Биоуправляемый формирователь управляющих импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений м ОткРытий (21) 3819830/28- t 4 (22) 04.12.84 (46) 15.08.86. Бюл. tt 30 (71) Отделение Всесоюзного научно исследовательского института электромеханики (72) В.И. Глухов (53) 615.47(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 790186, кл. H 03 К 5/01, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1173534, кл. Н 03 К 5/01, 1983. (54)(57) БИОУПРАВЛЯЕМЦЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ

УПРАВЛЯЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее два IK-триггера, счетчик, RS-триггер, элементы ИЛИ и НЕ, задатчик ритма, генератор тактовых импульсов и источник питания, причем выход первого ХК-триггера соединен с Е-входом второго IK-триггера, К-вход которого соединен с I- и К-входами первого IK-триг- . гера и положительной шиной источника питания, R-вход второго IK-триггера подключен к отрицательной шине источника питания, выход задатчика ритма соединен с С-входом первого IK-триггера и первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки нуля счетчика, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика и входом элемента НЕ, выход которого соединен с R-входом

„,SU, » 250310 А 1

ag 4 А 61 N 1/36 Н 03 К 5/Ot

RS-триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и

С-входу второго IK-триггера, выход которого соединен с R-входом первого

IK-триггера и является выходом формирователя управляющих импульсов, о т— л и ч а ю шийся тем, что,с целью автоматического поддержания контролируемого параметра в заданных пределах-, он дополнительно содержит мультиплексор, реверсивный счетчик, два компаратора, элемент сравнения, делитель частоты, элемент И и датчик биосигнала, при этом S-вход RS-триггера соединен с выходами мультиплексора, информационные входы которого соеди- нены с выходами счетчика, а управляющие входы — с выходами реверсивного . счетчика, счетный вход которого под- С ключен к выходу элемента И, первый вход. которого соединен с выходом делителя частоты, а второй вход — с выходом элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, вход которого соединен с выходом датчика биосигнала и входом второго компаратора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения и к входу " 1" реверсивного счетчика, а счетный вход делителя частоты подключен к выходу эадатчика ритма.

1 1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в различных устройствах, для функционирования которых требуется формирование импульсов определенной длительности в зависимости от величины биосигнала, в том числе в медицинских электронных приборах — электростимуляторах органов и тканей, в частности в электростимулятарах дыхания.

Целью изобретения является автоматическое поддержание контролируемого параметра в заданных пределах.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый IKтриггер 1, второй IK-триггер 2, счетчик 3, RS-триггер 4, элемент ИЛИ 5, элемент НЕ 6, мультиплексор 7, реверсивный счетчик 8, первый компаратоо 9, второй компаратор 10, элемент

11 сравнения, делитель 12 частоты, элемент И 13, датчик 14 биосигнала, задатчик 15 ритма, генератор 16 тактовых импульсов и источник 17 питания.

Устройство работает следующим образом.

Задатчик 15 ритма вырабатывает положительные импульсы длительностью

Т„, частота которых соответствует требуемой частоте контролируемого биологического параметра, например частоте дыхания, Генератор 16 тактовых импульсов вырабатывает положительные импульсы, период повторе.ния которых существенно меньше Т

Пусть контролируемый параметр, например дыхательный объем, находится в пределах нормы, т.е. V ° 8 V (V

111 1 11 ПС1К 1 . где 7,. и V „ñooòâåòñòâåíío минимально и максимально допустимые значения дыхательного объема. В этом случае напряжение U снимаемое с выхода датчика 14 биосигнала (датчика дыхательного объема), удовлетворяет условию U „„ (U c U,д, где

П,д,и 00„ — уровни сравнения соответственно первого 9 и второго 10 компараторов. При этом величина U

O11Л соответствУет Ч,„1 а Uon соответствует V „ . На вы оде компаратора

9 устанавливается уровень логичес11 кого 0, на выходе компаратора lO— уровень логической "1" и на выходе элемента 11 сравнения — уровень логического "0", поступающий на второй, 250310 1 вход элемента И 13 и запрещающий поступление импульсов с делителя 12 частоты на С-вход реверсивного счетчика 8. Последний при этом находится в некотором состоянии и код записанного в нем числа поступает с выходов А„,..., А на адресные входы мультиплексора 7. Формирование длительности управляющего импульса

10 на выходе устройства происходит следующим образом.

Передний (положительный) фронт импульса на выходе задатчика 15 ритма переводит первый IK-триггер в

15 состояние "1" и через элемент ИЛИ 5 обнуляет счетчик 3, нулевой выходной потенциал которого через один из открытых ключей мультиплексора 7 соответственно коду на его адресных вхо20 дах поступает на S-вход RS-триггера

4. Триггер 4 находится в состоянии

1! 1)

0, так как íà его R-вход через элемент НЕ 6 поступают инвертированные тактовые импульсы с выхода генератора 16 тактовых импульсов. Второй IK-триггер 2 находится в состоя-. нии логического "01 и потенциал на выходе устройства равен нулю. После окончания импульса на выходе задат30 чика 15 ритма нулевой потенциал,поступающий на R-вход счетчика 3 через элемент ИЛИ 5, разрешает работу счетчика 3, на С-вход которого непрерывно поступают тактовые импульсы.

При появлении уровня логической

11 11

1 на А выходе счетчика 3, соединенногоо с открытым К ; ключом мультиплексора 7, он поступает н а S-вход

RS-триггера 4 и устанавливает его

11 11 в состояние 1 . При этом на К-входе триггера 4 сущес твует уровень логи11 11 че ского 0, так как . íà R-вход поступают инвертированные тактовые им"

45 пульсы. Положи тельный перепад напряжения на выходе RS-триггера 4, поступая на С-вход второго IK-триггера 2, передает уровень логической

11

1 с I-входа (с выхода первого

IK-триггера 1) íà его выход. Одно50 временно через элемент ИЛИ 5 обнуляется счетчик 3. При этом на выходе устройства устанавливается уровень логической "1", а первый IKтриггер I — в состояние логического

"0". Ближайший тактовый импульс, поступающий через элемент НЕ 6 на Нвход RS-триггера 4, устанавливает

его в состояние логического "01"

3 1 разрешая счетчику 3 считать тактовые импульсы.

Следующий уровень логической "1" на А выходе счетчика 3, соеднненного с открытым ключом К мультиплек1 сора 7, устанавливает выход RS-триггера 4 в состояние логической "1".

Положительный перепад с выхода RSтриггера 4, поступая на С-вход второго IK-триггера.2, передает состояwe логического "0" с I-входа (с выхода первого IK-триггера 1) на его выход (на выход устройства) и через элемент ИЛИ 5 обнуляет счетчики 3, устанавливая его выходы в состояние логического "0". Положительный перепад следующего импульса на выходе задатчика 15 ритма, поступая на синхронизирующий вход первого IK-триггера

1, передает сигнал логической "1" с

I-входа íà его выход (на R-входе

ХК-триггера 1 имеется уровень логического "0"), и схема возвращается в исходное состояние.

Таким образом, при каждом отрицательном перепаде импульса на выходе задатчика 15 ритма на выходе устройства формируется положительный импульс, длительность которого равна произведению периода повторения тактовых импульсов и коэффициента пересчета счетчика 3 из нулевого состояния до состояния логической "1" на

А, выходе, соединенным с открытым

250310 4 ключом мультиплексора 7, номер которого определяется кодом на выходе реверсивного счетчика 8..

Если контролируемый параметр вышел за допустимые пределы, например превысил максимально допустимое значение, на выходах компараторов 9 и

10 устанавливаются уровни логического

И

0, а на выходе элемечта 11 сравнения — уровень логической "1", в результате чего элемент И 13 начинает пропускать на С-вход реверсивного счетчика 8 импульсы с выхода делителя 12 частоты. Так как на управляющем входе счетчика 8 имеется уровень логического "0", то он работает в режиме вычитания и приходящие на его

С-вход импульсы уменьшают записанное в нем число. В результате этого длительность формируемого на выходе устройства импульса начинает также уменьшаться до тех пор, пока контролируемый параметр не придет в норму. Аналогичным образом устройство работает, .если контролируемый параметр становится ниже минимально допустимого значения, но в этом случае реверсивный счетчик 8 работает в режиме сложения и длительность выходного импульса начинает возрастать. Скорость изменения длительности выходного импульса определяется коэффициентом деления делителя 12 частоты.

1250310

Составитель А.Фальцман

Техред И.Гайдош Корректор М. Самборская

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 4356/7

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4