JPH029773Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、生体側の複数の測定点で検出された
増幅されるべき生体信号を時分割多重化してトラ
ンスを通して本体側へ伝達するための絶縁型生体
信号増幅装置のトランス結合回路に関するもので
ある。

この種の回路は、生体側で検出された多チヤネ
ルの生体信号を１個のトランスを通して本体側で
伝達することにより、トランスの複数並置に起因
する絶縁度の低下及び静電容量の増加を回避可能
にするが、従来第１図ａ〜ｃに示すように直流レ
ベルの変動によりチヤネル相互間の干渉即ちチヤ
ネルクロストークが生じる問題があつた。即ち、
各チヤネルの信号をサンプリングして得られた第
１図ａのような信号がトランスへ入力されると、
その出力は第１図ｂの如く直流レベルが変動し、
これをデマルチプレクサにより選択し、電圧ホー
ルド回路で復調すると、第１図ｃの如く入力信号
と異つた誤差信号即ちチヤネルクロストークを生
じていた。したがつて、これを回避するために
は、複数の生体信号の走査速度即ちサンプリング
間隔を長くする必要があるが、反面伝達し得る生
体信号の周波数帯域が狭くなつていた。

よつて本考案は、複数の生体信号を高速度でサ
ンプリング走査した場合でもチヤネル相互間の干
渉を生じさせない生体信号増幅装置のトランス結
合回路を提供することを目的とする。

次に本発明を脳波計用増幅装置に適用した場合
の実施例について第２及び３図を基に説明する。

第２図において、生体側では頭部の各部位に装
着された電極より検出された脳波信号が、バツフ
ア増幅器A₁〜Anにそれぞれ供給される。差動増
幅器３は、マルチプレクサ１により順次選択され
たこれらの脳波信号と基準電極に接続されたバツ
フア増幅器２の出力信号との差動出力即ち同相信
号が除去され、かつ時分割多重化された脳波信号
をトランス５の１次側へ供給する。スイツチ４
は、マルチプレクサ１の切換動作ごとに差動増幅
器３の両入力端子間を短絡することにより両入力
を同レベルにして、各脳波信号の伝達後にトラン
ス５の入力を無信号状態にする。

本体側では、トランス５の２次側から供給され
る時分割多重化された各チヤネルの脳波信号が、
バツフア増幅器７、結合用コンデンサ８及びバツ
フア増幅器９を通してデマルチプレクサ１０へ供
給されるように成つており、その各出力端子には
復調用の電圧ホールド回路H₁〜Hnが後続してい
る。スイツチ１１は、電流制限用の抵抗器１２を
通してコンデンサ８の出力側を基準電位例えばア
ースへ接続することによりトランス５の無信号入
力時の出力電圧をコンデンサ８へ保持させる。抵
抗器１３はトランス５に対するマツチング抵抗で
ある。

本体側には、さらに各チヤネルの脳波信号の走
査速度に対応した周波数例えば700KHzの発振器
１５、この発振信号を基にデマルチプレクサ１０
の選択信号P₁′〜Pn′及びスイツチ１１のスイツチ
ング信号B₁（いずれも第３図に示す）を発生する
本体側制御回路１６並びに選択信号P₁′〜Pn′のい
ずれかでトリガされる矩形波発生回路１８が設け
られている。この矩形波発生回路１８は後続する
トランス１７及び整流・平滑回路１９と共に生体
側回路の電源となるDC−DCコンバータを構成し
ている。生体側には発振器１５からの発振信号を
例えばトランスの絶縁結合回路２０を通して供給
されることによりマルチプレクサ１の選択信号
P₁〜Pn、チヤネル同期信号C₁及びスイツチ４の
スイツチング信号A₁（いずれも第３図に示す）を
発生する生体側制御回路２１が設けられている。
同期信号C₁は例えばフオトカプラの絶縁結合回
路２３を通して生体側制御回路１６へ供給され、
マルチプレクサ１及びデマルチプレクサ１０間の
チヤネル同期を取る。また、第３図から分るよう
に、選択信号P₁〜Pnのパルス幅は、スイツチン
グ信号A₁の休止期間に対応し、本体側の選択信
号P₁′〜Pn′及びスイツチング信号B₁は生体側の対
応の信号と後縁は一致しているが、前縁は生体側
のトランス結合回路の構成部分３，５，７，１３
の過渡応答時間を考慮して遅延している。これら
の信号は、例えば発振器１５の発振信号をデータ
入力とするシフトレジスタを利用することにより
発生させ得る。

以上説明した構成の増幅装置の動作は次の通り
である。

発振器１５の発振信号を基に生体側制御回路２
１が選択信号P₁，P₂……Pnを逐次発生すること
により、マルチプレクサ１は順次バツフア増幅器
A₁〜Anの出力信号を選択し、差動増幅器３から
は基準信号即ちバツフア増幅器２の出力信号との
差信号がトランス５へ供給される。この際ハム或
は内部又は外来の同相雑音は差動的に除去され
る。また、スイツチ４には各チヤネルの脳波信号
の選択終了ごとにスイツチング信号A₁が供給れ
ることにより、差動出力即ちトランス５の入力は
各脳波信号の選択後一定期間だけ無信号状態にな
る。

本体側では、同様に発振器１５の発振信号及び
チヤネル同期信号C₁を基にして本体側制御回路
１６がデマルチプレクサ１０用の選択信号P₁′〜
Pn′及びスイツチ１１用のスイツチング信号B₁を
発生し、トランス５の２次側に伝達された各チヤ
ネルの脳波信号は、バツフア増幅器７、コンデン
サ８、バツフア増幅器９及びデマルチプレクサ１
０を通して電圧保持回路H₁〜Hnへ供給される。
この際、コンデンサ８にはスイツチ１１の作動ご
とに無信号状態における残留電圧が抵抗器１２と
により規定される時定数で充電・保持されるため
に、各電圧保持回路H₁〜Hnには残留電圧の相殺
されたチヤネルクロストークの無い脳波信号が復
調される。例えば、第１図ａのトランス入力信号
に対しては第１図ｂのハツチングで示す残留電圧
がコンデンサＣ８に保持され、第１図ｃに示すト
ランス出力信号の直流レベル変動分を相殺するた
めに第１図ｄの如く入力信号に完全に一致した信
号が、電圧ホールド回路H₁〜Hnの各出力端子に
得られる。

各電圧ホールド回路H₁〜Hnの出力信号は、そ
れぞれ増幅された後、記録部へ供給される。

尚、本考案は、差動増幅器を用いること無く単
入力増幅器の出力をトランス伝達するような生体
信号増幅装置にも適用できる。また前述の実施例
において、トランスの入力信号を零にする手段と
して各チヤネルの生体信号の選択終了ごとに動作
するスイツチ４を用いているが、このスイツチ４
の代りに所定の抵抗により増幅器の両入力を接続
しておくならば、マルチプレクサ１がいずれのチ
ヤネルをも選択していないときにトランスの入力
信号が実質的に零となるため、このような場合に
も本考案は実施可能である。

以上の説明から明らかなように、本考案により
トランス固有の特性により生じる生体信号の直流
レベルの変動分をコンデンサに保持しておき、後
続の生体信号に重畳される電圧変動分を相殺する
ことにより走査速度を上げてもチヤネルクロスト
ークが生じなくなり、各チヤネルについてのサン
プリング間隔が短くできるために伝達し得る生体
信号の周波数帯域を狭めることなく原生体信号に
忠実な復調信号が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは従来及び本考案による生体信号
の伝達波形、第２図は本考案によるトランス結合
回路の一例及び第３図はその各部波形を示す。 １：マルチプレクサ、１０：デマルチプレク
サ、H₁〜Hn：電圧ホールド回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 増幅さるべき複数の生体信号を生体側でマルチ
   プレクサにより順次選択し、１個のトランスを通
   して複数の電圧ホールド回路が後続した本体側の
   デマルチプレクサへ伝達するための生体信号増幅
   装置のトランス結合回路において、 前記マルチプレクサの選択信号の各休止期間に
   前記トランスの入力信号を零にする手段を前記ト
   ランスの入力回路に設け、 また前記トランスの出力側と前記デマルチプレ
   クサ間には結合用コンデンサを接続すると共に、
   このコンデンサの出力側には、この出力側を前記
   各休止期間に作動して基準電位に接続させること
   により前記コンデンサに前記トランスの出力電圧
   を充電させるスイツチを接続したことを特徴とす
   るトランス結合回路。