RU2108059C1 - Device for measuring pulse frequency - Google Patents
Device for measuring pulse frequency Download PDFInfo
- Publication number
- RU2108059C1 RU2108059C1 SU4880924A RU2108059C1 RU 2108059 C1 RU2108059 C1 RU 2108059C1 SU 4880924 A SU4880924 A SU 4880924A RU 2108059 C1 RU2108059 C1 RU 2108059C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- counter
- register
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к цифровым устройствам для измерения частоты пульса, и может быть использовано в спортивной медицине, в системах непрерывного наблюдения за больным, в диагностических целях, а также при проверке и настройке кардиостимуляторов. The invention relates to medical equipment, in particular to digital devices for measuring heart rate, and can be used in sports medicine, in continuous patient monitoring systems, for diagnostic purposes, as well as when checking and setting up pacemakers.
Известен цифровой пульсотахометр, содержащий датчик, формирователь сигналов пульса, генератор эталонной частот, счетчик, цифровой индикатор, формирователь сигналов сброса, два делителя частоты с одинаковым коэффициентом пересчета, дешифратор и управляемый делитель частоты [1]. A known digital heart rate monitor containing a sensor, a pulse signal generator, a reference frequency generator, a counter, a digital indicator, a reset signal generator, two frequency dividers with the same conversion factor, a decoder and a controlled frequency divider [1].
Недостатком такого технического решения является низкое быстродействие преобразования пульсового периода в частоту пульса. The disadvantage of this technical solution is the low speed conversion of the pulse period to the pulse rate.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является измеритель частоты пульса, содержащий датчик пульса, последовательно соединенные первый счетчик и регистр, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, индикатор, последовательно соединенные деталь частоты, формирователь эталонного времени, третий счетчик и дешифратор, выход которого подключен к индикатору, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом регистра, а выход - с вторым входом второго счетчика и третьим входом третьего счетчика, формирователь импульсов, выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего счетчиков, блок сравнения, формирователя эталонного времени и делителя частоты, выход которого соединен с первым входом первого счетчика, при этом выход датчика пульса соединен с входом формирователя импульсов и вторым входом регистра, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, а выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами делителя частоты и второго счетчика, выход которого соединен с третьим входом блока сравнения [2]. The closest in technical essence and the achieved effect is a heart rate meter containing a heart rate sensor, a first counter and a register connected in series, a clock generator whose output is connected to the first input of a second counter, an indicator, a frequency part connected in series, a reference time generator, and a third counter and a decoder, the output of which is connected to the indicator, a comparison unit, the first input of which is connected to the output of the register, and the output - with the second input of the second counter and t the third counter input, a pulse shaper whose output is connected to the second inputs of the first and third counters, a comparison unit, a reference time shaper and a frequency divider, the output of which is connected to the first input of the first counter, while the pulse sensor output is connected to the pulse shaper input and the second the input of the register, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, and the output of the clock generator is connected to the first inputs of the frequency divider and the second counter, the output of which is connected to im input of comparator [2].
Недостатком известного измерителя частоты пульса является высокое энергопотребление и большие габариты из-за необходимости использования генератора тактовых импульсов с высокой частотой. При этом, однако, обеспечиваются высокие точностные характеристики. A disadvantage of the known heart rate meter is its high power consumption and large dimensions due to the need to use a high-frequency clock pulse generator. At the same time, however, high accuracy characteristics are provided.
Цель изобретения - уменьшение энергопотребления и габаритов устройства при сохранении точностных характеристику
Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты пульса, содержащий датчик, соединенный с формирователем импульсов, генератор тактовых импульсов, подключенный через делитель частоты к счетному входу первого счетчика, выход которого соединен с информационным входом регистра, блок сравнения и второй счетчик, выход которого подключен к блоку индикации, введены второй формирователь, элемент И, сумматор и второй регистр, при этом первый и второй входы элемента И подключены к выходам соответственно генератора тактовых импульсов и блока сравнения, выход первого формирователя импульсов подключен к входу второго формирователя, к входу блокировки первого счетчика, к входу записи первого регистра и к входам установки второго регистра и второго счетчика, счетный вход последнего подключен к выходу элемента И и к входу записи второго регистра, выходы первого и второго регистров подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходом соединенного с входом блока сравнения и информационным входом второго регистра, а выход второго формирователя соединен с входом установки первого счетчика.The purpose of the invention is the reduction of power consumption and dimensions of the device while maintaining accuracy characteristics
This goal is achieved by the fact that in the heart rate meter containing a sensor connected to a pulse shaper, a clock pulse generator connected through a frequency divider to the counting input of the first counter, the output of which is connected to the information input of the register, the comparison unit and the second counter, the output of which is connected to the display unit, a second shaper, an And element, an adder and a second register are introduced, while the first and second inputs of the And element are connected to the outputs of the clock generator and comparison unit, the output of the first pulse shaper is connected to the input of the second shaper, to the lock input of the first counter, to the recording input of the first register and to the input inputs of the second register and second counter, the counting input of the last is connected to the output of the And element and to the recording input of the second register, outputs the first and second registers are connected respectively to the first and second inputs of the adder, the output connected to the input of the comparison unit and the information input of the second register, and the output of the second shaper connected to course setting the first counter.
На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя частоты пульса; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя частоты пульса. In FIG. 1 shows a functional diagram of a heart rate meter; in FIG. 2 is a timing chart explaining the operation of the heart rate meter.
Измеритель частоты пульса содержит датчик 1, генератор 2 тактовых импульсов, первый формирователь 3 импульсов, второй формирователь 4 импульсов, делитель 5 частоты, элемент И 6, первый счетчик 7, первый 8 и второй 9 регистры, второй счетчик 10, блок индикации 11, сумматор 12 и блок 13 сравнения. The pulse frequency meter contains a sensor 1, a clock generator 2, a first pulse shaper 3, a second pulse shaper 4, a frequency divider 5, an element 6, a first counter 7, a first 8 and a second 9 registers, a second counter 10, an indication unit 11, an adder 12 and comparison unit 13.
В предлагаемом измерителе частоты пульса элементы соединены следующим образом. In the proposed heart rate meter, the elements are connected as follows.
Выход датчика 1 соединен с входом первого формирователя 3 импульсов, выход которого соединен с входом второго формирователя 4 импульсов, вход делителя 5 частоты и первый вход элемента И6 соединен с выходом генератора 2 тактовых импульсов. Вход установки, вход блокировки и счетный вход первого счетчика 7 соединены соответственно с выходом второго формирователя 4 импульсов, выходом первого формирователя 3 импульсов и с выходом делителя 5 частоты, информационный вход и вход записи первого регистра 8 соответственно соединены с выходом первого счетчика 7 и выходами первого формирователя 3 импульсов и с входом установки второго регистра 9, выход элемента И6 соединен с входом записи второго регистра 9 и счетным входом второго счетчика 10, вход установки которого подключен к входу установки регистра 9. Выход второго счетчика 10 соединен с входом блока индикации 11. Выходы первого 8 и второго 9 регистров подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 12, выход которого соединен с информационным входом второго регистра 9 и входом блока 13 сравнения, выходом соединенного с вторым входом элемента И6. The output of the sensor 1 is connected to the input of the first pulse shaper 3, the output of which is connected to the input of the second pulse shaper 4, the input of the frequency divider 5 and the first input of the I6 element are connected to the output of the clock pulse generator 2. The setup input, the lock input and the counting input of the first counter 7 are connected respectively to the output of the second pulse shaper 4, the output of the first pulse shaper 3 and to the output of the frequency divider 5, the information input and the recording input of the first register 8 are respectively connected to the output of the first counter 7 and the outputs of the first shaper 3 pulses and with the input of the installation of the second register 9, the output of the element And 6 is connected to the recording input of the second register 9 and the counting input of the second counter 10, the installation input of which is connected to the input register 9. The output of the second counter 10 is connected to the input of the display unit 11. The outputs of the first 8 and second 9 registers are connected respectively to the first and second inputs of the adder 12, the output of which is connected to the information input of the second register 9 and the input of the comparison unit 13, the output connected to the second input of the element And6.
Предлагаемый измеритель частоты пульса работает следующим образом. The proposed heart rate meter operates as follows.
Пульсовые импульсы, следующие с периодом Т (фиг. 2,а) с выхода датчика 1 поступают на вход первого формирователя 3 импульсов. Короткий импульс, сформированный на выходе последнего, поступает на вход второго формирователя 4 импульсов. С выхода второго формирователя 4 импульсов снимается короткий импульс (фиг. 2, c), который поступает на вход установки первого счетчика 7, что приводит к обнулению последнего. Pulse pulses following with a period T (Fig. 2, a) from the output of the sensor 1 are fed to the input of the first driver 3 pulses. A short pulse generated at the output of the latter is fed to the input of the second pulse shaper 4. A short pulse is removed from the output of the second pulse shaper 4 (Fig. 2, c), which is fed to the installation input of the first counter 7, which leads to zeroing of the latter.
Тактовые импульсы с частотой fт (фиг. 2, e), например 1 мГц, с выхода генератора 2 тактовых импульсов поступают на вход делителя 5 частоты с коэффициентом деления k (например 103). Выходной сигнал делителя 5, характеризующийся частотой f3, поступает на счетный вход первого счетчика 7. Увеличение выходного кода первого счетчика 7 (фиг. 2, d) происходит до прихода следующего пульсового импульса на вход формирователя 3 импульса. При этом на выходе последнего, как описывалось выше, формируется короткий импульс (фиг. 2, b), поступающий на вход блокировки первого счетчика 7. Вследствие этого на время действия импульса на входе блокировки первого счетчика 7 на выходе последнего фиксируется код, пропорциональный пульсовому периоду T:
N = f3T.Clock pulses with a frequency f t (Fig. 2, e), for example 1 MHz, from the output of the generator 2 clock pulses are fed to the input of a frequency divider 5 with a division coefficient k (for example 10 3 ). The output signal of the divider 5, characterized by a frequency f 3 , is fed to the counting input of the first counter 7. An increase in the output code of the first counter 7 (Fig. 2, d) occurs until the next pulse pulse arrives at the input of the pulse shaper 3. At the same time, at the output of the latter, as described above, a short pulse is generated (Fig. 2b), which is input to the lock input of the first counter 7. As a result, a code proportional to the pulse period is fixed at the output of the last counter 7 for the duration of the pulse T:
N = f 3 T.
Импульс с выхода формирователя 3 импульсов обнуляет второй регистр 9, второй счетчик 10 и переписывается выходной код N первого счетчика 7 в первый регистр 8. Код N, содержащийся в первом регистре 8, и ноль, содержащийся во втором регистре 9, подаются соответственно на первый и второй входы сумматора 12, с выхода которого результаты суммирования подаются на информационные входы второго регистра 9 и на блок сравнения 13, для проверки соотношения
KN ≥ Nср
т. е. происходит сравнение результата суммирования с постоянным кодом Nср, например 60000, установленным при подготовке измерителя частоты пульса к работе.The pulse from the output of the pulse shaper 3 resets the second register 9, the second counter 10, and the output code N of the first counter 7 is copied to the first register 8. The code N contained in the first register 8 and the zero contained in the second register 9 are supplied to the first and the second inputs of the adder 12, from the output of which the summation results are fed to the information inputs of the second register 9 and to the comparison unit 13, to check the ratio
KN ≥ N cf
that is, the result of the summation is compared with the constant code N cf , for example 60000, set when preparing the heart rate meter for operation.
Процессом суммирования управляет сигнал с генератора 2 тактовых импульсов (частотой fт), который поступает на первый вход элемента И6 (фиг. 2, e). Этот сигнал проходит на выходе элемента И6 (фиг. 2, m) при наличии на его втором входе логической единицы (фиг. 2, k), которая присутствует при условии, что код суммы меньшей кода Nср.The summation process is controlled by a signal from a clock generator 2 (frequency f t ), which is fed to the first input of an I6 element (Fig. 2, e). This signal passes at the output of the I6 element (Fig. 2, m) if there is a logical unit at its second input (Fig. 2, k), which is present provided that the sum code is less than the code N cf.
С выхода элемента И6 импульсы частоты fт (фиг. 2, m) поступают на вход записи второго регистра 9 и счетный вход второго счетчика 10, каждым импульсом частоты fт выходной код сумматора записывается во второй регистр 9. После чего происходит сравнение суммы с кодом Nср, а выходной код второго счетчика 10 увеличивается на единицу, т.е. последний производит подсчет циклов суммирования "K" (фиг. 2, m). При достижении условия KN≥ Nср на выходе узла сравнения 13 появляется сигнал логического нуля (фиг. 2,k), который закрывает элемент И6, т.е. прекращает суммирование и подсчет циклов суммирования. Аналитическая запись процесса, происходящего при измерении параметра, имеет вид:
1-й цикл O + N = N < Nср,
2-й цикл N + N = 2N < Nср,
3-й цикл 2N + N = 3N < Nср,...From the output of element I6, the pulses of the frequency f t (Fig. 2, m) are fed to the recording input of the second register 9 and the counting input of the second counter 10, with each pulse of the frequency f t the output code of the adder is recorded in the second register 9. Then the sum is compared with the code N cf , and the output code of the second counter 10 is increased by one, i.e. the latter counts the summation cycles "K" (Fig. 2, m). Upon reaching the condition KN≥N cf , a logic zero signal appears at the output of the comparison node 13 (Fig. 2, k), which closes the And6 element, i.e. stops summing and counting the summation cycles. An analytical record of the process that occurs during the measurement of a parameter has the form:
1st cycle O + N = N <N cf.
2nd cycle N + N = 2N <N cf.
3rd cycle 2N + N = 3N <N sr , ...
К-й цикл (K - 1) N + N = KN ≥ Nср.Kth cycle (K - 1) N + N = KN ≥ N cf.
Выходной код счетчика 10, при выполнении условия Nср/f3 = 60,представляющий собой численное значение частоты пульса, поступает на блок индикации 11 для визуализации.The output code of the counter 10, when the condition N cf / f 3 = 60 is fulfilled, which is a numerical value of the pulse rate, is sent to the display unit 11 for visualization.
Таким образом, при условии f3 ≤ fт для предлагаемого устройства точность определяется частотой заполнения f3 и величиной кода Nср. Так, для получения точности измерения 0,1 уд./мин при f3 = 1 кГц достаточно выбрать код Nср = 600000.Thus, under the condition f 3 ≤ f t for the proposed device, the accuracy is determined by the filling frequency f 3 and the code value N cf. So, to obtain a measurement accuracy of 0.1 bpm for f 3 = 1 kHz, it suffices to select the code N sr = 600000.
Отсутствие в предлагаемом измерителе зависимости между точностью измерения и частотой fт вспомогательной, позволяет использовать для реализации измерителя элементную базу с более низкими требованиями к быстродействию, например по К-МОП технологии, в частности первый счетчик 6 и второй регистр 8 могут быть реализованы на элементах К 561 ИЕ 14, К 561 ИР 9.The absence of a correlation between the measurement accuracy and the auxiliary frequency f t in the proposed meter makes it possible to use an element base with lower performance requirements for implementing the meter, for example, using K-MOS technology, in particular, the first counter 6 and second register 8 can be implemented on elements K 561 IE 14, K 561 IR 9.
По сравнению с известными измерителями частоты пульса предлагаемый измеритель имеет низкое энергопотребление и меньшие массу и габариты, что является важным фактором для портативных устройств контроля сердечной деятельности человека. При этом сохранены точностные характеристики известных устройств. Compared with the known heart rate meters, the proposed meter has low power consumption and lower weight and dimensions, which is an important factor for portable devices for monitoring human cardiac activity. At the same time, the accuracy characteristics of known devices are preserved.
Источники информации. Sources of information.
1. Авт. свид. СССР N 740230, кл. A 61 B 5/02, 1978. 1. Auth. testimonial. USSR N 740230, class A 61 B 5/02, 1978.
2. Авт. свид. СССР N 1326240, кл. A 61 B 5/03, 1984 2. Auth. testimonial. USSR N 1326240, class A 61 B 5/03, 1984
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4880924 RU2108059C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Device for measuring pulse frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4880924 RU2108059C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Device for measuring pulse frequency |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2108059C1 true RU2108059C1 (en) | 1998-04-10 |
Family
ID=21544352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4880924 RU2108059C1 (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Device for measuring pulse frequency |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2108059C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708452C2 (en) * | 2013-10-17 | 2019-12-06 | Моника Хелскэа Лимитед | Apparatus and method for detecting abdominal electrophysiological signal |
| US11744501B2 (en) | 2020-05-07 | 2023-09-05 | GE Precision Healthcare LLC | Multi-sensor patch |
-
1990
- 1990-11-06 RU SU4880924 patent/RU2108059C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708452C2 (en) * | 2013-10-17 | 2019-12-06 | Моника Хелскэа Лимитед | Apparatus and method for detecting abdominal electrophysiological signal |
| US10898097B2 (en) | 2013-10-17 | 2021-01-26 | Monica Healthcare Limited | Apparatus and method for detecting an abdominal electrophysiological signal |
| US11744501B2 (en) | 2020-05-07 | 2023-09-05 | GE Precision Healthcare LLC | Multi-sensor patch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4501279A (en) | Ultrasonic blood flow sensing apparatus | |
| US3318303A (en) | Method and apparatus for observing heartbeat activity | |
| US4245647A (en) | Arrhythmia rejection circuit for gated cardiac image display systems | |
| SU552013A3 (en) | Device for blood flow measurement by thermodilution method | |
| US3699949A (en) | Pulse jitter measurement especially for heart beat measurement | |
| US3580083A (en) | Speed-measuring device | |
| CA1129562A (en) | Method and apparatus for characterizing blood flow through the heart | |
| US4346718A (en) | Apparatus and methods for recording time intervals | |
| RU2108059C1 (en) | Device for measuring pulse frequency | |
| Nijhawan et al. | A beat-to-beat heart rate meter | |
| SU661383A1 (en) | Pulse rate digital meter | |
| SU986391A1 (en) | Pulse rate meter | |
| SU967469A1 (en) | Device for monitoring human being cardiovascular system | |
| RU2053705C1 (en) | Device for analyzing cardiac intervals | |
| SU661491A1 (en) | Time interval digital meter | |
| Glass et al. | A method of correcting for count rate losses in dynamic gamma camera studies | |
| SU957019A2 (en) | Electronic ergometer | |
| James et al. | Precision digital heart rate meter. | |
| SU740230A1 (en) | Digital cardiotachometer | |
| SU805996A1 (en) | Pulsotachometer | |
| SU998879A2 (en) | Electrode erogometer | |
| SU472303A1 (en) | Pulse average frequency meter | |
| SU1454391A1 (en) | Apparatus for investigating functional state of cardiovascular system | |
| SU1066537A1 (en) | Detector of ventricular extrasystole | |
| JPS61260120A (en) | Electronic integrating instrument |