spojený s jeho výstupom cez druhý spfitnovfizobnýkondenzátor (C2) a paralelné cez sériovo zapojené dva spétnovfizobné odpory (R7, R8), kdespoloSný bod spatnovfizobných odporov (R7, R8) je spojený ao vztažným vodiSom (0) cez druhýzvodový odpor (R9) a s neinvertujúcim vstupom prvého diferenciálneho zosilnovaSa (Ul) cez3alší sp&tnovézobný odpor (R1O), priSom neinvertujúci vstup druhého diferenciálneho zoail-ňovaSa (U2) je spojený so vztažným vodiSom (0) cez třetí zvodový odpor (Rll). 1 výkres