DE873262C - Verstaerkereinrichtung fuer physiologische Zwecke - Google Patents

Description

• Verstärkereinrichtung für physiologische Zwecke Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Eingangsschaltung von Verstärkern für elektrophysiologische Untersuchungen.
• Während in der üblichen elektronischen Technik die transformatorische Ankopplung von Spannungsgebern aller Art seit Jahrzehnten zum Stand der Technik gehört, war deren Anwendung für die Arbeit von physiologischen Spannungen bisher nicht möglich. Es wurde nämlich davon ausgegangen, daß der Eingangswiderstand solcher Verstärker nach MOhm bemessen werden muß, wenn einwandfreie Ergebnisse gewährleistet sein sollen. Transformatoren mit solchen Eigenschaften waren nicht verwirklichbar. Unter dieser Voraussetzung wurde seit etwa zwei Jahrzehnten eine Eingangstechnik entwickelt, um grundsätzlich die physiologischen Spannungen direkt und praktisch ohne stromverbrauchende Elemente den - Gittern zuführen zu können. Die Umgehung des transformatorischen Prinzips wurde besonders schwierig durch die Forderung, daß praktisch nur ein Arbeiten mit Gegentaktschaltung zu einwandfreien Ergebnissen führen kann, und es mußte erheblich erfinderischer Aufwand betrieben werden, um diese Voraussetzung zu schaffen. Auf diese Weise entstanden Gegentakteingangsschaltungen mit Röhren, also mit sog. bipolarem Eingang, wie beispielsweise die allgemein bekannte von J. F. Tö nn i e s.
• Die neuesten Ergebnisse der Untersuchungen von zulässigen Eingangswiderständen sowie die Möglichkeit, die der neueste Stand der Tecknik im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit ferromagnetischerMaterialien gibt,bilden nun die Grundlage für die vorliegende Erfindung. Es wurde nach neuesten Erfahrungen festgestellt, daß beispielsweise für Elektrokardiographen ein Eingangswiderstand von z5o kOhm, von Elektrode zu Elektrode gemessen, ausreichend erscheint. Auf der anderen Seite bieten die hochwertigen Transformatorenbleche, die neuerdings hergestellt werden, bei sorgfältiger Dimensionierung die Möglichkeit, einen Transformator zu bauen, der bei einem Eingangswiderstand einschließlich Abschlußwiderstand von i5o kOhm mit Sicherheit für die tiefste im physiologischen Bereich, insbesondere im EKG vorkommende Frequenz von 0,35 Hz einen für diese Zwecke vernachlässigbaren Fehler aufweist. Auf Grund dieser neuen Überlegung ist es daher zweifelsohne möglich, den Eingang von Verstärkern transformatorisch auszubilden und damit eine Vielzahl von Schwierigkeiten auszuschalten. Die Vorteile des transformatorischen Eingangs bedürfen in diesem Zusammenhang keiner besonderen Erläuterung. Zweckmäßigerweise kann bei ihm auch das Problem der Erdung bzw. Massung des physiologischen Objekts in einwandfreierer Weise als beim Röhreneingang gelöst werden. Wird das physiologische Objekt nämlich mittels einer besonderen Elektrode, wie bekannt, geerdet, so kann dies an der Verstärkermasseleitung geschehen. Da es sich beim physiologischen Objekt nicht um unbedingt symmetrische Eingangsspannungen handelt, ist diese Maßnahme gegenüber der in der sonstigen elektronischen Technik üblichen Massung an einem Mittelanzapf der Primärwicklung in Hinblick auf die Erdunabhängigkeit ein nicht unerheblicher Vorteil, wodurch sich für den Erfindungsgedanken auch diesbezüglich eine neuartige Wirkung ergibt, da jegliche Shuntung der Elektroden gegen die Masse mit der ihr eigenen Symmetrietendenz durch Kopplungselemente, wie etwa Gitterwiderstände, entfällt.
• Abb. i zeigt diese Schaltung, deren nähere Erläuterung sich erübrigt. Aus Entstörungsgründen ist es notwendig, diesen Transformator in bezug auf die Störfeldwirkung etwa vorhandener anderer Transformatoren entsprechend abzuschirmen und auszurichten.
• Weiterhin ergibt sich die Notwendigkeit, etwa vorhandene, am Eingang auftretende unsymmetrische Störamplituden, wie sie häufig am physiologischen Objekt zu beachten sind, eliminieren zu können. In Abb. 2 ist eine Schaltung dargestellt, die eine solche-Anordnung betrifft. Ein Eingangstransformator a mit der an Masse gelegten Schirmwicklung b zwischen Primär- und Sekundärwicklung besitzt eine Mittelanzapfung, die einen weiteren, speziell für die So Hz Störspannung dimensionierten Übertrager c primärseitig gegen Masse speist. Die Sekundärseite ist mittelpunktsymmetriert, während die beiden Enden durch einen verstellbaren Spannungsteiler d überbrückt sind. Je nach Stellung dieses Schleifers entsteht sowohl eine Phasenverschiebung um i8d°' als auch eine Amplitudenänderung. Bei geeigneter Bemessung wird die dem Gitter zugeführte Störspannung die in der Sekundärseite von a übertragene Störspannung kompensieren, was ohne weiteres einleuchten dürfte. Diese Schaltung bietet den korrektesten Weg zur Gewinnung und Einschleusung der Störkompensationskomponente. Es sind natürlich auch vereinfachte Schaltungen unter Inkaufnahme gewisser Kompromisse zur Erreichung des gleichen Zieles denkbar.
• Schließlich ergibt sich für die zur Verkürzung der Umladungszeit, insbesondere von Polarisationsspannungen übliche Schnellstarteinrichtung, nach der Erfindung eine besonders einfache Schaltungsmöglichkeit, indem der übliche Kurzschließer der Ausgangsseite des Eingangstransformators parallel geschaltet wird, e (Abb. 2). Infolge der relativen Niederohmigkeit der Sekundärwicklung können bei geeigneter Bemessung der Gittervorspannung Gitteranlaufströme die Gitterspannung nämlich nicht verfälschen, so daß kein besonderer Abgleich erforderlich ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verstärkereinrichtung für am physiologischen Objekt abgenommene Potentialschwankungen, gekennzeichnet durch einen Eingangsübertrager mit galvanisch getrennter Primar-und Sekundärseite, dessen Eingangswiderstand durch hochinduktive Wicklungsbemessung und hochwertige Kerneisenqualität auf mindestens ioo kOhm für die Frequenz von 0,35 Hz bemessen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das physiologische Objekt mit einer separaten Masseleitung an die Masse des Verstärkers gelegt wird und die Primärseite des Transformators erdunabhängig bleibt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komponente der bei physiologischen Objekten häufig auftretenden Störspannung entnommen und durch geeignete Phasen und/oder Amplitudenreglungsmittel in die Sekundärseite eingeschleust wird. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Störspannungen primärseitig im Symmetriepunkt etwa an einer Mittelanzapfung der Primärwicklung oder an einem den bipolaren Eingang übertragenden symmetrischen Spannungsteiler abgegriffen werden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q., gekennzeichnet durch einen speziell für die Störspannung des Wechselstromnetzes bemessenen separaten Transformator, dessen Primärseite zwischen dem in Anspruch q. gekennzeichneten Symmetriepunkt und -masse des Gerätes und dessen Sekundärseite ebenfalls nach Masse symmetriert und durch einen regelbaren Spannungsteiler überbrückt ist, dessen Abgriff dem Gitter der Eingangsröhre die Kompensationsspannung zuführt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bei physiologischen Verstärkern übliche Schnellstartschalter der Sekundärseite des Eingangstransformators parallel geschaltet ist.