DE1764454A1 - Switching device for an electrical muscle stimulator - Google Patents
Switching device for an electrical muscle stimulatorInfo
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Description
PATENTANWALT 176 A4 54PATENT ADVERTISEMENT 176 A4 54
Dr. DIETER LOUIS ,Dr. DIETER LOUIS,
MURNIiERQ
1MURNIiERQ
1
MEDICAL & BIOLOGICAL INSTRUMENTATION LIMITED Wotton Road, Kingsworth Industrial Estate, Ashford,Kent,EnglandMEDICAL & BIOLOGICAL INSTRUMENTATION LIMITED Wotton Road, Kingsworth Industrial Estate, Ashford, Kent, England
Schaltvorrichtung für einen elektrischen MuskelstimulatorSwitching device for an electrical muscle stimulator
Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 15 64 529.5)Addition to patent ... (patent application P 15 64 529.5)
Gegenstand des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 15 64 i?29.5) ist eine Schaltvorrichtung für einen elektrischen Muskelstimulator, die mit Hilfe zweier Generatoren, von denen der eine wellenförmige Signale der andere Rechteckimpulse höherer !frequenz erzeugt, und einer Mischstufe bzw. Pulsmodulationsschaltung, in der die Rechteckimpulse mit den wellenförmigen Signalen niedrigerer Frequenz moduliert werden, Impulsserien mit der Frequenz der Rechteckimpulse zur Verfügung stellt, deren Amplituden von dem Verlauf des wellenförmigen Ausgangssignals bestimmt sind. Diese Impulsserien werden einer Ausgangsstufe zugeführt und stehen somit als unipolore Anreizimpulse für die Muskelstimulation zur Verfügung. ■ · ·The subject of the main patent (patent application P 15 64 i? 29.5) is a switching device for an electrical muscle stimulator which, with the help of two generators, one of which generates wave-shaped signals, the other of which generates rectangular pulses of higher frequency, and a mixer or pulse modulation circuit in which the Square-wave pulses are modulated with the wave-shaped signals of lower frequency, pulse series with the frequency of the square-wave pulses is available, the amplitudes of which are determined by the course of the wave-shaped output signal. These pulse trains are supplied to an output stage and are thus available as unipolore excitation pulses for muscle stimulation is available. ■ · ·
Die Grössenordnung der Muskelzusammenziehung hängt jedoch · in einem gewissen Ausmass von der Polarität der für die The magnitude of the muscle contraction depends to a certain extent on the polarity of the
009848/0758009848/0758
Aufgabe solcher Impulsserien Über ein Elektrodenpaar können Verhältnisse auftreten, bei denen die hervorgerufenen Muskel-Bueanmenelehungen nloht symmetrisch erfolgen.Task of such a series of pulses using a pair of electrodes Conditions arise in which the muscle leanings produced are not symmetrical.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vermittelt die vorliegende Erfindung die Lehre, die Impulsserien in bipolarer Form zur Verfügung zu stellen, wobei die aufeinanderfolgenden Impulse abwechselnd gegensätzliche Polaritäten aufweisen sollen. Das Aufbringen derartig bipolarer Impulsserien setzt die Wahrscheinlichkeit unsymmetriscber Muskelreaktionen wesentlich herab.In a further embodiment of the inventive concept, the present invention provides the teaching of making the pulse series available in bipolar form, with the successive pulses alternately having opposite polarities. The application of such bipolar series of pulses significantly reduces the likelihood of unbalanced muscle reactions.
Selbstverständlich iäb die Form der Impulse nicht notwendigerweise rechteckförmig, wie auch die wellenförmigen Ausgangssignale des entsprechenden Generators weitgebend beliebig als alternierende Welle oder als Kette wellenförmige Impulse ausgebildet sein können.Of course, the shape of the impulses is not necessarily rectangular, as is the wave-like output signals of the corresponding generator to a large extent as arbitrary alternating wave or as a chain wave-shaped pulses can be formed.
Die schaltungstechnische Lösung sieht vor, die Pulsmodulation der Ausgangssignale beider Generatoren unter Zuhilfenahme einer Gatterschaltung» die im Takt der Ausgangsimpulse des Impulsgenerators zwei verschiedene und nacheinander abwechselnd auftretende Schaltzustände einnimmt, derart durchzuführen, dass die ' ' am Ausgang eines Ausgangstransformators auftretenden Impuleserien in ihrer Polarität alternierende Impulse aufweisen.The circuit solution provides for the pulse modulation of the output signals of both generators with the aid of a Gate circuit »which assumes two different and alternately occurring switching states at the rate of the output pulses of the pulse generator, to be carried out in such a way that the '' pulse series occurring at the output of an output transformer have pulses of alternating polarity.
Beispielhaft,werden zwei prinzipielle Scbaltungsanordnungen vorgestellt, deren eine die aus dem Hauptpatent bekannten, uni-Two basic circuit arrangements are shown as an example presented, one of which is the uni-
009t49/076#009t49 / 076 #
% 176U54 % 176U54
polaren Impuleserien im zeitlich versetzten Rhythmus der Impulsfrequenz aufspaltet und alternierend den mit Hilfe Bweier Primärwicklungen oder einur Priraörwioklunß mit Kittelanzapfung gebildeten zwei Eingängen aesAusgangstranjformators zuführt und deren andere die Modulation der bereite alternierend an zwei getrennten Schaltgliedern anliegenden Impulse vorsieht, die ebenfalls aen beiden Eingängen des Ausgangötraneformators alternierend zugeführt werden.splits polar Impuleserien in staggered rhythm of the pulse frequency and alternately supplies the formed with the aid Bweier primary windings or einur Priraörwioklunß with Kittelanzapfung two inputs aesAusgangstranjformators and the other of the modulation of the ready alternately applied to two separate switching elements pulses provides that also two inputs aen of Ausgangötraneformators alternately are fed.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen- f den Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigenFurther features of the invention emerge from the following f the description of the embodiments shown in the drawing. Show it
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Ausführung der erfindun^e-Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the invention
gemussen Schaltvorrichtung;
Figur 2 die graphische Darstellung von Signalformen, v/ie sie
an verschiedenen Punkten der Schaltvorrichtung jecässmust switch device;
FIG. 2 shows the graphical representation of signal forms, v / ie they at different points of the switching device
Figur 1 auftreten;
Figur > einen Stromlaufplan eines Teils der SchaltvorrichtungFigure 1 occur;
Figure> a circuit diagram of part of the switching device
geaäss Figur 1;
Figur 4 die graphische Darstellung von Impulsfernen, wie sie
an verschiedenen Punkten des Stromlaufplanes genassaccording to Figure 1;
FIG. 4 shows the graphic representation of pulse distances as they are at various points in the circuit diagram
Figur y auftreten;
Figur 5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführung der er-Figure y occur;
Figure 5 is a block diagram of another embodiment of the
findungsgemässen Schaltvorrichtung; Figur 6 einen Stromlaufplan der Schaltvorrichtung geuäss Fi-switching device according to the invention; Figure 6 is a circuit diagram of the switching device geuäss Fi
gttr 5;'
Figur 7 eine graphische Darstellung von Signalformen, wie siegttr 5; '
Figure 7 is a graphical representation of waveforms such as
BAD OKIQINAl BAD OKIQINAl
an verschiedenen Punkten dee Stromlaufplanes gemäss Figur 6 auftreten;at different points of the circuit diagram according to Figure 6 occur;
Figur β das Blockschaltbild einer weiteren Aueführungsform der erfindungagemäseen Schaltvorrichtung.Figure β the block diagram of a further embodiment the switching device according to the invention.
In Figur 1 ist ein Generator mit wellenförmigem Ausgangssignal 1 dargestellt, dessen Ausgang mit einer Miachstufe 2 (Impulsmodulator) über eine Leitung 3 verbunden ist. Der Ausgang eines Rechteckimpulsgenerators 4 ist über eine Leitung 5 ebenfalls mit dieser Miecbetufe 2 verbunden. Der Ausgang der Kiechstufe ist über eine Leitung 6 einer Ausgangsstufe 7 zugeführt. Diese Schaltanordnung entspricht in etwa der des Hauptpatentee; die Bedeutung einer Verzögerungeschaltanordnung 11 und einer Gatterechaltanordnung 9 wird im Zusammenhang mit Figur ;> beschrieben.In Figure 1 is a generator with a wave-shaped output signal 1, the output of which is connected to a micro stage 2 (pulse modulator) via a line 3. The exit a square pulse generator 4 is also connected to this Miecbetufe 2 via a line 5. The output of the Kiech stage is fed to an output stage 7 via a line 6. This switching arrangement corresponds roughly to that of the main patent; the importance of a delay switch arrangement 11 and a Gate switching arrangement 9 is used in connection with FIG described.
In Figur 2 zeigt dieDaretellung (a) das wellenförmige Ausgangssignal de· Generators 1 und (b) das Ausgangssignal des Rechteck* impulegeneratore 4 in einem wesentlich vergröeeerten Zeitmaseetab. Das Ausgangesigual der Auegangestufe 7 ist - wie in (c) der Figur 2 dargestellt - eine Aneinanderreihung unipolarer . iMpuleeerien, die in dieser Form bei der Anwendung eur Muskel~ stimulation zu uneymoetriechen Muekelsusaaaeneieuungen führenIn Figure 2, the representation (a) shows the wave-shaped output signal of the generator 1 and (b) the output signal of the square * pulse generators 4 in a significantly enlarged time table. The output signal of level 7 is - as in (c) shown in Figure 2 - a series of unipolar. iMpuleeerien, which in this form when applying eur muscle ~ Stimulation lead to uneymoetriechen Muekelsusaaeneieuungen
In der Daretellun« der Figur 1 iet der Rechteckimpulegenerator 4 fiter eine Leitung 10 mit einer YerzögerungescbaltanordnungIn the diagram in FIG. 1, the square-wave pulse generator is present 4 further a line 10 with a delay circuit arrangement
und deren Ausgang über eine leitung 12 mit dem Eingang einer Gatterschaltanordnung 9 verbunden, die gleichzeitig über eine leitung 8 die Auagangssignale der Ausgangsstufe 7 empfängt. Der Ausgang der Gatterschaltanordnung 9 ist über eine Leitung 14 mit dem Eingang eines Ausgangstransformators 15 verbunden. In -Figur 3 ist der Stromlaufplan der Verzögerungsschaltanordnung 11, der Gatterschaltanordnung 9 und des Ausgangstransformators 15 dargestellt, wobei der Umfang der Schaltanordnungen 11 und 9 durch gestrichelte linien voneinander abgegrenzt ist. Der"Stromlaufplan der Figur 5 sei im folgenden im Zusammenhang mit den Impulsformen beschrieben, die in ' Figur 4 in einem übertrieben grossen Zeitmassstab (gegenüber Figur 2 (a)) dargestellt sind, um so ihre Zuordnung zueinander zu verdeutlichen. Die in (a) dargestellte Signalform stellt dabei das Rechteckimpulssignal dar, das über die leitung 10 von einem Ausgang des Generators 4 herkommend dem Eingang der Verzögerungsschaltanordnung 11 zugeführt wird. Dieses Signal wird dabei einer aus einem Kondensator 18 und einem Y/iderstand 19 gebildeten Differenzierschaltung zugeführt, wobei die negative Rückflanke des differenzierten Signals über { die Diode 20 der Basis eines Transistors 21 zugeführt wird, der mit einem weiteren Transistor 22 zu einem monostabilen Multivibrator zusammengeschaltet ist. Der Kollektorausgang des Transistors 22 und somit der Verzögerungsschaltung liefert ein Ausgangssignal, das in (b) der Figur 4 dargestellt ist. Diese graphische Darstellung lässt erkennen, dass das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltanordnung 11 gegen-Über dem in (a) dargestellten Ausgangssignal des Generators verschoben ist.and the output of which is connected via a line 12 to the input of a gate switching arrangement 9 which simultaneously receives the output signals of the output stage 7 via a line 8. The output of the gate switching arrangement 9 is connected to the input of an output transformer 15 via a line 14. FIG. 3 shows the circuit diagram of the delay switching arrangement 11, the gate switching arrangement 9 and the output transformer 15, the scope of the switching arrangements 11 and 9 being delimited from one another by dashed lines. The "circuit diagram of FIG. 5 is described in the following in connection with the pulse shapes that are shown in FIG. 4 on an exaggeratedly large time scale (compared to FIG. 2 (a)) in order to clarify their relationship to one another. The in (a) The signal form shown here represents the square-wave signal which is fed via line 10 from an output of generator 4 to the input of delay switching arrangement 11. This signal is fed to a differentiating circuit formed from a capacitor 18 and a Y / resistor 19, the negative trailing edge of the differentiated signal over {diode 20 the base of transistor 21 is supplied, which is connected together with a further transistor 22 to a monostable multivibrator. the collector output of transistor 22, and thus the delay circuit provides an output signal in (b) of the figure 4. This graph shows that the output signal of the delay switching arrangement 11 is shifted relative to the output signal of the generator shown in (a).
0Ü9849/07550Ü9849 / 0755
BAD °*IGlNAL BAD ° * IGl NAL
t 176U54t 176U54
Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltanordnung 11 wird . über die Leitung 12 der Gatterschaltanordnung 9 zugeführt, djö einen bistabilen Multivibrator mit den transistoren 23 und 24 und eine elektronische Schalteranordnung mit den Transistoren 26, 28, 50 und 32 beinhaltet. Der bistabile Multivibrator wird wiederum mit den Rückflanken der dem nonostabilen Multivibrator und demit der Verzögerungsschaltanordnung entstammenden Impulse derart gesteuert, dass die Transistoren abwechselnd für Zeitabstände durchgeschaltet werden, die denen der Durchschaltperioden der Transistoren des monostabilen Multivibrators verhältnisgleich sind (Abstand der Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 4)· Die elektronische Schalteranordnung ' weist zwei Transistorschalter auf, die einmal aus dem Transistor 26, der Diode 27 und dem Transistor 28 und zum anderen aus dem Transistor 30, der Diode 31 und dem Transistor j>2 gebildet sind und deren Eingänge jeweils mit einem der Kollektorausgänge des bistabilen Multivibrators verbunden sind. In 11-gur 4 (c) ist der Spannungeverlauf des dem Kollektor des Transistors 24 entnommenen Signals dargestellt; dabei ist erkennbar, dass die Spannung ansteigt, sobald der Transistor am Ende eines Ausgangsimpulses der Verzögerungsschalteinrichtung ausgeschaltet wird, und dass die Spannung wieder abfällt, sobald der Transistor am Ende des nächstfolgenden Impulses der Verzögerungsschalteinrichtung wieder eingeschaltet wird. Tür die Dauer der Durchschaltung des Transistors 24 ist der Transistor 23 nicht leitend und umgekehrt. Der Transistor 28 j ist im nichtleitenden Zustand des Transistors 23 durchgeschaltet und der Transistor 32 ist im nichtleitenden Zustand desThe output of the delay switch circuit 11 becomes. The gate switching arrangement 9 is supplied via the line 12, which includes a bistable multivibrator with the transistors 23 and 24 and an electronic switch arrangement with the transistors 26, 28, 50 and 32. The bistable multivibrator is in turn controlled with the trailing edges of the pulses originating from the nonostable multivibrator and the delay switching arrangement in such a way that the transistors are switched through alternately for time intervals which are proportionate to those of the switching periods of the transistors of the monostable multivibrator (distance between the output pulses of the pulse generator 4) The electronic switch arrangement 'has two transistor switches, which are formed on the one hand from the transistor 26, the diode 27 and the transistor 28 and on the other hand from the transistor 30, the diode 31 and the transistor j> 2 and their inputs each with one of the collector outputs of the bistable multivibrator are connected. FIG. 11- gur 4 (c) shows the voltage curve of the signal taken from the collector of transistor 24; It can be seen that the voltage rises as soon as the transistor is switched off at the end of an output pulse of the delay switching device, and that the voltage drops again as soon as the transistor is switched on again at the end of the next pulse of the delay switching device. For the duration of the through-connection of the transistor 24, the transistor 23 is not conductive and vice versa. The transistor 28 j is turned on in the non-conductive state of the transistor 23 and the transistor 32 is in the non-conductive state of the
009849/0715 '1^009849/0715 ' 1 ^
" ö BAD ORfGlNAL '" ö BAD ORfGlNAL '
176U54176U54
Transistors 24 durchgescbaltet. Die Emitter der Transistoren 28 und 52 aind über die Leitung 8 mit dem Auegangssignal der Ausgangsstufe 7 verbunden, das in Figur 2 (o) dargestellt ist. Dieses Signal auf der Leitung 8 enthält Impulaserien, deren von den Amplituden beschriebende Einhüllende durch das wellenförmige Ausgangesignal des Generators 1 bestimmt wird, das mit dem jeweiligen Ausgangesignal des Rechteckimpulsgenerators phaeengleich auftritt. Der Kollektorausgang des Transistors 28 ist in Reihe mit einer Primärwicklung 33 des Ausgangstrans- j formators 15 und der Kollektorauegang des Transistors 32 ist in Reihe mit einer weiteren Primärwicklung 34 des Ausgancatransformators 15 geschaltet.Transistor 24 turned on. The emitters of the transistors 28 and 52 aind via line 8 to the output signal of the Output stage 7 connected, which is shown in Figure 2 (o). This signal on line 8 contains pulse series whose of the amplitudes describing envelope is determined by the wave-shaped output signal of the generator 1, which with occurs in phase with the respective output signal of the square-wave pulse generator. The collector output of the transistor 28 is in series with a primary winding 33 of the output trans- j formator 15 and the collector output of transistor 32 is in series with another primary winding 34 of the output transformer 15 switched.
In Figur 4 (d) sind die Spannungeimpulse dargestellt, die am Kollektor des Transistors 32 auftreten, während in (e) der gleichen Figur die Kollektorspannungsimpulse des Transistors 28 dargestellt sind.DieSigalformen hängen ab einerseits von dem Schalteustand der Transistoren 28 und 32, der durch die Signale des bistabilen Multivibrators bestimmt ist, und ande- f rerseits von dem Signal auf der Leitung 6, das den Emittern dieser beiden Transistoren eugeführt wird. Die auf die jeweiligen Basen der Transistoren gelangenden Schaltsignale des bistabilen HuIt!vibratorβ sind mit Hinblick auf die den Emittern dieser Transietoren eugeführten Signale verzögert, so dass ein Schaltvorgang niemals während eines Spannungsimpulses auf der Leitung 8 auftritt. JDIe beiden Primärwicklungen 33 und 3t des Ausgangetransformators 15 sind gegensinnig gewickelt, so dass βλ den Ausgängen der Sekundärwicklungen des Transformators 15In Figure 4 (d) the voltage pulses are shown that occur at the collector of transistor 32, while in (e) of the same figure the collector voltage pulses of transistor 28 are shown. The signal forms depend on the one hand on the switching state of transistors 28 and 32, the the signals of the bistable multivibrator is determined, and on the other hand by the signal on the line 6, which is fed to the emitters of these two transistors. The switching signals of the bistable HuIt! Vibratorβ reaching the respective bases of the transistors are delayed with regard to the signals passed to the emitters of these transit gates, so that a switching process never occurs during a voltage pulse on the line 8. JDIe two primary windings 33 and 3t of the output transformer 15 are wound in opposite directions, so that βλ the outputs of the secondary windings of the transformer 15
0098*9/07550098 * 9/0755
176U54176U54
Impulsserien auftreten» deren aufeinanderfolgende Impulse eine entgegengesetzte Polarität aufweisen, wie in Figur 4 (f) dargestellt. Sie auftretenden Impuls· beschreiben Binhüllende von der Form des wellenförmigen Ausgangssignale des Generators 1, wie sie in Figur 2 (c) dargestellt let, jedoch tritt diese Einhüllende nun oberhalb und unterhalb der Nullinie auf. Werden diese so gewonnenen bipolaren Signale einer der Sekundärwicklungen über ein Elektrodenpaar an einen Muskel gelegt, so werden symmetrische Muskelzusammen-Ziehungen erreicht.Series of impulses occur »their successive impulses have opposite polarity, as in Figure 4 (f). You describe the impulse that occurs Bin envelope of the shape of the waveform output signal of the generator 1, as shown in Figure 2 (c), however, this envelope now occurs above and below the zero line. If these bipolar signals obtained in this way are applied to one of the secondary windings via a pair of electrodes When a muscle is laid, symmetrical muscle contractions are achieved.
In Figur 5 ist das Blockschaltbild einer weiteren Auuführungsform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung dargestellt, das einen Generator 36 aufweist, der ein ähnliches, wellenförmiges Auagangesignal erzeugt, wie es in Figur 2 (α) dargestellt ist. Dieses Signal wird über eine leitung 40 einem Gatterechalter 37' zugeführt. Der Ausgang eines Rechteckimpulsgenerators i>8 ist über die Leitung 41, einen bistabilen Multivibrator 39 und eine Leitung 42 mit dem Gatterschalter 37 verbunden, wobei der Ausgang des Rechteckimpulsgenerators 38 über eine Leitung 43 zusätzlich direkt mit dem Gatterschalter 37 verbunden ist. Die Auegangssignale des Gatterschalters 37 werden über eine Ausgangsstufe 45 einem Auegangstransformator 46 zugeleitet.FIG. 5 shows the block diagram of a further embodiment of the switching device according to the invention has a generator 36 which generates a similar, wave-shaped output signal, as shown in Figure 2 (α). This signal is fed to a gate switch 37 'via a line 40. The output of a square pulse generator i> 8 is via line 41, a bistable multivibrator 39 and a line 42 connected to the gate switch 37, the output of the square-wave pulse generator 38 being connected via a line 43 is also directly connected to the gate switch 37. The output signals of the gate switch 37 are via a Output stage 45 is fed to an output transformer 46.
In Figur 6 sind die hauptsächlichen Schaltungeeinrichtungen im Hinblick auf das Blockschaltbild der Figur 5 dargestellt und durch entsprechende gestrichelte Linien gekennzeichnet, Der Schaltplan der Figur 6 sei im Zusammenhang mit den graphischenIn Figure 6, the main circuit devices are shown with regard to the block diagram of Figure 5 and marked by corresponding dashed lines. The circuit diagram of FIG. 6 is in connection with the graphic
009849/0755009849/0755
Signaldarstellungen in Figur 7 beschrieben. Der Generator 36 mit wellenförmigem Auagangssignal weist zwei freischwingend zusammengeschaltete Transistoren 47 und 48 auf (astabiler Multivibrator). Die Durchlass- und Sperr-Perioden der Transistoren sind 'durch die Werte der Kondensatoren 49 und !30 und deren zugeordnete Widerstände bestimmt. Der Ausgang dieses Generators ist einem Transistor 52 zugeführt, der einen verstärkten Strom über die Leitung 40 dem Gatterschalter 37 zuführt. Der Rechteckimpulsgeneratqr weist zwei ebenfalls freischwingend g zuBammengesehaltete Transistoren 53 und 54 auf; sein Ausgangssignal wird über eine Leitung 41 einem bistabilen Multivibrator mit den Transistoren 55 und 56 für deren Steuerung (Triggerung) zugeführt. Der Verlauf der Ausgangsspannung des Rechteckimpulsgenerators 38 auf der Leitung 41 ist in Figur 7 (a) dargestellt.Signal representations are described in FIG. The generator 36 with a wave-shaped output signal has two freely oscillating interconnected transistors 47 and 48 (astable multivibrator). The conduction and blocking periods of the transistors are determined by the values of the capacitors 49 and 30 and their associated resistances. The output of this generator is fed to a transistor 52, which feeds an amplified current to the gate switch 37 via the line 40. The Rechteckimpulsgeneratqr also has two swinging freely g zuBammengesehaltete transistors 53 and 54; its output signal is fed via a line 41 to a bistable multivibrator with the transistors 55 and 56 for their control (triggering). The course of the output voltage of the square-wave pulse generator 38 on the line 41 is shown in FIG. 7 (a).
Das in Figur 7 (b) dargestellte Ausgangssignal des TransistorsThe output of the transistor shown in Figure 7 (b)
55 wird der Basis.eines als Gatter arbeitenden Transistors 57 zugeführt, auf dessen Basiseingang zusätzlich das auf der55 becomes the base of a transistor 57 operating as a gate supplied, on whose base input also the one on the
Leitung 41 auftretende Ausgangssignal des Rechteckimpulsgenera- " tors über die Leitung 43 aufgeschaltet ist.Line 41 occurring output signal of the square pulse generator " tors via line 43 is switched on.
Das in Figur 7 (c) dargestellte Ausgangssignal des TransistorsThe output of the transistor shown in Figure 7 (c)
56 wird der Basis eines weiteren, als Gatter arbeitenden Translators 58 zugeführt, auf dessen Basiseingang ebenfalls das auf der Leitung 41 auftretende Ausgangssignal des Rechteckgenerators über die Leitung 4'3 auf geschältet 1st.56 becomes the basis of another translator working as a gate 58 is supplied, on whose base input also the output signal of the square-wave generator appearing on line 41 peeled via line 4'3 on 1st.
Die den Kollektoren der Transistoren 57 und 58 zugeführteThose fed to the collectors of transistors 57 and 58
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hohe Spannung beschreibt das auf der Leitung 40 auftretende, verstärkte wellenförmige Ausgangssignal des Generators 36.high voltage describes the amplified, wave-like output signal of generator 36 occurring on line 40.
Das sich somit einstellende Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 57 ist in Figur 7 (d) und das Auegangssignal am Kollektor des Transistors 58 ist in Figur 7 (e) dargestellt. Ein Vergleich der beiden Darstellungen dieser Ausgangssignale lässt erkennen, dass die Transistoren die Impulse jeweils abwechselnd erzeugen. Die Amplitude dieser Impulse ist dabei bestimmt durch die gleichzeitig auftretende Amplitude des verstärkten, wellenförmigen Ausgangssignals des Generators 36.The resulting output signal at the collector of transistor 57 is shown in FIG. 7 (d) and the output signal is at The collector of transistor 58 is shown in Figure 7 (e). A comparison of the two representations of these output signals shows that the transistors alternately generate the pulses. The amplitude of these impulses is included determined by the simultaneously occurring amplitude of the amplified, wave-shaped output signal of the generator 36.
Der Kollektorausgang dee Transistors 57 1st über Yeretärkerstufen, die zwei Transistoren 60 und 61 aufweisen, mit einer Hälfte 62 einer mit einer Hittelanzapfung versehenen Primärwicklung des Ausgangstransformators 46 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Kollektorausgang des Transistors 58 über Verstärkerstufen, die zwei Transistoren 63 und 64 aufweisen, mit der anderen Hälfte 65 der Primärwicklung des Ausgangstransformators 46 verbunden.The collector output of the transistor 57 is via Yeretärkerstufen, which have two transistors 60 and 61, with one Half 62 of a primary winding of the output transformer 46 provided with a central tap. In a similar way Way is the collector output of transistor 58 via amplifier stages, which have two transistors 63 and 64, connected to the other half 65 of the primary winding of the output transformer 46.
Das resultierende Ausgangssignal der Sekundärwicklung des Trans* formators 46 weist somit eine Serie von Impulsen abwechselnderThe resulting output signal of the secondary winding of the Trans * formator 46 thus has a series of pulses alternating
Polarität auf, wie in Figur 7 (f) dargestellt, deren Amplitude von der jeweilig berrschenden Amplitude des wellenförmigen Ausgangssignals des Generators 36 bestimmt ist.Polarity, as shown in Figure 7 (f), the amplitude of which depends on the prevailing amplitude of the undulating Output signal of the generator 36 is determined.
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176U54176U54
Figur θ Beigt die schematische Darstellung einer weiteren AusführungBform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung, die ebenfalle ein Ausgangasignal mit Rechteckimpulsen mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität erzeugt, deren Amplitude der jeweilig herrschenden Amplitude eines wellenförmigen Ausgangssignals eines Generators entspricht. Der Ausgang eines Generators 68 mit wellenförmigem Ausgangssignal ist über eine Leitung 69 mit dem Eingang einer Mischstufe 70 (Pulsmodulator) verbunden. Ebenso ist ein Ausgang eines Rechteckimpulsgenerators 71 über eine Leitung 72 auf einen Eingang dieser Mischstufe 70 geschaltet. Ein zweiter Ausgang des Rechteckimpulsgenerators 71 führt über eine Leitung 73 zu einer Vorzögerungs- und Steuerschalt stufe 74. Der Ausgang der Mischstufe 70 ist über eineFigure θ attaches the schematic representation of a further embodiment Bform the inventive switching device, the also an output signal with square-wave pulses with alternating opposite polarity is generated, the amplitude of which corresponds to the respective prevailing amplitude of a wave-shaped output signal of a generator. The output of a generator 68 with a wave-like output signal is via a Line 69 connected to the input of a mixer 70 (pulse modulator). There is also an output of a square-wave pulse generator 71 is switched to an input of this mixer stage 70 via a line 72. A second output of the square pulse generator 71 leads via a line 73 to a delay and control circuit stage 74. The output of the mixer stage 70 is via a
Leitung 7ü mit einer Ausgangsstufe 76 verbunden, deren Ausgang über einen Doppelwechselschalter 78 auf die Primärwicklung eines Ausgangstransformators geschaltet ist. Die Betätigung der Kontakte des Doppelwechselschalters kann mit Hilfe eines von der Steuerschaltstufe 74 gesteuerten Relais vorgenommen werden, wie durch die gestrichelte Linie 79 angedeutet. Die | Leitung 81 ist dabei mit einer Hochspannung verbunden; das Ausgangssignal,wird der Sekundärwicklung 80 defa Ausgangstransformators entnommen.Line 7ü connected to an output stage 76, the output of which is switched to the primary winding of an output transformer via a double changeover switch 78. The operation the contacts of the double changeover switch can be made with the aid of a relay controlled by the control switching stage 74 as indicated by the dashed line 79. The | Line 81 is connected to a high voltage; the Output signal, the secondary winding 80 becomes defa output transformer taken.
Diese in Figur 8 dargestellte Schaltvorrichtung arbeitet in ähnlicher Weise wie bezüglich der Figuren 1, 2 und 3 beschrieben. Die dort verwendete elektronische Schalteranordnung ist hier durch einen mechanischen Schalter ersetzt; anstelle der gegensinnig gewickelten Primärepulen tritt hier eine einzige Primärapule. Ein Srsatζ des mechanischen Schalters durch äquivalenteThis switching device shown in Figure 8 operates in in a manner similar to that described with respect to FIGS. 1, 2 and 3. The electronic switch assembly used there is here replaced by a mechanical switch; Instead of the primary coils wound in opposite directions, there is a single primary coil. A Srsatζ of the mechanical switch by equivalent
009849/0755009849/0755
elektronische Schalter liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung. Eb ist weiterhin nicht notwendig) dass die Generatoren 4» 38 und 71 Rechteckimpulse erzeugen. Ebenso können Impulseelectronic switch is of course within the scope of the invention. Eb is still not necessary) that the generators Generate 4 »38 and 71 square-wave pulses. Likewise can impulses
in Wellenform oder anderer Gestalt verwendet werden.be used in wave form or other shape.
Es sei ausdrücklich bemerkt, dass, obgleich in diesen Schaltvorrichtungen beide Generatoren frei schwingen, die Verwendung derartiger Generatortypen nicht zwingend ist. Es können durchaus gesteuerte Generatoren verwendet werden, deren Betrieb von der Schaltstellung eines Schalters abhängig ist. Weiterhin kann ein freischwingend ausgebildeter Generator mit wellenförmiger Ausgangsspannung einen Rechteckimpulsgenerator höherer Frequenz steuern.It should be expressly noted that, although in these switching devices both generators oscillate freely, the use of such generator types is not mandatory. It can Controlled generators are used, the operation of which depends on the switch position of a switch. Furthermore can a freely oscillating trained generator with wave-shaped Output voltage control a square wave pulse generator of higher frequency.
Der Generator für wellenförmige Auegangssignale ist derart ausgebildet, dass die Anlaufflanke des Auegangssignals allmählich ansteigt, wie in Figur 2 (a) gezeigt. Diese Signalform kann in bekannter Weise mit Hilfe eines Widerstandes und einer Kapazität in der Generatorschaltung einstellbar sein. Auf diese Weise wird ein Ausgangssignal erreicht, das ein allmähliches Ansteigen der auf den Muskel aufgebrachten Impulse gewährleistet.The generator for wave-shaped output signals is designed in such a way that the leading edge of the output signal is gradual increases as shown in Figure 2 (a). This waveform can be in a known manner with the help of a resistor and a capacitance can be set in the generator circuit. In this way an output signal is achieved which ensures a gradual increase in the impulses applied to the muscle.
Der Impulsgenerator ist bevorzugt so ausgeführt, dass das Verhältnis von "ein" zu "aus" bzw. das Verhältnis von PuIsdauer zu Pulsabstand kleiner als 1 ist.The pulse generator is preferably designed so that the ratio of "on" to "off" or the ratio of pulse duration to pulse interval is less than 1.
»
Wie aus Figur y zu entnehmen ist, weist der Ausgangetransfor-»
As can be seen from Figure y , the output transform
- 12 009849/0755 - 12 009849/0755
mator normalerweise mehrere sekundäre Wicklungen auf, deren Ausgänge jeweils mit einem Elektrodenpaar verbunden sind.
Über diese auf den Körper eines Patienten aufgebrachten
Elektrodenpaare, werden die Ausgangssignale des Transformators
einzelnen Muskeln für deren Stimulierung zugeführt.mator normally has several secondary windings, the outputs of which are each connected to a pair of electrodes. About this applied to the body of a patient
Electrode pairs, the output signals of the transformer are fed to individual muscles for their stimulation.
Die Erfindung ist nicht auf die nachfolgenden Ansprüche
beschränkt. Ihr zugehörig sind sämtliche Merkmale aus der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung, die aufgrund
des Standes der Technik ersichtlich erfinderisoh sind.The invention is not limited to the following claims
limited. It includes all features from the above description and the drawing that are evidently inventive based on the prior art.
0 0 9 8 ι, ü ' Q 7 5 50 0 9 8 ι, ü 'Q 7 5 5
Claims (1)
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GB26803/67A GB1213655A (en) | 1965-05-26 | 1967-06-09 | Circuit arrangement for an electric muscle stimulator |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (5)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1213655A (en) | 1970-11-25 |
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BHV | Refusal |