DE3246473A1

DE3246473A1 - Schaltungsanordnung zur erkennung einer elektrischen leitungsunterbrechung

Info

Publication number: DE3246473A1
Application number: DE19823246473
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Maas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE3246473C2; US4598281A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ' Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3 S 3 5 QE

Schaltungsanordnung zur Erkennung einer elektrischen Leitungsunterbrechung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanon' nung zur Erkennung einer Unterbrechung in der elektrischen Verbindung zwischen einem mit einer niederohmigen Impedanz behafteten Signalgeber und einem signalverarbeitenden Gerät, das an seinem Eingang einen Verstärker enthält und eine im Vergleich zum Signalgeber hochohmige Eingangsimpedanz besitzt, mit einer Einspeiseschaltung zur Einspeisung eines Hilfsgleichstroms in die Verbindung zwischen Signalgeber und signalverarbeitendem Gerät und mit einem Alarmgeber, der bei Überschreitung eines vorgegebenen oberen Grenzwerts der Verstärkereingangsspannung einen Alarm auslöst.

Der Signalgeber und das signalverarbeitende Gerät, von dem hierbei ausgegangen wird, können prinzipiell eine beliebige Ausgestaltung besitzen, sofern sie nur die angegebenen Voraussetzungen bezüglich der Impedanz erfüllen. Der Signalgeber soll also eine vergleichsweise niedrige und das signalverarbeitende Gerät soll eine vergleichsweise hohe Eingangsimpedanz besitzen. Beispielsweise kann es sich bei dem Signalgeber um ein Mikrofon und bei dem signalverarbeitenden Gerät um einen Mikrofonverstärker handeln. Bevorzugt wird die Schaltungsanordnung jedoch bei einem Gerät zur Ableitung elektrischer -Spannungen vom Körper eines Patienten eingesetzt. Beispiele für ein solches medihinisches Gerät sind EKG-, EEG- und EMG-Geräte.

Nm 2 Rl / 08.12.1982

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Bei der Ableitung elektrischer Spannungen vom Körper eines Patienten wird ein elektrischer Verstärker über eine oder mehrere Elektroden und über Elektrodenzu- ; leitungen mit dem Patienten kontaktiert. Die einwandfreie Funktion einer solchen Schaltungsanordnung ist wesentlich von der elektrisch gut leitenden Verbindung des Patienten mit dem Verstärkereingang abhängig.! Sobald in dem Stromkreis zwischen Signalgeber (Elektrode) und signalverarbeitendem Gerät (Auswertegerät mit oder ohne Sichtgerät) eine Unterbrechung auftritt, ist eine zuverlässige Ableitung der Spannungen vom Patienten nicht mehr sichergestellt. Es besteht ! dann die Gefahr der Fehlinterpretation der dabei gemessenen Signale. Deshalb werden im Stande der Technik Schaltungsanordnungen vorgesehen, die eine Unterbrechung des elektrischen Eingangskreises des Verstärkers automatisch erkennen und anzeigen.

Bekannte Schaltungsanordnungen auf dem Gebiet der EKG-Messung beruhen auf der Überwachung der Quellimpedanz (Patientenkreis), die an den Verstärkereingang angeschlossen ist, auf einen oberen Grenzwert. Unter einwandfreien Bedingungen ist die Quellimpedanz kleiner als der obere Grenzwert. Die Quellimpedanz setzt sich dabei zusammen aus den Impedanzen der Zuleitungen zwischen Elektrode und signalverarbeitendem Gerät, aus den Elektroden-Übergangsimpedanzen zum Patienten und aus den Gewebeimpedanzen. Bei Störungen, z.B. bei Ablösung einer Elektrode vom Patienten,steigt der Impedanzwert über den vorgegebenen oberen Grenzwert an, und dieser Anstieg wird als Störung von einem Alarmgeber angezeigt.

Nach dem Stande der Technik wird zur Überwachung der Quellimpedanz ein elektrischer Strom annähernd kon-

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stanter Amplitude in den Eingang des Verstärkers und damit in die Verbindung zwischen Signalgeber und signalverarbeitendem Gerät eingespeist. Die am Eingang des Verstärkers gemessene Spannung wird sodann als Maß für die Größe der Quellimpedanz gewertet, un^ ein entsprechendes Alarmsignal wird hiervon abgeleitet-. Um die vom Patienten abzuleitenden Spannungen, die e^- im Frequenzbereich von 0,1 Hz bis 1 kHz liegen, nicht zu verfälschen, wird nach dem Stande der Technik ein Strom mit einer Frequenz weit außerhalb dieses Frequenzbereiches eingespeist. Dieses kann entweder ein Gleichstrom (vgl. Siemens-Prospekt "System SIRECUST 400" E 331, Bestellnummer M-E 331/2077, Artikelnummer 73 70 059 E 2254) oder ein Wechselstrom beispielsweise mit 12 kHz (vgl. Siemens-Prospekt "System SIRECUST 400", E 331, Bestellnummer M-E 331/ 2077, Artikelnummer 73 70 000 E 2253) sein. Jede dieser beiden Möglichkeiten hat jedoch gewisse Nachteile.

Das Einspeisen eines Hilfsgleichstromes etwa konstanter Größe hat folgende Nachteile:

a) Eine Änderung der Quellimpedanz kann zu einer Fehlerspannung führen, die der abzuleitenden und inter- -^: 25 essierenden Spannung überlagert ist.

b)Ein über die Elektroden geleiteter Gleichstrom vergrößert die Polarisationsspannung an den Elektroden, d.h. die Spannung zwischen dem Elektrodenmetall (im allgemeinen Ag/AgCl) und dem Elektrodenkontaktgel. Diese Polarisationsspannung kann ihrerseits wieder moduliert sein, beispielsweise durch Bewegungen des Patienten.

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Diese beiden Effekte a) und b) Können sich insbesondere als Bewegungsartefakte bei der Auswertung und/oder auf dem Sichtbild störend bemerkbar machen.

c) Der Gleichstrom verändert die Elektrodenoberfläche. Das bedeutet, daß die Oberfläche schneller altert, beispielsweise durch Ab- oder Umbau des als Elektrodenmaterial verwendeten Metalls, z.B. des Ag/AgCl.

d) Der Gleichstrom führt zur Ionenwanderung durch die

Haut des Patienten. Er ändert dabei die chemische ' Zusammensetzung sowohl innerhalb des Gewebes als auch im Kontaktelektrolyten, der zwischen Haut und Elektrodenoberfläche üblicherweise vorgesehen ist.

Die unter a) bis d) erwähnten Effekte treten umso stärker auf, je größer der eingespeiste Hilfsgleichstrom ist. Deshalb wählt man einen möglichst kleinen Stromwert. Dieser ist jedoch nach unten begrenzt durch den zu erwartenden Isolationswiderstand der Gesamtanordnung und die Amplitude der zu verarbeitenden Quellspannung. Der Isolationswiderstand ist dabei' insbesondere bestimmt durch die-mehr oder weniger gute Isolation der Elektrodenzuleitungen.

Um diese Nachteile zu umgehen und weil sich damit auch zusätzlich eine Atemkurve gewinnen läßt, wird von der oben bereits erwähnten Möglichkeit Gebrauch gemacht, statt des Gleichstroms einen Hilfswechselstrom relativ hoher Frequenz, beispielsweise von 12 kHz, einzuspeisen. Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Isolationsimpedanz der Elektrodenzuleitungen wegen der Leitungskapazität bereits so niederohmig ist, daß nur ein relativ niederohmiger Grenzwert als Quellimpedanz überwacht werden kann. Außerdem kann die Wechselstromeinspeisung bei der

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Einkopplung hochfrequenter Störspannungen zu Störungen führen. Solche Einkopplung hochfrequenter Störspannungen kann beispielsweise in Verbindung mit der Hochfrequenzchirurgie vorkommen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art mit Gleichstromeinspeisung anzugeben, bei der die oben angegebenen Nachteile a) bis d) beträchtlich verringert sind. Sofern es sich bei dem signalverarbeitenden Gerät insbesondere um ein spannungsableitendes Gerät handelt, sollen bei Bewegungen des Patienten dem vom Signalgeber abgegebenen Nutzsignal weniger große Störsignale überlagert sein.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Einspeiseschaltung der eingespeiste Hilfsgleichstrom von der Verstärkereingangsspannung in dem Sinne gesteuert ist, daß bei ansteigender Verstärkereingangsspannung der Hilfsgleichstrom gleichfalls an^ steigt.

Diese Schaltungsanordnung beruht somit ebenfalls auf der Überwachung der Quellimpedanz mittels eingespeistem Hilfsgleichstrom. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Schaltungsanordnung nach dem Stande der Technik handelt es sich jedoch nicht um einen Hilfsgleichstrom von annähernd konstanter Amplitude. Stattdessen ändert sich der Hilfsgleichstrom automatisch mit der Spannung am Eingang des Verstärkers, und zwar im Sinne einer Mitkopplung. Das heißt, je größer die Eingangsspannung wird, desto größer wird auch der eingespeiste Hilfsgleichstrom.

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Die Begründung für diese Schaltungsanordnung ergibt sich aus der Tatsache, daß in der überwiegenden Mehrzahl der Anwendungsfälle die Eingangsspannung des Verstärkers sehr viel kleiner als der maximal zu verarbeitende Spannungswert, beispielsweise die von einem Patienten abgeleitete Spannung, ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß im Normalfall ein kleinerer Strom für die Leitungsüberwachung ausreicht. Entsprechend geringer sind deshalb auch die von diesem geringeren Hilfsgleichstrom hervorgerufenen negativen Effekte. Das heißt, daß sich z.B. bei Bewegungen eines Patienten weniger Störsignale, die dem Nutzsignal überlagert sind, ergeben. Erst unter Grenzbedingungen, beispielsweise bei spannungsableitenden Geräten kurz vor dem Abfallen einer Elektrode, wird ein ähnlich hoher Hilfsgleichstrom eingespeist wie nach der herkömmlichen Schaltungsanordnung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Hilfsgleichstrom von der Ausgangsspannung des Verstärkers abgeleitet oder schaltungsmäßig hergeleitet ist, z.B. mittels eines ohmschen Widerstandes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine bevorzugte, lineare Strom-Spannungs-Kennlinie für die Hilfsstromeinspeisung,

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Fig. 3 eine besonders einfache schaltungsmäßige

Realisierung einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, und

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der ein Hilfsgleichstrom über eine positive Rückkopplungsschleife in einen zweiteiligen Differenzverstärker eingespeist wird.
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Die Prinzipschaltung nach Figur" 1 bezieht sich auf von einem Patienten abzuleitenden Spannungen. Dabei sind drei Bereiche I, II und III kenntlich gemacht. Der erste Bereich I umfaßt eine oder mehrere Elektroden und den Patienten, also den Signalgeber 1a. Mit Z_Q ist dabei die Quellimpedanz bezeichnet, die hauptsächlich durch den Elektroden-Haut-Übergangswiderstand gebildet wird. Die Quellimpedanz Z_Q ist dabei vergleichsweise niederohmig. Mit U_Q ist die Quellspannung, d.h. also die von den Elektroden abgegebene Spannung bezeichnet. Mit 2 und 3 sind die Ausgangsklemmen des Signalgebers 1a bezeichnet. Im zweiten Bereich II befindet sich die Zuleitung zwischen dem Signalgeber 1a und dem rechts eingezeichneten signalverarbeitenden Gerät 1b. Diese Zuleitung ist durch die Leitungskapazität Cx zwischen den Zuleitungen charakterisiert.

An den Eingangsklemmen 4, 5 des signalverarbeitenden Gerätes 1b liegt eine Eingangsspannung U_e an. Die Eingangsklemme 4 ist dabei mit dem einen (positiven) Signaleingang eines Verstärkers 6 verbunden, während die Eingangsklemme 5 auf Bezugspotential liegt. Ebenso liegt der andere (negative) Signaleingang des Verstärkers 6 auf Bezugspotential. Das signalverarbeitende

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Gerät 1b besitzt zwischen den Eingangsklemmen 4, 5 eine vergleichsweise hochohmige Eingangsimpedanz. Die an der Ausgangsklemme 7 des Verstärkers 6 auftretende verstärkte Signalspannung oder Ausgangsspannung ist ^lj mit U bezeichnet. Die Ausgangsspannung U_ wird im nicht in allen Einzelheiten dargestellten signalverarbeitenden Gerät 1b weiterverarbeitet, beispielsweise in bekannter Weise zur automatischen Auswertung benutzt oder aber auch auf einem Sichtgerät dargestellt.. Der dritte Bereich III, der somit von den Eingangsklemmen 4, 5 zur Ausgangsklemme 7 reicht, enthält somit den Verstärker 6 des Geräts-1b und zusätzlich eine Schaltungsanordnung zur Leitungsüberwachung.

Gemäß Figur 1 wird zwischen den Eingangsklemmen 4, ein Hilfsgleichstrom i^ eingespeist. Dieses ist durch Anschluß einer Hilfsstromquelle 8 symbolisiert. Der eingespeiste Hilfsgleichstrom irr dient zur Überwachung der Quellenimpedanz Zq. Wie durch eine gestrichelte Linie 9 angedeutet, wird der eingespeiste Hilfsgleichstrom ΐττ von der Verstärker-Ausgangs spannung IL und

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damit von der Verstärker-Eingangsspannung U gesteuert. Die Steuerung erfolgt automatisch. Bei ansteigender Verstärker-Eingangsspannung Ug-wird bewirkt, daß der Hilfsgleichstrom i_H ebenfalls ansteigt, und umgekehrt. Somit symbolisieren die eingezeichneten Elemente 8, eine Einspeiseschaltung.

Dem Bereich III ist auch ein Alarmgeber 10 zugeordnet.

Dieser Alarmgeber 10 ist insbesondere ein Schwellwertschalter zur Erkennung einer zu hohen Quellimpedanz. Sein einer (positiver) Signaleingang ist von der Verstärker-Eingangsspannung U beaufschlagt, während der andere (negative) Signaleingang auf Bezugspotential liegt. Dieser Alarmgeber 10 besitzt einen oberen Grenz-

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-Jb- VPA 82 P 3 8 3 5 DE

wert U ,-,.Bei Überschreiten den oberen Grenzwertes U _o durch die Verstärker-Eingangsspannung U wird an dessen Ausgang 11 eine Alarmmoldung abgegeben und dadurch ein Alarm aungoJ,ö;;t.
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Der Alarmgeber 10 kann in bekannter Woi.se aufgebaut sein. Wie später anhand von Figur 2 deutlich werden wird, kann er aber auch neben dem oberen Grenzwert U₂ auch 3inen unteren Spannungsgrenzwert U₁ besitzen, bei dessen Überschreitung ebenfalls ein Alarm ausgelöst wird.

Figur 2 zeigt eine bevorzugte Kennlinie für die Hilfsstromeinspeisung bei einer Schaltungsanordnung zur Unterbrechungserkennung. In Figur 2 ist als Kennlinie A die Abhängigkeit des Hilfsgleichstroms i_H von der Eingangsspannung U des Verstärkers 6 dargestellt. Die Kennlinie A ist eine Gerade. Sie reicht von negativen Werten bis zu positiven Werten der Eingangsspannung U und verläuft linear durch den Punkt OV. In Figur 2 sind auch ein oberer- Grenzwert U_g2 und ein unterer Grenzwert U₁ des Alarmgebers 10 eingezeichnet. Jeweils bei Überschreiten dieser Grenzwerte in der positiven bzw. in der negativen Richtung gibt der Alarmgeber 10 eine Alarmmeldung aus. Die beiden Alarmbereiche sind schraffiert eingezeichnet. Der obere Alarmbereich ist mit Lp und der untere Alarmbereich ist mit Lm bezeichnet. Somit erhält man eine zweifache Spannungsüberwachung, die sowohl auf den positiven oberen als auch auf den negativen unteren Grenzwert U ₂ bzw. U₁ anspricht.

In Figur 2 ist auch eine gestrichelte gerade Kennlinie B eingezeichnet. Diese Kennlinie B kennzeichnet die herkömmliche Hilfsstromeinspeisung über einen hoch-

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ohmigen Widerstand, Wie ersichtlich, ist bei den bekannten Schaltungsanordnungen, im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, der Hilfsgleichstrom irr im ; wesentlichen konstant; er sinkt sogar zu höheren Spannungen U leicht ab.

In Figur 3 ist eine besonders einfach aufgebaute Aus- ; führungsform des Verstärkers 6 mit variabler Hilfsgleichstromeinspeisung dargestellt. An den positiven Signaleingang 4 des Verstärkers 6 ist die Quellimpedanz , Zq in Reihe mit der Quellspannung U_Q angeschaltet. Der negative Signaleingang ist über einen ersten Rückkopplungswiderstand 13 vom Werte R₁ mit dem Ausgang 7 und über einen zweiten Rückkopplungswiderstand 14 vom Werte R₂ mit Bezugspotential verbunden. Weiterhin ist zwischen den Ausgang 7 und den positiven Signaleingang 4 des Verstärkers 6 ein Einspeisewiderstand 15 vom Werte R, geschaltet. In dieser Ausführungsform wird der Hilfsgleichstrom i_H durch den Einspeisewiderstand 15 schaltungsmäßig von der Ausgangsspannung U_a des Verstärkers 6 abgeleitet. Die Widerstände 13, 14 und 15 sind so bemessen, daß dann, wenn die Quellimpedanz Zq einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, entweder der obere (positive) oder der untere (negative) Begrenzungswert des Verstärkers 6 erreicht wird. In beiden Fällen wird eine Alarmauslösung verursacht. Man kann dieses auch so ausdrücken: Wird das Verhältnis der ohmschen Werte R₁, Rp der Rückkopplungswiderstände 13 bzw. 14 größer als das Verhältnis des ohmschen Werts R^ zum Quellimpedanz Zq, d.h.

R₁VR₂ > R₃/Z_Q,
so wird Alarm ausgelöst.

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In Figur 3 ist auch gezeigt, daß aid Verstärker-Ausgangsspannung U einem signalverarbeitenden Gerät 18 zugeführt wird. Dieses Gerät 18 speist ein Signaldarstellungsgerät 19. Hier kann ein ausgewertetes Signal, z.B. dar, FJKG- oder EEG-Signal, dec Patienten Lel 1 I, und u.U. auch auf/^ozeichneI, worden.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß der Verstärker 6 einen rückgekoppelten Verstärker darstellt, wobei der Quellwiderstand Z_Q den Verstärkungsfaktor mit beeinflußt.

Bei dem erwähnten oberen Grenzwert der Quellimpedanz Z_n überschreitet die !^eisverstärkung gerade eben den Wert + 1, und die Ausgangsspannung U„ des Verstärkers 6

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läuft bis in die positive oder negative Begrenzung. Das heißt, daß die Ausgangsspannung U_ einen durch die

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Beschaltung-13, 14, 15 vorgegebenen Grenzwert erreicht hat. Dann hat auch der eingespeiste Hilfsgleichstrom ipj einen so hohen Wert erreicht, daß die Eingangsspannung U auf einen Wert ansteigt, der über dem vorgegebenen Grenzwert U-., U^ der Al arm einrichtung 10 liegt.

Zur Abschätzung des Vorteils, den die Schaltungsanordnung nach Figur 3 bietet, sei folgender Vergleich aufgestellt: Es soll ein Eingangsspannungsbereich U_e von + 1 V ohne Fehlermeldung verarbeitet werden. Die im üblichen Betrieb, d.h. mit Ag/AgCl-Elektroden, auftretende und vom Patienten abgeleitete Gleichspannung liege im Bereich _+ 10 mV. Bei im Vergleich zur herkömmlichen Gleichstromeinspeisung gleicher Ansprechschwelle für die Quellimpedanz (bei dieser Ansprechschwelle soll ein Alarm ausgelöst werden.) ergibt sich somit nach der vorliegenden Schaltungsanordnung ein eingespeister Hilfsgleichstrom i_H, der nur noch ein Hundertstel der Amplitude zu haben braucht, die bei einer Konstantstromeinspeisung her-

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-vt- VPA 82 P 3 8 3 5 DE

kömmlicher Art notwendig ist. Hieraus resultieren die vorstehend angeführten Vorteile bezüglich der Unempfindlichkeit gegen Bewegungen des Patienten.

In Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die für die Ableitung von Spannungen von einem Patienten mitteln dreier Elektroden (nicht gezeigt), bevorzugt dreier EKG-Elektroden, vorgesehen ist. Bei dieser Schaltungsanordnung ist als Verstärker ein Differenzverstärker 20 mit symmetrischem Eingang | vorhanden. Dieser Differenzverstärker 20 besteht aus zwei Teilverstärkern 20a und 20b, die als Operationsverstärker ausgeführt sind. Der Patient ist an einem ersten Eingang 21 über die sogenannte neutrale Elektrode mit dem Bezugspotential des Differenzverstärkers 20 verbunden. Die zweite Elektrode ist an den zweiten Eingang 22 und die dritte Elektrode ist an den dritten Eingang 23 angeschlossen. Der zweite Eingang 22 ist mit dem (positiven) Signaleingang des Teilverstärkers 20a und der dritte Eingang 23 ist mit dem positiven Eingang des Teilverstärkers 20b verbunden. Die Eingänge 22, 23 sind die Differenzeingänge des Differenzverstärkers 20. Dessen Beschaltung mittels Widerstände 20c, 2Od und 2Oe ist an sich bekannt. An den Ausgängen 24, 25 der Teilverstärker 20a bzw. 20b sind verstärkte Ausgangssignale abgreifbar.

Mit der Schaltungsanordnung nach Abbildung 4 kann überwacht werden, ob alle drei Elektrodenanschlüsse vorhanden sind. Nach Figur 4 geschieht dies durch Einspeisen von zwei Gleichströmen i^ und x^ ^{in die} beiden Differenzeingänge 22 bzw. 23. Dazu sind die Ausgänge 24 und 25 an ein Widerstandsnetzwerk, bestehend aus den beiden miteinander in Serie ver-

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bundenen ohmschen Widerständen 26 und 27, angeschlossen.

Diese Widerstände 26, 27 dienen zur Mittelwertbildung der beiden Ausgangsspannungen U ,., U_&2 an den Ausgängen 24 bzw. 25. Der Mittelwert wird einem Rückkopplungsverstärker 28, der ebenfalls ein Operationsverstärker ist, zugeführt. Dieser Rückkopplungsverr.tiirker 28 liegt somit in der RüekkopplungsGchleife beider- Tei!verstärker 20a, 10b. Er ist so beschaltet, daß er einen relativ hohen Verstärkungsfaktor besitzt. Dieser Verstärkungsfaktor kann beispielsweise 3,7 betragen. Die Beschaltungswiderstände des Rückkopplungsverstärkers 28 sind mit 29 und 30 bezeichnet. Das Ausgangssignal des Rückkopplungsverstärkers 28 teilt sich auf in zwei Hilfsgleichströme ir™ und iu^, die über hochohmige Einspeisewiderstände 31 und 32 den beiden Eingängen 22 bzw. 23 der Teilverstärker 20a und 20b zugeführt werden. Der Wert dieser hochohmigen Einspeisewiderstände 31, 32 kann beispielsweise jeweils in der Größenordnung von 100 MOhm liegen.

In der gezeigten Ausführungsform nach Figur 4 ist somit, bemerkenswert, daß eine einzige Einspeiseschaltung 26 bis 32 für beide Teilverstärker 20a und 20b verwendet wird.

Vom Ausgang des Rückkopplungsverstärkers 28 wird bei der vorliegenden Ausführungsform auch der Komparator oder Alarmgeber 10 gespeist. Das hat den Vorteil, daß an dieser Stelle ein niederohmig.es Signal vorliegt und daß nur ein einziger Komparator 10 benötigt wird. Der Alarmgeber 10, der ebenfalls wiederum zwei Grenzwerte besitzt und den man daher als Fensterkomparator bezeichnen könnte, gibt an seinem Ausgang 11 eine Alarmmeldung ab, sobald einer dieser beiden Grenzwerte überschritten ist.

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Es soll jedoch auch betont werdon, daß stattdessen jeweils ein eigener (nicht gezeigter) Alarmgeber oder Komparator an die Ausgänge 24 und 2^lj angeschlossen sein könnte. Dabei hätte dann jeder Komparator bei beiden Grenzwerten anzusprechen. Dies würde jedoch einen gewissen Mehraufwand bedeuten.

Es ist also auch bei dieser Ausführungsform so, daß die Hilfsströme ir™ , i^ ^von der Ausgangsspannung, in diesem Fall speziell vom Mittelwert der beiden Ausgangs spannungen JJ ^ , U_a2,durch eine Schaltung abgeleitet werden.

Bei der Auslegung der .Schaltungsanordnung nach Figur ist selbstverständlich darauf zu achten, daß diese nicht zu ungewollten Schwingungen neigt; dieses wird durch bekannte, nicht gezeigte Beschaltungselemente erreicht.

Die Schaltungsanordnung nach Figur 4 gibt einen Alarm, wenn bereits eine der drei Elektroden an den Eingängen 21, 22, 23 abgefallen ist. Diese Eigenschaft wird unter anderem dadurch erreicht, daß der Rückkopplungsverstärker 28 die erwähnte relativ hohe Verstärkung besitzt.

11 Patentansprüche

4 Figuren .

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Claims

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Patentansp rüche

My Schaltungsanordnung zur Erkennung einer Unterbrechung in der elektrisehen Verbindung zwischen einem mit einer nioderohrni/ion Imprdany. bohan.cl.on Signalgeber und einem r. i/';naLverarbe i Lenden Gera L, das an seinem Eingang einen Verstärker enthält und eine im Vergleich zum Signalgeber hochohmige Eingangsimpedanz besitzt, mit einer Einspeiseschaltung zur Einspeisung eines Hilfsgleichstroms in die Verbindung zwischen Signalgeber und signalverarbeitendem Gerät und mit einem Alarmgeber, der bei Überschreitung eines vorgegebenen oberen Grenzwerts der Verstärkereingangsspannung einen Alarm auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einspeiseschaltung der eingespeiste Hilfsgleichstrom (i^; i^ , i_H2) ^von der Verstärkereingangsspannung (U ) in dem Sinne gesteuert ist, daß bei ansteigender Verstärkereingangsspannung (U ) der Hilfsgleichstrom (ijjj iu-i , iu₂) gleichfalls ansteigt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfsgleichstrom (ijj> ijj-i > iyto) ^von der Ausgangsspannung (U_a) des

Verstärkers (6; 20) schaltungsmäßig abgeleitet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verstärker (6; 20) ein Operationsverstärker ist, und daß zwischen dem Ausgang (7; 24, 25) dieses Operationsverstärkers und dem einen Signaleingang (4; 22, 23) ein ohmscher Widerstand (15; 31, 32) zur Ableitung und Hilfsgleichstromeinspeisung angeordnet ist.

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4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der ohmsche Widerstand (15; 31, 32) am Signaleingang (4; 22, 23) im Vergleich zur Impedanz (Z_Q) des Signalgebe."s (1) hochohmip; au.i/^ebj Idet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d ι durch gekennzeichnet, daß der eingespeiste Hilfsgleichstrom (irr) nach einer linearen Kennlinie von der Verstärkereingangsspannung (U ) ge-

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steuert ist (Fig. 2).
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1

bis 5, da du rch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang (7; 24, 25) des Verstärkers (6; 20a, 20b) und den Signaleingang (4; 22, 23) des Verstärkers ein Rückkopplungsverstärker (-_;28) geschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiseschaltung (26 bis 32) gleichzeitig für mindestens zwei Schaltungsanordnungen zur Erkennung einer elektrischen Verbindungsunterbrechung vorgesehen ist (Fig. 4).
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, wobei für zwei Schaltungsanordnungen ein gemeinsamer Differenzverstärker vorgesehen ist, dessen Signaleingänge über elektrische Verbindungsleitungen an je einen Signalgeber angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgänge (24, 25) des Differenzverstärkers (20) über ein zur Spannungsmittelwertbildung dienendes Widerstandsnetzwert (26, 27) mit den beiden Signaleingängen (22, 23) verbunden sind.

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9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1

Ms 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) eine spannungsableitende Elektrode ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrode eine EKG-Elektrode ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Alarmgeber (to) so ausgebildet ist, daß er auch bei Überschreitung eines vorgegebenen unteren Grenzwerts (U >,) der Verstärkereingangsspannung (U) einen Alarm auslöst.