DE2615157A1

DE2615157A1 - Vorrichtung zur erzeugung von mittelfrequenzstroemen

Info

Publication number: DE2615157A1
Application number: DE19762615157
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Szehi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1977-10-13
Also published as: DE2615157C2; ATA983776A; GB1577834A; AT370628B; NL7614140A

Description

SIEMENS AKTIENGESEIISCHAFT Unser Zeichen Berlin und München * 3 * ^VPA ^^{6 P} ^⁰ 5 2 ^BRD

Vorrichtung zur Erzeugung von Mittelfrequenzströmen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mittelfrequenzströmen, insbesondere zur elektrotherapeutischen Behandlung, mit einem Mittelfrequenzoszillator für einen ersten von wenigstens zwei Elektrodenkreisen und einem Nieder- ^- frequenzoszillator, in dessen Abhängigkeit die Phase eines Stromes an einem oder jedem der weiteren Elektrodenkreise rhythmisch veränderbar ist.

Eine Vorrichtung dieser Art zur Interferenzstromtherapie ist beispielsweise aus der DT-OS 2 143 562 vorbekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Phase des einen Nutsstromes an einem von insgesamt zwei Elektrodenkreisen rhythmisch durch einen Phasenschieber verändert. Der Phasenschieber umfaßt dabei zwei monostabile Kippstufen, von denen die eine die Ausgangsrechteckimpulse des Mittelfrequenzoszillators in Abhängigkeit von der Niederfrequenz eines Niederfrequenzoszillators impulsbreitenmoduliert. Die zweite monostabile Kippstufe wird jeweils durch' die Rückflanken der impulsbreitenmodulierten Ausgangsimpulse der ersten monostabilen Kippstufe angestoßen und sie soll daraufhin Aus gangs rechteckimpulse mit dem Tastverhältnis 1:1 und der Mittelfrequenz des Mittelfrequenzoszillators erzeugen, wobei jedoch die Phase rhythmisch verändert ist.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist einerseits, daß zur Requirierung der phasenveränderten Rechteckschwingung ein exaktes Tastverhältnis von 1:1 der zweiten monostabilen Kippstufe des Phasenschiebers unabdingbar ist. Ein solch exaktes Tastverhältnis von 1:1 ist jedoch auch bei großer zeitlicher Konstanz der Kippzeit monostabiler Kippstufen, insbesondere bei schnellen Phasenänderungen, kaum realisierbar. Andererseits besteht

709841/0453

VPA 76 Ξ 5002

Eue 28 Eof / 30. 3. 1976

auch ein weiterer Nachteil darin, daß mit einem Phasenschieber mit monostabilen Kippstufen gemäß der Torrichtung nach der DT-OS 2 143 562 der Phasenwinkel nicht beliebig an 0° bzw. 360° herangeführt werden kann, was bei Interferenz zu nur unvollständiger Auslöschung bzw. Aufaddierung der zu überlagernden Signale führt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrichtung eingangs genannter Art aufzubauen, die die oben aufgezählten Nachteile der Vorrichtung nach der DT-OS 2 143 562 nicht aufweist.

Die Aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens dem zweiten oder jedem weiteren Elektrodenkreis ein zusätzlicher, nur diesem Kreis eigener, in Frequenz und Phase regelbarer Mittelfrequenzoszillator zugeordnet ist, der zusammen mit dem ersten Hittelfrequenzoszillator in einem Phasenregelkreis eingeschlossen ist, der durch Phasenvergleich die Frequenz des zweiten Oszillators auf jene des ersten unter gleichzeitiger rhythmischer Phasenänderung in Abhängigkeit von einer niederfrequenten Spannung des Niederfrequenzoszillators einregelt .

Im Gegensatz zur DT-OS 2 143 562 verwendet die Erfindung nicht einen einzigen Mittelfrequenzoszillator zur Erzeugung sowohl

.5 eines in der Phase unveränderten als auch eines in der Phase rhythmisch veränderten Nutzstroms. Die rhythmische Phasenänderung des einen Nutzstroms erfolgt demnach auch nicht aufgrund Phasenschiebung der Ausgangsschwingung eines einzigen Mittelfrequenzoszillators mittels Phasenschieber. Die Erfindung geht vielmehr aus von einem ersten Mittelfrequenzoszillator, der lediglich den in der Phase unverschobenen Nutzstrom erzeugt, während Grundlage zur Erzeugung eines in der Phase rhythmisch veränderten Nutzstroms ein zweiter Mittelfrequenzoszillator ist. Lediglich diesem zweiten Mittelfrequenzoszillator ist dann der Niederfrequenzoszillator zur rhythmischen Phasenänderung der Ausgangsschwingung des zweiten Oszillators zugeordnet. Eine Verbindung des zweiten Mittelfrequenzoszillators mit dem ersten

709841/0453

VPA 76 E 5002

Mittelfrequenzoszillator besteht nur insofern, als durch Einschaltung in den Phasenregelkreis die Frequenz des zweiten Mittelfrequenzoszillators unter gleichzeitiger rhythmischer Phasenänderung in Abhängigkeit von der niederfrequenten Spannung des Niederfrequenzoszillators auf die Frequenz des ersten Mittelfrequenzoszillators eingeregelt wird. Die Verwendung zweier fest frequenzgerasteter Mittelfrequenzoszillatoren gewährleistet also die Vorgabe exakter Tastverhältnisse, während gleichzeitig auch durch Auswahl geeigneter Phasendetektoren im Phasenregelkreis eine Phasenänderung des einen Nutzstroms über Bereiche ermöglicht wird, die im Bedarfsfall 0° und/oder 360 exakt einschließen.

j .

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann auch dem ersten Elektrodenkreis ein zusätzlicher, diesem Kreis eigener in Frequenz und Phase regelbarer Mittelfrequenzossillator zugeordnet sein, der zusammen mit dem ersten Mittelfrequensoszillator in einen zweiten Phasenregelkreis eingeschlossen ist, der durch Phasenvergleich die Frequenz auch dieses zusätzlichen Oszillators auf jene des ersten unter gleichzeitiger rhythmischer Phasenänderung in Abhängigkeit von der niederfrequenten Spannung eines NiederfrequenzOszillators einregelt. Damit lassen sich bei Bedarf rhythmische Phasenänderungen an jedem der verwendeten Nutzströme realisieren. In weiterer vor-

.j teilhafter Ausgestaltung der Erfindung lassen sich auch rhythmische Phasenänderungen in Abhängigkeit von den zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren durchführen dann, wenn bei einer Mehrzahl von zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren wahlweise einzelne dieser Oszillatoren auch untereinander in Phasenregelkreise eingeschlossen sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1, 5 und 6 drei Ausführungsbeispiele der Erfindung

im Prinzipschaltbild, 709841/0453

VPA 76 E 5002

Fig. 2 bis 4 sich, mit den Prinzipschalfbildern nach den Fig. 1, 5 und 6 ergebende Interferenzstromverläufe über unterschiedliche Änderungsbereiche des Phasenwinkels. 5

In der Fig. 1 ist mit 1 ein erster Mittelfrequenzoszillator bezeichnet, der beispielsweise Ausgangsimpulse im 5 kHz-Takt erzeugt. Ein weiterer Mittelfrequenzoszillator,, der in seiner Ausgangsfrequenz im Bereich von beispielsweise 1 bis 10 kHz regelbar ist, ist mit 2 bezeichnet. Der zweite Mittelfrequenzoszillator 2 ist zusammen mit dem ersten Mittelfrequenzoszillator 1 in einem Phasenregelkreis eingeschaltet, der einen Phasendetektor 3 mit nachgeschaltetem Frequenztiefpaß 4 umfaßt. Der Phasendetektor 3 kann dabei je nach Bauart so konzipiert sein, daß der Regelkreis eine maximale Phasenverschiebung von 0° - *f - 4 TC bewirke. Die Ausgangs spannung des Filters 4 setzt sich im allgemeinen zusammen aus einer Gleichspannung sowie . einer überlagerten Wechselspannungskomponente. Diese Spannung dient dann als Signal zur Frequenzsteuerung des zweiten Mittelfrequenzoszillators 2. Wird dem Phasendetektor 3 kein Signal des ersten Mittelfrequenzoszillators 1 augeleitet, so schwingt der zweite Oszillator 2 mit seiner, von der Frequenz des Oszillators 1 im allgemeinen abweichenden Ruhe- oder Mittenfrequenz. Liegt hingegen das Signal des ersten Oszillators an, so stellt sich die Frequenz des zweiten Oszillators 2 auf jene des ersten ein, wobei die Schwingung des zweiten Oszillators je nach Bauart des Phasendetektors 3 eine definierte Phasenlage einnimmt. Diese Phasenlage läßt sich nun in Abhängigkeit von der Ausgangsfrequenz der Niederfrequenaspannung (0 ... 200 Hz) eines Niederfrequenzoszillators 5, die auf das Ausgangssignal des Tiefpasses 4 als Störgröße U₀(t) wirkt, rhythmisch verändern.

Je nach Phasenbereich des Phasendetektors 3 ergeben sich mit dem Prinzipschaltbild rhythmische Phasenänderungen in den Bereichen 0° - f ^ 180° oder wahlweise auch 0° ^ f ^ 360°. Die sich dabei jeweils einstellenden Interferenzstromverläufe bei

709841/0453
VPA 76 E 5002

Spannungsüberlagerung sind in den Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellt. Die Fig. 2 zeigt dabei ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs des Phasenwinkelsy bzw. der Störspannung U in Abhängigkeit von der Zeit über eine volle Periode t _NF der (wahlweise sinus- oder dreieckförmigen) niederfrequenten Schwingung. Aus I ergibt sich dabei als Interferenzstromprodukt der über Tiefpaßfilter 6 bzw. 7 sowie Verstärkern 8 bzw. den Elektrodenkreisen 10 bzw. 11 zugeleiteten Spannungen U- bzw. Up des ersten und zweiten Mittelfrequenzoszillators die Kurvenform gemäß Fig. 3. Wie angedeutet, erfolgt die Phasenänderung im Bereich 0° ^ «f ^ 180° (Überlagerungsbild gleicht einer amplitudenmodulierten Schwingung). Entsprechend ergibt sich aus II ein Überlagerungsprodukt gemäß Fig. 4, wobei hier die Phasenänderung über einen Bereich von 0° - *f - 360° erfolgt (Überlagerungsbild gleicht einer Schwebung oder auch Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Träger).

. Das Prinzipschaltbild nach der Fig. 1 ermöglicht rhythmische Phasenänderung lediglich des Nutzstroms am Elektrodenkreis Wird auch eine rhythmische Phasenänderung des Nutzstroms am Elektrodenkreis 10 gewünscht, so erhält man dies gemäß Fig. dadurch, daß auch diesem Elektrodenkreis 10 ein zusätzlicher Mittelfrequenzoszillator 12 zugeordnet ist, der zusammen mit dem ersten Mittelfrequenzoszillator 1 in einen weiteren Phasenregelkreis 13, 14 eingeschaltet ist. Beiden zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren 2 bzw. 12 ist dabei der Niederfrequenzoszillator 5 beispielsweise mit zwei gegensinnig arbeitenden Ausgängen gemeinsam zugeordnet. Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation der Prinzipschaltbilder nach den B'ig. 1 und 5, wo bei einer Mehrzahl von zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren 2 wahlweise einzelne dieser Oszillatoren auch untereinander in Phasenregelkreise 3, 4 eingeschlossen sind. An den Elektrodenkreisausgängen E₁ bis E" ergeben sich jetzt Nutzströme, die untereinander in Abhängigkeit von den Phasenlagen der Ströme einzelner Zusatsoszillatoren bei entsprechend zugeordneten Nieder-frequensoszillatoren 5·ι. · ·_η rhythmisch in

der Phase veränderbar-sind.

/Ubo4i/U4bJ

VPA 76 E 5002

Claims

Patentansprüche

(1J Vorrichtung zur Erzeugung von Mittelfrequenzströmen, insbesondere zur elektrotherapeutischen Behandlung, mit einem Mittelfrequenzoszillator für einen ersten von wenigstens zwei Elektrodenkreisen und einem Niederfrequenzoszillator, in des- sen Abhängigkeit die Phase eines Stromes an einem oder jedem der v/eiteren Elektrodenkreise rhythmisch veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens dem zweiten oder jedem weiteren Elektrodenkreis (11) ein zusätzlicher, nur diesem Kreis eigener, in Frequenz und Phase regelbarer Mittelfrequenzoszillator (2) zugeordnet ist, der zusammen mit dem ersten Mittelfrequenzoszillator (1) in einem Phasenregelkreis (3, 4) eingeschlossen ist, der durch Phasenvergleich die Frequenz des zweiten Oszillators (2) auf jene des ersten (1) unter gleichzeitiger rhythmischer Phasenänderung in Abhängigkeit von einer niederfrequenten Spannung des Niederfrequenzoszillators (5) einregelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch dem ersten Elektrodenkreis (10) ein zusätzlicher, diesem Kreis eigener in Frequenz und Phase regelbarer Mittelfrequenzoszillator (12) zugeordnet ist, der zusammen mit dem ersten Mittelfrequenzoszillator (1) in einen zweiten Phasenregelkreis (13, 14) eingeschlossen ist, der durch Phasenvergleich die Frequenz auch dieses zusätzlichen Oszillators (12) auf jene des ersten (1) unter gleichzeitiger rhythmischer Phasenänderung in Abhängigkeit von der niederfrequenten Spannung eines Niederfrequenzoszillators (5) einregelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiden zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren (2, 12) ein einziger Niederfrequenzoszillator (5) gemeinsam zugeordnet ist, der an zwei Ausgängen vorzugsweise gegensinnig arbeitet.

709841/0453

VPA 76 E 5002
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl von zusätzlichen Mittelfrequenzoszillatoren wahlweise einzelne dieser Oszillatoren auch untereinander in Phasenregelkreise eingeschlossen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenregelkreis ein Phasenvergleichsglied (3) mit nachgeschaltetem Frequenztiefpaß (4) umfaßt.

709841/0453 VPA 76 E 5002