CS244469B1 - Zapojeni pro rychlé ustáleni stejnosměrné složky výstupního signálu - Google Patents

Abstract

ŘeSení se týká zapojení pro rychiá ustálení stejnosměrná složky výstupního signálu v zesilovači s kapacitní vazbou mezi zdrojem eignálu a vstupem zesilovače, vhodného zejména v zesilovačích EKG signálu. Při kolísání etejnosmčrná složky ve vstupním signálu se tyto smány přenášejí až na výstup zesilovače, odkud je signál přes dclnofrekvenční propust .a nelineární zesilovač s prahovou necitlivostí veden na vstup obousměrného zdroje proudu, který má výstup připojen ke vstupu zesilovače eignálu. Překročl-li stejnosměrná ploška ve výstupním eignálu prahovou droven, začne výstupní proud obousměrného zdroje proudu nabíjet vstupní kapacitu tak, aby se urychlil přechodný jev na vstupu zesilovače eignálu a stejnosměrná složka ve výstupním signálu se rychle ustá­ lila na klidovou hodnotu

Description

(54) Zapojeni pro rychlé ustáleni stejnosměrné složky výstupního signálu

ŘeSení se týká zapojení pro rychiá ustálení stejnosměrná složky výstupního signálu v zesilovači s kapacitní vazbou mezi zdrojem eignálu a vstupem zesilovače, vhodného zejména v zesilovačích EKG signálu.

Při kolísání etejnosmčrná složky ve vstupním signálu se tyto smány přenášejí až na výstup zesilovače, odkud je signál přes dclnofrekvenční propust .a nelineární zesilovač s prahovou necitlivostí veden na vstup obousměrného zdroje proudu, který má výstup připojen ke vstupu zesilovače eignálu. Překročl-li stejnosměrná ploška ve výstupním eignálu prahovou droven, začne výstupní proud obousměrného zdroje proudu nabíjet vstupní kapacitu tak, aby se urychlil přechodný jev na vstupu zesilovače eignálu a stejnosměrná složka ve výstupním signálu se rychle ustálila na klidovou hodnotu.

Obr. 3

Vynález se týká zapojení pro rychlá ustálení stejnosměrné složky výstupního signálu v zesilovači s kapacitní vazhou mezi zdroje· signálu a vstupem zesilovače, vhodné zejména v zesilovačích EKG signálu.

Zesilovací řetězec EKG signálu se dělí na dvě stejnosměrně zesilující části - předzesilovač signálu, mezi nimiž je zařazena kapacitní vazba. Pro diagnostické účely musí být časová konstanta vazebního členu velká nejméně 2 s.

Stejnosměrná složka EKG signálu na výstupu předzesilovače velmi často kolísá 8 amplitudou mnohonásobně větší než je amplituda užitečného EKG signálu. I když frekvence kolísání stejnosměrné složky bude ležet pod mezní frekvencí vazebního členu, dostane se na vstup zesilovače přes vazební člen stále jeětě dost velké napětí, které uvede výstup zesilovače do limitace, resp. při zobrazování signálu na obrazovce nebo záznamu na zapisovači se se paprsek obrazovky /resp. pisátko zapisovače/ dostane mimo zobrazované pole.

S ohledem na délku časové konstanty vazebního členu může tento nefunkční stav trvat jednotky až desítky sekund, zvláětě při skokové změně stejnosměrné složky /vyvolané např, pohybem pacienta/.

K potlačení tohoto nepříznivého jevu bývá k výstupu zesilovače signálu připojen přes dolnofrekvenční propust monostabilnl klopný obvod β prahovým obvodem na vstupu, jenž reaguje na absolutní hodnotu stejnosměrné složky napětí ve výstupním signálu /klidová hodnota stejnosměrné složky ve výstupním signálu je nulová/.

Překročí-li stejnosměrná složka výstupního signálu prahovou hodnotu dojde k překlopení monostabilního obvodu. Výstup monostabilního obvodu ovládá spínač, který je zapojen mezi vstup zesilovače a společný vodič /zem/ zesilovače.

Při vybuzení monostabilního obvodu spínač sepne a zkratuje vstup zesilovače se zemí, čímž sesniží časová konstanta vazebního členu na velikost řádově ms až us a urychli se tak ustalovánl přechodného jevu na vstupu zesilovače signálu.

Nevýhoda tohoto řeěení spočívá v tom, že spínač je sepnut po konstantní dobu danou monostabilnía obvodem bez ohledu na reakci výstupu zesilovače, přičemž po dobu sepnuti spínače je přenos signálu přerušen.

Důsledkem toho je několikeré opakované sepnutí spínače po dobu změny.stejnosměrné složky signálu na výstupu předzesilovače. Toto spínání se projeví jako několik napětových skoků ve výstupním signálu zesilovače, přičemž po dobu sepnutí spínače EKG signál chybí.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojeni pro rychlé ustálení stejnosměrné složky výstupního signálu podle vynálezu, a to tak, že výstup zesilovače signálu je připojen k dolnofrekvenční propusti, jejíž výstup je spojen se vstupem nelineárního zesilovače s prahovou necitlivostí.

Výstup nelineárního zesilovače s prahovou necitlivostí je spojen se vstupem obousměrného zdroje proudu, jehož výstup je spojen stejně jako vazební kapacita se vstupem zesilovače signálu.

J

Výhodou tohoto zapojení je, že při zrychleném ustalovánl přechodného jevu na vstupu zesilovače signálu nedochází k přerušení přenosu signálu /zdroj proudu má vysokou výstupní impedanci, takže se nemění časová konstanta vazebního členu/ a nedochází k přerušení proporcionality v regulačním obvodu, takže ve výstupním signálu se neobjevují opakované napě tové skoky, charakteristické pro dosud používané zapojení.

Na přiloženém výkresu je na obr. 1 znázorněn průběh výstupního signálu v dosud poulí244469 váném zapojení a na obr. 2 při použití zapojení podle vynálezu. Na obr. 3 je znázorněno jedno z konkrétních zapojení podle vynálezu.

Výstup zesilovače signálu X je připojen na vstup dolnofrekvenční propusti jejíž výstup je připojen na vstup nelineárního zesilovače s prahovou necitlivostí £, jehož výstup je připojen ke vstupu obousměrného zdroje proudu Výstup obousměrného zdroje proudu í je stejně jako vazební kapacita 1 připojen ke vstupu zesilovače signálu

Zapojení podle vynálezu pracuje tak, že se vstupní signál přivádí přes vazební kapacitu X do vstupu zesilovače signálu i· Z výstupu zesilovače signálu i je výstupní signál veden do dolní propusti J, která odfiltruje vyšší harmonické složky signálu. Na jejím výstupů je pouze měnící se stejnosměrná složka výstupního signálu, která se dále přivádí na vstup nelineárního zesilovače s prahovou necitlivostí £.

Zesílení tohoto zesilovače je nulové, pokud napětí na jeho vstupu leží pod prahovou hodnotou. Napětí z výstupu nelineárního zesilovače £ je vedeno do vstupu obousměrného zdroje proudu X, jehož výstup je připojen ke vstupu zesilovače signálu £.

Obousměrný zdroj proudu 2 poskytuje na svém výstupu proud, jehož velikost je přímo úměrná velikosti napětí na jeho vstupu, přičemž smysl proudu je takový, že vytéká z vazební kapacity do zdroje v případě, že se stejnosměrná složka zdroje signálu /zdroj signálu není na obr. 3 zakreslen/ zvyšuje a vytéká ze zdroje do vazební kapacity, jestliže se stejnosmšrná složka napětí zdroje signálu snižuje.

Označíme-li směr proudu z obousměrného zdroje proudu X ven znaménkem mínus, směr opačný znaménkem plus, potom uvedená správná funkce bude zajištěna, jestliže pro stejnosměrnou složku signálu bude znaménko přenosu zesilovače signálu X shodné se znaménkem součinu přenosů obvodů J, £, X ve zpětnovazební větvi.

Využiti zapojení podle vynálezu je vhodné zejména v oblasti lékařské elektroniky při snímání biopotenciálů z^živých organismů a všude tam, kde se při zesilování signálů objevuje rušivá kolísání stejnosměrná složky snímaného signálu s amplitudou mnohem vyěěí než je amplituda užitečného signálu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojeni pro rychlá ustálení stejnosměrné složky výstupního signálu v zesilovači s kapacitní vazbou, význačujíci se tím že ke vstupu dolní propusti /3/ je připojen výstup zesilovače signálu /2/, přičemž výstup dolní propusti /3/ je spojen se vstupem nelineárního zesilovače s prahovou necitlivostí /4/, jehož výstup je spojen se vstupem obousměrného zdroje proudu /5/, jehož výstup je připojen do vstupu zesilovače signálu /2/, přičemž do téhož vstupu zesilovače signálu /2/ je připojena vazební kapacita /1/.