DE3006477A1 - CIRCUIT FOR MEASURING THE PULSE OF A PERSON WITH A CONTROLLABLE LIGHT SOURCE - Google Patents
CIRCUIT FOR MEASURING THE PULSE OF A PERSON WITH A CONTROLLABLE LIGHT SOURCEInfo
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- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
Description
PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 80-025PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 80-025
Schaltung zum Messen des Pulses einer Person mit einer steuerbaren LichtquelleCircuit for measuring the pulse of a person with a controllable light source
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Messen des Pulses einer Person mit einer steuerbaren Lichtquelle, einem Lichtempfänger, der ein der Schwächung durch die Meßstelle entsprechendes Meßsignal liefert, einem Filter, das aus dem Meßsignal ein dem Puls entsprechendes Pulssignal ausfiltert, das einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, und mit einem Regler, der in Abhängigkeit von dem Meßsignal die Lichtquelle derart steuert, daß der zeitliche Mittelwert des Reglereingangssignals wenigstens annähernd konstant bleibt.The invention relates to a circuit for measuring the pulse of a person with a controllable light source, a light receiver, which supplies a measurement signal corresponding to the attenuation by the measuring point, a filter that is derived from the Measurement signal filters out a pulse signal corresponding to the pulse, which is fed to an evaluation device, and with a Controller that controls the light source as a function of the measurement signal in such a way that the time average of the Controller input signal remains at least approximately constant.
Eine solche Schaltung ist aus der DE-OS 27 27 138 bekannt. Bei der Messung wird das Licht der Lichtquelle durch eine Hautfalte der Ohrmuschel durch die Spitze eines Fingers o.dgl. geschickt und der jenseits der Meßstelle auftretende Lichtstrom wird von dem Lichtempfänger gemessen. Er enthält als Amplitudenmodulation eine Information über die Änderung des Blutgehaltes an der Meßstelle, woraus mittels der Auswerteeinrichtung die Pulsfrequenz ermittelt wird.Such a circuit is known from DE-OS 27 27 138. During the measurement, the light from the light source is passed through a Skin fold of the auricle through the tip of a finger or the like. sent and the one occurring beyond the measuring point Luminous flux is measured by the light receiver. It contains as amplitude modulation, information about the change in blood content at the measuring point, from which by means of the evaluation device the pulse rate is determined.
Der Regler sorgt dabei dafür, daß das Meßsignal weitgehend unabhängig von individuellen Unterschieden in den optischen Eigenschaften von Haut und Gewebe (Transmission) bleibt, was die Auswertung des Meßsignals erheblich erleichtert.The controller ensures that the measurement signal is largely independent of individual differences in the optical The properties of skin and tissue (transmission) remain, which considerably simplifies the evaluation of the measurement signal.
Gleichwohl können auch bei dem bekannten Gerät noch Störungen auftreten, die eine exakte Auswertung des Meßsignals verhindern. Der Erfinder hat erkannt, daß diese Störungen durch vasomotorische Aktivitäten des Gefäßsystems hervorgerufen werden. Dabei verengen oder erweitern sich die Gefäße, wodurch das transportierte Blutvolumen verändert wird, wasAt the same time, interference can still occur in the known device occur that prevent an exact evaluation of the measurement signal. The inventor has recognized that these disorders caused by vasomotor activities of the vascular system. The vessels narrow or widen, which changes the volume of blood transported, what
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eine Änderung der Modulation des Meßsignals zur Folge hat. Diese vasomotorischen Aktivitäten verlaufen wesentlich langsamer als der Puls der untersuchten Person.changes the modulation of the measurement signal. These vasomotor activities are essential slower than the examined person's pulse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu^schaffen, bei der vasomotorische Aktivitäten bei der Messung praktisch keinen Einfluß auf die Genauigkeit des Meßergebnisses bei der Messung der Pulsfrequenz haben. Mit zeitlich langsam verlaufenden Schwankungen sind dabei Änderungen gemeint, deren obere Grenzfrequenz wesentlich kleiner ist als die Pulsfrequenz. Vasomotorische Aktivitäten wirken sich als zeitlich langsam verlaufende Schwankungen der Amplitude des Pulssignals aus, und der Regelkreis unterdrückt dieseThe object of the present invention is to provide a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning, in which vasomotor activities practically do not occur during the measurement Have an influence on the accuracy of the measurement result when measuring the pulse frequency. With slowly running Fluctuations mean changes whose upper limit frequency is significantly lower than the pulse frequency. Vasomotor activities act as slow fluctuations in the amplitude of the time Pulse signal and the control loop suppresses it
T5 Schwankungen weitgehend, so daß der Auswerteeinrichtung praktisch nur ein Signal mit nahezu konstanter Amplitude zugeführt wird, das leicht auszuwerten ist.T5 fluctuations largely, so that the evaluation device practically only a signal with an almost constant amplitude that is easy to evaluate.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Regelkreis eine dem Filter nachgeschaltete Mittelwert-Schaltung enthält, die ein Ausgangssignal liefert, das dem über mehrere Perioden des Pulssignals gemittelten Mittelwert der Amplitude des Pulssignals entspricht und den Istwert für den Regelkreis bildet. Diese Mittelwert-Schaltung kann im einfachsten Fall durch die Serienschaltung einer Diode und eines Kondensators gebildet werden, wobei dem Kondensator ein Widerstand parallelgeschaltet ist (Gleichrichter-Schaltung). Das Ausgangssignal, das dem Mittelwert der Pulssignalamplitude über mehrere Pulssignal-Perioden hinweg entspricht,A further development of the invention provides that the control loop contains an average value circuit connected downstream of the filter, which supplies an output signal that corresponds to the above several periods of the pulse signal averaged mean value corresponds to the amplitude of the pulse signal and the actual value for the control loop. This mean value circuit can in the simplest case by the series connection of a diode and of a capacitor, a resistor being connected in parallel to the capacitor (rectifier circuit). The output signal corresponding to the mean value of the pulse signal amplitude corresponds to over several pulse signal periods,
so wird am Kondensator abgenommen, der zusammen mit dem Widerstand eine Zeitkonstante von einigen Sekunden aufweist. Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht nun vor, daß zwischen dem Filter und der Mittelwert-Schaltung ein Verstärker geschaltet ist, dessen Verstärkung durch das Ausgangssigrial der Mittelwert-Schaltung steuerbar ist- Die Verstärkung des Verstärkers wird in Abhängigkeit vom Ausgangs-so is taken from the capacitor, which together with the resistor has a time constant of a few seconds. An additional development of the invention now provides that An amplifier is connected between the filter and the mean value circuit, the amplification of which is given by the output signal the mean value circuit is controllable - The gain of the amplifier is dependent on the output
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signal der Mittelwert-Schaltung so gesteuert, daß die Verstärkung abnimmt, wenn das Ausgangssignal der Mittelwert-Schaltung zunimmt und umgekehrt.signal of the mean value circuit controlled so that the gain decreases when the output signal of the mean value circuit increases and vice versa.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Ausgangssignal der Mittelwert-Schaltung zusammen mit dem Signal eines Sollwertgebers als Führungsgröße für den Regler dient, und daß die·so gebildete Führungsgröße zunimmt, wenn der Mittelwert abnimmt.Another development of the invention provides that the output signal of the mean value circuit together with the signal of a setpoint generator serves as a reference variable for the controller, and that the reference variable formed in this way increases as the mean decreases.
So dient also der Regler, der das Pulssignal unabhängig von der Transmission macht, zugleich auch zur Ausregelung von durch vasomotorischen Aktivitäten verursachten Schwankungen der Pulsamplitude. Wenn beispielsweise aufgrund vasomotorischer Aktivitäten die Amplitude des Pulssignals abnimmt, wird dabei die Emission der Lichtquelle solange erhöht, bis das Pulssignal wieder seinen Sollwert erreicht. Der zeitliche Mittelwert der auf den Lichtempfänger auftreffenden Intensität und damit dessen Arbeitspunkt hängt hierbei aber von den vasomotorischen Aktivitäten ab, so daß ein der Transmission an der Meßstelle entsprechendes Signal nicht mehr vorhanden ist.So the controller, which makes the pulse signal independent of the transmission, also serves to regulate Pulse amplitude fluctuations caused by vasomotor activity. For example, if due to vasomotor Activities the amplitude of the pulse signal decreases, the emission of the light source is increased until the pulse signal reaches its setpoint again. The time average of the intensity impinging on the light receiver and thus its working point depends on the vasomotor activities, so that one of the transmission the corresponding signal is no longer available at the measuring point.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an den Ausgang der Mittelwert-Schaltung eine weitere Auswerteeinrichtung angeschlossen ist. Mit einer solchen Schaltungsanordnung kann also außer der Herzpulsfrequenz auch eine dem vasomotorischen Zustand des Gefäßsystems entsprechende Größe angezeigt werden.Another development of the invention provides that a further evaluation device is connected to the output of the mean value circuit connected. With such a circuit arrangement, in addition to the heart pulse rate, a size corresponding to the vasomotor condition of the vasculature are displayed.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. It demonstrate
Fig. 1 eine Schaltung, bei der die Meßstelle mit pulsierendem Licht durchstrahlt wird, undFig. 1 shows a circuit in which the measuring point is irradiated with pulsating light, and
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Fig. 2 eine Schaltung, bei der die Meßstelle mit Gleichlicht durchstrahlt wird.2 shows a circuit in which the measuring point is irradiated with constant light.
Ein Impulsgenerator 1 erzeugt ein Rechtecksignal mit konstanter Amplitude, konstanter Frequenz und konstantem Tastverhältnis. Dieses Signal wird einem Verstärker 2 zugeführt, dessen Verstärkung durch die Spannung an seinem Eingang 24 steuerbar ist. An den Ausgang des Verstärkers 2 ist eine Lichtquelle angeschlossen, deren Strahlungsfluß von der Ausgangsspannung des Verstärkers 2 abhängt, z.B. eine Infrarot-Leuchtdiode 23. Diese Leuchtdiode ist zusammen mit einem Lichtempfänger 14, z.B. einem Fototransistor, so angeordnet, daß bei einer Messung der Fototransistor 14 die Intensität des von der Lichtquelle 23 emittierten, an der Meßstelle 21 durchblutetes Gewebe, z.B. ein Finger oder ein Ohrläppchen, geschwächten Lichtes erfaßt.A pulse generator 1 generates a square wave signal with constant amplitude, constant frequency and constant duty cycle. This signal is fed to an amplifier 2, which is amplified by the voltage at its input 24 is controllable. At the output of the amplifier 2, a light source is connected, the radiation flux of the Output voltage of the amplifier 2 depends, e.g. an infrared light emitting diode 23. This light emitting diode is together with a Light receiver 14, for example a phototransistor, arranged so that when a measurement of the phototransistor 14 the intensity the tissue emitted by the light source 23 and perfused at the measuring point 21, e.g. a finger or an earlobe, weakened light detected.
Bei vorgegebenem Strahlungsfluß der Lichtquelle 31 ist das Ausgangssignal des Lichtempfängers 14 ein Maß für die ähwächung des Lichtes durch die Meßstelle. Das Ausgangssignal des Fototransistors 14 ist ebenfalls impulsförmig, jedoch ist die Impulsamplitude nicht konstant, sondern schwankt mit der Durchblutung an der Meßstelle. Diese Schwankung bzw. Modulation ist jedoch relativ gering. Sie beträgt nur etwa 1 %. With a given radiation flux of the light source 31, the output signal of the light receiver 14 is a measure for the ähwächung of the light through the measuring point. The output signal of the phototransistor 14 is also pulse-shaped, but the pulse amplitude is not constant, but fluctuates with the blood flow at the measuring point. However, this fluctuation or modulation is relatively small. It is only about 1 %.
Die den Lichtempfänger 14 enthaltende Empfängerschaltung 3 muß daher so ausgelegt sein, daß ein zusätzlich an den Lichtempfänger gelangender Störlichtanteil weitgehend eliminiert und eine Amplitudenmodulation durch Arbeitspunktverschiebung infolge Störlicht weitgehend verhindert wird.The receiver circuit 3 containing the light receiver 14 must therefore be designed so that an additional stray light component reaching the light receiver is largely eliminated and amplitude modulation caused by shifting the operating point due to interfering light is largely prevented.
Der Störlichtanteil kann ähnlich wie bei der Schaltung nach der DE-OS 27 27 138 dadurch praktisch eliminiert werden, daß das Signal von der Ausgangselektrode des Fototransistors der weiterverarbeitenden Schaltung über einen Kondensator zugeführt wird, der mittels eines im Takte der Lichtimpulse ein- und ausgeschalteten Schalters auf eine dem Störlichtan-Similar to the circuit according to DE-OS 27 27 138, the stray light component can be practically eliminated by that the signal from the output electrode of the phototransistor of the processing circuit through a capacitor is supplied, which by means of a switch that is switched on and off in time with the light pulses to one of the interfering light signals
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teil entsprechende Spannung aufgeladen wird, die während der Lichtimpulse (Schalter geöffnet) vom Ausgangssignal subtrahiert wird, so daß der Störlichtanteil eliminiert ist. - Die Amplitudenmodulation durch den Störanteil kann dadurch klein gehalten werden, daß der Fototransistor mit konstanter Kollektorspannung betrieben wird indem man seinen Kollektor an den Emitter eines Transistors anschließt, dessen Basis an konstanter Spannung liegt.Partly corresponding voltage is charged, which is subtracted from the output signal during the light pulses (switch open) so that the stray light component is eliminated. - The Amplitude modulation by the interference component can be kept small by the fact that the phototransistor with constant Collector voltage is operated by connecting its collector to the emitter of a transistor, whose basis is constant voltage.
Am Ausgang der Empfängerschaltung 3 steht somit ein impulsförmiges Signal zur Verfügung, dessen Frequenz der Frequenz des vom Impulserzeuger 1 gelieferten Impulses entspricht und dessen Amplitude in erster Linie von der konstanten Schwächung an der Meßstelle und erst in zweiter Linie von der Durchblutung des Gewebes abhängt. Dieses Signal wird über einen Impedanzwandler 4 einem Bandpaß 5 zugeführt, dessen Mittenfrequenz der Frequenz der vom Impulserzeuger gelieferten Impulse (5 kHz) entspricht und dessen Bandbreite so gewählt ist, daß der Übertragungsfaktor für die durch die Blutpulsmodulation hervorgerufenen Seitenbänder praktisch nicht geringer ist als der Übertragungsfaktor für die Mittenfrequenz. Störfrequenzen, die außerhalb der Nutzsignalbandbreite liegen, werden also hierdurch eliminiert.There is thus a pulse-shaped output at the output of the receiver circuit 3 Signal available, the frequency of which corresponds to the frequency of the pulse supplied by the pulse generator 1 and its amplitude primarily from the constant weakening at the measuring point and only secondarily from depends on the blood flow to the tissue. This signal is fed to a bandpass filter 5 via an impedance converter 4, whose center frequency corresponds to the frequency of the pulses supplied by the pulse generator (5 kHz) and its bandwidth is chosen so that the transfer factor for the sidebands caused by the blood pulse modulation is practically no less than the transmission factor for the center frequency. Interference frequencies that are outside the useful signal bandwidth are thus eliminated.
An den Ausgang des Bandpasses 5 ist ein Verstärker 6 angeschlossen, dessen Verstärkung in Stufen verstellbar ist. Dadurch sollen sehr große Transmissionsänderungen, wie sie auftreten, wenn anstatt des Ohrläppchens eine Fingerspitze durchstrahlt wird (die Transmission kann in diesem Fall um den Faktor 100 niedriger werden), ausgeglichen werden, da der Regelkreis allein solche Änderungen nicht ausregeln kann. Das Ausgangssignal des Verstärkers 6 wird einem Amplitudendemodulator 18 zugeführt, der ein Zeitverhalten hat, das dem eines Tiefpaßfilters mit einer oberen Grenz-An amplifier 6 is connected to the output of the bandpass filter 5, whose gain is adjustable in steps. As a result, very large changes in transmission, like them occur when a fingertip is irradiated instead of the earlobe (the transmission can in this case be reduced by a factor of 100), since the control loop alone does not compensate for such changes can. The output signal of the amplifier 6 is fed to an amplitude demodulator 18 which has a time response has that of a low-pass filter with an upper limit
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frequenz von etwa 100 Hz entspricht. Das Demodulator-Ausgangssignal besteht aus einem Gleichspannungsanteil, der dem Mittelwert der Amplitude des impulsförmigen Ausgangssignals der Empfängerschaltung 3 proportional ist, und einem überlagerten Wechselspannungsanteil, der durch den Blutpuls hervorgerufen wird.frequency of about 100 Hz. The demodulator output signal consists of a DC voltage component, which is the mean value of the amplitude of the pulse-shaped output signal the receiver circuit 3 is proportional, and a superimposed AC voltage component, which is caused by the blood pulse is caused.
Das Demodulator-Ausgangssignal wird dem Istwerteingang eines PI-Reglers zugeführt und mit dem von einem Sollwertgeber 8 gelieferten Sollwert verglichen. Das Ausgangssignal des PI-Reglers 7 wird über eine Bandsperre 22, die die vom Blutpuls herrührenden Signalkomponenten ausfiltert, dem Steuereingang 24 des steuerbaren Verstärktes 2 zugeführt. Dadurch wird dessen Verstärkung so gesteuert, da3 bei zunehmendem Ausgangssignal der Verstärkerschaltung 3 die Verstärkung abnimmt. Auf diese Weise gelingt es, unabhängig von Transmissionsunterschieden für eine bestimmte Meßstelle (Ohrläppchen bzw. Fingerspitze) bei derselben oder verschiedenen Personen am Ausgang der Empfängerschaltung 3 eine konstanteThe demodulator output signal is fed to the actual value input of a PI controller and with that of a setpoint generator 8 is compared. The output signal of the PI controller 7 is via a bandstop filter 22, which is from the Filters out signal components originating from the blood pulse, fed to the control input 24 of the controllable amplifier 2. As a result, its gain is controlled in such a way that as the output signal of the amplifier circuit 3 increases, the gain is increased decreases. In this way it is possible, regardless of transmission differences for a certain measuring point (earlobe or fingertip) for the same or different people at the output of the receiver circuit 3 a constant
2& Signalamplitude zu gewährleisten. Bei einem konstanten Signal am Sollwert-Eingang des PI-Reglers 7 ist dessen Ausgangssignal nur noch der Transmission des durchstrahlten Gewebes proportional(wenn man die geringe Modulation durch das Blutpulssignal zunächst vernachlässigt). Diese Meßgröße, die z.B. an der Klemme 15 zur Verfugung steht, kann als Information über die Gewebetransmission ausgewertet und angezeigt werden. Dabei kann zwischen dem Punkt 15 und dem Anzeigeinstrument gegebenenfalls eine weitere Verstärkerstufe angeschaltet werden, deren Verstärkung in Stufen und gegensinnig zur Verstärkung der Verstärkerstufe 6 verändert wird, so daß das Produkt der Verstärkung beider Verstärkerstufen konstant ist und das angezeigte Signal unabhängig von der Einstellung der Verstärkerstufe 6 ist.2 & to ensure signal amplitude. With a constant signal at the setpoint input of the PI controller 7, its output signal is only the transmission of the irradiated tissue proportional (if you consider the low modulation by the Blood pulse signal initially neglected). This measured variable, which is available e.g. at terminal 15, can be used as a Information about the tissue transmission can be evaluated and displayed. You can choose between point 15 and the display instrument if necessary, a further amplifier stage can be switched on, its amplification in stages and in opposite directions to amplify the amplifier stage 6 is changed, so that the product of the gain of both amplifier stages is constant and the displayed signal is independent of the setting of the amplifier stage 6.
35DIe zwischen den Ausgang des PI-Reglers 7 und den Steuer- 35 DIe between the output of PI controller 7 and the control
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eingang des steuerbaren Verstärkers 2 geschaltete Bandsperre 22 hat die Aufgabe, zu verhindern, daß die vom Blutpuls herrührenden Signalanteile den Regelvorgang beeinflussen, was zur Folge hätte, daß auch diese Signalanteile durch eine wirksame Regelung mehr oder weniger ausgeregelt würden.input of the controllable amplifier 2 switched band-stop filter 22 has the task of preventing the blood pulse the resulting signal components influence the control process, As a result, these signal components would also be more or less regulated by an effective control would.
Das Ausgangssignal des PI-Reglers 17 wird über einen Bandpaß 9a, der nur die für den Blutpuls kennzeichnenden Frequenzanteile (0,5 bis 40 Hz) durchläßt, einer Verstärkerstufe 9 zugeführt, deren Verstärkung durch die Spannung an ihrem Steuereingang 91 steuerbar ist. Der Ausgang 16 der Verstärkerschaltung enthält somit das Pulssignal, d.h. ein Signal, dessen zeitlicher Verlauf der Durchblutung an der Meßstelle und damit dem Blut- bzw. Herzpuls der untersuchten Person entspricht. Dieses Signal kann durch einen an den Ausgang 16 des Verstärkers 9 angeschlossenen Schwellwertschalter 12 digitalisiert und mit der' Impulsfrequenz synchronisiert werden. In einer Zähl-, Rechen- und Anzeigeschaltung 13 kann die Herzpulsfrequenz in Schlagen pro Minute ausgegeben werden.The output signal of the PI controller 17 is via a bandpass filter 9a, which only lets through the frequency components characteristic of the blood pulse (0.5 to 40 Hz), an amplifier stage 9 supplied, the gain of which can be controlled by the voltage at its control input 91. The output 16 of the amplifier circuit thus contains the pulse signal, i.e. a signal whose blood flow changes over time at the Measuring point and thus corresponds to the blood or heart pulse of the person examined. This signal can be sent to the Output 16 of the amplifier 9 connected threshold switch 12 digitized and synchronized with the 'pulse frequency will. In a counting, arithmetic and display circuit 13, the heart rate in beats per Minute.
Wie bereits erwähnt, können vasomotorische Aktivitäten die Amplitude des Pulssignals beeinflussen, was nachteilige Auswirkungen auf die Genauigkeit der Auswertung haben kann. Der Einfluß der vasomotorischen Aktivitäten auf die Amplitude des Pulssignals läßt sich weitgehend durch einen Regelkreis ausschalten, der u.a. die Mittelwert-Schaltung enthält. Diese Schaltung liefert ein Signal, das dem überAs mentioned earlier, vasomotor activities can reduce the Affect the amplitude of the pulse signal, which has a detrimental effect on the accuracy of the evaluation can. The influence of the vasomotor activities on the amplitude of the pulse signal can be largely determined by a Switch off the control circuit, which contains the mean value circuit, among other things. This circuit provides a signal that the above
30mehrere Pulsperioden (d.h. über mehrere Sekunden) gemittelten Mittelwert der Amplituden entspricht. 30 corresponds to the mean value of the amplitudes averaged over several pulse periods (ie over several seconds).
Im einfachsten Fall kann diese Schaltung eine an den Ausgang des Verstärkers 9 geschaltete Dioden enthalten, deren anderer Anschluß über einen Kondensator an Masse geschaltetIn the simplest case, this circuit can contain a diode connected to the output of the amplifier 9, whose other connection connected to ground via a capacitor
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ist, wobei dem Kondensator ein Widerstand parallelgeschaltet ist, der so bemessen ist, daß sich eine Zeitkonstante von einigen Sekunden ergibt. Die Kondensatorspannung entspricht somit dem Mittelwert der Amplitude des Pulssignals. Dieser Mittelwert wird einem Impedanzwandler 11 zugeführt, an dessen Ausgang 17 mithin ein Signal anliegt, das ein Maß für die vasomotorischen Aktivitäten des Gefäßsystems ist. Dieses Signal kann über die Verbindung 19 zusätzlich zu dem vom Sollwertgeber 8 gelieferten Signal dem Sollwert-Eingang des PI-Reglers 7 zugeführt werden, und zwar so, daß der Sollwert abnimmt, xvenn die Amplitude des Pulssignals zunimmt. is, wherein the capacitor is connected in parallel with a resistor which is dimensioned so that there is a time constant of a few seconds. The capacitor voltage thus corresponds to the mean value of the amplitude of the pulse signal. This mean value is fed to an impedance converter 11, at the output 17 of which there is consequently a signal which is a measure of the vasomotor activities of the vascular system. This signal can be fed via the connection 19 in addition to the signal supplied by the setpoint generator 8 to the setpoint input of the PI controller 7 in such a way that the setpoint decreases when the amplitude of the pulse signal increases.
Diese Lösung erfordert zwar keinen zusätzlichen Regler, hat aber den Nachteil, daß auch der Gleichspannungsanteil des Ausgangssignals des PI-Reglers 7 von den vasomotorischen Aktivitäten abhängt, so daß das Signal am Punkt 15 kein Maß mehr für die Transmission ist. Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn das Ausgangssignal des Impedanzwandlers 11 nicht über die Verbindung 19 dem PI-Regler 7 zugeführt wird, sondern über die Verbindung 20 dem Steuereingang 91 des Verstärkers 9 mit steuerbarer Verstärkung, und zwar in der Weise, daß die Verstärkung des Verstärkers 91 abnimmt, wenn die Amplitude des Pulssignals zunimmt und umgekehrt. Das Signal am Ausgang 16 des Verstärkers 9 ist in beiden Fällen weitgehend unabhängig von den vasomotorischen Aktivitäten.Although this solution does not require an additional controller, it has the disadvantage that the DC voltage component of the output signal of the PI controller 7 also depends on the vasomotor activities, so that the signal at point 15 is no longer a measure of the transmission. This disadvantage can be avoided if the output signal of the impedance converter 11 is not fed to the PI controller 7 via the connection 19, but to the control input 91 of the amplifier 9 with controllable gain via the connection 20, in such a way that the gain of the Amplifier 91 decreases as the amplitude of the pulse signal increases and vice versa. The signal at the output 16 of the amplifier 9 is largely independent of the vasomotor activities in both cases.
Die Schaltung gestattet daher die Erfassung des Pulssignales und seine genaue Auswertung unabhängig von Unterschieden in der Transmission und von Änderungen der vasomotorischen j0Aktivitäten. Darüber hinaus können neben dem Pulssignal und dessen Frequenz auch die Transmission der Meßstelle und die vasomotorischen Aktivitäten meßtechnisch erfaßt werden (Signale an den Klemmen 15 und 17).The circuit therefore allows the detection of the pulse signal and its exact evaluation regardless of differences in transmission and of changes in vasomotor j0 activities. In addition to the pulse signal and its frequency, the transmission of the measuring point and the vasomotor activities can also be measured using measurements (signals at terminals 15 and 17).
Durch die Verwendung von impulsweise emittiertem Licht ist die Schaltung weitgehend unabhängig von Licht, das aus derThe use of pulsed light means that the circuit is largely independent of the light emitted by the
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Umgebung der Meßstelle stammt. Falls die Meßstelle von Umgebungslicht hinreichend abgeschirmt werden kann, kann aber auch "auf die Erzeugung von Lichtimpulsen verzichtet werden und stattdessen kann eine konstante Beleuchtung (Gleichlicht) verwendet werden. Die Schaltung vereinfacht sich dadurch wesentlich, wie sich aus Fig. 2 ergibt, die eine solche Schaltung darstellt, wobei entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig.Surrounding the measuring point originates. If the measuring point is from Ambient light can be adequately shielded, but can also "dispense with the generation of light pulses and instead constant lighting (constant light) can be used. The circuit is simplified as a result, as can be seen from FIG. 2, which shows such a circuit, with corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in Fig.
Man erkennt, daß der Impulserzeuger 1 hierbei entfällt und daß statt des Verstärkers mit steuerbarer Verstärkung ein einfacher Gleichspannungsverstärker verwendet werden kann, an dessen Ausgang die Lichtquelle angeschlossen ist. Ein Bandpaß 5 ist nicht mehr erforderlich, weil bei derIt can be seen that the pulse generator 1 is omitted here and that instead of the amplifier with controllable gain a simple DC voltage amplifier can be used, to the output of which the light source is connected. A bandpass filter 5 is no longer required because in the
IB Verwendung einer konstanten Beleuchtung der Meßstelle keine Seitenbänder entstehen können. Naturgemäß kann auch ein Demodulator entfeilen.· Das Pulssignal wird lediglich aus dem Ausgangssignal des PI-Reglers 7 durch den Bandpaß 9a herausgefiltert. Das Ausgangssignal der Bandsperre 22 dient als Eingangssignal des Gleichspannungsverstärkers 2.IB use of constant illumination of the measuring point none Side ligaments can arise. Of course, a demodulator can also be omitted. · The pulse signal is only switched off the output signal of the PI controller 7 through the bandpass filter 9a filtered out. The output signal of the bandstop filter 22 is used as the input signal of the DC voltage amplifier 2.
130036/0170130036/0170
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