א.ק.ג ודופק: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

אלקטרוקרדיוגרמה, הנקראת גם א.ק.ג, היא בדיקה המזהה ומתעדת את הפעילות החשמלית של לב האדם. הוא מזהה את קצב הלב ואת העוצמה והתזמון של הדחפים החשמליים העוברים בכל חלק בלב, המסוגל לזהות בעיות לב כגון התקפי לב והפרעות קצב. א.ק.ג בבתי חולים כוללים שתים עשרה אלקטרודות לעור על החזה, הידיים והרגליים. במתקפה זו, אנו משתמשים רק בשלוש אלקטרודות, אחת לכל פרק כף היד כשני אתרי הקלטה ואחת לקרסול ימין כאדמה. חשוב לציין כי לא מדובר במכשיר רפואי. זה מיועד למטרות לימוד רק באמצעות אותות מדומים. אם אתה משתמש במעגל זה למדידות א.ק.ג אמיתיות, ודא שהמעגל וחיבורי המעגל למכשיר משתמשים בטכניקות בידוד נאותות.

כדי לרכוש ולנתח אות א.ק.ג אנושי, אנו זקוקים למגבר מכשור המגביר את אות הכניסה ב- 1000, מסנן חריץ המסיר רעש זרם חילופין (60 הרץ) ומסנן מעבר נמוך המסנן רעשים אחרים מעל 250 הרץ. נעשה שימוש בחיתוך של 250 הרץ מכיוון שטווח התדרים של א.ק.ג אנושי הוא בין 0-250 הרץ

שלב 1: חומרים

מחולל פונקציות, ספק כוח, אוסצילוסקופ, לוח לחם.

נגדים: 1k - 500k ohm

קבלים: 20 - 100 nF

מגבר תפעולי x5 (UA741)

שלב 2: בנה את מגבר המכשור

הכוונה למעגל ולמשוואות מגבר המכשור. ראשית עלינו לחשב את ערכי הנגד הנכונים. מכיוון שלמגבר המכשור יש 2 שלבים ישנם שני רווחים נפרדים, k1 ו- k2. מכיוון שאנו זקוקים לרווח של 1000, k1 כפול k2 צריך להיות שווה לאלף. במדריך זה השתמשנו בערכים הבאים, אל תהסס לשנות ערכים אלה אם אין לך מגוון רחב של נגדים.

R1 = 1000Ω, R2 = 15000Ω מכאן, K1 = 1+(2*15000)/1000 = 31R3 = 1000Ω, R4 = 32000Ω מכאן, K2 = 32000/1000 = 32

עכשיו שאתה יודע אילו ערכי הנגד אתה צריך, קדימה, צור את המעגל.

כדי לבדוק את מגבר המכשור, תוכל להשתמש בגנרטור פונקציות ליצירת גל סינוס עם משרעת ידועה, לחבר אותו לכניסת המעגל ולחבר את פלט המגבר לאוסילוסקופ, אתה אמור לראות aa סינוס עם משרעת גדול פי 1000 מגל הסינוס הקלט

שלב 3: בנה מסנן חריץ

בדומה למגבר המכשור, עיין במעגל ובמשוואות כדי למצוא את ערכי הרכיב המתאימים. אנו יודעים שבמסנן החריצים הזה, עלינו לנתק תדרים של 60 הרץ ולכן f0 הוא 60 הרץ, אנו נשתמש גם בגורם איכות של 8 שיעניק לנו דיוק טוב. באמצעות ערכים אלה אנו יכולים כעת למצוא ערכי רכיב מתאימים:

C = 100 nF, Q = 8, w0 = 2ℼf = 2*pi*60 = 120pi

R1 = 1/(2*8*120*pi*100*10^-9) = 1658Ω

R2 = (2*8)/(120*pi*100*10^-9) = 424kΩ

R3 = (1658*424000)/(1658+424000) = 1651Ω

עכשיו שאתה יודע את ערכי הרכיבים הדרושים לך, בנה את המעגל. לא שאתה יכול להשתמש בנגדים במקביל או בסדרות על מנת להתקרב לערכים כמה שיותר לערכים הדרושים.

כדי לבדוק את מסנן החריצים, תוכל לבצע טאטאת תדרים. הזן גל סינוס עם משרעת של 0.5V ושנה את התדירות. תראה איך משרעת הפלט המחובר לאוסילוסקופ משתנה כאשר אתה מתקרב ל -60 הרץ. לדוגמה, כאשר התדר שלך נמוך מ -50 או מעל 70, אתה אמור לראות אות פלט הדומה לקלט אך ככל שתתקרב ל -60 הרץ אמפליטודה אמורה לרדת. אם זה לא קורה בדוק את המעגל שלך וודא שהשתמשת בערכי הנגד הנכונים.

שלב 4: בנה מסנן Butterworth מסדר שני

סוג המסנן הנמוך שהשתמשנו בו הוא מסדר שני פעיל. מסנן זה משמש מכיוון שהוא נותן לנו דיוק מספיק טוב ולמרות שהוא דורש כוח אבל הביצועים טובים יותר. המסנן נועד לנתק תדרים מעל 250 הרץ. הסיבה לכך היא שלאות ECG יש רכיב תדר שונה שנמצא בין אפס ל -250 הרץ וכל אות בתדר של מעל 250 הרץ ייחשב כרעש. התמונה הראשונה מציגה את הסכימה של מסנן המעבר הנמוך עם כל ערכי הנגד הנכונים. (שים לב כי R7 צריך להיות 25632Ω במקום 4kΩ). התמונה השנייה כוללת את כל המשוואות בהן תוכלו לחשב את ערכי הרכיב בעצמכם.

כדי לבדוק את מסנן ה- lowpass, השתמש בגנרטור הפונקציות ליצירת גל סינוס במשרעת של 0.5V. בעת הזנת תדרים מתחת ל -250 הרץ, אתה אמור לראות פלט הדומה לקלט אך ככל שאתה מקבל לאחר 250 הרץ הפלט אמור להיות קטן יותר ובסופו של דבר להתקרב לאפס.

שלב 5: חבר הכל יחד

לאחר שסיימת לבנות את שלושת השלבים, חבר את כולם על ידי הצבת מגבר מכשור, ואחריו מסנן חריץ ולאחר מכן מסנן נמוך. המעגל שלך אמור להיראות דומה לתמונה זו.

שלב 6: בדיקת המעגל השלם

באמצעות מחולל פונקציות, הכנס אות אק ג שרירותי עם משרעת שלא תעלה על 15mV לכניסה של מגבר המכשור. חבר את הפלט של מסנן הנמוך לאוסילוסקופ. אתה אמור לקבל פלט הדומה לתמונה זו. האות הירוק הוא פלט הלוח והאות הצהוב הוא אות הכניסה למעגל. תוכל גם למדוד את קצב הלב על ידי רכישת התדירות באמצעות האוסילוסקופ והכפלת מספר זה ב -60.

שים לב שאם תרצה למדוד אות א.ק.ג משלך תוכל לעשות זאת על ידי חיבור שני הקלט של מגבר המכשור לכל אחד מפרקי הידיים שלך באמצעות אלקטרודה וארקה את הרגל. פשוט שמור באמצע לפני שתעשה זאת וודא שהמעגל וחיבורי המעגל למכשיר משתמשים בטכניקות בידוד נאותות.