Методика использования тока в биологически активных точках (стр. 2 из 3)

Схема устройства представлена на рис. 11. При указанных условиях измерения тока падение напряжения на R_и будет мало и составляет порядка 1мВ (ЭСК изменяется в диапазоне 6 – 300 кОм). По этой причине для масштабирования падения напряжения на R_и следует применять дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления K=R2/R1 порядка 60. Для снижения уровня синфазных помех, обусловленных значительной протяженностью подводящих проводов (нагрузка заземлена - электрод индифферентной точки подключен к общей шине) используется симметричная схема входных цепей усилителя. Напряжение на выходе усилителя равняется

Рисунок 11 - Схема устройства для диагностики БАТ

U_вых = I_н(R_иR2/R1).

Внешняя балансировка ОУ производится в том случае, если она не предусмотрена в схеме ОУ.

3 Генераторы сигнал-стимулов

В подавляющем своем большинстве генераторы сигнал-стимулов работают в автоколебательном режиме. При этом наибольший приоритет имеют импульсы прямоугольной формы. Генераторы сигнал-стимулов могут быть построены, как на базе аналоговых, так и цифровых микросхем и на любой элементной базе (аналоговые-на транзисторах, на логических элементах, на операционных усилителях, на однотактных таймерах; цифровые-на программируемых таймерах, делителях, микропроцессорах и другие варианты).

Рассмотрим простейший вариант автогенератора-мультивибратора на базе триггера Шмидта, схема которого представлена на рис. 12, а.

Рисунок 12 – Схема мультивибратора на базе триггера Шмидта

Цепь положительной обратной связи (ПОС), обеспечивающая лавинообразный переход мультивибратора из одного состояния в другое выполнена на основе резистивного делителя R1, R2. Цепь отрицательной обратной связи (ООС) образована интегрирующей цепью RC. Временные диаграммы напряжений на выходе и на конденсаторе (инвертирующем входе) представлены на рис. 12, б. В данной схеме длительности двух состояний примерно равны

, т.е скважность импульсов положительной полярности равна . Период колебаний определяется соотношением:

.

Пилообразную форму напряжения легко получить, используя заряд конденсатора от источника постоянного тока. Тогда при i_c(t) = const = I_cполучим линейное нарастание напряжения от времени:

.

Если обеспечить периодический быстрый разряд конденсатора, то получим сигнал пилообразной формы. Для коммутации переходных процессов в конденсаторе (заряд – разряд) можно использовать электронный ключ, подключенный параллельно конденсатору (рис. 13, а). Амплитудно-временные диаграммы работы схемы представлены на рис. 13, б. При выбранном типе полевого транзистора (с n – каналом) заряд конденсатора осуществляется в течение времени

, когда транзистор закрыт напряжением отрицательной полярности . При подаче управляющего напряжения положительной полярности транзистор открывается и конденсатор разряжается через внутреннее сопротивление открытого транзистора . Временные соотношения задаются тактовым генератором (ТГ).

Рисунок 13 – а) Схема генератора пилообразного напряжения: ТГ – тактовый генератор; ИТ – источник тока б) диаграммы напряжений

В качестве ключевого элемента могут быть использованы как биполярные, так и полевые транзисторы. Длительность пребывания ключа в замкнутом состоянии

определяет временной интервал между импульсами пилообразной формы, который должен превышать время полного разряда емкости через внутреннее сопротивление открытого ключа .

Амплитуда выходных импульсов определяется соотношением:

,

где

- напряжение источника питания; - внутреннее сопротивление источника тока.

Для рефлексотерапии наряду с частотой повторения важным временным параметром является коэффициент заполнения воздействующего импульса

. В качестве примера рассмотрим структурную схему автогенератора, позволяющего осуществлять независимое управление периодом и коэффициентом заполнения импульсов прямоугольной формы (рис. 14, а).

Рисунок 14 – Схема автогенератора сигнал-стимулов (а) и амплитудно-временные диаграммы (б)

Схема содержит источник тока (ИТ), генератор пилообразного напряжения на транзисторе VT и конденсаторе С, формирователь управляющих импульсов генератора пилообразного напряжения (Ф) и два амплитудных компаратора АК1 и АК2.

Амплитудно-временные диаграммы работы устройства представлены на рис. 14, б. В диаграммах использованы следующие обозначения:

– пилообразное напряжение, снимаемое с конденсатора С; – регулируемый уровень напряжения переключения компаратора АК1, задаваемый переменным резистором; – регулируемый уровень напряжения переключения компаратора АК2; – напряжение на выходе формирователя (на входе транзистора VT); - выходное напряжение, снимаемое с выхода компаратора АК2; - длительность импульса сигнал-стимула.

Схема работает следующим образом. В начальный момент времени транзистор VT закрыт и конденсатор С заряжается от источника тока ИТ, формируя линейно нарастающее напряжение, которое одновременно подается на входы компараторов АК1 и АК2. На другие входы компараторов подаются регулируемые напряжения

и от источника питания . Для нормальной работы схемы необходимо выполнение условия > . После достижения пилообразного напряжения уровня происходит переключение компаратора АК1 (отрицательный перепад) с формированием выходного импульса положительной полярности и длительностью, определяемой соотношением

.

Пилообразное напряжение, продолжая нарастать, достигает уровня срабатывания первого компаратора

. Отрицательный перепад выходного напряжения компаратора АК1 подается на запуск формирователя, с выхода которого импульс положительной полярности подается на транзистор VT, вызывая быстрый разряд конденсатора и определяя начало нового цикла заряда. Частота повторения циклов заряд разряд конденсатора, а следовательно и выходных сигнал-стимулов, таким образом задается уровнем срабатывания компаратора АК1 и определяется соотношением:

.

Достоинством схемы на рис. 15 является возможность независимого управления частотой и длительностью сигнал-стимулов. Регулируемый коэффициент заполнения импульса определяется формулой:

.

Одной из наиболее простых аналогово-цифровых интегральных микросхем, используемых для генерирования последовательностей импульсов, является интегральный таймер типа КР602ВИ1 (SE71). Функциональная схема и условное обозначение этого таймера представлены на рис. 15. В состав КР602ВИ1 входят следующие функциональные элементы: два компаратора DA1 и DA2, RS – триггер, резистивный делитель напряжения R1, R2, R3, выходной усилители мощности. Напряжение питания

таймера может изменяться в пределах 1 – 7 В.

Рисунок 15 –Функциональная схема таймера КР602ВИ1 (а) и его условное обозначение (б)

Внутренний резистивный делитель задает пороговые уровни напряжения верхнего и нижнего компараторов

и соответственно на компараторы DA1 и DA2. Таким образом, если на выводе 2 таймера напряжение станет меньше , то на триггер пойдет сигнал установки в единицу; если же напряжение на выводе 2 станет больше, чем , то с верхнего компаратора на триггер придет сигнал установки в нуль. Триггер имеет и дополнительный вход установки в нуль – вывод 4.