UA11961U - Analog-to-digital converter for biological signals - Google Patents
Analog-to-digital converter for biological signals Download PDFInfo
- Publication number
- UA11961U UA11961U UAU200507021U UAU200507021U UA11961U UA 11961 U UA11961 U UA 11961U UA U200507021 U UAU200507021 U UA U200507021U UA U200507021 U UAU200507021 U UA U200507021U UA 11961 U UA11961 U UA 11961U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- optical
- output
- voltage
- input
- cell
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель відноситься до вимірювальної та біомедичної техніки, а саме до пристроїв перетворення 2 інформації і може бути використана в різних системах автоматичного контролю в універсальних цифрових вимірювальних пристроях і біомедичних системах.The utility model relates to measuring and biomedical engineering, namely to information conversion devices and can be used in various automatic control systems in universal digital measuring devices and biomedical systems.
Відомий оптоелектронний аналого-дифровий перетворювач |(Бакмутский В. Д. Универсальнье цифровье измерительнье приборь! и системь!. Киев, "Техника", 1979, с. 128, рис. 301), що містить дискретний сканістр з рекурентними оптичними зв'язками, джерело напруги, диференціюючу ланку, вимірювальний механізм, блок 70 керування і генератор пилкоподібної напруги.A well-known optoelectronic analog-to-digital converter (Bakmutsky V.D. Universal measuring device! and system!. Kiev, "Tehnika", 1979, p. 128, fig. 301), containing a discrete scanister with recurrent optical connections, a voltage source, a differentiating link, a measuring mechanism, a control unit 70 and a sawtooth voltage generator.
Недоліком такого перетворювача є складність.The disadvantage of such a converter is complexity.
За прототип обраний аналого-дифровий перетворювач |Балакай В. Г. и др. Интегральнье схемь! АЦП и ЦАП. "Знергия", 1978, с. 72, рис. 1.23), що містить лічильник імпульсів, блок перетворення напруги в частоту, генератор часових інтервалів, виходи яких підключені відповідно до лічильного і керуючого входів лічильника, 19 | джерело напруги.An analog-to-digital converter was chosen as the prototype |Balakai V. G. et al. Integrated circuits! ADC and DAC. "Znergy", 1978, p. 72, fig. 1.23), containing a pulse counter, a voltage-to-frequency conversion unit, a time interval generator, the outputs of which are connected to the counter's counter and control inputs, 19 | voltage source.
Недоліком є низька надійність, що обумовлено наявністю ряду прецизійних елементів, метрологічна відмова яких приводить до відмови всього пристрою.The disadvantage is low reliability, due to the presence of a number of precision elements, the metrological failure of which leads to the failure of the entire device.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення аналого-дифрового перетворювача для біосигналів, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається простота конструкції аналого-дифрового перетворювача для біосигналів, що підвищує надійність та точність пристрою, а з метою розширення функціональних можливостей при використанні аналого-дифрових перетворень біосигналів інформація в перетворювачі задається тільки на оптичному рівні, що дозволяє його використовувати в інтегрованому із сенсором чіпі для введення всередину живих тканин з виводом інформації в цифровому виді через волокно на термінал обробки. 29 Поставлена задача досягається тим, що в аналого-дифровому перетворювачі для біосигналів, що містить -о лічильник імпульсів, блок перетворення напруги в частоту і генератор часових інтервалів, виходи яких підключені відповідно до лічильного і керуючого входів лічильника, а також джерело напруги, блок перетворення напруги в частоту містить ключ, формувач імпульсів і паралельно з'єднані запускаючу і часозадаючу комірки, причому запускаюча комірка містить послідовно з'єднані резистор і світловипромінювач, кожна часозадаюча -- комірка виконана у вигляді оптрона з позитивним зворотнім оптичним зв'язком, оптичний вихід запускаючої Ге) комірки підключений до оптичного входу першої часозадаючої комірки, оптичний вихід кожної часозадаючої з'єднаний з оптичним входом кожної наступної часозадаючої комірки, оптичний вихід останньої часозадаючої Ме. комірки підключений до оптичного входу формувача імпульсів, вихід якого з'єднаний з керуючим входом ключа, «-- перша загальна точка запускаючої і часозадаючих комірок з'єднана з загальною шиною, а друга через ключ з'єднана з вхідною шиною блоку перетворювача напруги в частоту, а вхідна шина генератора часових інтервалів. (7 з'єднана з виходом джерела напруги.The basis of a useful model is the task of creating an analog-to-digital converter for biosignals, in which, due to the introduction of new elements and connections, the simplicity of the design of the analog-to-digital converter for biosignals is achieved, which increases the reliability and accuracy of the device, and with the aim of expanding the functionality when using analog-to-digital transformations of biosignals, the information in the converter is set only at the optical level, which allows it to be used in a chip integrated with the sensor for the introduction of living tissues with the output of information in digital form through the fiber to the processing terminal. 29 The task is achieved by the fact that in the analog-to-digital converter for biosignals, which contains a pulse counter, a voltage-to-frequency conversion unit and a time interval generator, the outputs of which are connected to the counter and control inputs of the counter, as well as a voltage source, a conversion unit of voltage to frequency contains a key, a pulse shaper and parallel-connected trigger and timer cells, and the trigger cell contains a resistor and a light emitter connected in series, each timer cell is made in the form of an optocoupler with positive optical feedback, the optical output of the trigger Ge) of the cell is connected to the optical input of the first time-setting cell, the optical output of each time-setting cell is connected to the optical input of each subsequent time-setting cell, the optical output of the last time-setting cell. cell is connected to the optical input of the pulse shaper, the output of which is connected to the control input of the key, "-- the first common point of the triggering and timing cells is connected to the common bus, and the second through the key is connected to the input bus of the voltage-to-frequency converter block , and the input bus of the time interval generator. (7 is connected to the output of the voltage source.
На кресленні представлено структурну електричну схему пристрою.The drawing shows the structural electrical diagram of the device.
Пристрій містить лічильник 1 імпульсів, блок 2 перетворення напруги в частоту, що містить ключ 3, « формувач 4 імпульсів, паралельно з'єднані запускаючу комірку 5 і т часозадаючих комірок 6.4...б4. Запускаюча З 50 комірка 5 складається з послідовно з'єднаних резистора 7 і світловипромінювача 8. Кожна часозадаюча комірка с 64...бт являє собою оптрон, виконаний на послідовно з'єднаних світловипромінювачах 94...У,4 і фотоприймачахThe device contains a pulse counter 1, a voltage-to-frequency conversion unit 2 containing a key 3, a pulse generator 4, parallel-connected triggering cell 5 and t timing cells 6.4...b4. Starting Z 50 cell 5 consists of a series-connected resistor 7 and a light emitter 8. Each timing cell c 64...bt is an optocoupler made of series-connected light emitters 94...U,4 and photodetectors
Із» 104...10,4, зв'язані позитивним оптичним зворотнім зв'язком з оптичного виходу світловипромінювачів 94...У,. на оптичний вхід фотоприймачів 104...10,4. Оптичний вихід світловипромінювача 8 з'єднаний з оптичним входом фотоприймача 10 першої часозадаючої комірки бі. Оптичний вихід світловипромінювачів 94...9,4) Кожної часозадаючої комірки 6.1...бу з'єднаний з оптичним входом фотоприймачів 103...10,, наступної часозадаючої - комірки 61...бт. Оптичний вихід світловипромінювача У, останньої часозадаючої комірки бл з'єднаний з - оптичним входом формувача 4 імпульсів, вихід якого підключений до керуючого входу ключа 3. Всі часозадаючі комірки 6....б/ з'єднані через ключ З з вихідною шиною 11 блоку 2 перетворення напруги в частоту. До керуючого о входу лічильника 1 імпульсів підключений вихід генератора 12 часових інтервалів, який виконаний аналогічноFrom" 104...10.4, connected by positive optical feedback from the optical output of light emitters 94...U,. to the optical input of photodetectors 104...10,4. The optical output of the light emitter 8 is connected to the optical input of the photoreceiver 10 of the first time-setting cell bi. The optical output of light emitters 94...9,4) of each time-setting cell 6.1...bu is connected to the optical input of photoreceptors 103...10,, of the next time-setting cell 61...bt. The optical output of the light emitter U, the last timing cell bl is connected to - the optical input of the pulse generator 4, the output of which is connected to the control input of the key 3. All timing cells 6...b/ are connected through the key C to the output bus 11 of the block 2 voltage to frequency conversion. The output of the generator of 12 time intervals is connected to the control input of pulse counter 1, which is made similarly
Ге»! 20 блоку 2 перетворення напруги в частоту, причому вхідна шина генератора 12 часових інтервалів з'єднана з джерелом 13 напруги. та Пристрій працює наступним чином.Gee! 20 block 2 voltage to frequency conversion, and the input bus of the time interval generator 12 is connected to the voltage source 13. and The device works as follows.
При замиканні ключа З перетворювана напруга ), подається на часозадаючі комірки 64...б4, і запускаючу комірку 5 блока 2 перетворення напруги в частоту. При цьому починає випромінювати світло випромінювач 8 29 запускаючої комікри 5. Після цього спрацьовує перша часозадаюча комірка 6.4, оскільки на її оптичний вхід с поступає випромінювання від запускаючої комірки 5, потім спрацьовує друга часозадаюча комірка б» і т.д.When the key C is closed, the converted voltage ) is supplied to the time-setting cells 64...b4, and the starting cell 5 of block 2 of the voltage-to-frequency conversion. At the same time, the emitter 8 29 of the trigger cell 5 begins to emit light. After that, the first time-setting cell 6.4 is triggered, since radiation from the trigger cell 5 enters its optical input c, then the second time-setting cell b" is triggered, etc.
Час, через який з'явиться оптичний сигнал на вході формувача 4 імпульсів, визначиться кількістю часозадаючих комірок 64... бл і їх часом спрацювання. При спрацюванні останньої часозадаючої комірки б 7 формувач 4 імпульсів формує корткочасовий імпульс, на час дії якого ключ З розмикається і напруга ШО, відключається від 60 цасозадаючих комірок 61... бу, внаслідок чого вони всі гасяться за час та, , причому цей час повинен бути менше тривалості сформованого імпульсуThe time after which the optical signal will appear at the input of the 4 pulse generator will be determined by the number of timing cells 64...bl and their activation time. When the last time-setting cell b 7 is triggered, the pulse generator 4 forms a short-time pulse, during which the key C is opened and the voltage of the SHO is disconnected from the 60 time-setting cells 61... bu, as a result of which they all extinguish during the time ta, , and this time must be less than the duration of the formed pulse
Ттас 2.Ttas 2.
Після завершення дії імпульсу ключ З знову замикається і процес повторюється спочатку. 65 Таким чином, пауза між імпульсами, що формуються формувачем 4 імпульсів, приблизно дорівнює періоду слідування імпульсів, дорівнюєAfter the end of the pulse, the key C is closed again and the process is repeated from the beginning. 65 Thus, the pause between the pulses formed by the 4-pulse generator is approximately equal to the pulse tracking period, equal to
Тем ти, де М - кількість часозадаючих комірок 6....бп в блоці 2 перетворення напруги в частоту; ту 7 час спрацювання часозадаючої комірки 6ч...бул. 5 . У У . . йTem ti, where M is the number of time-setting cells 6...bp in block 2 of voltage-to-frequency conversion; tu 7, the time of operation of the time-setting cell is 6h...bul. 5. In U. . and
Кожна часозадаюча комірка 6-...бу, як генеративний оптрон з фотоприймача і світловипромінювача з позитивним зворотнім оптичним зв'язком, має час спрацювання: 5-2 о, де | - час запуску оптрона по його оптичному входу; ії» - час запуску оптрона по його електричному входу дорівнює ат тб ле - 106Each timing cell 6-...bu, as a generative optocoupler from a photoreceiver and a light emitter with positive feedback optical communication, has a trigger time: 5-2 o, where | - optocoupler startup time on its optical input; ii" - the time of starting the optocoupler on its electrical input is equal to at tb le - 106
Ів) а де 4. - вхідна прикладена напруга.Iv) and where 4. is the input applied voltage.
Позначимо дт.107 через К, оскільки ця величина для даного типу оптронів постійна. Крім того, оскільки 2", то можна прийняти, щоWe denote dt.107 by K, since this value is constant for this type of optocouplers. In addition, since 2", it can be assumed that
Кк, їз т ь т --Kk, ride --
Ша тобто час спрацювання оптрона обернено пропорційний прикладеній напрузі.That is, the operation time of the optocoupler is inversely proportional to the applied voltage.
Звідси виходить, щоIt follows that
Кк. тх 8-06Kk thx 8-06
Ш,Sh,
В цьому випадку період слідування імпульсів з виходу блоку 2 перетворення напруги в частоту і відповідно частота слідування імпульсів ї дорівнюєIn this case, the pulse tracking period from the output of voltage-to-frequency conversion unit 2 and, accordingly, the pulse tracking frequency is equal to
К 1 Ів)K 1 IV)
Ту Мт. М---; Пе шт -- спе плине яИТЯ вTu Mt. M---; Pe sht -- spe plyne yaITYA v
Частота слідування імпульсів на виході генератора 12 часових інтервалів дорівнюєThe frequency of following pulses at the output of the generator is equal to 12 time intervals
Е 1 1 Це п чеE 1 1 This is p che
Та Мт МКAnd Mt MK
Зо о де М - число часозадаючих комірок 6....б.ї генератора 12 часових інтервалів.Where M is the number of time-setting cells of the 6...th generator of 12 time intervals.
Вихідний код лічильника 1 імпульсів, дорівнює кількості лічильних імпульсів, що поступили на лічильний Ге»! вхід лічильника 1 за час То від блоку 2 перетворення напруги в частоту визначається наступним чином:The output code of counter 1 pulses is equal to the number of counter pulses received by the counter Ge"! the input of counter 1 for the time To from unit 2, the conversion of voltage into frequency is determined as follows:
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200507021U UA11961U (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Analog-to-digital converter for biological signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200507021U UA11961U (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Analog-to-digital converter for biological signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA11961U true UA11961U (en) | 2006-01-16 |
Family
ID=37454886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU200507021U UA11961U (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Analog-to-digital converter for biological signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA11961U (en) |
-
2005
- 2005-07-15 UA UAU200507021U patent/UA11961U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA11961U (en) | Analog-to-digital converter for biological signals | |
US10528010B2 (en) | Range finding device | |
US8101902B2 (en) | Light grid having photoreceivers and programmable logic unit | |
SU1046929A1 (en) | A-d converter | |
RU140746U1 (en) | ALARM DEVICE UNDER PERMISSION CONTROL | |
RU2289200C2 (en) | Converter of analog signals into time-modulated pulse pattern | |
SU1269268A2 (en) | Voltage-to-number converter | |
SU930144A1 (en) | Device for digital measuring of slowly changing process frequency | |
RU2476988C1 (en) | Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method | |
RU146741U1 (en) | DEVICE FOR REMOTE MEASUREMENT OF ELECTRIC VALUE | |
SU1169169A1 (en) | Voltage-to-time interval convertr | |
SU1515366A1 (en) | A-d converter | |
SU415639A1 (en) | ||
SU1427565A1 (en) | Device for monitoring a-d converters | |
SU731574A1 (en) | Pulse-width modulator | |
RU46113U1 (en) | FIBER OPTICAL RECIRCULATION MEASURING PULSE DURATION | |
SU1244794A1 (en) | Time interval-to-digital code converter | |
SU1548782A1 (en) | Device for comparison of codes | |
SU1105830A1 (en) | Device for measuring non-linearity of ramp voltage | |
SU568181A1 (en) | Unitary code to phase-manipulated signal converter | |
SU1591069A1 (en) | Indicating device | |
SU884105A1 (en) | Time interval converter | |
SU917337A1 (en) | Logarithmic voltage-to-code converter | |
SU594580A1 (en) | Arrangement for conversion of pulse trains | |
RU1772780C (en) | Device for digital measuring of time interval |