Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Усиление биоэлектрических сигналов
Прямое, непосредственное измерение биоэлектрического сигнала, или сигнала, созданного на выходе генераторного датчика, является трудновыполнимой задачей, так как эти сигналы обычно весьма малы. Именно поэтому в структурной схеме (см. рис. 17.1) вторым элементом показан усилитель электрических сигналов. Ради определенности проиллюстрируем особенности усиления медико-биологических электрических сигналов на примере биоэлектрических сигналов, т. е. тех сигналов, которые снимаются. электродами с биологического объекта. Специфика усилителей биопотенциалов определяется следующими основными особенностями этой разновидности электрических колебаний: 1) выходное сопротивление биологической системы совместно с сопротивлением электродов обычно достаточно высоко; 2) биопотенциалы — медленно изменяющиеся сигналы; 3) биопотенциалы — слабые сигналы. Рассмотрим подробнее эти вопросы. В § 17.2 отмечалась роль переходного сопротивления электрод — кожа на передачу биоэлектрического сигнала последующим элементам схемы. Оказывается, этим вопросом проблема сопротивлений не ограничивается: при усилении сигнала следует учитывать соотношения сопротивлений Rt и RBX [см. (17.1)]. Необходимо, как принято говорить, согласование сопротивления входной цепи усилителя и выходного сопротивления биологической системы. Вопрос согласования полных сопротивлений (импедансов) достаточно сложный. Проиллюстрируем его лишь некоторыми особенностями взаимодействующих элементов электрической схемы. Выразив из (17.1) силу тока / = ξбп/(Ri + RBX) и подставив в формулу для входного напряжения UBX усилителя, получим Из (18.5) следуют некоторые предельные случаи: 1) UBX → 0 при RBK → 0, т. е. на входе усилителя не будет напряжения, если его входное сопротивление равно нулю; 2) UBX → ξ6п при RBX →∞, т. е. максимально возможное напряжение на усилителе будет при бесконечно большом его входном сопротивлении. Во втором случае тока во входной цепи нет; следовательно, не будет передаваться и мощность от источника сигнала. В реальной ситуации на входе усилителя окажется часть напряжения, генерируемого биологической системой и зависящего от отношения RJRвх [см. (18.5)]. Эти примеры обращают внимание на необходимость согласования сопротивлений. В электрофизиологии считают, что RBX должно в 10—20 раз превышать наибольшее возможное значение Rv
Малая частота биологических электрических сигналов приводит к тому, что в цепях усилителя невозможно использовать конденсаторы, так как при малых частотах значительно возрастает емкостное сопротивление [см. (14.33)]. Приходится использовать специальные усилители постоянного тока. Малость биопотенциалов побуждает использовать усилители с достаточно большим коэффициентом усиления, поэтому даже небольшие помехи, попадающие на вход усилителя, могут исказить полезный биоэлектрический сигнал и вызвать ложную информацию. Помехами можно считать любые токи или напряжения на выходе усилителя при отсутствии на его входе полезного сигнала. От одних помех можно избавиться или уменьшить их влияние, усложнив и удорожив конструкцию усилителя. От других избавиться в принципе невозможно, и поэтому приходится использовать каскад с небольшим коэффициентом усиления. Так, например, переменный ток городской сети может наводить ЭДС вследствие электромагнитной индукции в рядом расположенных усилительных цепях и биологических объектах. Экранирование усилителя и проводников в его цепи, а также исследуемых систем, удаление этих элементов от проводников с переменным током позволяет устранить или уменьшить и эти помехи. Если детали усилителя (электроды ламп, пластины конденсаторов и др.) будут колебаться, то это приведет к периодическому изменению параметров схемы и, как следствие, к возникновению случайных электромагнитных колебаний — микрофонный эффект. Укрепляя детали схемы и усиливая амортизацию, можно уменьшить или ликвидировать помехи и этого вида. Большая группа помех получила название шумов (электронных шумов). Шумы слышны, например, в приемнике в виде шипения, треска и шороха. Особенно это заметно при большом усилении. Термин «шумы» произошел от слухового восприятия электрических хаотических сигналов (в области частот 20 Гц — 20 кГц) при подключении репродуктора. Однако сейчас это понятие используется безотносительно к их частотному интервалу и тем более безотносительно к тому, воспроизводятся ли шумы звуковыми волнами или нет.
Шумы имеют разную физическую природу, в значительной степени они обусловлены флуктуациями токов, т. е. случайными отклонениями их от средней величины, что вызвано беспорядочными движениями электронов. Избавиться от шума достаточно сложно стараются изготовить специальные малошумящие транзисторы и лампы для использования в первых каскадах усилителей. Искажения усиленного сигнала могут возникнуть и вследствие нестабильности источников питания, поэтому в некоторых случаях следует специально предусматривать стабилизацию напряжения.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 150; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.116.90.141 (0.005 с.) |