DE2452933A1

DE2452933A1 - Eichimpulsgenerator fuer ein signalformungselement

Info

Publication number: DE2452933A1
Application number: DE19742452933
Authority: DE
Inventors: Estan Laurent
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1976-05-13
Also published as: DE2452933B2; GB1522357A; DE2452933C3; SE7512516L; FR2290791A1; SE409248B; US4047050A; FR2290791B1

Description

Eichimpulsgenerator für ein Signalformungselement

Die Erfindung bezieht sich auf einen Eichimpulsgenerator, der an den Eingang eines Signalformungselements anschaltbar ist, das das Eingangssignal nach der Funktion -—· f (t) umformt.

Ein Signalformungselement, das sein Eingangssignal nach dieser Funktion umformt, kann beispielsweise für Kontraktilitätsmessungen am Herzen benutzt werden. Die Primärfunktion f (t), die als elektrisches. Signal vom Herzen abgeleitet wird, kann beispielsweise den linken Eammerdruck verkörpern oder den Apex-Impulsen entsprechen.

Bei einem Signalformungselement dieser Art besteht die Forderung, daß eine Eichung möglich ist, d.h. daß eine bekannte Eingangsspannung zugeführt wird, die zu einem Impuls bekannter Amplitude am Ausgang des Signalformungselementes führt. Dabei ist die Schwierigkeit zu überwinden, einen Eichimpulgsgenerator zu schaffen,

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der Eichimpulse mit einem zeitlichen "Verlauf liefert, der nach Umformung im Signalformungselement zu brauchbaren Eichimpulsen am Ausgang des Signalformungselements führt. j

In der DT-OS 2-203 636 ist ein Differenzierverstärker beschrieben, zu dessen Eichung ein Eichsignal benutzt wird, das die Form eines Dreiecks: · bzw. Trapezes mit mindestens einer abgeflachten Kante aufweist. Das bei diesem Differenzierverstärker benutzte Eichsignal ist aber bei einem Signalformungselement gemäß der Gattung der vorliegenden Erfindung, das das differenzierte Eingangssignal durch das Eingangssignal selbst teilt, nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eichimpulsgenerator für ein Signalformungselement zu schaffen, das das Eichsignal nach der Funktion —/ f (t) umformt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eire solche Ausbildung des Eichimpulsgenerators, daß ein Eichimpuls von einem Anfangswert nach einer e-Funktion zeitlich bis zu einem Endwert verläuft und nach dem Erreichen des Endwerts wieder auf den Anfangswert zurückkehrt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu- · gründe, daß Eichimpulse mit dem geschilderten Verlauf Rechteckimpalse bekannter Amplitude am Ausgang des Signalformelements erzeugen. Diese Rechteckimpuls erlauben somit eine exakte Ermittlung der Amplituden des Ausgangs signals des Signalf ormele:aents, das von einem physiologischen Eingangssignal abgeleitet ist und erlauben ferner eine Überprüfung des Signalformelements.

Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolger.den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:

_ 3 —

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■ Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens, ί

Fig. 2 und 3 den zeitlichen Signalverlauf an verschiedenen Stellen der Anordnung gemäß Figur 1, undi

Fig. 4 die Schaltung des Eichimpulsgenerators, der in Figur 1 schematisch dargestellt ist.

In der Figur 1 ist eine Kontraktilitätseinheit 1 dargestellt, die das Signal an ihrem Eingang 2 nach der Funktion / umformt. Das Ausgangs signal am Ausgang 3 verläuft also entsprechend dieser Funktion in Abhängigkeit vom Eingangssignal. Die Kontraktilitätseinheit 1 kann beispielsweise zur Erfassung eines den linken Kammerdruck des Herzens darstellenden Signals oder zur Erfassung der Apex-Impulse dienen. Das physiologische Meßsignal wird auf der Leitung 4 geliefert und ist der Kontraktilitätseinheit 1 über einen Eichschalter 5 zuführbar. Die Eichung der Kontraktilitätseinheit 1 erfolgt, wenn der Eichschalter 5 in seine gestrichelt gezeichnete Lage umgeschaltet wird. In dieser Lage verbindet er den Eingang 2 der Kontraktilitätseinheit 1 mit einem Eichimpulsgenerator 6.

Die Figur 2 zeigt den Verlauf der Ausgangsimpulse des Eichimpulsgenerators 6. Die abfallenden Flanken der Ausgangsimpulse verlaufen nach der Funkion e ^RC und die ansteigenden Flanken nach

der Funktion e . Während der Eichung gilt also z.B. für die

—~c

abfallenden Flanken der Eingangsimpulse: f (t) = e . Durch Differenzierung der Eichimpulse in der Kontraktilitätseinheit 1 erhält man -—i±l = zl · _e ^RC _# wird das endgültige Ausgangs signal durch Division mit ι (t) gebildet, so erhält man für das Ausgangssignal der Kontraktilitätseinheit 1 : -^i . Der abfallenden

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■- 4 -

Flanke eines Eichimpulses entspricht also ein negativer Rechteckimpuls am Ausgang 3 der Kontraktilitätseinheit 1„ Entsprechend erhält man während der ansteigenden Flanke eines Eichimpulses am Eingang 2 einen positiven Rechteckimpuls am Ausgang

1 1 ^: Die Amplituden der Rechteckimpulse sind 5-77 und -5-77 . Ihr Ver-

lauf ist in der Figur 3 dargestellt. Durch die beschriebene Wahl des Verlaufs der Eichimpulse erhält man somit am Ausgang 3' positive und negative Rechteckimpulse', die eine exakte Eichung ermöglichen. Im Rahmen der Erfindung kann u.U. die Erzeugung von Rechteckimpulsen nur einer einzigen Polarität ausreichend sein.

In der Figur 4 ist ein Beispiel für die Schaltung des Eichimpulsgenerators 6 dargestellt. Der Eichimpulsgenerator 6 enthält zwei Eichtasten 7 und 8. Die Eichtaste 7 ist über einen Widerstand R am Minuseingang eines Operationsverstärkers 9 angeschlossen, während die ^ichtaste 8 direkt am Pluseingang dieses Verstärkers liegt. Der Ausgang 10 des Operationsverstärkers 9 ist über zwei gleichgroße Widerstände R mit dem Plus- und mit dem Minuseingang verbunden. Zwischen dem Pluseingang und Masse liegt ferner die Reihenschaltung aus. einem Widerstand R-j und einer Kapazität C1. Die Eichspannung ist an der Kapazität C1, und zwar am Ausgang abgegriffen. Sie liegt zwischen dem Ausgang 11 und Masse.

Nach Umlegen des Eichschalters 5 wird zur Erzeugung der ansteigenden Flanke des Eichimpulses zunächst der Schalter 7 geschlossen. Für i_c gilt dann:

. i = J^₁- weil R » i- = Ua + R1 · i_p

C rt—K I l* C

Für i_c gilt ferner: i_c = C1 ·

daraus folgt: ^j = C1 ·

Ua = e IR*-R1; C1 + const.

Für R = 2R1 wird Ua = e RTCT + const. - 5 -

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Wenn der Schalter 7 wieder geöffnet wird, wird i_c gleich Null und Ua = const; Während dieser Phase entspricht also die Ausgangs spannung den Gleichspannungsanteilen zwischen den ansteigenden und den abfällenden Flanken der Eichimpulse gemäß Figur

Wird danach der Schalter 8 geschlossen, so wird die Kapazität C1 entladen und es gilt:

-t Ua = const. · e ^{R1 C1}

Die Ausgangsspannung am Ausgang 11 verläuft also exakt nach der Figur 2 und kann zur Eichung der Kontraktiiitätseinheit 1 benutzt werden.

- β 2Ö/ÖS3 2 .

Claims

Patentansprüche

Eichimpulsgenerator, der an den Eingang eines Signalformungselements anschaltbar ist, das das Eingangssignal nach der Punktion ~st—V f(t) umformt, gekennzeich-

UU

net durch eine solche Ausbildung, daß ein Eichimpuls von einem Anfangswert nach einer e-Funktion zeitlich bis zu einem Endwert verläuft und nach dem Erreichen des Endwerts wieder auf den Anfangswert zurückkehrt.
2. Eichimpulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eichimpuls vom Endwert auf den Anfangswert nach einer e-Funktion zurückkehrt, die spiegelbildlich zu der e-Punktion liegt, nach der er vom Anfangswert zum Endwert verläuft.
3. Eichimpulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls zwischen seiner ansteigenden und seiner abfallenden Flanke einen Gleichspannungsanteil konstanter Amplitude aufweist.
4. Eichimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der e-Funktion eine Kapazität (Cl) und Mittel (7 bis 9, R, Rl) zum Auf- und Eiitladen der Kapazität (Cl) vorhanden sind.
5. Eichimpulsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (Cl), an der die Eichimpulse abgegriffen sind, in Reihe mit einem ohmschen Ladewiderstand (Rl) am ersten Eingang (+) eines Operationsverstärkers (9) und mit ihrem einen Pol an Masse angeschlossen ist, daß zwischen dem

—' ι —

Ausgang(10) und den beiden Eingängen {+, -) des Operationsverstärkers (9) gleich große Koppelwiderstände (R) liegen,, daß zwischen dem ersten Eingang ( + ) des Operationsverstärkiers und Masse ein erster Eichschalter (8) und zwischen dem zweiten Eingang (-) und Masse die Reihenschaltung aus einem zweitein Eichschalter (7.) und einem Koppelwiderstand (R) liegt, und daß die Koppelwiderstände (R) doppelt so groß sind wie der Ladewiderstand (Rl).

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