CS201703B1 - Spojovací obvod - Google Patents

Description

Vynález ea týká elektrického spojovacieho obvodu, ktorý umožňuje vzájomné prepojenie zariadení so symetrickým výstupom elektrického signálu a zariadení s nesymetrickým vstupom. Problém, ktorý vynález rieši, spadá hlavně do odboru zdravotníckej elektroniky a automatizačnej techniky.

V posledných rokoch sa stále naliehavejšie ukazuje potřeba napojit niektoré zdravotnické přístroje a zariadenia na prostriedky automatizačnej techniky. Obvykle ide o napojenie diferenciálnych zosilňovačov bioelektrických signálov, ktoré sú hlavnou súčastou rozličných zdravotnických. prí?trojov, ako napr. elektrokardiografov, elektrokardioskopov, elektroenoefalografov, elektromyografov, at3., na prostriedky hromadného zberu a automatizovaného spracovenia a vyhotovenia údajov. To sú napr. analogové a číslicové magnetofony, výpočtová technika, přenosové a spojovacie prostriedky, at3. Niektoré z horeuvedených prístrojov sú sice vybavené výstupom zosilneného signálu, ale technické charakteristiky týehto výstupov všeobecné nevyhovujú požiadavkám na pripojenie napr. vstupného zosilňovača záznamového magnetofonu, analogo-číslicového prevodníka počítače, dlhého přenosového vedenia a pod. Například v súčasnošti vyrábaný 6-kanálový elektrokaridograf CHIRACARD 600 T Československéj výroby je sice podTa normy ČSN 36 48 10 vybavený výstupom zosilneného signálu, ale ide len o vyvedenie kolektorov tranzistorov posledného stupňa predzosilňovača a představuje vlastně symetrický výstup signálu. Rdzna a počas prevádzky premenlivá jednosměrná napěťová superpozícia na výstupe neumožňuje priame pripojenie napr. analógovo-číslicového prevodníka počítače, 201 703

201 703 „ alebo aspoň podstatné znižuje jeho využitelný dynamický rozsah. Rovnaká situácia vznikne pri připojení vstupného zosilňovača záznamového magnetofonu, napr. TESLA EMM 141. Okrem toho relativné vyaoký výstupný odpor tohto výatupu zapříčiní, že vgčšina připojených zariadení podstatným spčeobom ovplyvní činnost nasledujúcieh elektronických obvodov elektrokardiografu a zhorší technické charakteristiky přístroje. S rovnakými tažkostami aa střetne napr. využitie výstupov u pomalobežného osciloskopu TESLA OPD 280, ktorý sa využívá v zdravotníctve ako elektrokardioskop.

Spoločným nedostatkom uvedených výstupov je, že riešia nanejvýš len niektoré z nasledovných technických požiadaviek, kladený na takýto výstup:

- zmeniť symetrický elektrický signál na signál nesymetrický,

- kompenzovat jednosměrná napgťovú superpozíciu na výstupoch rozdielového zosilňovača s jej změnami a zabezpečit dobrú teplotnú stabilizáciu zapojenia,

- napgťovo a výkonovo zosilniť signál,

- realizovat nízký výstupný odpor zosilňovača v rozsahu 1 až 100 Ohmov,

- definovat frekvenčnú šířku přenášeného pásma s predpísanou dolnou a hornou medznou frekvenciou v rozsahu rádu 10^ až 10^ Hz,

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje vynález.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že prvý diferenciálny zosilňoveč spojovacieho obvodu má svoj invertujúoi vstup připojený cez prvý vstupný odpor na vstupnú svorku a neinvertujúci vstup cez druhý vstupný odpor na vstupnú svorku, kde na invertujúoi vatup je připojený jeho spgtnovgzobný odpor, prvý zvodový odpor a prvý spgtnovgzobný kondenzátor, pričom druhým koncom je zvodový odpor prvého diferenciálneho zosilňovača spojený so vztažným vodičom, spgtnovgzobný odpor a prvý spgtnovgzobný kondenzátor aú spojené s výstupom prvého diferenoiálneho zosilňovača, kde je cez výstupný odpor připojená výstupná svorka a cez vstupný odpor je připojený invertujúoi vstup druhého diferenciálneho zosilňovača spojovacieho obvodu, pričom invertujúoi vstup druhého diferenciálneho zosilňovača je spojený s jeho výstupom cez druhý spgtnovgzobný kondenzátor a paralelné cez sériovo zapojené dva spgtnovgzobné odpory, kde spoločný bod spgtnovgzobných odporov je spojený so vztažným vodičom cez druhý zvodový odpor a s neinvertujúcim vstupom prvého diferenciálneho zosilňovača cez 3alší spgtnovgzobný odpor, pričom neinvertujúci vstup druhého diferenciálneho zosilňovača je spojený so vztažným vodičom cez třetí zvodový odpor.

Hlavnou přednostou popísaného spojovacieho obvodu je v tom, že komplexně rieši základné technické problémy spojenia, ako sú transformácia symetrického signálu ne signál nesymetrický, kompenzácia jednosmernej napgtovej superpozície na výstupoch spolu s jej prevádzkovými změnami, napgtové a výkonové zoailnenie signálu, realizácia nízkého výstupného odporu v rozsahu 1 až 100 Ohmov, definovanie šířky přenášeného pásma s predpísanou dolnou a hornou medznou frekvenciou v rozsahu rádu 10 až 10^ Hz. Výhoda je tiež v tom, že potřebné hodnoty?, pasivných obvodových prvkov je možné pre požadované hodnoty uvedených perametrov presne vypočítat a tak v širokom rozsahu optimálně prispůsobit symetrický výstup prakticky všetkých rozdielovýoh zosilňovačov používaných v zdravotnickéj technike k najrozličnejším nesymetrickým vstupom zariadení mereeej a automatizačnej techniky.

Spojovací obvod pozostáva z dvoch diferenciálnych zosilfiovačov Ul a U2. kde diferenciálny zosilňovač U1 je připojený odpormi Rl a R2 ns vstupné svorky A a B. Výstup diferenciálneho zoailňovača Ul je jednou vetvou připojený cez odpor Rg k výstupnéj svorke. C, druhou vetvou je cez odpor R6 připojený na invertujúci vstup druhého diferenciálneho zosilňovača U2 a treťou vetvou je cez paralelná kombináciu odporu R3 a kondenzátora Cl připojený na invertujúci vstup zoailňovača Ul. Invertujúci vstup zosilňovača U1 je cez odpor R4 připojený k referenčnému vodičů O. Výstup zosilňovača U2 je jednou vetvou připojený cez kondenzátor C2 k invertujúcemu vstupu zosilňovača U2 a druhou vetvou cez sériovú kombináciu odporov R8 a B7 k invertujúcemu vstupu zosilňovača U2* Společný bod sériovéj kombinácie odporov R7 a R8.je jednou vetvou spojený cez odpor R9 s referenčným vodičom 0 a druhou vetvou spojený cez odpor R10 s neinvertujúcim vetupom zosilňovača Ul. Neinvertujúci vstup zosilňovača U2 je spojený s referenčným vodičom O cez odpor Rll.

Symetrický napgťový signál ee privádza na vstupné svorky A a B diferenciálneho zosilňovača Ul. Z jeho výstupu se odoberá zosilnené nesymetrické napgtie na výstupnú svorku C cez ochranný odpor Rg. 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 ležiace pod kmitočtovým pásmom spojovacieho obvodu. V prenášanom pásme jeho zisk klesá k nule.

V tejto frekvenčněj oblasti zostáva preto spgtnovgzbová slučka rozpojená a přenosové vlastnosti spojovacieho obvodu určuje prakticky len zosilňovač Ul, ktorého zosilnenie je dané pomerom odporov R3 a Rl. Vo vlastnom prenosovom pásme diferenciálneho zosilňovača U2, ktorého horný medzný kmitočet určuje časová konštanta = R7 . C2, efektívne zvgčšená v pomere odporov R8/R9, zisk vplyvom účinnej spgtnej vgzby spojovacieho obvodu klesá. Jednosměrná zložka a najnižšie frekvencie signálu privádzaného na vstupné svorky A a 8 diferenciálneho zosilňovača Ul sú preto na výstupnéj svorke C potlačené. Vel’kosť tohto potlačenia je daná zosilnením spgtnovgzobnej sTučky, ktoré sa reguluje odpormi R4, R10 a R2. Odpor R2 súčasne zabezpečuje aj symetriu vstupu. Velmi nízku hodnotu dolnej medznej frekvencie napr. 1 . 1O^-^ Hz spojovacieho obvodu přitom možno dosiahnuť pri relativné malej kapacitě kondenzátora C2 přibližné 1 . 10“^ F. Na obnovenie napgťovej symetrie zosilňovača U2, porušenéj zbytkovými prúdmi jeho vstupov, slúži odpor Rll.

Claims (1)

1. Spojovací obvod na prepojenie výstupov elektrického zariadenia so symetrickým elektrickým výstupným signálom na vstup zariadenia s nesymetrickým vstupom vyznačujúci sa tým, že prvý diferenciálny zosilňovač (Ul) spojovacieho obvodu má svoj invertujúci vstup připojený cez prvý vstupný odpor (Rl) na vstupná svorku (A) a neinvertujúci vstup cez druhý vstupný odpor (R2) na vstupnú svorku (B), kde na invertujúci vstup je připojený jeho spgtnovgzobný odpor (R3), prvý zvodový odpor (R4) a prvý spgtnovgzobný kondenzátor (Cl), pričom druhým koncom je zvodový odpor (R4) prvého diferenciálneho zosilňovača (Ul) spojený eo vzťažným vodičom (0), spgtnovgzobný odpor (R3) a prvý spgtnovgzobný kondenzátor (Cl) sú spojené a výstupom prvého diferenciálneho zosilňovača (Ul), kde je cez výstupný odpor (R5)

   201 703 připojena výetupná evorka (C) a cez vstupný odpor (R6) je připojený invertujúei vstup .druhého diferenciálneho zosilňovačs (U2) spojovacieho obvodu, pričom invertujúei vstup druhého diferenciálneho zosilňovačs (U2) je spojený s jeho výstupom cez druhý spfitnovfizobný kondenzátor (C2) a paralelné cez sériovo zapojené dva spštnovfizobné odpory (R7, R8), kde spoločný bod spetnovfizobných odporov (R7> R8) je spojený so vztažným vodičom (0) cez druhý zvodový odpor (R9) a s neinvertujúcim vstupom prvého diferenciálneho zosilňoveča (Ul) cez další spBtnovšzobný odpor (R1O), pričom neinvertujúci vstup druhého diferenciálneho zoailňovača (U2) je spojený so vztažným vodičom (0) cez třetí zvodový odpor (Rll).