SU1595466A1 - Усилитель биоэлектрических сигналов с гальванической разв зкой - Google Patents

Abstract

Усилитель биоэлектрических сигналов с гальванической разв зкой содержит операционные усилители 1,2,3, дифференциальные оптроны /ДО/ 4,5, резисторы 6,7,8,9. Каждый ДО содержит светодиоды 10,11 и по два фотодиода 12,13,14,15 соответственно. Усилитель содержит также резисторы 16 и 17. Цель изобретени  - уменьшение вли ни  электрического тока входной цепи усилител . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к медицинской тех- инке, а именно к устройствам дл  измере- ни  и исследовани  электрических потен- циалов органов и тканей.

Цель изобретени  уменьшение вли ни  на биообъект электрического тока входной цепи усилител .

На чертеже приведена структурна  схема усилител .

Усилитель содержит операционные усилители 1 - 3, дифференциальные оптроны 4 и 5, резисторы 6-9. Каждый дифференциальный оптрон содержит светодиоды 10 и 11 и по два фотодиода 12-15. Предлагаемый усилитель содержит также резисторы 16 и 17. Один из входов 18 усилител  соединен с неинвертирующим входом 19 опера- ционного усилител  1 и с инвертирующим входом 20 операционного усилител  3. Второй вход 21 усилител  соединен с анодом фотодиода 13 и выводом 22 резистора 7. Катод фотодиода 13 соеди- нен с катодом фотодиода 15 и с обш,ей точ- кой 23 резисторов 7 и 9. Анод фотодиода 15 соединен с неинвертирующим входом 24 операционного усилител  3, с инвертирую- Ш.ИМ входом 25 операционного усилител  1 и с выводом .26 резистора 9. Выход 27 операционного усилител  3 соединен с анодом светодиода 10, выход 28 операционного усилител  1 - с анодом светодиода 11. Катоды светодиодов соединены с нулевой точкой усилителей 1 и 3. Анод фотодиода 12 соединен с выводом 29 резистора 6 и с неинвертирующим входом 30 операционного усилител  2. Катод фотодиода 12 соединен с катодом фотодиода 14 и с общей точкой 31 резисторов 6 и 8. Анод фото- диода 14 соединен с выводом 32 резистора 8, с нулевой точкой операционного усилител  2 и с выходным контактом 33 усилител , с другим выходным контактом 34 усилител  соединен выход операционного усилител  2. Резистор 16 соединен своим выводом-35 с нулевой точкой операционного усилител  2, а выводом 36 с инвертирующим входом 37 операционного усилител  2 и выводом 38 резистора 17. Другой вывод 39 резистора 17 соединен с выходным контактом 34.

Усилитель работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе напр жени  на входах и выходах операционных усилителей 1, 2 и 3, на светодио- дах и фотодиодах оптронов 4 и 5 равны нулю. При по влении положительного напр жени  сигнала между входами 21 и 18 на выходе 27 операционного усилител  3 по вл етс  положительное напр жение, создающее ток через светодиод 10, а на выходе 28 операционного усилител  1 - отрицательное напр жение, запирающее светодиод 10. Излучение светодиода 10 вызывает по вление фотогальванической ЭДС на фотодиоде 13 и падение напр жени  на резисторе 7 (U22-U23), направленное встречно источнику сигнала и действующее

как компенсационное напр жение отрицательной обратной св зи. При по влении между входами 21 и 28 усилител  отрицательного напр жени  сигнала положительное напр жение по вл етс  на выходе 28 операционного усилител  1, ток протекает

через светодиод И, а светодиод 10 заперт отрицательным напр жением на выходе операционного усилител  3, компенсирующее напр жение по вл етс  на фотодиоде 15 и на резисторе 9 (U23-U26).

Компенсирующее напр жение согласно известным соотношени м дл  схем с последовательной отрицательной обратной св зью отличаетс  от напр жени  источника сигнала на малую величину /( + ), где К. - коэффициент передачи операционного усилител  без обратной св зи, умноженный на коэффициент передачи светодиод-фотодиод оптрона по нап-р жению, что обеспечивает результирующий ток во входном контуре в +К раз меньший, чем без обратной св зи . Напр жени  на фотодиодах 12 и 14 равны соответственно напр жени м на фотодиодах 13 и 15, практически равным напр жени м источника сигнала той или.иной пол рности, и могут быть далее усилены схемой на операционном усилителе 2.

Таким образом, введение в состав усилител  дополнительных элементов - опера онного усилител , оптрона и резисторов, позвол ет получать компенсацию сигналов любой пол рности при отсутствии исходного смещени  на оптроне и устранить

тем самым посто .нную составл ющую тока через биообъект в процессе регистрации или измерени  биоэлектрических сигналов.

Дополнительным преимуществом усилител  биоэлектрических сигналов  вл етс  уменьшение потреблени  энергии источников питани  при отсутствии сигнала, поскольку светодиоды оптронов при этом заперты и при малых сигналах, так как ток через светодиоды тем меньше, чем меньше сигнал на входе усилител  независимо от пол рности сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Усилитель биоэлектрических сигналов с гальванической разв зкой, содержаший два

   операционных усилител , дифференциальный оптрон и два резистора, причем анод светодиода оптрона подключен к выходу первого операционного усилител , первый фотодиод оптрона подключен последовательно к инвертирующему входу первого операционого усилител , а два резистора подключены параллельно фотодиодам, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  вли ни  на биообъект электрического тока входной цепи усилител , он дополнительно содержит третий операционный усилитель, второй дифференциальный оптрон и два резистора, при этом инвертирующий вход первого операционного усилител  соединен с неинвертирующим входом третьего операционного усилител  и с анодом первого фотодиода первого оптрона, неинвертирую- щий вход первого операционного усилител  соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилител  и первым входом усилител , выход третьего операционного усилител  подключен к аноду свето- диода второго оптрона, катоды светодио

   дов обоих оптронов соединены с нулевой точкой первого и третьего операци онных усилителей, катоды фотодиодов первого оптрона соответственно соединены с катодами фотодиодов второго оптрона анод первого фотодиода второго оптрона соединен с вторым входом усилител , анод второго фотодиода первого оптрона соединен с нулевой точкой второго операционного усилител , анод второго фотодиода второго оптрона соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилител , дополнительные резисторы подключены параллельно фотодиодам второго оптрона.