RU2373845C1 - Device for remote observation over patients' state - Google Patents
Device for remote observation over patients' state Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373845C1 RU2373845C1 RU2008127139/14A RU2008127139A RU2373845C1 RU 2373845 C1 RU2373845 C1 RU 2373845C1 RU 2008127139/14 A RU2008127139/14 A RU 2008127139/14A RU 2008127139 A RU2008127139 A RU 2008127139A RU 2373845 C1 RU2373845 C1 RU 2373845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- phase
- adder
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области медицины, в частности к диагностическим приборам, и может быть использовано для дистанционного наблюдения одновременно за несколькими пациентами и немедленной выдачи сигнала тревоги в случае ухудшения состояния наблюдаемых больных.The proposed device relates to the field of medicine, in particular to diagnostic devices, and can be used for remote monitoring of several patients at the same time and immediately issuing an alarm in case of worsening of the condition of the observed patients.
Известны устройства для дистанционного наблюдения за состоянием больных (авт. свид. СССР №№1.811.380, 1.814.538; патенты РФ №№2.048.790, 2.089.094, 2.128.004, 2.181.258, 2.195.168, 2.232.545, 2.236.169, 2.242.920, 2.242.921, 2.311.122; патент WO №89/01.312; Тихомиров В.В. Биотелеметрические системы. М.: Наука, 1974, с.58-78; Фролов М.В. Контроль функционального состояния человека-оператора. М.: Наука, 1987, с.40-42 и другие).Known devices for remote monitoring of the condition of patients (ed. Certificate of the USSR No. 1.811.380, 1.814.538; RF patents No. 2.048.790, 2.089.094, 2.128.004, 2.181.258, 2.195.168, 2.232. 545, 2.236.169, 2.242.920, 2.242.921, 2.311.122; patent WO No. 89/01.312; Tikhomirov VV Biotelemetric systems. M: Nauka, 1974, p. 58-78; Frolov M.V. Monitoring the functional state of a human operator. M.: Nauka, 1987, pp. 40-42 and others).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для дистанционного наблюдения за состоянием больных» (патент РФ №2.311.122, А61В 5/05, 2006), которое и выбрано в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is "Device for remote monitoring of the condition of patients" (RF patent No. 2.311.122, AB 5/05, 2006), which is selected as a prototype.
Устройство содержит передатчик и приемник электромагнитных сигналов, пульт управления, датчик физиологических параметров, блок преобразования информации. На пациенте располагают приемник электромагнитного сигнала с блоком управления. Обработку информации о физиологических параметрах всех наблюдаемых больных производит ЭВМ центрального пульта управления. Устройство использует дуплексную радиосвязь, которая обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности принимаемой информации за счет использования двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.The device contains a transmitter and receiver of electromagnetic signals, a control panel, a sensor of physiological parameters, an information conversion unit. An electromagnetic signal receiver with a control unit is located on the patient. Processing of information about the physiological parameters of all observed patients is performed by a computer of the central control panel. The device uses duplex radio communication, which provides increased noise immunity and reliability of the received information through the use of two frequencies and complex signals with phase shift keying.
Однако в приемниках, собранных по супергетеродинной схеме и установленных на центральном пульте управления и у каждого наблюдаемого пациента, одно и то же значение второй промежуточной частоты ωпр2 может быть получено в результате приема сигналов на четырех частотах, т.е.However, in receivers assembled according to a superheterodyne circuit and installed on the central control panel and for each patient observed, the same value of the second intermediate frequency ω pr2 can be obtained by receiving signals at four frequencies, i.e.
ωпр2=ω1-ωг1, ωпр2=ωг2-ω2, np2 ω = ω 1 -ω r1, np2 ω = ω z2 -ω 2,
ωпр2=ωг1-ωз1, ωпр2=ωз2-ωг2. WP2 w = ω d1 P1 -ω, ω WP2 = ω P2 -ω r2.
Следовательно, если частоты настройки ω1 и ω2 принять за основные каналы приема, то наряду с ними будут иметь место зеркальные каналы приема, частоты ωз1 и ωз2 которых отличаются от частот ω1 и ω2 на 2ωпр2 и расположены симметрично (зеркально) относительно частот ωг1 и ωг2 гетеродинов (фиг.8). Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основным каналам. Поэтому они наиболее существенно влияют на избирательность и помехоустойчивость приемников.Therefore, if the tuning frequencies ω 1 and ω 2 are taken as the main receiving channels, then along with them there will be mirror receiving channels, the frequencies ω z1 and ω z2 of which differ from the frequencies ω 1 and ω 2 by 2ω pr2 and are located symmetrically (mirror ) relative to the frequencies ω g1 and ω g2 local oscillators (Fig. 8). The conversion of the mirror channels of the reception occurs with the same conversion coefficient K ol that the main channels. Therefore, they most significantly affect the selectivity and noise immunity of receivers.
Кроме зеркальных каналов существуют и другие дополнительные (комбинационные, интермодуляционные, канал прямого прохождения) каналы приема.In addition to the mirror channels, there are other additional (combinational, intermodulation, direct channel) receive channels.
В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:In general terms, any combination receive channel takes place when the following conditions are met:
ωпр2=|±mωki±nωг1|,ω pr2 = | ± mω ki ± nω g1 |,
ωпр2=|±mωki±nωг2|. WP2 ω = | ± mω ki ± nω r2 |.
Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигнала с гармониками частот гетеродинов малого порядка (второй, третий и т.д.), так как чувствительность приемников по этим каналам близка к чувствительности основных каналов приема.The most harmful Raman reception channels are those generated by the interaction of the first harmonic of the signal frequency with the harmonics of the frequencies of small local oscillators (second, third, etc.), since the sensitivity of the receivers on these channels is close to the sensitivity of the main reception channels.
Так, четырем комбинационным каналам при m=1 и n=1 соответствуют частоты:So, four combination channels with m = 1 and n = 1 correspond to frequencies:
ωк1=2ωг1-ωпр2, ωк2=2ωг1+ωпр2,ω k1 = 2ω g1 -ω pr2 , ω k2 = 2ω g1 + ω pr2 ,
ωк3=2ωг2-ωпр2, ωкi=2ωг2+ωпр2. k3 = 2ω ω z2 -ω np2, ω z2 Ki = 2ω + ω np2.
Если несущая частота ωп помехи равна второй промежуточной частоте, то образуется канал прямого прохождения (ωп=ωпр2).If the carrier frequency ω p of the interference is equal to the second intermediate frequency, then a direct passage channel is formed (ω p = ω pr2 ).
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωI и ωII или несколько мощных ложных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп1 «слева» от полосы пропускания Δωп приемника (фиг.9) или два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωIII и ωIV или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп2 «справа» от полосы пропускания Δωп приемника (фиг.10) или два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωV и ωVI или несколько мощных ложных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп3 «слева» от полосы пропускания Δωп приемника (фиг.11) или два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωVII и ωVIII или несколько мощных ложных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп4 «справа» от полосы пропускания Δωп приемника (фиг.12), то образуются интермодуляционные каналы приема. Это объясняется тем, что указанные ложные сигналы (помехи) при взаимодействии между собой на нелинейных элементах способны образовать комбинационные гармоники, которые попадают в полосу пропускания Δωп приемников.If two powerful false signals (interference) at frequencies ω I and ω II or several powerful false signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p1 to the "left" of the passband Δω p of the receiver (Fig. 9) or two powerful false signals ( interference) at frequencies ω III and ω IV or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p2 "to the right" of the passband Δω p of the receiver (Fig. 10) or two powerful false signals (interference) at frequencies ω V and ω VI or several powerful false signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω n3 " to the left "of the passband Δω p of the receiver (Fig. 11) or two powerful false signals (interference) at frequencies ω VII and ω VIII or several powerful false signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p4 " to the right "of the passband Δω n receiver (Fig. 12), then intermodulation channels of reception are formed. This is due to the fact that these spurious signals (interference) by reacting with each other to nonlinear elements capable of forming the combination harmonics which fall within the bandwidth Δω n receivers.
Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения, зеркальным, комбинационным и интермодуляционным каналам, приводит к снижению избирательности и помехоустойчивости приемников и неоднозначности измерения несущей частоты и других параметров принимаемых сигналов.The presence of false signals (interference) received through the direct channel, mirror, Raman and intermodulation channels, reduces the selectivity and noise immunity of the receivers and the ambiguity of the measurement of the carrier frequency and other parameters of the received signals.
Технической задачей изобретения является повышение избирательности и помехоустойчивости приемников путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.An object of the invention is to increase the selectivity and noise immunity of receivers by suppressing false signals (interference) received via additional channels.
Поставленная задача решается тем, что устройство для дистанционного наблюдения за состоянием больных» состоящее, в соответствии с ближайшим аналогом, из располагаемого на каждом из группы одновременно наблюдаемых пациентов измерительно-передающего блока, включающего в себя датчики физиологических параметров, блок преобразования информации, блок управления, передатчик и приемник электромагнитного сигнала, а также автономный источник питания, при этом выходы датчиков соединены с входами блока преобразования информации, выход которого соединен с входом передатчика электромагнитного сигнала, вход блока управления соединен с выходом приемника, а выход - с входом блока преобразования информации, и центрального пульта управления, располагаемого в зоне уверенного приема электромагнитных сигналов, состоящего из ЭВМ с устройствами ввода и отображения информации, передатчика электромагнитного сигнала, вход которого соединен с выходом ЭВМ, и приемника электромагнитного сигнала, выход которого соединен с входом ЭВМ, при этом в качестве электромагнитных сигналов использованы сложные сигналы с фазовой манипуляцией, каждый передатчик выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, фазового манипулятора, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты и усилителя мощности, выход которого подключен к передающей антенне, при этом второй вход фазового манипулятора центрального пульта управления соединен с выходом ЭВМ, а второй вход фазового манипулятора пациента соединен с выходом блока преобразования информации. Каждый приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны и усилителя высокой частоты, последовательно включенных второго гетеродина, второго смесителя и первого усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к второму выходу первого гетеродина первого перемножителя, первого полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина, выход фазового детектора центрального пульта управления подключен к входу ЭВМ, а выход фазового детектора пациента подключен к блоку управления, передатчик центрального пульта управления излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1, а приемник принимает на частоте ω2, передатчик каждого наблюдаемого пациента, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2, а приемник принимает на частоте ω1, отличается от ближайшего аналога тем, что каждый приемник снабжен двумя узкополосными фильтрами, тремя фазоинверторами, вторым и третьим полосовыми фильтрами, четырьмя сумматорами, двумя фазовращателями на 90°, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, вторым перемножителем, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу усилителя высокой частоты последовательно подключены первый узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, второй полосовой фильтр, второй фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий полосовой фильтр, третий фазоинвертор и третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен к второму входу второго смесителя, к второму выходу второго гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на 90°, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй усилитель второй промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, четвертый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй узкополосный фильтр, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход подключен к второму входу первого перемножителя.The problem is solved in that the device for remote monitoring of the patient’s condition ”consisting, in accordance with the closest analogue, of a measuring and transmitting unit located on each of a group of simultaneously observed patients, including physiological parameters sensors, an information conversion unit, a control unit, the transmitter and receiver of the electromagnetic signal, as well as an autonomous power source, while the outputs of the sensors are connected to the inputs of the information conversion unit, the output of which о is connected to the input of the electromagnetic signal transmitter, the input of the control unit is connected to the output of the receiver, and the output is connected to the input of the information conversion unit, and the central control panel located in the zone of reliable reception of electromagnetic signals, consisting of a computer with input and display devices, the electromagnetic transmitter signal, the input of which is connected to the output of the computer, and the receiver of the electromagnetic signal, the output of which is connected to the input of the computer, using complex signals with phase shift keying, each transmitter is made in the form of series-connected master oscillator, phase shift keyer, first mixer, the second input of which is connected to the first output of the first local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency and the power amplifier, the output of which is connected to the transmitting antenna, while the second input of the phase manipulator of the central control panel is connected to the output of the computer, and the second input of the phase manipulator of the patient is connected to the output of the information conversion unit. Each receiver is made in the form of a series-connected receiving antenna and high-frequency amplifier, series-connected second oscillator, second mixer and first amplifier of the second intermediate frequency, connected in series to the second output of the first local oscillator of the first multiplier, the first bandpass filter and phase detector, the second input of which is connected to the second output of the second local oscillator, the output of the phase detector of the central control panel is connected to the input of the computer, and the output of the phase detector is nt is connected to the control unit, the transmitter of the central control panel emits complex signals with phase shift at frequency ω 1 , and the receiver receives at frequency ω 2 , the transmitter of each patient observed, on the contrary, emits complex signals with phase shift at frequency ω 2 , and the receiver receives at a frequency of ω 1 , differs from the closest analogue in that each receiver is equipped with two narrow-band filters, three phase inverters, a second and third band-pass filters, four adders, two 90 ° phase shifters, three a second mixer, a second amplifier of the second intermediate frequency, a second multiplier, an amplitude detector and a key, and the first narrow-band filter, the first phase inverter, the first adder, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier, the second band-pass filter, the second are connected to the output of the high-frequency amplifier a phase inverter, a second adder, the second input of which is connected to the output of the first adder, a third bandpass filter, a third phase inverter and a third adder, the second input of which is connected with the output of the second adder, and the output is connected to the second input of the second mixer, the first phase shifter 90 °, the third mixer, the second input of which is connected to the output of the third adder, the second amplifier of the second intermediate frequency, the second phase shifter 90 ° are connected to the second output of the second local oscillator the fourth adder, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the second intermediate frequency, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the third adder, the second narrow-band fil lt, an amplitude detector and a key, the second input of which is connected to the output of the fourth adder, and the output is connected to the second input of the first multiplier.
Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1, структурная схема блока преобразования информации изображена на фиг.2, структурная схема блока управления приведена на фиг.3. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, представлены на фиг.4 и 5. Структурная схема передатчика и приемника центрального пульта управления изображена на фиг.6, структурная схема передатчика и приемника каждого наблюдаемого пациента изображена на фиг.7. Частотные диаграммы, поясняющие преобразование сигналов по частоте, представлены на фиг.8, 9, 10, 11 и 12.The block diagram of the proposed device is presented in figure 1, the block diagram of the information conversion unit is shown in figure 2, the block diagram of the control unit is shown in figure 3. Timing diagrams explaining the operation of the device are shown in FIGS. 4 and 5. The block diagram of the transmitter and receiver of the central control panel is shown in FIG. 6, and the block diagram of the transmitter and receiver of each observed patient is shown in FIG. 7. Frequency diagrams explaining the conversion of signals by frequency are shown in FIGS. 8, 9, 10, 11 and 12.
Устройство для наблюдения за состоянием больных содержит центральный пульт 1 управления, состоящий из ЭВМ 1-1 с устройствами 1-2 и 1-3 ввода и отображения информации соответственно, приемник 2 электромагнитного сигнала, передатчик 3 электромагнитного сигнала и регистраторы I, II, i, К биологических параметров, располагаемых на пациентах (i - номер пациента, который может принимать значения от 1 до К, где К - общее число наблюдаемых пациентов).A device for monitoring the condition of patients contains a
Выход приемника 2, представляющий собой шину стандартного интерфейса связи, соединен с входом ЭВМ 1-1 центрального пульта 1 управления. Передатчик 3 также соединен шиной стандартного интерфейса связи с выходом ЭВМ 1-1 центрального пульта 1 управления.The output of the
В состав регистраторов I, II, i, К, располагаемых на пациентах, входят датчики (4.i-1)÷(4.i-n) физиологических параметров i-го пациента (n - общее число, количество датчиков, устанавливаемых на i-ом пациенте), блок 5.i преобразования информации, передатчик 6.i электромагнитного сигнала, установленный на i-ом пациенте, приемник 7.i электромагнитного сигнала i-го пациента, блок 8.i управления i-го пациента, автономный источник 9.i питания всей аппаратуры, установленной на i-ом пациенте, например аккумуляторная батарея.The composition of registrars I, II, i, K located on patients includes sensors (4.i-1) ÷ (4.in) of physiological parameters of the i-th patient (n is the total number, number of sensors installed on the i-th patient), information conversion unit 5.i, electromagnetic signal transmitter 6.i installed on the i-th patient, receiver 7.i of the electromagnetic signal of the i-th patient, control unit 8.i of the i-th patient, autonomous source 9.i power supply of all equipment installed on the i-th patient, for example, a battery.
Выходы датчиков (4.i-1) - (4.i-n) соединены с соответствующими входами блока 5.1 преобразования информации, выход которого соединен с входом передатчика 6.i. Выход приемника 7.i соединен с входом блока 8.i управления, выход которого соединен с входом блока 5.i преобразования информации.The outputs of the sensors (4.i-1) - (4.i-n) are connected to the corresponding inputs of the information conversion unit 5.1, the output of which is connected to the input of the transmitter 6.i. The output of the receiver 7.i is connected to the input of the control unit 8.i, the output of which is connected to the input of the information conversion unit 5.i.
В качестве датчиков физиологических параметров могут быть использованы любые датчики, например измерители ЭКГ-потенциалов (электроды для снятия биопотенциалов с усилителями), измерители температуры и другие. Основной функцией блока 5.i преобразования является преобразование измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, в последовательный двоичный код, который может модулировать излучаемый электромагнитный сигнал.As sensors for physiological parameters, any sensors can be used, for example, ECG potential meters (electrodes for removing biopotentials with amplifiers), temperature meters, and others. The main function of the conversion unit 5.i is to convert the measured analog signals corresponding to the values of the measured physiological parameters into a serial binary code that can modulate the emitted electromagnetic signal.
Блок 5.i преобразования информации состоит из коммутатора 10, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 11 и кодера 12. Входы коммутатора 10 соединены с выходами датчиков (4.i-1) - (4.i-n), а выход с входом АЦП 11. Выход последнего соединен с входом кодера 12, второй вход которого соединен с выходом блока 8.i управления. С помощью коммутатора 10 датчики (4.i-1) - (4.i-n) поочередно подключаются к входу АЦП 11, обеспечивающего преобразование аналоговой информации в параллельный двоичный код, который далее с помощью стандартного кодера 12 преобразовывается в последовательный двоичный код, например, в стандарте «Манчестер-2».The information conversion unit 5.i consists of a
Блок 8.i управления состоит из декодера 13, двух схем 14 и 15 сравнения кодов, двух ЗУ 16 и 17 хранения кодов управления, блока 18 временной задержки и схемы ИЛИ 19. Вход декодера 13 соединен с выходом приемника 7.i, а выход с входами двух схем 14 и 15 сравнения кодов, вторые входы которых соединены с выходами ЗУ 16 и 17 кодов управления. Выход первой схемы 14 сравнения кодов соединен через блок 18 временной задержки с первым входом схемы ИЛИ 19, а выход второй схемы 15 сравнения кодов непосредственно с вторым входом схемы ИЛИ 19, выход которой соединен с входом блока 5.i преобразования информации.The control unit 8.i consists of a
Каждый передатчик выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора 20 (33), фазового манипулятора 21 (34), первого смесителя 23 (36), второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 22 (35), усилителя 24 (37) первой промежуточной частоты и усилителя 25 (38) мощности, выход которого подключен к передающей антенне. При этом фазовый манипулятор 21 центрального пульта управления соединен с выходом ЭВМ 1-1, а второй вход фазового манипулятора 34 каждого наблюдаемого пациента соединен с выходом блока 5.i преобразования информации.Each transmitter is made in the form of serially connected master oscillator 20 (33), phase manipulator 21 (34), first mixer 23 (36), the second input of which is connected to the first output of the first local oscillator 22 (35), amplifier 24 (37) of the first intermediate frequency and a power amplifier 25 (38), the output of which is connected to a transmitting antenna. In this case, the
Каждый приемник выполнен в виде последовательно подключенных к выходу приемной антенны усилителя 26 (39) высокой частоты, первого узкополосного фильтра 46.1 (46.2), первого фазоинвертора 47.1 (47.2), первого сумматора 48.1 (48.2), второй вход которого соединен с выходом усилителя 26 (39) высокой частоты, второго полосового фильтра 49.1 (49.2), второго фазоинвертора 50.1 (50.2), второго сумматора 51.1 (51.2), второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 48.1 (48.2), третьего полосового фильтра 52.1 (52.2), третьего фазоинвертора 53.1 (53.2), третьего сумматора 54.1 (54.2), второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 51.1 (51.2), второго смесителя 28 (41), второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина 27 (40), первого усилителя 29 (42) второй промежуточной частоты, четвертого сумматора 59.1 (59.2), второго перемножителя 60.1 (60.2), второй вход которого соединен с выходом сумматора 54.1 (54.2), второго узкополосного фильтра 61.1 (61.2), амплитудного детектора 62.1 (62.2), ключа 63.1 (63.2), второй вход которого соединен с выходом сумматора 59.1 (59.2), первого перемножителя 30 (43), второй вход которого соединен с вторым выходом первого гетеродина 22 (35), первого полосового фильтра 31 (44) и фазового детектора 32 (45), второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина 27 (40). Выход фазового детектора 32 центрального пульта управления подключен к входу ЭВМ 1-1, а выход фазового детектора 45 наблюдаемого пациента подключен к блоку 8.i управления.Each receiver is made in the form of a high-frequency amplifier 26 (39) connected in series to the output antenna, a first narrow-band filter 46.1 (46.2), a first phase inverter 47.1 (47.2), a first adder 48.1 (48.2), the second input of which is connected to the output of the amplifier 26 ( 39) high frequency, a second band-pass filter 49.1 (49.2), a second phase inverter 50.1 (50.2), a second adder 51.1 (51.2), the second input of which is connected to the output of the first adder 48.1 (48.2), the third band-pass filter 52.1 (52.2), and the third phase-inverter 53.1 (53.2), the third adder 54.1 (54.2), the second in One of which is connected to the output of the second adder 51.1 (51.2), the second mixer 28 (41), the second input of which is connected to the first output of the second local oscillator 27 (40), the first amplifier 29 (42) of the second intermediate frequency, and the fourth adder 59.1 (59.2), the second multiplier 60.1 (60.2), the second input of which is connected to the output of the adder 54.1 (54.2), the second narrow-band filter 61.1 (61.2), the amplitude detector 62.1 (62.2), the key 63.1 (63.2), the second input of which is connected to the output of the adder 59.1 (59.2 ), the first multiplier 30 (43), the second input of which is connected to the second output of the first oscillator 22 (35), the first band-pass filter 31 (44) and the phase detector 32 (45), a second input coupled to the second output of the second oscillator 27 (40). The output of the
Основным условием неискаженной передачи информации в соответствии с теоремой Котельникова является:The main condition for undistorted transmission of information in accordance with the Kotelnikov theorem is:
Fоп≥(3-4)·Fmax,F op ≥ (3-4) F max ,
где Fоп - частота опроса (частота проведения измерений) каждого физиологического сигнала;where F op - the frequency of the survey (frequency of measurements) of each physiological signal;
Fmax - максимальное значение частоты физиологического сигнала.F max - the maximum value of the frequency of the physiological signal.
Известно, что диапазон частот подавляющего числа физиологических сигналов лежит в пределах от 0 до 100 Гц. Следовательно, частота опроса (частота квантования) должна составлять ≈400-500 Гц.It is known that the frequency range of the overwhelming number of physiological signals lies in the range from 0 to 100 Hz. Therefore, the polling frequency (quantization frequency) should be ≈400-500 Hz.
В настоящее время реально достижимые значения времени преобразования АЦП у подобного рода устройств могут быть обеспечены в пределах 20 мкс, а скорость передачи информации по радиолинии связи до 1 Мбит/с. В этом случае за 20 мкс можно передать одно 20-разрядное слово.Currently, realistically achievable values of the ADC conversion time for such devices can be provided within 20 μs, and the speed of information transmission over a radio link is up to 1 Mbit / s. In this case, one 20-bit word can be transmitted in 20 μs.
Отсюда видно, что при выбранной скорости преобразования и передачи информации и частоте опроса 500 Гц можно одновременно передавать до 100 физиологических параметров. Если у каждого больного измерять и передавать 10 физиологических параметров, то в этом случае можно наблюдать одновременно за 10 больными. Если же число параметров, измеряемых у каждого больного, уменьшить до 5, то число наблюдаемых больных можно увеличить до 20.It can be seen from this that at a selected conversion and transmission rate of information and a polling frequency of 500 Hz, up to 100 physiological parameters can be transmitted simultaneously. If each patient measures and transmits 10 physiological parameters, then in this case, 10 patients can be observed simultaneously. If the number of parameters measured in each patient is reduced to 5, then the number of observed patients can be increased to 20.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Рассмотрим в качестве примера два режима работы предлагаемого устройства:Consider as an example two modes of operation of the proposed device:
а) режим работы по запросу;a) the mode of operation upon request;
б) режим работы с общей синхронизацией.b) an operating mode with general synchronization.
На фиг.4 приведены диаграммы, иллюстрирующие первый режим работы, на фиг.5 - второй режим. По оси абсцисс на всех диаграммах отложено время. На диаграммах А условно показаны командные кодовые посылки, передаваемые по командной линии связи от центрального пульта управления в аппаратуру каждого пациента.Figure 4 shows diagrams illustrating the first mode of operation, figure 5 is a second mode. The abscissa axis on all diagrams shows time. Diagrams A conditionally show the command code messages transmitted via the command line from the central control panel to the equipment of each patient.
Для этого задающий генератор 20 формирует гармоническое колебание:For this, the
Uc1(t)=Vc1·cos(ωc·t+φc1), 0≤t≤Tc1,U c1 (t) = V c1 · cos (ω c · t + φ c1 ), 0≤t≤T c1 ,
где Vc1, ωс, φс1, Tc1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность колебания,where V c1 , ω s , φ c1 , T c1 - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of oscillation,
которое поступает на первый вход фазового манипулятора 21, на второй вход которого подается модулирующий код M1(t) с выхода ЭВМ 1-1. В качестве модулирующего кода M1(t) может использоваться общий для всех пациентов код или код i-го наблюдаемого пациента. На выходе фазового манипулятора 21 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн):which is fed to the first input of the
U1(t)=Vc1·cos[ωc·t+φк1(t)+φc1], 0≤t≤Tc1,U 1 (t) = V c1 · cos [ω c · t + φ к1 (t) + φ c1 ], 0≤t≤T c1 ,
где φк1(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом, причемwhere φ к1 (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code, and
φк1(t)=const при К·τэ<t<(К+1)·τэ и может изменяться скачком при t=К·τэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, …, N).φ k1 (t) = const at K · τ e <t <(K + 1) · τ e and can change stepwise at t = K · τ e , i.e. at the boundaries between elementary premises (K = 1, ..., N).
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tc1·(Nc1=N·τэ), который поступает на первый вход первого смесителя 23.τ e , N is the duration and number of chips that make up a signal of duration T c1 · (N c1 = N · τ e ), which is fed to the first input of the
На второй вход последнего подается напряжение первого гетеродина 22:The second input of the last voltage of the first local oscillator 22:
Uг1(t)=Vг1·cos(ωг1·t+φг1).U g1 (t) = V g1 · cos (ω g1 · t + φ g1 ).
На выходе смесителя 23 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 24 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты:At the output of the
Uпр1(t)=Vпр1·cos[ωпр1·t+φк1(t)+φпр1], 0≤t≤Tс1,U CR1 (t) = V CR1 · cos [ω CR1 · t + φ k1 (t) + φ CR1 ], 0≤t≤T c1 ,
где Vпр1=К1·Vс1·Vг1;where V pr1 = K 1 · V s1 · V g1 ;
К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;
ωпр1=ωс+ωг1 - первая промежуточная (суммарная) частота (фиг.8);ω pr1 = ω s + ω g1 - the first intermediate (total) frequency (Fig. 8);
φпр1=φс+φг1.φ pr1 = φ s + φ g1 .
Это напряжение после усиления в усилителе 25 мощности излучается передающей антенной в эфир на частоте ω1=ωпр1, улавливается приемной антенной i-го наблюдаемого пациента и через усилитель 39 высокой частоты и сумматоры 48.2, 51.2 и 54.2, у которых работает только одно плечо, поступает на первые входы смесителей 41 и 56.2, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 40 непосредственно и через фазовращатель 55.2 на 90°:This voltage after amplification in the
Uг1(t)=Vг1·cos(ωг1·t+φг1),U g1 (t) = V g1 · cos (ω g1 · t + φ g1 ),
U'г1(t)=Vг1·cos(ωг1·t+φг1+90°).U ' g1 (t) = V g1 · cos (ω g1 · t + φ g1 + 90 °).
На выходе смесителей 41 и 56.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 42 и 57.2 выделяются напряжения второй промежуточной частоты:At the output of the
Uпр2(t)=Vпр2·cos[ωпр2·t+φк1(t)+φпр2], 0≤t≤Tс1,U CR2 (t) = V CR2 · cos [ω CR2 · t + φ k1 (t) + φ CR2 ], 0≤t≤T c1 ,
Uпp3(t)=Vпр2·cos[ωпр2·t+φкi(t)+φпр2-90°],U p3 (t) = V CR2 · cos [ω CR2 · t + φ кi (t) + φ CR2 -90 °],
где Vпр2=1/2K1·Vпр1·Vг1; np2 where V = 1/2 K 1 · V · V r1 pr1;
ωпр2=ω1-ωг1 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω CR2 = ω 1 -ω g1 - the second intermediate (difference) frequency;
φпр2=φпр1-φг1.φ pr2 = φ pr1 -φ g1 .
Напряжение Uпр3(t) с выхода усилителя 57.2 поступает на вход фазовращателя 58.2 на 90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage U CR3 (t) from the output of the amplifier 57.2 is fed to the input of the phase shifter 58.2 by 90 °, the output of which is generated by the voltage:
Uпp4(t)=Vпр2·cos[ωпр2·t+φк1(t)+φпр2-90°+90°]=U pp4 (t) = V pr2 · cos [ω pr2 · t + φ k1 (t) + φ pr2 -90 ° + 90 °] =
=Vпр2·cos[ωпр2·t+φк1(t)+φпр2].= V CR2 · cos [ω CR2 · t + φ K1 (t) + φ CR2 ].
Напряжения Uпр2(t) и Uпр4(t) поступают на два входа сумматора 59.2, на выходе которого образуется следующее напряжение:Voltages U CR2 (t) and U CR4 (t) are supplied to two inputs of the adder 59.2, at the output of which the following voltage is generated:
U∑1(t)=V∑1·cos[ωпр2·t+φк1(t)+φпр2],U ∑1 (t) = V ∑1 · cos [ω CR2 · t + φ K1 (t) + φ CR2 ],
которое поступает на второй вход перемножителя 60.2, на первый вход которого подается принимаемый ФМн-сигнал Uпр1(t) с выхода сумматора 54.2. Из полученного напряжения узкополосным фильтром 61.2, частота настройки ωн1 которого выбирается равной ωг1·(ωн1=ωг1), выделяется гармоническое колебание:which is fed to the second input of the multiplier 60.2, the first input of which receives the received PSK signal U pr1 (t) from the output of the adder 54.2. From the received voltage by a narrow-band filter 61.2, the tuning frequency ω n1 of which is chosen equal to ω g1 · (ω n1 = ω g1 ), harmonic oscillation is distinguished:
U2(t)=V2·cos(ωг1·t+φг1), 0≤t≤Tс1,U 2 (t) = V 2 · cos (ω g1 · t + φ g1 ), 0≤t≤T s1 ,
где V2=1/2К2·V∑1·Vпр1;wherein V 2 = 1/2 · K 2 · V V Σ1 pr1;
К2 - коэффициент передачи перемножителя,K 2 - transfer coefficient of the multiplier,
которое после детектирования в амплитудном детекторе 62.2 поступает на управляющий вход ключа 63.2 и открывает его. В исходном состоянии ключ 63.2 всегда закрыт. При этом суммарное напряжение U∑1(t) с выхода сумматора 59.2 через открытый ключ 63.2 поступает на первый вход перемножителя 43. На второй вход перемножителя 43 поступает напряжение гетеродина 35:which, after detection in the amplitude detector 62.2, enters the control input of the key 63.2 and opens it. In the initial state, the key 63.2 is always closed. In this case, the total voltage U ∑1 (t) from the output of the adder 59.2 through the public key 63.2 is supplied to the first input of the
Uг2(t)=Vг2·cos(ωг2·t+φг2).U g2 (t) = V g2 · cos (ω g2 · t + φ g2 ).
При этом частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты (фиг.8):The frequencies ω g1 and ω g2 local oscillators are spaced by the value of the second intermediate frequency (Fig. 8):
ωг2-ωг1=ωпр2.w r1 r2 -ω = ω WP2.
На выходе перемножителя 43 образуется напряжение:The output of the
U3(t)=V3·cos[ωг1·t-φк1(t)+φг1], 0≤t≤Тс1,U 3 (t) = V 3 · cos [ω g1 · t-φ k1 (t) + φ g1 ], 0≤t≤T s1 ,
где V3=1/2К2·V∑1·Vг2;wherein V 3 = 1 / K 2 · V 2 · V r2 Σ1;
которое выделяется полосовым фильтром 44 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 45. На второй (опорный) вход фазового детектора 45 подается напряжение Uг1(t) гетеродина 40. На выходе фазового детектора 45 образуется низкочастотное напряжение:which is allocated by the band-
Uн1(t)=Vн1·cosφк1(t),U н1 (t) = V н1 · cosφ к1 (t),
где Vн1=1/2К3·V3·Vг1;where V H1 = 1/2 K 3 · V 3 · V r1;
К3 - коэффициент передачи фазового детектора,K 3 - the transfer coefficient of the phase detector,
пропорциональное модулирующему коду M1(t). Это напряжение поступает в блок 8.i управления.proportional to the modulating code M 1 (t). This voltage is supplied to the control unit 8.i.
Описанная выше работа приемника 7.i соответствует случаю приема полезного ФМн-сигнала по основному каналу на частоте ω1.The operation of the receiver 7.i described above corresponds to the case of receiving a useful PSK signal over the main channel at a frequency of ω 1 .
Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте ωз1 (фиг.8):If a false signal (interference) is received on the mirror channel at a frequency ω s1 (Fig. 8):
Uз1(t)=Vз1·cos(ωз1·t+φз1), 0≤t≤Tз1,U Z1 (t) = V P1 · cos (ω P1 · t + φ P1), 0≤t≤T P1,
то усилителями 42 и 57.2 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:the
Uпp5(t)=Vпр5·cos(ωпр2·t+φпр5),U p5 (t) = V CR5 · cos (ω CR2 · t + φ CR5 ),
Uпр6(t)=Vпр5·cos(ωпр2·t+φпр5+90°), 0≤t≤Тз1, Pr6 U (t) = V np5 · cos (ω np2 · t + φ np5 + 90 °), 0≤t≤T P1,
где Vпр5=1/2К1·Vз1·Vг1; np5 where V = 1/2 K · V 1 · V r1 P1;
ωпр2=ωг1-ωз1 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω -ω r1 P1 - second intermediate frequency;
φпр5=φг1-φз1.φ pr5 = φ g1 -φ z1 .
Напряжение Uпр6(t) с выхода усилителя 57.2 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 58.2 на 90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage U CR6 (t) from the output of the amplifier 57.2 of the second intermediate frequency is supplied to the input of the phase shifter 58.2 by 90 °, at the output of which the voltage is generated:
Uпр7(t)=Vпр5·cos(ωпр2·t+φпр5+90°+90°)=U CR7 (t) = V CR5 · cos (ω CR2 · t + φ CR5 + 90 ° + 90 °) =
=-Vпр5·cos(ωпр2·t+φпр5).= -V CR5 · cos (ω CR2 · t + φ CR5 ).
Напряжения Uпр5(t) и Uпр7(t), поступающие на два входа сумматора 59.2, на его выходе компенсируются.The voltages U CR5 (t) and U CR7 (t) supplied to the two inputs of the adder 59.2 are compensated at its output.
Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ωз1, подавляется. Для этого используется «внешнее кольцо», состоящее из гетеродина 40, смесителей 41 и 56.2, усилителей 42 и 57.2 второй промежуточной частоты, фазовращателей 55.2 и 58.2 на 90°, сумматора 59.2 и реализующее компенсационный метод.Therefore, a false signal (interference) received on the mirror channel at a frequency ω s1 is suppressed. For this, an “outer ring” is used, consisting of a
По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ωк1.For a similar reason, a false signal (interference) received on the first combination channel at a frequency ω k1 is also suppressed.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте ωк2:If a false signal (interference) is received on the second combinational channel at a frequency ω k2 :
Uк2(t)=Vк2·cos(ωк2·t+φк2), 0≤t≤Тк2,U k2 (t) = V k2 · cos (ω k2 · t + φ k2 ), 0≤t≤T k2 ,
то усилителями 42 и 57.2 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:the
Uпр8(t)=Vпр8·cos(ωпр2·t+φпр8),U CR8 (t) = V CR8 · cos (ω CR2 · t + φ CR8 ),
Uпр9(t)=Vпр8·cos(ωпр2·t+φпр8-90°), 0≤t≤Тк2,U CR9 (t) = V CR8 · cos (ω CR2 · t + φ CR8 -90 °), 0≤t≤T k2 ,
где Vпр8=1/2K1·Vк2·Vг1; pr8 where V = 1/2 K 1 · V k2 · V r1;
ωпр2=ωк2-2ωг1 - вторая промежуточная частота;ω pr2 = ω k2 -2ω g1 - the second intermediate frequency;
φпр8=φк2-φг1.φ pr8 = φ k2 -φ g1 .
Напряжение Uпр9(t) с выхода усилителя 57.2 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 58.2 на 90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage U pr9 (t) from the output of the amplifier 57.2 of the second intermediate frequency is supplied to the input of the phase shifter 58.2 by 90 °, at the output of which the voltage is generated:
Uпр10(t)=Vпр8·cos(ωпр2·t+φпр8-90°+90°)=U pr10 (t) = V pr8 · cos (ω pr2 · t + φ pr8 -90 ° + 90 °) =
=Vпр8·cos(ωпр2·t+φпр8).= V CR8 · cos (ω CR2 · t + φ CR8 ).
Напряжения Uпр8(t) и Uпр10(t) поступают на два входа сумматора 59.2, на выходе которого образуется суммарное напряжение:Voltages U CR8 (t) and U CR10 (t) are supplied to two inputs of the adder 59.2, at the output of which the total voltage is formed:
U∑2(t)=V∑2·cos(ωпр2·t+φпр8), 0≤t≤Тк2,U ∑2 (t) = V ∑2 · cos (ω CR2 · t + φ CR8 ), 0≤t≤T k2 ,
где V∑2=2Vпр8;where V ∑2 = 2V pr8 ;
которое поступает на второй вход перемножителя 60.2, на первый вход которого подается принимаемый ложный сигнал (помеха) Uк2 с выхода сумматора 54.2. На выходе перемножителя образуется сигнал:which is fed to the second input of the multiplier 60.2, the first input of which receives the received false signal (interference) U k2 from the output of the adder 54.2. The output of the multiplier produces a signal:
U4(t)=V4·cos(2ωг1·t+φг1), 0≤t≤Тк2,U 4 (t) = V 4 · cos (2ω g1 · t + φ g1 ), 0≤t≤T k2 ,
где V4=1/2К2·Vк2·V∑2; 4 where V = 1/2 K 2 · V k2 · V Σ2;
который не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 61.2.which does not fall into the passband of the narrow-band filter 61.2.
Ключ 63.2 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте ωк2, подавляется. Для этого используется «внутреннее кольцо», состоящее из перемножителя 60.2, узкополосного фильтра 61.2, амплитудного детектора 62.2, ключа 63.2 и реализующее метод узкополосной фильтрации.Key 63.2 does not open and a false signal (interference) received on the second combination channel at a frequency ω k2 is suppressed. For this, an “inner ring” is used, consisting of a multiplier 60.2, a narrow-band filter 61.2, an amplitude detector 62.2, a key 63.2 and implementing the method of narrow-band filtering.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на частоте ωп, равной второй промежуточной частоте (ωп=ωпр2):If a false signal (interference) is received through the direct channel at a frequency ω p equal to the second intermediate frequency (ω p = ω CR2 ):
Uп(t)=Vп·cos(ωп·t+φп), 0≤t≤Тп,U p (t) = V p · cos (ω p · t + φ p ), 0≤t≤T p ,
то с выхода усилителя 39 высокой частоты он поступает на первый вход сумматора 48.2, выделяется узкополосным фильтром 46.2, настроенным на вторую промежуточную частоту (ωн2=ωпр2), и инвертируется по фазе на 180° в фазоинверторе 47.2:then from the output of the high-
U'n(t)=-Vп·cos(ωп·t+φп), 0≤t≤Тп.U ' n (t) = - V p · cos (ω p · t + φ p ), 0≤t≤T p .
Напряжения Un(t) и U'n(t), поступающие на два входа сумматора 48.2, на его выходе компенсируются.The voltages U n (t) and U ' n (t) applied to the two inputs of the adder 48.2 are compensated at its output.
Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения на частоте ωпр2, подавляется фильтром-пробкой, состоящим из узкополосного фильтра 46.2, фазоинвертора 47.2, сумматора 48.2 и реализующим фазокомпенсационный метод.Therefore, a false signal (interference) received through the direct passage channel at a frequency ω pr2 is suppressed by a filter plug consisting of a narrow-band filter 46.2, a phase inverter 47.2, an adder 48.2, and implements a phase compensation method.
Частота настройки ωн3 и полоса пропускания Δωп1 полосового фильтра 49.2 выбраны следующим образом (фиг.9):Ω H3 tuning frequency and bandwidth Δω n1 49.2 bandpass filter are selected as follows (9):
ωн3=(ωI+ωII)/2, Δωп1=ωII-ωI.ω n3 = (ω I + ω II ) / 2, Δω n1 = ω II- ω I.
Частота настройки ωн4 и полоса пропускания Δωп2 полосового фильтра 52.2 выбраны следующим образом (фиг.10):The tuning frequency ω n4 and the passband Δω p2 of the bandpass filter 52.2 are selected as follows (figure 10):
ωн4=(ωIII+ωIV)/2, Δωп2=ωIV-ωIII.ω n4 = (ω III + ω IV ) / 2, Δω n2 = ω IV - ω III .
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωI и ωII (фиг.9) или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп1 «слева» от полосы пропускания Δωп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, попадающие в полосу пропускания Δωп приемника, то они поступают на первый вход сумматора 51.2, выделяются полосовым фильтром 49.2, инвертируются по фазе на 180° фазоинвертором 50.2 и компенсируются в сумматоре 51.2.If two powerful false signals (interference) at frequencies ω I and ω II (Fig. 9) or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p1 to the "left" of the passband Δω p of the receiver, which can form intermodulation interference into the passband Δω p of the receiver, they are fed to the first input of the adder 51.2, allocated by a band-pass filter 49.2, phase inverted by 180 ° by a phase inverter 50.2 and compensated in the adder 51.2.
Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δωп1 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 49.2, фазоинвертора 50.2, сумматора 51.2 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δω p1 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a bandpass filter 49.2, a phase inverter 50.2, an adder 51.2 and implementing a phase compensation method.
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ωIII и ωIV (фиг.10) или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частотой Δωп2 «справа» от полосы пропускания Δωп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, попадающие в полосу пропускания Δωп приемника, то они поступают на первый вход сумматора 54.2, выделяются полосовым фильтром 52.2, инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторе 53.2 и компенсируются в сумматоре 54.2.If two powerful false signals (interference) at frequencies ω III and ω IV (Fig. 10) or several powerful signals (interference) appear simultaneously in a band of frequency Δω p2 “to the right” of the passband Δω p of the receiver, capable of generating intermodulation interference into the passband Δω p of the receiver, they are fed to the first input of the adder 54.2, allocated by the bandpass filter 52.2, phase inverted by 180 ° in the phase inverter 53.2 and compensated in the adder 54.2.
Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δωп2 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 52.2, фазоинвертора 53.2, сумматора 542 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δω n2 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a bandpass filter 52.2, a phase inverter 53.2, an adder 542 and implementing a phase compensation method.
На диаграммах I, II, i, K показаны условно кодовые посылки, передаваемые по информационной линии связи от аппаратуры, располагаемой на пациенте, в центральный пульт управления. Каждой кодовой посылке, обозначенной на диаграммах арабскими цифрами, соответствует передаваемое значение измеряемого физиологического параметра.Diagrams I, II, i, K show conditionally code messages transmitted via the information line from the equipment located on the patient to the central control panel. Each code parcel indicated in Arabic numerals on the diagrams corresponds to the transmitted value of the measured physiological parameter.
В этом случае задающим генератором 33 также формируется гармоническое колебание:In this case, the harmonic oscillation is also formed by the master oscillator 33:
Uс2(t)=Vс2·cos(ωc·t+φс2), 0≤t≤Тс2,U s2 (t) = V s2 · cos (ω c · t + φ s2 ), 0≤t≤T s2 ,
которое поступает на первый вход фазового манипулятора 34, на второй вход которого подается модулирующий код M2(t) с выхода блока 5.i преобразования информации. В качестве модулирующего кода M2(t) используется кодовая посылка, соответствующая значению измеряемого физиологического параметра i-го наблюдаемого пациента.which is supplied to the first input of the
На выходе фазового манипулятора 34 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн):The output of the
U5(t)=Vc2·cos[ωc·t+φк2(t)+φс2], 0≤t≤Тс2, 5 U (t) = V c2 · cos [ω c · t + φ k2 (t) + φ s2] 0≤t≤T c2
который поступает на первый вход смесителя 36, на второй вход которого подается напряжение Uг2(t) гетеродина 35.which is supplied to the first input of the
На выходе смесителя 36 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 37 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты:At the output of the
Uпp(t)=Vпр·cos[ωпр·t-φк2(t)+φпр], 0≤t≤Тс2,U pp (t) = V pr · cos [ω pr · t-φ k2 (t) + φ pr ], 0≤t≤T s2 ,
где Vпр=1/2К1·Vс2·Vг2;where V ave = 1/2 K · V 1 · V c2, r2;
ωпр=ωг2-ωс - промежуточная (разностная)частота;ω CR = ω g2 -ω s - intermediate (difference) frequency;
φпр=φс-φг2.φ ol = φ s -φ g2 .
Это напряжение после усиления в усилителе 38 мощности излучается передающей антенной в эфир на частоте ω2=ωпр, улавливается приемной антенной центрального пульта и через усилитель 26 высокой частоты и сумматоры 48.1, 51.1 и 54.1, у которых работает только одно плечо, поступает на первые входы смесителей 28 и 56.1, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 27 непосредственно и через фазовращатель 55.1 на 90°:This voltage after amplification in the
Uг2(t)=Vг2·cos(ωг2·t+φг2),U g2 (t) = V g2 · cos (ω g2 · t + φ g2 ),
U'г2(t)=Vг2·cos(ωг2·t+φг2+90°).U ' r2 (t) = V g2 · cos (ω g2 · t + φ g2 + 90 °).
На выходе смесителей 28 и 56.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 29 и 57.1 выделяются напряжения второй промежуточной частоты:At the output of the
Uпр11(t)=Vпр11·cos[ωпр2·t-φк2(t)+φпр11],U pr11 (t) = V pr11 · cos [ω pr2 · t-φ k2 (t) + φ pr11 ],
Uпр12(t)=Vпр11·cos[ωпр2·t-φк2(t)+φпр11+90°],U pr12 (t) = V pr11 · cos [ω pr2 · t-φ k2 (t) + φ pr11 + 90 °],
где Vпр11=1/2К1·Vпр·Vг2;where V pr11 = 1/2 K 1 · V pr · V g2 ;
ωпр2=ωг2-ω2 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z2 -ω 2 - the second intermediate frequency;
φпр11=φг2-φпр. pr11 φ = φ r2 -φ pr.
Напряжение Uпр12(t) с выхода усилителя 57.1 поступает на вход фазовращателя 58.1 на -90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage U pr12 (t) from the output of the amplifier 57.1 is fed to the input of the phase shifter 58.1 by -90 °, at the output of which a voltage is generated:
Uпр13(t)=Vпр11·cos[ωпр2·t-φк2(t)+φпр11+90°-90°]=U pr13 (t) = V pr11 · cos [ω pr2 · t-φ k2 (t) + φ pr11 + 90 ° -90 °] =
=Vпр11·cos[ωпр2·t-φк2(t)+φпр11].= V CR11 · cos [ω CR2 · t-φ K2 (t) + φ CR11 ].
Напряжения Uпр11(t) и Uпр13(t) поступают на два входа сумматора 59.1, на выходе которого образуется суммарное напряжение:Voltages U pr11 (t) and U pr13 (t) are supplied to two inputs of the adder 59.1, at the output of which the total voltage is formed:
U∑3(t)=V∑3·cos[ωпр2·t-φк2(t)+φпр11],U ∑3 (t) = V ∑3 · cos [ω pr2 · t-φ k2 (t) + φ pr11 ],
которое поступает на второй вход перемножителя 60.1, на первый вход которого подается принимаемый ФМн-сигнал Uпр(t) с выхода сумматора 54.1. Из полученного напряжения узкополосным фильтром 61.1, частота настройки ωн7 которого выбирается равной ωг2 (ωн7=ωг2), выделяется гармоническое колебание:which is fed to the second input of the multiplier 60.1, the first input of which receives the received PSK signal U pr (t) from the output of the adder 54.1. From narrow-band filter voltage obtained 61.1, frequency ω H7 whose settings chosen equal r2 ω (ω = ω z2 H7) allocated harmonic oscillation:
U6(t)=V6·cos(ωг2·t+φг2), 0≤t≤Тс2, 6 U (t) = V 6 · cos (ω r2 · t + φ r2), c2 0≤t≤T,
где V6=1/2K2·V∑3·Vпр, 6 where V = 1/2 · K 2 · V V Σ3 pr
которое после детектирования в амплитудном детекторе 62.1 поступает на управляющий вход ключа 63.1 и открывает его. В исходном состоянии ключ 63.1 всегда закрыт. При этом суммарное напряжение U∑3(t) с выхода сумматора 59.1 через открытый ключ 63.1 поступает на первый вход перемножителя 30, на второй вход которого подается напряжение Uг1(t) гетеродина 22. На выходе перемножителя 30 образуется напряжение:which, after detection in the amplitude detector 62.1, enters the control input of the key 63.1 and opens it. In the initial state, the key 63.1 is always closed. The total voltage U ∑3 (t) from the output of the adder 59.1 through the public key 63.1 is supplied to the first input of the
U7(t)=V7·cos[ωг2·t+φк2(t)+φг2], 0≤t≤Tс2, 7 U (t) = V 7 · cos [ω r2 · t + φ k2 (t) + φ r2], 0≤t≤T c2
где V7=1/2К2·V∑3·Vг2, 7 where V = 1 / K 2 · V 2 · V r2 Σ3,
которое выделяется полосовым фильтром 31 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 32, на второй (опорный) вход которого подается напряжение Uг2(t) гетеродина 27. На выходе фазового детектора 32 образуется низкочастотное напряжение:which is allocated by a band-
Uн2(t)=Vн2·cosφк2(t),U n2 (t) = V n2 cosφ k2 (t),
где Vн2=1/2К3·V7·Vг2,where V H2 = 1/3 2 K 7 · V · V r2,
пропорциональное модулирующему коду M2(t). Это напряжение поступает на вход ЭВМ 1-1.proportional to the modulating code M 2 (t). This voltage is fed to the input of the computer 1-1.
Описанная выше работа приемника 2 соответствует случаю приема полезного ФМн-сигнала по основному каналу на частоте ω2.The operation of the
Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте ωз2, то он подавляется «внешним кольцом», состоящим из гетеродина 27, смесителей 28 и 56.1, усилителей 29 и 57.1 второй промежуточной частоты, фазовращателей 55.1 и 58.1 на +90° и -90°, сумматора 59.1 и реализующим фазокомпенсационный метод.If a false signal (interference) is received through the mirror channel at a frequency ω s2 , then it is suppressed by an “external ring” consisting of a
По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеху), принимаемый по четвертому комбинационному каналу на частоте ωк4.For a similar reason, a false signal (interference) received on the fourth Raman channel at a frequency of ω k4 is also suppressed .
Ложный сигнал (помеха), принимаемый по третьему комбинационному каналу на частоте ωк3, подавляется «внутренним кольцом», состоящим из перемножителя 60.1, узкополосного фильтра 61.1, амплитудного детектора 62.1, ключа 63.1 и реализующим метод узкополосной фильтрации.The false signal (interference) received via the third combinational channel at a frequency of ω k3 is suppressed by an “inner ring” consisting of a multiplier 60.1, a narrow-band filter 61.1, an amplitude detector 62.1, a key 63.1 and implementing the narrow-band filtering method.
Ложные сигналы (помехи), принимаемые по каналу прямого прохождения и интермодуляционным каналам, подавляются соответствующими фильтрами-пробками.False signals (interference) received on the direct channel and intermodulation channels are suppressed by the corresponding filter plugs.
При режиме работы по запросу (фиг.4) все командные кодовые посылки имеют различные значения: каждому пациенту присваивается свой код. Запуск программы опроса датчиков, измеряющих физиологические параметры в аппаратуре пациента, производится после принятия командного кода и его расшифровки (на диаграммах этот момент времени обозначен заштрихованными прямоугольниками). Частота опроса каждого пациента составляет 400-500 Гц, что соответствует полному циклу опроса всех пациентов 2-2,5 мс. Достоинством данного режима работы является его гибкость: при желании можно опрашивать не всех пациентов, а часть из них или даже одного пациента, но с более высокой частотой.When the mode of operation on demand (figure 4), all command code parcels have different meanings: each patient is assigned a code. The program for interrogating sensors measuring physiological parameters in the patient’s equipment is launched after the command code is accepted and decrypted (in diagrams this moment of time is indicated by shaded rectangles). The frequency of the survey of each patient is 400-500 Hz, which corresponds to a complete cycle of the survey of all patients 2-2.5 ms. The advantage of this mode of operation is its flexibility: if you wish, you can interview not all patients, but part of them or even one patient, but with a higher frequency.
В случае применения режима работы с общей синхронизацией аппаратура всех пациентов настроена на один общий код, по которому производится одновременный запуск программных устройств аппаратуры всех пациентов (фиг.5). Эти программно-временные устройства настроены таким образом, что подключение каждого абонента к линии связи производится в определенный момент времени после приема синхронизирующего кода, поэтому отрезки времени передачи абонентами информации в центральный пункт разнесены между собой во времени. Достоинством данного режима работы является более короткий цикл передачи информации и более высокая помехоустойчивость. К недостаткам его следует отнести значительно меньшую гибкость: в данном случае невозможно изменять программу подключения абонентов с центрального пульта.In the case of applying the operating mode with general synchronization, the equipment of all patients is configured to one common code, according to which the software devices of the equipment of all patients are simultaneously launched (Fig. 5). These time-programmed devices are configured in such a way that each subscriber is connected to the communication line at a certain point in time after receiving the synchronization code, therefore, the time intervals of the transmission of information by the subscribers to the central point are separated in time. The advantage of this mode of operation is a shorter information transfer cycle and higher noise immunity. Its disadvantages include significantly less flexibility: in this case, it is impossible to change the program for connecting subscribers from the central console.
Однако предложенная выше схема блока 8.i управления (фиг.3) позволяет реализовать оба режима работы устройства. Делается это следующим образом. В ЗУ 17 каждому пациенту заносится свой код. В ЗУ 16 заносится один общий код для всех пациентов.However, the above proposed circuit of the control unit 8.i (Fig. 3) allows to implement both modes of operation of the device. This is done as follows. In
При работе по запросу с центрального пульта управления подается код, соответствующий коду, записанному в ЗУ 17. По этому коду включается аппаратура только одного выбранного пациента, производится измерение всех его физиологических параметров в соответствии с программой и результат измерения в короткий отрезок времени после посылки управляющего кода передается по информационной линии связи в центральный пульт управления.When working on request from the central control panel, a code corresponding to the code recorded in
Затем с центрального пульта управления посылается код другого пациента и вся процедура повторяется. Так поочередно (с частотой 500 Гц) опрашиваются все наблюдаемые пациенты.Then, the code of another patient is sent from the central control panel and the whole procedure is repeated. So alternately (with a frequency of 500 Hz) all observed patients are interrogated.
Данная система позволяет при необходимости изменять программу опроса, например опрашивать с более высокой частотой ограниченное число пациентов или даже одного пациента. Такая необходимость может возникнуть, например, при передаче миографической информации или при анализе вызванных ЭКГ-потенциалов, где требуется более высокая частота опроса.This system allows, if necessary, to change the survey program, for example, to interview with a higher frequency a limited number of patients or even one patient. Such a need may arise, for example, in the transmission of myographic information or in the analysis of evoked ECG potentials, where a higher sampling rate is required.
В случае применения режима работы с общей синхронизацией с центрального пульта по командной линии связи подается код, соответствующий коду, записанному в ЗУ 16, общий для всех абонентов. По этому коду включение в работу аппаратуры каждого пациента производится в момент времени, определяемый блоком 18 времени задержки, который устанавливается индивидуально для каждого пациента таким образом, чтобы моменты опроса и передачи информации всех пациентов в центральный пульт были бы разнесены во времени.In the case of applying the operation mode with general synchronization from the central console, a code corresponding to the code recorded in the
Сформированными в результате опроса кодовыми посылками 1, 2, n, изображенными на диаграммах (фиг.4), модулируется излучаемый передатчиками 6 электромагнитный сигнал (фиг.1). Информация о физиологических параметрах всех пациентов, принятая приемником 2, вводится в ЭВМ 1-1 центрального пульта 1.Formed as a result of the interrogation of the
Далее производится математическая экспресс-обработка в реальном времени всех физиологических параметров наблюдаемых пациентов и в случае отклонения их за допустимый предел у какого-либо пациента ЭВМ выдает сигнал тревоги с указанием номера пациента для принятия экстренных мер.Next, mathematical express processing is performed in real time of all physiological parameters of the observed patients, and if they deviate beyond the permissible limit for a patient, the computer issues an alarm signal indicating the patient number for emergency measures.
Кроме того, принятая информация может быть занесена в память ЭВМ для последующего более детального анализа.In addition, the received information can be stored in the memory of a computer for subsequent more detailed analysis.
По сравнению с известными мониторами, в том числе и мониторами, записывающими информацию на магнитную ленту, данное устройство позволяет расширить функциональные возможности:Compared with known monitors, including monitors that record information on magnetic tape, this device allows you to expand the functionality of:
- наблюдать в реальном времени сразу нескольких пациентов и немедленно выдавать сигнал тревоги в случае ухудшения состояния больных;- observe in real time several patients at once and immediately give an alarm in the event of a worsening of the condition of the patients;
- производить последующий более подробный анализ полученной информации;- make the subsequent more detailed analysis of the information received;
- существенно упростить, удешевить и облегчить аппаратуру, носимую пациентом, за счет того, что из состава аппаратуры исключается сложная ЭВМ или магнитофон, а вся обработка информации производится в ЭВМ центрального пульта управления.- significantly simplify, reduce the cost and lighten the equipment worn by the patient, due to the fact that the complex computer or tape recorder is excluded from the composition of the equipment, and all information processing is performed in the computer of the central control panel.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение избирательности и помехоустойчивости приемников. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным, комбинационным, интермодуляционным каналам и каналу прямого прохождения.Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides increased selectivity and noise immunity of the receivers. This is achieved by suppressing spurious signals (interference) received via mirror, Raman, intermodulation channels and the direct channel.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127139/14A RU2373845C1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Device for remote observation over patients' state |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127139/14A RU2373845C1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Device for remote observation over patients' state |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2373845C1 true RU2373845C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008127139/14A RU2373845C1 (en) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | Device for remote observation over patients' state |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373845C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453847C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-06-20 | Виктор Васильевич Малеев | Method of determining of patient dynamics by urine oxygen content |
| RU2529406C1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека" Федерального медико-биологического агентства | Method for distant reading and processing of electrocardiogram and human and animal breathing |
-
2008
- 2008-06-23 RU RU2008127139/14A patent/RU2373845C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Бакалов В.П. Основы биотелеметрии. - М.: Радио и связь, 2001, с.109-117. Кореневский и др. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики и лечебных воздействий. - СПб.: 1999, с.394-395. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453847C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-06-20 | Виктор Васильевич Малеев | Method of determining of patient dynamics by urine oxygen content |
| RU2529406C1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека" Федерального медико-биологического агентства | Method for distant reading and processing of electrocardiogram and human and animal breathing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3951134A (en) | Apparatus and method for remotely monitoring and altering brain waves | |
| US9375153B2 (en) | Motion/vibration sensor | |
| CN110061781A (en) | Use the method and apparatus of the radio frequency photon spectrometer of frequency comb | |
| RU2373845C1 (en) | Device for remote observation over patients' state | |
| CN209215577U (en) | Ranging calibrating installation and measuring system | |
| CN104055519B (en) | Motion/Disturbance Detector | |
| CN106798546A (en) | Data acquisition process terminal | |
| RU2311122C1 (en) | Device for remote control of patients' state | |
| RU2376929C1 (en) | Device for remote observation over patients' state | |
| RU2048790C1 (en) | Device for carrying out distant patient state control | |
| RU2373577C1 (en) | Electronic chess-clock | |
| RU2232545C2 (en) | Device for continuously monitoring the heart activity | |
| SU733644A1 (en) | Apparatus for televising ecg | |
| RU2020132532A (en) | DEVICE FOR REMOTE MONITORING OF THE STATE OF PATIENTS | |
| US4611206A (en) | Apparatus for detecting quantities of rotary member | |
| JPH04349799A (en) | Transmitter for telemeter equipment, receiver for telemeter equipment and telemeter equipment | |
| RU2297175C2 (en) | Physiological parameters monitoring system | |
| Mefteh et al. | Design of a Battery-powered Emitter dedicated to the Characterization of Human Body Communications | |
| RU137721U1 (en) | DEVICE FOR DETECTING AND OBSERVING LIVING OBJECTS | |
| RU2722237C1 (en) | Device for remote monitoring of life support systems of special facilities | |
| RU2371085C1 (en) | Monitor physiological system | |
| GB1519972A (en) | Data transmission system | |
| JPS5825309B2 (en) | Transmitting device in telemeter | |
| RU2527662C1 (en) | Digital chess clock | |
| RU16988U1 (en) | TELEMETRIC COMPLEX FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100624 |