Широкополосный усилитель биопотенциалов

 

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ БИОПОТЕНЦИАЛОВ, содержащий две группы усилительных элементов, два блока нейтрализации емкости кабеля, выходы которых подключены к соответствующим экранирующим оплеткам кабеля, и дифференциальный усилитель, о т л и ч ающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности биоизмерительной системы путем умень . шения приведенного к входу шума широкополосного усилителя биопотенциалов с параллельным включением входных каскадов, в него введены два блока суммирования токов, блок выделения синфазного сигнала, операционный усилитель , два резистора связки, два токоотводящих резистора, масштабный и симметрирующий резисторы и источник опорного напряжения, причем выходы усилительных элементов каждой из групп непосредственно подключены к первым входам соответствующих блоков суммирования токов, выходы которых соединены с соответствунмцими входами блока выделения синфазного сигнала и дифференциального усилителя, выход блока синфазного сигнала подключен к первому входу операционного усилителя , второй вход которого соединен с первым выходом источника опорного напряжения , второй выход которого через токоотводящие резисторы подключен к первым входам блоков суммирова (Л ния токов, а третий выход - к входам установки этих блоков, выход операционного усилителя через резисторы i связки подключен к входам соответст- S вующих блоков нейтрализации емкости кабеля и вторым входам соответствующих Vpynn усилительных элементов, подключенных также этими входами соответственно через масштабный резистор - к выходу дифференциального усилителя , а через симметрирзтощий резистор - к общей шине широкополосного усилителя биопотенциалов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEGllVEiËÈÌ (19) (И) g 4 А 61 В 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:., д

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3646572/28-13 (22) 28.09.83 (46) 07.10.87. Бюл. № 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (72) И.А.Разумов (SU) Михай Шогар (HU), С.П.Булгаков (SU) и Дюла Бан (HU) (53) 615.47 (088.8) (56) Проспект датской фирмы DISA на электромиографическую систему DISA

1500. (54)(57) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

БИОПОТЕНЦИАЛОВ, содержащий две группы усилительных элементов, два блока нейтрализации емкости кабеля, выходы которых подключены к соответствующим экранирующнм оплеткам кабеля, и дифференциальный усилитель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности биоизмерительной системы путем уменьшения приведенного к входу шума шиI рокополосного усилителя биопотенциалов с параллельным включением входных каскадов, в него введены два блока суммирования токов, блок выделения синфазного сигнала, операционный усилитель, два резистора связки, два токоотводящих резистора, масштабнъй и симметрирующий резисторы и источник. опорного напряжения, причем выходы усилительных элементов каждой из групп непосредственно подключены к первым входам соответствующих блоков суммирования токов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока выделения синфазного сигнала и дифференциального усилителя, выход блока синфазного сигнала подключен к первому входу операционного усилите" ля, второй вход которого соединен с первым выходом источника опорного напряжения, второй выход которого через токоотводящие резисторы подклю- ю

Ф чен к первым входам блоков суммирования токов, а третий выход — к входам установки этих блоков, выход оваради- и онного усилителя через резисторы связки подключен к входам соответст- Я э а вующих блоков нейтрализации емкости кабеля и вторым входам соответствующих групп усилительных элементов, подключенных также этими входами соответственно через масштабный резистор — к выходу дифференциального усилителя, а через симметрирующий резисо тор — к общей шине широкополосного усилителя биопотенциалов.

1172104

Изобретение относится к медицинской технике, а именно,к устройствам для усиления сигналов биоэлектрической активности, и предназначено для использования в электромиографах, электроэнцефалографах и электрокардиографах в качестве предварительного усиления биопотенциалов. Данное устройство может также найти применение в измерительной технике для широкополосного усиления малых сигналов от высокоомных датчиков.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности биоизмерительной системы путем уменьшения приведенного к входу шума широкополосного усилителя биопотенциалов с параллельным включением входных каскадов.

На чертеже представлена структур ная электрическая схема широкополосного усилителя биопотенциалов.

Широкополосный усилитель биопотенциалов содержит две группы 1 и 2 усилительных элементов, выходы которых объединены и подключены к соответствующим входам блоков 3 и 4 суммирования токов, токоотводящие резисторы 5 и 6, источник 7 опорного напряжения, блок 8 выделения синфазного сигнала, выходом соединенный с первым входом операционного усилителя 9, выход которого через резисторы 10 и 11 связки подключен к соответствующим входам блоков 12 и 13 нейтрализации емкости кабеля и вторым входам соответствующих групп 1 и 2 усилительных элементов. Выходы блоков 12 и 13 нейтрализации емкости кабеля подключены к соответствующим экранирующим оплеткам 14 и 15 жил кабеля ° Блоки 3 и4 суммирования токов выходами соединены с. соответствующими входами дифференциального усилителя 16 и блока 8 выделения синфазного сигнала. Macmтабный резистор 17 включен между выходом дифференциального усилителя 16 и вторым входом первой группы 1 усилительных элементов, а симметрирующий резистор 18 — между вторым входом второй группы 2 усилительных элементов и общей шиной широкополосного усилителя биопотенциалов. Источник 7 опорного напряжения выходами соответственно подключен: первым — к второму входу операционного усилителя 9, вторым — через токоотводящие резисторы 5 и 6 к первым входам блоков 3 и 4 суммирования токов, третьим — к входу установки режима блоков 3 и 4 суммирования токов. Токоотводящие ре5 зисторы 5 и 6 служат для уменьшения режимных токов, протекающих через соответствующие блоки 3 и 4 суммирования токов, обеспечивая их работу в режиме малых токов при любом числе параллельно включенных каскадов (и).

Операционный усилитель 9 обеспечивает введение глубокойотрицательной обратной связи (ООС) по синфазному сигналу, что позволяет получить высокий коэффициент синфазной режекции без использования генераторов тока в истоковых"цепях, а также установку суммарного режимного тока усилительных элементов-путем стабилизации напряжения на выходах блоков 3 и 4 суммирования токов °

Усилитель работает следующим образом.

Входной сигнал, отводимый электро25 дами накожными или игольчатыми (на чертеже не показаны ), поступает на входы соответствующих групп 1 и 2 усилительных элементов. Каждый из усилительных элементов преобразует

30 сигнал в виде напряжения на его входе в пропорциональный этому напряжению ток с коэффициентом преобразования, равным крутизне характеристики усилительного элемента. Токи усилительных элементов суммируются блоками 3 и 4, на выходах которых сигналы в виде суммы токов преобразуются в соответствующие напряжения, которые суммируются блоком 8 выделения синфазного

4р сигнала. Синфазный сигнал с выхода блока 8 усиливается операционным усилителем 9 и через резисторы 10 и 11 связки поступает на вторые входы со.ответствующих групп 1 и 2 усилитель4б ных элементов, что обеспечивает введение глубокой ООС по синфазному сигналу. Дифференциальный сигнал с выходов блоков 3 и 4 суммирования токов усиливается дифференциальным усилите5р лем 16 и далее по каналу обратной передачи, образованному резисторами 10 и 11 связки, масштабным и симметрирующим резисторами 17 и 18, поступа-. ет во входную цепь усилителя (на соответствующие вторые входы групп 1 и 2 усилительных элементов). Источник 7 опорного напряжения выдает три уровня постоянного напряжения с малым уровнем собственного шума в рабо11721

Редактор П. Горькова Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4842

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чем диапазоне частот, причем напряжение с первого его выхода обеспечивает установку опорного напряжения на втором входе операционного усилителя 9, с второго — необходимый ток через токоотводящие резисторы 5 и 6, а с третьего — напряжение на выходах . групп 1 и 2 усилительных элементов.

04 4

Данный широкополосный усилитель биопотенциалов позволяет повысить разрешающую способность биоиэмерительной системы, ограниченную внутренними шумами предусилителя, до 12 мкВ (междупиковое значение ) в поло-, се рабочих частот 0 5 Гц

20 кГп.