KR880000313B1 - 심전계의 갈바노미터 구동회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

심전계의 갈바노미터 구동회로

제1도는 본 발명이 장치된 심전계의 개략적인 구성 블럭도이다.

제2도는 본 발명에 따른 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 인체 2 : 접촉전극

3 : 입력단 10 : 신호 입력부

20 : 위상변환 회로부 30 : 정전류 회로부

40 : 신호 전달부 50 : 스파크 노이즈(spark noise)제거회로부

60 : 신호 출력부 R₁-R₂₀: 저항

D₁, D₂, D₃: 다이오드 C₁, C₂: 콘덴서

ZD : 제너 다이오드 Q₁-Q₉: 트랜지스터

④-

: 접속점 100 : 웨이팅(weighting) 회로부

200 : 입력 분리회로부 300 : 차동증폭 및 기준 전압발생부

400 : 신호 처리부 500 : 갈바노미터(galvanometer)구동회로부

600 : 갈바노미터부 700 : 심전도 기록지

본 발명은 심장에서 발생하는 생체신호를 전기적 신호로 변환하여 이 전기적 신호를 기록한 심전도를 나타내는 심전계에 있어서, 심전신호를 심전도 기록지 위에 그리는 갈바노미터(galvanometer)를 구동시키는 회로에 관한 것이며, 특히 단일 전원으로 갈바노미터를 구동하는 갈바노미터 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 심전계에 있어서 심장에서 발생되는 생체신호를 추출하여 심전도 기록지 위에 기록하기 까지에는 여러 회로를 거치게 되는데, 그 중 최종적으로 심전도를 기록하게 되는 갈바노미터를 구동시키는 갈바노미터 구동회로의 역할은 매우 중요하다.

종래에는 이와같은 갈바노미터 구동회로부의 신호 전달부를 동작시키는 전원으로써 두개의 전원(+15V)(-15V)을 사용하고, 위상변환 및 신호전달 소자로는 전계효과 트랜지스터, 연산증폭기, 트랜지스터등을 사용하여 신호처리부에서 나온 심전 신호를 갈바노미터에 전달하도록 되어 있었다.

그러나 종래의 이와같은 갈바노미터 구동회로는 신호전달부에 두개의 전원을 사용하도록 되어있었을 뿐만 아니라, 전계효과 트랜지스터, 연산증폭기 및 트랜지스터 드으로 복잡하게 구성되어 있었기 때문에 신호 처리부를 통해 나온 심전신호의 특성을 저하시킴은 물론, 원가도 높아진다는 결점을 안고 있었다.

본 발명의 목적은 이와같은 결점을 해결하기 위하여 단일 전원만을 사용할 수 있도록 하였을 뿐만 아니라, 트랜지스터, 저항, 다이오드를 연결한 간단한 회로 구성에 의하여 회로를 단순화하고, 안정화 시켰으며 심전신호의 특성을 높힐 수 있는 새로운 심전계의 갈바노미터 구동회로를 제공하고자 하는 것이다.

첨부된 도면에 따라 본 발며의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명이 사용된 심전계의 전체적인 구성을 제1도에 따라 설명해 보기로 한다.

인체(1)의 주요부분에 부착되어 있어서 심전신호를 추출하는 접촉전극(2)의 입력단(3)에 연결되어 있고, 이러한 입력단(3)을 통해서 들어오는 여러개의 심전신호를 임의로 선택하는 웨이팅 회로부(100)가 입력단 이러한 입력단(3)에 연결되어 있으며, 웨이팅 회로부(100)의 출력단에는 심전계 자체의 누설전류에 의해서 인체에 주는 약 영향을 제거하기 위한 입력 분리 회로부(200)의 입력단이 연결되어 있고, 이 입력분리 회로부(200)를 통해서 나온 신호를 증폭시키고, 기준전압을 발생시켜 온도 드리프트(drift)를 보상해 주며 고도 동상 신호 제거비와 고입력 이미피던스를 부여하는 차동 증폭 및 기준 전압 발생부(300)가 입력분리 회로부(200)의 후단에 연결되어 있으며, 이와같은 자동증폭및 기준전압발생부(300)의 후단에는 신호의 이득조정, 필터링(filtering), 순간 접지기능을 지닌 신호처리부(400)가 연결되어 있고, 이 신호 처리부(400)의 출력단에는 본 발명에 따른 갈바노미터를 구동시키는 갈바노미터 구동회로부(500)가 연결되어 있다.

그리고 이 갈바노미터 구동회로부(500)에는 심전도를 기록하는 갈바노미터(600)가 연결되어 있고, 이와같은 갈바노미터부(600)의 스타일러스(stylus)에 의해서 심전도가 기록되는 심전도 기록지(700)가 갈바노미터부(600)에 연결되어있다.

이와같이 본 발명에 의한 갈바모미터 구동회로부(500)는 심전계의 개략적인 구성을 보여주고 있는 제1도에서와 같이 신호 처리부(400)와 갈바노미터부(600)사이에 설치, 구성되도록 되어 있는 바 이를 첨부된 도면 제2도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 갈바노미터 구동회로부(500)의 전체적인 구성은 신호입력부(10), 위상변환회로부(20), 정전류 회로부(30), 신호전달부(40), 스파크 노이즈 제거회로부(50) 및 신호 출력부(60)등 크게 여섯 부분으로 되어 있다.

이러한 갈바노미터 구동회로부(500)의 구성을 구체적으로 살펴보면, 먼저, 신호 처리부(400)를 통해 나온 심전신호를 입력하는 접지되어 있는 신호입력부(10)가 저항(R₁)를 사이에 두고 위한 변환 회로부(20)의 트랜지스터(Q₁)의 베이스 단자에 연결되어 있으며, 이 위상 변환회로부(20)는 단일 직류 전원(+Vo)에 연결된 저항(R₃)(R₅)과 다이오드(D₁)(D₂), 저항(R₄)(R₅) 및 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 콜렉터 단자가 각각 직렬로 연결되어 있고 , 트랜지스터 (Q₁)(Q₂)의 에미터 단자는 공통으로 접속되어서 구성되어 있다.

그리고 상기한 위상변환 회로부(20)의 접속점(⑤)은 정전류 회로부(30)의 트랜지스터(Q₃)의 에미터 단자에 정전류 회로부(30)의 자체 전원(-Vo)에 연결되어 있는 저항(R₈)이 연결되어 있으며, 트랜지스터(Q₃)의 베이스 단자에는 접지된 저항(R₇)과 제너 다이오드(ZD)에 연결되어 있는 다이오드(D₃)의 애노드 단자가 연결되어 있는 구성으로 되어 있으며, 이 정전류 회로부(30)는 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 에미터 전류를 항상 일정한 전류로 유지시키는 기능을 수행한다.

또한 위상변환 회로부(20)의 출력이 나가는 부분인 접속점((⑦)(⑧)은 신호전달부(40)의 트랜지스터(Q₄)(Q₅)의 베이스 단자에 각각 연결되어 있는바, 이 신호 전달부(40)의 구성을 살펴보면, 트랜지스터(Q₄)(Q₅)의 에미터 단자에 단일 직류 전원(+Vo)에 연결된 저항(R₁₁)(R₁₂)과 트랜지스터(Q₆)(Q₉)의 베이스 단자에 연결된 저항(R₁₅)(R₁₈)이 접속점 (⑩)(⑬)을 중심으로 각각 연결되어 있고, 상기한 트랜지스터(Q₄)(Q₅)의 콜렉터 단자에는 접지된 저항 (R₁₃)(R₁₄)과 트랜지스터(Q₈)(Q₇)의 베이스 단자에 연결된 저항(R₁₇)(R₁₆)이 접속점 (⑪)(⑭)을 중심으로 각각 연결되어 있으며, 상기한 트랜지스터(Q₆)의 에미터 단자는 단일 직류 전원(+Vo)에, 콜렉터 단자는 트랜지스터(Q₇)의 콜렉터 단자에 연결되어 있고, 이 트랜지스터(Q₇)와 트랜지스터(Q₈)의 에미터 단자는 서로 공통으로 연결되어 있으며, 트랜지스터(Q₉)의 콜렉터 단자는 트랜지스터(Q₈)의 콜렉터 단자에, 그리고 그 에미터 단자는 단일 직류전원(+Vo)이 연결되어서 구성되어 있다.

이러한 신호전달부(40)의 출력단인 접속점(⑮)

에는 스타크 노이즈 제거회로부(50)가 연결되어 있으며, 이 스파크노이즈 제거회로부(50)는 접속접

을 중심으로 콘덴서(C₁)(C₂) 및 저항(R₂₀)이 직, 병렬로 연결되어서 구성되어 있다.

그리고 이 스파크 노이즈제거회로부(50)의 콘덴서(C₂)및 저항(R₂₀)의 각각 일측단에는 신호 출력부(60)가 연결되어 있어서 갈바노미터부(600)에는 스파크 노이즈가 제거 된 신호를 전달하도록 구성되어 있다.

한편, 접속점(④)과 접속점(⑮)사이에는 부궤환용인 저항(R₂)이 연결되있고, 트랜지스터(Q₂)의 베이스 단자에 있는 접속점(⑨)에는 접지된 저항(R₉)과 접속점

에 접속된 저항(R₁₀)이 연결되어 있으며, 트랜지스터(Q₇)(Q₈)의 에미터 단자가 공통으로 접속된 접속점

에는 접지된 저항(R₁₉)이 연결되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 갈바노미터 구동회로부(500)의 동작 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단일 직류전원(+Vo)및 정전류 회로부(30)의 자체 공급전원(-Vo)이 각회로부에 공급된 상태에서, 신호처리부(400)를 통해 나온 신호가 신호입력단(10)과 저항(R₁)을 거쳐 위상변환 회로부(20)내에 있는 트랜지스터(Q₁)의 베이스 단자에 입력되게 된다.

위상변환 회로부(20)는 차동증폭기의 역할을 하고 입력신호를 위상변환 시키거나, 증폭시키는 기능을 갖고 있으므로 트랜지스터(Q₁)의 베이스 단자에 입력된 신호는 트랜지스터(Q₁)(Q₂)를 거쳐 위상 변환되어 접속점(⑦)(⑧)을 통해서 출력된 후 트랜지스터(Q₅)(Q₄)의 베이스 단자에 각각 입력되게 된다.

이때, 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 에미터 단자의 공통 접속점을(⑤)을 통하여 트랜지스터(Q₃)의 콜렉터 단자로 인가되는 전류는 항상 일정하게 유지되어야 위상변환 회로부(20)내의 차동 증폭기가 정상적인 기능을 발휘하게 된다.

따라서 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 공통접속점(⑤)에서 나온 에미터 전류는 역 바이어스 전압이 제너 전압을 초과할 때 도통되고 전류를 일정 상태로 유지시키는 제너 다이오드(ZD)로 말미암아 일정상태, 즉 정전류 상태로 되기 때문에 위상 변환회로부(20)는 안정화 되는 것이다.

이와같이 안정화된 상태에서 위상변환 회로부(20)로부터 출력되어 신호전달부(40)의 트랜지스터(Q₄)의 베이스 단자(입력신호와 동위상)와 트랜지스터(Q₅)의 베이스 단자(입력신호와는 역 위상관계)에 각각 인가된 신호는 트랜지스터(Q₄)(Q₅)를 지나며 상기한 일련의 동작과정을 거쳐 위상이 변환되고, 보상된 후에 접속점(⑩)(⑪)(⑬)(⑭)을 통하여 출력되며, 이 출력된 신호는 트랜지스터(Q₆)(Q₇)(Q₈)(Q₉)의 베이스 단자에 각각 입력된다.

이렇게 입력된 신호는 트랜지스터(Q₆)(Q₇)(Q₈)(Q₉)를 통하면서 다시금 보상되고, 위상이 변환되어 최종적으로 접속점(⑮)을 통해서 나온 신호는 접속점(⑧)나온 신호와 동위상이 되고, 이 신호는 스파크 노이즈 제거회로부(50)로 출력되는 동시에 부궤환되어 접속점(④), 즉 위상 변환회로부(20)의 한 입력단이 트랜지스터(Q₁)의 베이스 단자에 입력된다.

마찬가지로 접속점

을 통해서 나온 신호도 접속점(⑦)에서 나온 신호와 동위상이 된다.

이와같이 심전신호는 위상변환 회로부(20)내의 트랜지스터(Q₂)의 베이스 단자로 부궤환 되면서 입력되고, 동시에 스파크 노이즈 제거회로부(50)로도 입력되게 된다.

그러나 신호 전달부(40)의 출력단인 접속점(⑮)

에서 출력된 신호에는 트랜지스터(Q₆)(Q₇) 및 트랜지스터(Q₈)(Q₉)에 미세한 전류차가 있기 때문에 스파크 노이즈가 발생하여 갈바노미터에 악 영향을 미칠 수 있다.

이때 스파크노이즈 제거회로부(50)에 있는 RC결합회로가 트랜지스터의 불평형으로 인해 생기는 미세한 직류전류차를 제거하게 되는 것이다.

결국 이러한 과정을 통하여 스파크 노이즈 제거회로부(50)를 통과한 신호는 보상되게 되고, 안정상태의 정상 신호가 되어 신호출력부(60)를 통과한 후 갈바노미터를 구동하게 되는 것이다.

이와같이 본 발명은 단일 전원만을 사용하고 트랜지스터, 저항등으로 된 신호전달부를 지닌 갈바노미터 구동회로를 구성함으로써, 회로자체를 단순화시켜 두 개의 전원을 매 소자마다 공급시키는 종래의 회로의 복잡성을 줄이면서, 원가의 절감을 도모하고 신호의 출력특성을 안정되게 하는데 효과를 지닌 새롭고 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 심전계의 갈바노미터 구동회로에 있어서, 신호입력부(10)에 저항(R₁)이 연결되어 있고, 이 저항(R₁)에 저항(R₃)(R₄)(R₅)(R₆), 다이오드(D₁)(D₂) 및 그 에미터 단자들이 공통으로 접속되어 있는 트랜지스터(Q₁)(Q₂)로 구성된 위상 변환 회로부(30)가 연결되어 있으며, 상기 트랜지스터(Q₁)(Q₂)의 에미터 공통 접속점(⑤)에는 트랜지스터(Q₃), 저항(R₇)(R₈) 및 다이오드(D₃), 제너다이오드(ZD)와 자체 공급전원(-Vo)으로 구성된 정 전류회류부(30)가 연결되어 있고, 상기 위상 변환회로부(20)의 출력 접속점(⑦)(⑧)에는 트랜지스터(Q₄)(Q₅)(Q₆)(Q₇)(Q₈)(Q₉₎와 저항(R₁₁)(R₁₂)(R₁₃)(R₁₄)(R₁₅)(R₁₆)(R₁₇)(R₁₈)으로 구성되어 있으며 단일 전류전원(+Vo)에 연결된 신호 전달부(40)가 연결되어 있고, 이 신호 전달부(40)의 출력접속점(⑮)

   

   에 콘덴서(C₁)(C₂) 및 저항(R₂₀)으로 구성된 스파크 노이즈 제거회로부(50)가 연결되어 있으며, 상기 스파크 노이즈 제거회로부(50)의 후단에 신호 출력부(60)가 연결되어 있고, 그리고 접속점(④)와 (⑮) 및 접속점(⑨)와

   

   사이에는 부궤환용 저항(R₂)(R₁₀)이 각각 연결되어서 구성된 것을 특징으로 하는 심전계의 갈바노미터 구동회로.

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