Помехи, обусловленные входной цепью

При оценке помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС к помехам, обусловленным входной цепью, целесообразно рассмотреть две составляющие помех: 1) помехи, связанные со смещением; 2) помехи, связанные с электрическим шумом.

Для расчета ОСП первой составляющей помех делаются следующие допущения: значения источников напряжения смещения Е_см и входного тока смещения I_см1 отлично от нуля; значения остальных источников равно нулю; входной импеданс Z_вх ВЦ стремиться к бесконечности (отсутствует), т. к. является эквивалентным и токи смещения по нему не протекают; импеданс кабеля отведений также стремиться к бесконечности, т. к. спектр помех, связанных со смещением, сосредоточен вблизи нулевой составляющей (постоянный ток).

В результате сделанных допущений эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ приобретает вид, изображенный на рисунке 17. Расчет значения помехи, обусловленной смещением ВЦ, в данной схеме не представляет труда и осуществляется по следующей формуле:

Следовательно, ОСП для данного вида помехи будет определяться как

.

 

Рисунок 17 – Упрощенная эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ для оценки влияния смещения входных цепей.

Для расчета ОСП второй составляющей помех делаются следующие допущения: значения источников приведенного ко входу эквивалентного напряжения шума U_ш, и эквивалентного входного тока шума I_ш1 отлично от нуля; значения остальных источников равно нулю; входной импеданс Z_вх ВЦ стремиться к бесконечности (отсутствует), т. к. является эквивалентным и токи шума по нему не протекают; импеданс кабеля отведений существенно больше импеданса БО и СК, поэтому им можно пренебречь. Однако, для расчета полного напряжения шума, присутствующего во входной цепи, надо учитывать и тот факт, что импеданс БО и импеданс СЭК также являются источниками шума. В результате сделанных допущений шумовая эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ приобретает вид, изображенный на рисунке 18. В данной схеме реальный импеданс биологических тканей заменяется на модель бесшумного импеданса Z`<sub>бтэ</sub> и источника напряжения шума U<sub>ш бтэ</sub>, создаваемого этим импедансом. Аналогичным образом осуществляется замена импеданса СЭК: модель бесшумного импеданса Z`_экэ, источник напряжения шума U_{ш экэ}, создаваемого этим импедансом.

Значения напряжений всех источников шума этой схемы являются случайными и нестационарными процессами, поэтому складываются как среднеквадратические значения. Следовательно, полное напряжение шума входной цепи U_{ш вц} будет определятся соотношением:

Реальные части импедансов БО и СЭК являются частотно-зависимыми, поэтому при численных расчетах полного напряжения шума необходимо использовать спектральные плотности его составляющих.

,

,

,

,

где f _вш, f _нш – соответственно верхняя и нижняя граница шумовой полосы частот, е_{ш вц}(f), i _ш1 (f) –спектральные плотности соответственно напряжения и тока шума входной цепи.

Рисунок 18 - Шумовая эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ.

Следовательно, ОСП для данного вида помехи будет определяться как

.

Выводы

Для численной оценки помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС предложена эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ.

Разработаны методики расчета помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС к следующим видам помех, обусловленных: биообъектом; системой электрод-кожа; входной цепью.

Показано, что помехоустойчивость БТС для регистрации БЭС к аддитивным помехам при униполярном отведении определяется соотношением

,

где  - среднее значение полной энергии помехи.