еносного джерела живлення накладає обмеження на споживану потужність апарату і відповідно на напругу батареї;
. мікроконтролер повинен забезпечувати одночасну передачу даних по інтерфейсу Bluetooth і запис на SD-карту, для чого необхідна наявність UART-інтерфейсу і SPI;
. звукова сигналізація повинна мати низьке енергоспоживання.
Функції приладу:
. виконання користувача налаштувань (вибір відведення для реєстрації ЕКГ, вибір швидкості запису ЕКГ, вибір алгоритмів обробки даних, робота з бездротовим інтерфейсом);
. посилення і фільтрація біоелектричних сигналів;
. виконання діагностичної процедури, оцифровка і збереження даних на SD-карті;
. сигналізація пульсу пацієнта;
. сигналізація поганого контакту електродів з шкірними покривами пацієнта;
. виведення інформації на персональний комп'ютер, використовуючи бездротовий інтерфейс;
. Розробка структурної схеми
Структурна схема кардіографа зображена на кресленні у додатку. Розглянемо докладніше кожен з вузлів електрокардіографа.
Блок посилення і фільтрації застосовується для посилення біопотенціалів людини й усунення або значного ослаблення синфазних перешкод. Основними підсилювальними елементами є 2 (на кожне з відведень) операційних підсилювача (ОУ) типу AD620A, який володіє високою точністю і чудовими характеристиками на постійному струмі: коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу КОСС=100 dB на частотах аж до 1 кГц, зсув на вході не більше 50 мкВ, малий вхідний струм (1 нА макс.) і низька напруга шуму (0,28 мкВ в смузі 0,1 ... 10 Гц). Для AD620 вимагається єдиний зовнішній резистор, що задає коефіцієнт підсилення. У схемі зворотного зв'язку, яка призначена для компенсації синфазного сигналу, застосований операційний підсилювач типу AD705J - малопотребляющій прецизійний ОУ з надзвичайно високим коефіцієнтом ослаблення синфазного сигналу (мін. Значення 114 дБ). Ця схема подає на праву ногу пацієнта напруга, яка компенсує синфазну складову сигналу з метою усунути вплив синфазного сигналу. Так само необхідно використовувати ФНЧ і ФВЧ, які повинні підсилювати основний сигнал. Частота зрізу ФНЧ повинна складати приблизно 100 Гц, а для ФВЧ - приблизно 0,03 Гц. Обидва фільтра необхідно робити на основі RC контурів. Коефіцієнт посилення другого каскаду становить близько 143. Для цих цілей підходить ОУ LM334N. В одному корпусі даної мікросхеми знаходиться 4 ОУ. Три з них застосовуються для побудови пікового детектора, мета якого - визначення зубців R і сигналізація пульсу. У якості звукового сигналізатора использується п'єзокерамічним пищалка.
Аналого-цифровий перетворювач 8-розрядний, послідовної дії TLC549IP.
Мікроконтролер, як було сказано вище, повинен мати інтерфейс UART і SPI для роботи з bluetooth і SD-картою відповідно. Можна використовувати МК AT89S8253 фірми Atmel. Він випускається в 40-pin DIP-корпусі.
Відповідно bluetooth повинен мати UART інтерфейс. Для цих цілей використовуємо готовий модуль Wireless Bluetooth 2.0 RS232 TTL Transceiver module.
В якості термопринтера можна використовувати практично будь-хто. Припустимо, Fujitsu FTP - 628 MCL - 054.
У зв'язку з усім вищесказаним виникає необхідність використовувати двухполярной харчування на 5 В і однополярної на 3,3 В. Для цих цілей в блоці живлення застосуються інвертори ADP3000-5V і ADP3604. Перший з них перетворює 3,6В від джерела живлення в 5В, а другий перетворює + 5В у - 5В. Також необхідне узгодження з харчування у вузлах і блоках електрокардіографа.
З усього вищесказаного можна скласти докладну структурну схему блоку посилення і блоку живлення, зображену в додатку до даної пояснювальній записці.
. Розробка схеми електричної принципової
Перший каскад посилення являє собою інструментальний підсилювач на базі недорогий мікросхеми AD620 (DA3 і DA4). Дана мікросхема забезпечує необхідний коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу КОСС=100 дБ, має низьку напругу шуму і вимагає єдиний зовнішній резистор для завдання коефіцієнта посилення, по одному резистору для кожного каналу (R1=R2=R3=R4=220 кОм). Для того, щоб уникнути насичення виходу при можливому вхідному постійному зміщенні ± 300 мВ і розмаху вихідної напруги AD620 ± 3,8 В коефіцієнт посилення інструментального підсилювача не повинен перевищувати 12,6. Таким чином, з урахуванням запасу, виберемо коефіцієнт посилення першого каскаду рівним 7.
У схемі зворотного зв'язку, яка призначена для компенсації синфазного сигналу, можуть бути застосовані операцій...
