Тема: Изучение свойств усилителей электрических сигналов, определение их частотных и амплитудных характеристик

Тема: Изучение свойств усилителей электрических сигналов, определение их частотных и амплитудных характеристик

 

1. Усилители электрических сигналов и их виды. Коэффициент усиления.

2. Гармонический анализ периодических процессов. Теорема Фурье. Гармонический спектр сигнала.

3. Частотная характеристика усилителя, ее вид для идеального и реального усилителя. Полоса пропускания усилителя.

4. Амплитудная характеристика и динамический диапазон реального и идеального усилителя.

5. Условия усиления биосигнала без существенных искажений. Диапазон амплитуд и полоса частот биоэлектрических сигналов, поступающих с поверхности тела человека при регистрации электрокардиограмм (ЭКГ), электромиограмм (ЭМГ), электроэнцефалограмм (ЭЭГ).

6. Дифференциальный усилитель и его применение для регистрации биопотенциалов.

7. Порядок выполнения лабораторной работы «Определение частотной и амплитудной характеристик усилителя».

 

Усилители электрических сигналов и их виды. Коэффициент усиления.

Задача регистрации переменных электрических полей, генерируемых живым организмом (биопотенциалов), имеет большое значение для целей диагностики многих заболеваний и определения функционального состояния различных органов. Однако амплитуда этих биопотенциалов чрезвычайно мала (доли и единицы милливольт), поэтому они могут быть зарегистрированы только после их предварительного усиления. При этом очень важно провести усиление амплитуды и одновременно сохранить форму этих биопотенциалов.

Усилителем электрических сигналов называют устройство, увеличивающее интенсивность подаваемого сигнала за счет энергии постороннего источника.

Основной характеристикой усилителя является коэффициент усиления К, равный отношению амплитуды сигнала (напряжения, тока или мощности) на выходе усилителя к соответствующей амплитуде сигнала на его входе:

; ; (1)

В зависимости от того, какой из параметров сигнала подлежит усилению, различают усилители напряжения, тока и мощности. В медицине обычно используются усилители напряжения.

Основным требованием, предъявляемым к усилителю биопотенциалов, является увеличение амплитуды сигнала без искажения его формы.

 

Условия усиления биосигнала без существенных искажений. Диапазон амплитуд и полоса частот биоэлектрических сигналов, поступающих с поверхности тела человека при регистрации электрокардиограмм (ЭКГ), электромиограмм (ЭМГ), электроэнцефалограмм (ЭЭГ).

Для правильного (без искажений ) усиления исследуемого сигнала реальным усилителем, необходимо выполнитьдва условия:

1) Частотный спектр усиливаемого сигнала должен полностью попадать в полосу пропускания усилителя.

2) Диапазон амплитуд усиливаемого сигнала должен находиться в пределах динамического диапазона усилителя.

Диапазон амплитуд и полоса частот биоэлектрических сигналов, поступающих с поверхности тела человека при регистрации электрокардиограмм (ЭКГ), электромиограмм (ЭМГ), электроэнцефалограмм (ЭЭГ)приведен в таблице 1.

 

Таблица 1 Амплитудные и частотные параметры электрокардиограммы (ЭКГ), электромиограммы (ЭМГ) и электроэнцефалограммы (ЭЭГ)

Электрограммы	Частотный спектр, Гц	Амплитуды электрограмм, мВ	Необходимый коэффициент усиления
ЭКГ	0,5 – 400	0,1 – 5,0	10^4
ЭМГ	1,0 – 1000	0,01 – 50	10^3—10^5
ЭЭГ	1,0 – 300	0,01 – 0,5	10^5 – 10^6

Данные взяты из книги Самойлов В.О. Медицинская биофизика/С-Пб, «СпецЛит», 2004г.

Тема: Изучение свойств усилителей электрических сигналов, определение их частотных и амплитудных характеристик

 

1. Усилители электрических сигналов и их виды. Коэффициент усиления.

2. Гармонический анализ периодических процессов. Теорема Фурье. Гармонический спектр сигнала.

3. Частотная характеристика усилителя, ее вид для идеального и реального усилителя. Полоса пропускания усилителя.

4. Амплитудная характеристика и динамический диапазон реального и идеального усилителя.

5. Условия усиления биосигнала без существенных искажений. Диапазон амплитуд и полоса частот биоэлектрических сигналов, поступающих с поверхности тела человека при регистрации электрокардиограмм (ЭКГ), электромиограмм (ЭМГ), электроэнцефалограмм (ЭЭГ).

6. Дифференциальный усилитель и его применение для регистрации биопотенциалов.

7. Порядок выполнения лабораторной работы «Определение частотной и амплитудной характеристик усилителя».