Вывод сигнала с электрокардиографа

Для вывода аналогового ЭКГ-сигнала с электрокардиографа, в его схеме необходимо, в первую очередь, найти точку, в которой можно зарегистрировать сигнал, соответствующий усиленному сигналу ЭКГ. В процессе решения данной задачи были изучены принципиальные схемы плат усилителя биопотенциалов, а именно: платы усилителя напряжения, платы усилителя регистратора (усилителя мощности); и в качестве места съема усиленного ЭКГ-сигнала для последующей передачи в ПК была выбрана плата усилителя регистратора (рис. 10). Экспериментальным путем с использованием осциллографа была найдена искомая точка на плате усилителя регистратора, и получен сигнал с 4 вывода ОУ DA6 (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1, точка съема сигнала указана синим цветом).

 

 

Рис. 10. Плата усилителя регистратора. Точкой выделено место съема ЭКГ-сигнала.

 

Дальнейшая обработка полученного сигнала подразумевает его регистрацию и оцифровку с помощью АЦП стенда SDK-1.1/S.

С платы усилителя регистратора был получен усиленный инвертированный ЭКГ-сигнал. АЦП стенда SDK-1.1/S может принимать сигналы только положительной полярности в диапазоне напряжения 0… 5 В. Однако электрокардиограмма представляет собой биполярный сигнал. Вследствие чего необходимо провести инвертирование полученного сигнала и смещение линии нуля.

Для проведения указанных операций было принято решение разработать инвертор со смещением нуля (рис. 11).

Разработанная и внедренная в схему платы усилителя регистратора плата инвертора со смещением нуля представлена на рисунке 12. Черной рамкой выделена плата инвертора. Данная плата позволяет получить усиленный биполярный ЭКГ-сигнал, со смещением линии нуля на 2,5 В. Такой сигнал можно подавать на АЦП стенда SDK-1.1/S для дальнейшего преобразования.

 

 

 

Рис. 11. Схема инвертора со смещением нуля.

 

 

Рис. 12. Плата усилителя регистратора с внедренной платой инвертора.

2. Преобразование сигнала в цифровой код

На данном этапе, необходимо преобразовать полученный аналоговый сигнал в цифровой код и передать его в ПК.

Для реализации задачи оцифровки и передачи сигнала с электрокардиографа в ПК, в микропроцессорном стенде SDK-1.1/S, были задействованы:

1) 12-разрядный АЦП;

2) UART;

3) ОЗУ.

Оцифровка аналогового сигнала происходит с интервалом 38 мс. При помощи АЦП значения напряжения преобразуются в двоичный 12-разрядный код. Затем этот код передается в ПК по последовательному интерфейсу RS-232C (со скоростью 9600 бит/с) с дальнейшим его преобразованием в значения напряжения и графическим построением временной диаграммы напряжений. В связи с тем, что процесс оцифровки аналогового сигнала и передачи цифрового кода в ПК занимает менее 40 мс, необходимо осуществить его дополнительную задержку.