им фільтром. Критерієм оптимальності прийнято вважати забезпечення максимуму відношення сигнал-шум. Ця вимога зумовлює вибору такої форми частотного коефіцієнта передачі фільтра, яка забезпечує максимум відносини сигнал-шум на його виході. В задачах лінійної фільтрації передбачається, що спостережуваний реальний процес являє собою адитивну суміш сигналу і перешкоди.
У більшості випадків електричний фільтр є частотно-виборче пристрій. Отже, він пропускає сигнали певних частот і затримує або послаблює сигнали інших частот. Найбільш загальними типами частотно-виборчих фільтрів є фільтри нижніх частот (пропускають низькі частоти і затримують високі частоти), фільтри верхніх частот (пропускають високі частоти і затримують низькі частоти), смугові фільтри (пропускають смугу частот і затримують ті частоти, які розташовані вище і нижче цієї смуги) і режекторние фільтри (затримують смугу частот і пропускають частоти, розташовані вище і нижче цієї смуги).
Пасивні фільтри являють собою пристрої, які створюються на основі резисторів, конденсаторів і котушок індуктивності, а саме з пасивних схемних елементів. Ці фільтри придатні для роботи в певних діапазонах частот, але не підходять для низьких частот, наприклад, нижче 0,5 мГц. Це відбувається внаслідок того, що на низьких частотах параметри необхідних котушок індуктивності стають незадовільними через їх великих розмірів і значного відхилення робочих характеристик від ідеальних і, крім того, на відміну від резисторів і конденсаторів, котушки індуктивності погано пристосовані для інтегрального виконання.
Таким чином, для застосування фільтрів в діапазоні низьких частот зі схем бажано виключити котушки індуктивності. Це досягається розробкою активних фільтрів на основі резисторів, конденсаторів і одного або декількох активних приладів, таких як транзистори, залежні джерела і т. Д.
Активні фільтри побудовані з опорів, конденсаторів і підсилювачів (зазвичай операційних) і призначені для того, щоб з усіх подаються на їх вхід сигналів пропускати на вихід сигнали лише деяких заздалегідь заданих частот. Ці володіють частотної вибірковістю схеми використовуються для посилення або ослаблення певних частот в звуковій апаратурі, в генераторах електромузичних інструментів, в сейсмічних приладах, в лініях зв'язку, а також в дослідницькій практиці для вивчення частотного складу найрізноманітніших сигналів, таких, наприклад, як біоструми мозку або механічні вібрації. Активні фільтри знаходять застосування майже в будь-якій області електроніки.
Існує кілька різних типів активних фільтрів, деякі з яких також мають і пасивну форму:
фільтр високих частот - не пропускає частоти нижче частоти зрізу;
фільтр низьких частот - не пропускає частоти вище частоти зрізу;
смуговий фільтр - не пропускає частоти вище і нижче деякої смуги;
режекторний фільтр - не пропускає певну обмежену смугу частот [14,15].
2.4 Фільтрація шумів при знятті ЕКГ
Основні джерела перешкод при реєстрації ЕКГ прийнято розділяти на високочастотні: біологічного походження - миограмма; наводки від устаткування - шум 50 (60) Гц; кидки ізолінії; швидкі зміни потенціалу поляризації електродів - кидки ізолінії; артефакти реєстрації. Низькочастотні - повільні зміни потенціалу поляризації електродів - дрейф ізолінії. Способи усунення перешкод наведені в таблиці 2.
Таблиця 1 - Результати оцінки ЕКГ-фільтрів
ПараметрФільтр перший порядкаКонечно- імпульсний фільтрІскаженія форми QRS26% 2% Зміна амплітуди P - 26% - 3% Зміна амплітуди Q - 61% - 2% Зміна амплітуди R - 31% - 10% Зміна амплітуди S -51% - 10% Зміна амплітуди Т - 4% 0Ізмененіе тривалості PQ - 11% - 1% Зміна тривалості QRS8% 2% Зміна тривалості QT1% 0 Таблиця 2 - Види перешкод, способи усунення і побічні ефекти
Вид помехСпособ устраненіяПобочние ефекти на ЕКГШум 50 (60) ГцФільтрація полосно-фільтр, що загороджує і конструктивнірішення в електрокардіографі При неправильної конструкції фільтра - зменшення амплітуд Q, R, S, артефактів стімулятораРасположеніе обладнання з урахуванням електромагнітної обстановкіНетМіограммаФільтрація фільтром нижніх частот. Зменшення амплітуд Q, R, S, артефактів стимулятора, розширення QRS. Накладення електродів поза великих м'язових массівовНет або мінімальниеШуми високих частотФільтрація фільтром нижніх частот. Використання якісних електродів, контактної средиУменьшеніе амплітуд Q, R, S, артефактів стимулятора, розширення QRSДрейф ізолінііФільтрація фільтром верхніх частот. Затримка зміщення сегмента ST до 0,5сДрейф ізолінііНаложеніе електродів поза великих м'язових масивів. Використання якісних електродів, контактної средиНет або мініма...
