JP7187953B2 - バッファ回路 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態に係る心電図計測システム1の模式図を示す。心電図計測システム1は、シート2、メモリ8、ディスプレイ9を備える。シート2は、着座者90の心臓91の活動電位を計測する。計測した結果はメモリ8に記録することができ、またそれらの計測結果はディスプレイ9で確認することができる。
図2に、心電センサ12の回路図を示す。心電センサ12は、電極4、配線W21、バッファ部7を備えている。バッファ部7は、オペアンプ30、第1抵抗器R1、第2抵抗器R2、第1キャパシタCf、可変抵抗部40、スイッチSW1、抵抗制御部50を備える。
図3に、心電図計測システム1の測定系のモデルを示す。この測定系において、心臓91の電圧変化Vinと心電センサ12の出力電圧Voutとの関係は、数1の式で表される。
本実施例に係る心電センサ12(図2参照)は、前述した第1および第2の課題を解決することができる効果を備えた回路である。また心電センサ12は、安定動作条件を算出することができる効果を備えた回路である。以下に効果を詳述する。
本実施例に係る心電センサ12における静電気除去動作を、図8の波形図を用いて説明する。図8(A)の横軸は、時間を示している。図8(A)の縦軸は、心電センサ12から出力される出力電圧Voutを示している。心電センサ12は、0Vの基準電圧に対して、正の出力電圧Voutおよび負の出力電圧Voutを出力する。第1しきい値Vth11およびVth21、第2しきい値Vth12およびVth22は、抵抗制御部50がヒステリシスを有するウィンドウコンパレータ動作を行うためのしきい値である。図8(B)の横軸は、時間を示している。図8(B)の縦軸は、抵抗制御部50から出力される制御電圧Vgを示している。
図2の心電センサ12の回路設計例を示す。容量結合Cbは40pF、第1抵抗器R1は1GΩ、第2抵抗器R2は1MΩ、第1キャパシタCfは660μF、帰還抵抗器Rfhは100MΩ、帰還抵抗器Rflは20kΩ、とした。
可変抵抗部40の抵抗値を変化させる態様は、図2に示すバイパス態様に限られず、様々であってよい。例えば、複数の抵抗器との接点を切り替える態様であってもよい。
Claims (2)
- オペアンプと、第1抵抗部と、第2抵抗部と、第1キャパシタンス部と、可変抵抗部と、スイッチ部と、を備えるバッファ回路であって、
前記オペアンプは、非反転入力端子、反転入力端子および出力端子を備えており、
前記反転入力端子には前記出力端子が接続されており、
前記第1抵抗部の一端が前記非反転入力端子に接続され、前記第1抵抗部の他端が第1接続点で前記第2抵抗部の一端に接続され、前記第2抵抗部の他端が基準電圧部位に接続されており、
前記第1キャパシタンス部の一端が前記第1接続点に接続され、前記第1キャパシタンス部の他端が第2接続点で前記可変抵抗部の一端に接続され、前記可変抵抗部の他端が前記出力端子に接続されており、
前記可変抵抗部は、
前記第2接続点と前記出力端子との接続経路上に配置されている第3抵抗部と、
前記第3抵抗部をバイパスするバイパス経路と、
を備えており、
前記スイッチ部は、前記バイパス経路上に備えられ、前記バイパス経路の導通および非導通を制御可能であり、
前記スイッチ部は、
前記バッファ回路の出力電圧が第1しきい値を超えた場合に、前記可変抵抗部の抵抗値を第1抵抗値から第2抵抗値へ低下させ、
前記可変抵抗部の抵抗値を前記第2抵抗値に低下させた後に前記出力電圧が前記第1しきい値を下回った場合に、前記可変抵抗部の抵抗値を前記第2抵抗値から前記第1抵抗値へ上昇させる、
バッファ回路。 - 前記非反転入力端子には、信号が入力される入力キャパシタンス部が接続されており、
前記第1抵抗部の抵抗値と前記第2抵抗部の抵抗値との積の絶対値が、前記可変抵抗部の抵抗値と前記入力キャパシタンス部のインピーダンス値との積の絶対値よりも小さい、請求項1に記載のバッファ回路。
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