DE2452933C3

DE2452933C3 - Eichgenerator zur Erzeugung von Impulsen mit exponentiellem Verlauf für ein Signalformungselement

Info

Publication number: DE2452933C3
Application number: DE2452933A
Authority: DE
Inventors: Estan Lidingoe Laurent (Schweden)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2452933B2; GB1522357A; FR2290791B1; SE7512516L; FR2290791A1; US4047050A; DE2452933A1; SE409248B

Description

d/(r)
dt

IfU)

umformt.

2. Eichimpulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls zwischen seiner ansteigender, und seiner abfallenden Flanke einen Gleichspannungsanteil konstanter Amplitude aufweist.

3. Eichimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der e-Funktion eine Kapazität (Ci) und Mittel (7 bis 9, R, R 1) zum Auf- und Entladen der Kapazität (Ci) vorhanden sind.

4. Eichimpulsgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität CCl), an der die Eichimpulse abgegriffen sind, in Reihe mit einem ohmschen LaUowiderstand (R 1) am ersten Eingang ( + ) eines Operationsve-stärke , (9) und mit ihrem einen Pol an Masse angeschlossen ist, daß zwischen dem Ausgang (10) und den beiden Eingängen (+, -) des Operationsverstärkers (9) gleich große Koppelwiderstände (R) liegen, daß zwischen dem ersten Eingang ( + ) des Operationsverstärkers und Masse ein erster Eichschalter (8) und zwischen dem zweiten Eingang (-) und Masse die Reihenschaltung aus einem zweiten Eichschalter (7) und einem Koppelwiderstand ^y liegt und daß die Koppelwiderstände (R) doppelt so groß sind wie der Ladewiderstand (Ri).

einem Impuls bekannter Amplitude am Ausgang des Signalformungselements führt.

In der Literaturstelle »Revue 6 B Medical and Biological Engineering« vom September 1973, Nr. 5, Seiten 560 bis 568 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, die sägezahnförmige, nach einer e-Funktion verlaufende Impulse erzeugt, die einem Signalformungselement der beschriebenen Art als Eich-Eingangssignale zugeführt werden. Wegen des Verlaufs

dieser Signale entstehen am Ausgang der Kontraktilitätseinheit als Eichimpulse nur Rechteckimpulse einer Polarität, die nur eine beschränkte Beurteilung des Ausgangssignals des Signalformungselements erlauben.

In der DE-OS 22 03 636 ist ein Differenzierverstärker beschrieben, zu dessen Eichung ein Eichsignal benutzt wird, das die Form eines Dreiecks bzw. eines Trapezes mit mindestens einer abgeflachten Kante aufweist. Das bei diesem Differenzierverstärker benutzte Eicnsignal ist aber bei einem Signalformungselement gemäß der oben beschriebenen Art, das das differenzierte Eingangssignal durch das Eingangssignal selbst teilt, nicht anwendbar.

Ein Impulsgenerator mit einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 20 53 975 beschrieben. Er ist speziell für die Anwendung in einem UKW-Empfänger mit elektronischer Suchlaufeinrichtung vorgesehen, bei dem eine möglichst genaue Approximation des Kurvenverlaufs an eine gegebene Soll-Kurve durchzuführen ist.

jo Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eichimpulsgenerator für ein Signalformungselement, das das Eingangssignal nach der Funktion

Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator mit einer Schaltungsanordnung, die Impulse erzeugt, die von einem Anfangswert nach einer e-Funktion zeitlich bis zu einem Endwert verlaufen und die vom Endwert auf den Anfangswert nach einer e-Fun'uion zurückkehren, die spiegelbildlich zu der e-Funktion liegt, nach der »ie vom Anfangswert zum Endwert verlaufen.

Es ist bekannt, daß ein Signalformungselement, das »ein Eingangssignal nach der Funktion

d/(M
d/

umformt, für Kontraktilitätsmessungen am Herzen benutzt werden kann. Die Primärfunktion f(t), die als elektrisches Signal vom Herzen abgeleitet wird, kann beispielsweise den linken Kammerdruck 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 di

UU)

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

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung eines Impulsgenerators der eingangs genannten Art als Eichimpulsgenerator für das Signalformungselement, das das Eingangssignal nach der

4Ί Funktion

umformt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Eichimpulse mit dem geschilderten Verlauf Rechteckimpulse bekannter Amplitude und wechselnde: Polarität am Ausgang des Signalformungselement erzeugen. Diese Rechteckimpulse erlauben somit eine exakte Ermittlung der Amplituden des Ausgangssignals des Signalformungselements, das von einem physiologischen Eingangssignal abgeleitet ist und erlauben ferner eine Oberprüfung des Signalformungselements.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nachfolgend

6Q anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,

Fig.2 und 3 den zeitlichen Signalverlauf an

verschiedenen Stellen der Anordnung gemäß Fig. 1 und

F i g. 4 die Schaltung des Eichimpulsgenerators, der in F i g. 1 schematisch dargestellt ist.

In der F i g. 1 ist eine Signalformungseinheit 1, die im folgenden als Kontraktilitätseinheit bezeichnet wird, dargestellt, die das Signal an ihrem Eingang 2 nach der Funktion

dr

-If it)

umformt. Das Ausgangssignai 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 einen! Eichimpulsgenerator 6.

Die Fig.2 zeigt den Verlauf der Ausgangsimpuise des Eichimpuisgenerators 6. Die abfallenden .'"Ianken der Ausgangsimpuise verlaufen nach der Funktion

und die ansteigenden Flanken nach der Funktion

Während der Eichung gilt also z. B. für die abfallenden Flanken der Eingangsimpulse:

JU) = e^Ri .

Durch Differenzierung der Eiehimpulse in der Kontraktilitätseinheit 1 erhält man

dj U) dl

-I
Rc'

RC

und

RC

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 Fig.4 ist ein Beispiel für die Schaltung des Eichimpuisgenerators 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,

ίο während die Eichtaste 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 1 und einer Kapazität Cl. Die Eichspannung ist an der Kapazität Cl, und zwar am Ausgang 11 abgegriffen. Sie üegt zwischen dem Ausgang 11 und Masse.

Nach Umlegen des Eichschalters 5 wird zur Erzeugung der ansteigenden Flanke r⁴ :s Eichimpulses zunächst der Schalter 7 geschlossen. Für '_t g'lt dann

Wird das endgültige Ausgangssignal durch Division mit /(XJ gebildet, so erhält man für das Ausgangssignal der

Kontraktilitätseinheit 1 : „„. Der abfallenden Flanke

KC

eines Eichiivipulses 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 i«m Ausgang 3. Die Amplituden der Rechteckimpulse sind

Ihr Verlauf ist in der F i g. 3 dargestellt. Durch die beschriebene Wjhl des Verlaufs der Eiehimpulse erhält man somit am Ausgang 3 positive und negative Ί =

Ua_

R - Rl

-¹⁵ weil

R · /,. = Ua + R 1 ■ /..

Für i_c gilt ferner:

daraus folgt:

R-Rl

dUa ' df '

«"< ^l + const.

Für R = 2 R 1 wird

Ua = e^Rli ' + const.

Wenn der Schalter 7 wieder geöffnet wird, wird i\- gleich Null und LJa = const. Während dieser Phase entspricht also die Ausgangsspannung den Gleichspannungsanteilen zwischen den ansteigenden und den abfallenden Flanken der Eiehimpulse gemäß F i g. 2.

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

Ua = const. ■ e'^m '

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator mit einer Schaltungsanordnung, die Impulse erzeugt, die von einem Anfangswert nach einer e-Funktion zeitlich bis zu einem Endwert verlaufen und die vom Endwirt auf den Anfangswert nach einer e-Funktion zurückkehren, die spiegelbildlich zu der e-Funktion liegt, nach der sie vom Anfangswert zum En.lwert verlaufen, gekennzeichnet durch die Anwendung als Eichimpulsgenerator für ein Signalformungselement, das das Eingangssignal nach der Funktion