Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для использования в электрофизиологических исследованиях биоэлектрических процессов органов и тканей, прежде всего мозга и может быть также использовано для частотного спектрального анализа электрических процессов в других областях техники. Цель изобретения - повышение точности анализа - достигается за счет использования частотно-избирательных ячеек 1, обладающих по одному выходу свойствами фильтра нижних частот, а по другому - свойствами фильтра верхних частот. Устройство также содержит регистратор 2, трехи двухпозиционные ключи 3 и 4, фильтр 5, инвертор 6 и сумматор 7. Сочетанием введенных посредством ключей связей между ячейками обеспечивается компрессия амплитудного спектра за счет прохождения слабых частотных составляющих через большее число активных фильтров и соответственно большее их усиление по сравнению с более мощными составляющими. Это позволяет получить большую точность регистрации слабых составляющих при ограниченном динамическом диапазоне регистратора. 2 ил. с сг Bxoff (/стройс/77 а ff6/x-2 06//. СО ГчЭ СО со -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1323977 (51) 4 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 В зф

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Юхо/ ycmpoi rcmla

Щиа 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3796917/24-21 (22) 04.10.84 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) АМН СССР и Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины

АМН СССР. (72) С. Г. Данько и 10. Л. Каминский (53) 621.317.757 (088.8) (56) Мизин И. А., Матвеев А. А. Цифровые фильтры, М., 1979, с. 61. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО

АНАЛИЗА БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение предназначено для использования в электрофизиологических исследованиях биоэлектрических процессов органов и тканей, прежде всего мозга и может быть также исйользова но для частотного спектрального анализа электрических процсссов в других областях техники. Цель изобретения — повышение точности анализа — достигается за счет использования частотно-избирательных ячеек 1, обладающих по одному выходу свойствами фильтра нижних частот, а по другому — свойствами фильтра верхних частот. Устройство также содержит регистратор 2, трех- и двухпозиционные ключи 3 и 4, фильтр 5, инвертор 6 и сумматор 7. Сочетанием введенных посредством ключей связей между ячейками обесп чивается компрессия амплитудного спектра за счет прохождения слабых частотных составляющих через большее число активных фильтров и соответственно болыпее их усиление по сравнению с более мощными составляюшими. Это позволяет получить большую точность регистрации слабых составляюгцих при ограниченном динамическом диапазоне регистратора. 2 ил.

1 323977

Изобретение относится и измерениям, в частности биоэлектрических процессов, и предназначено для использования R электрофизиологических исследованиях биоэ,.и ктрических процессов органов и гканей, прежде всего мозга, а также может быть использовано для частотного (спектрального) анализа электрических процессов в других областях техники.

Цель изобретения — повышение точности анализа за счет использования частотноизбиратсльных ячеек, обладающих по одному выходу свойствами фильтра нижних частот, а по другому выходу - — фильтра верхних частот.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— примеры типов частотных спектров и соответствующие им соединения клк> ей.

Устройство cOcToH1 рательных ячеек 1, регистратора 2, трехпозиционных 3 и двухпозиционных 4 ключей.

Каждая из частотно-избирательных ячеек содержит фильтр 5, инвертор 6 и сумматор 7.

Фильтры 5, инперторы 6 и первые входы сумматоров 7 соединены последовательно.

Входы фильтров 5 соединены с вторыми входами сумматоров 7 и с гходами ячеек 1.

Входы ячеек 1 соединены с оощими к )нтактами ключей 3. С коммутир>емыми контактами ключей 3 соединены соответственно выход фильтра последующей по граничной частоте ячейки, вход устройства, выход сумматора предыдущей по грани >пой частот: ячейки. С общими контактами клк)чей 4 соединены входы каналов регистратора. С коммутируемыми контактами ключей 4 сое динены соответственно выход фильтра ячейки, I.ðàíè÷íàÿ частота которой соответствует верхней границе полосы спектра сигнала .в данном канале регистратора, )< выход сумматора ячейки, граничная частота которой соответствует нижней границе полосы спектра сигнала в данном канал< регистратора.

Устройство работает следующим образом.

В частотно-избирательной ячейке 1 выvo:с сумматора, 7 является KOмllëåMåHòàðiih!M Но отношению к выходу фильтра 5. Если фильтр 5 является фильтром нижних часто; с неко10!)0H граничной частотой, то при отведедейии сип;ала с выхода сумматора 7 частотно-избирательный кана.i является фильтром верхних частог с Ioii же граничной частотой, и если фильтр 5 -- филь1р верхни частот, то канал цо выходу сумматора ": - — фильтр нижних частот с той жс граничной частотой.

<1ис.1с) частотно-избирательных я и ек на единицY больше числа полос, на которые разделяется спектр процесса в у< тройсТВс, а iр«пичнь>е часто-,ы я еек соотв "lcTBvIoT граничным частотам полос спектр,l.

Граничные частоты час>отно-избирательных ячеек образук)т упоря)ц-.че нук) iio возрастанию последовательность, и ячейки 1 пронумерованы в соответствии с положением граничной частоты фильтра в этой последовательности (от до M). Таким образом, ячейке с наиболее низкой граничной частотой соответствует номер 1, а ячейке с наиболее высокой — номер M. Соответственно пронумерованы каналы регистратора. Последовательность соединений устанавливается для ячеек в порядке убывания усредненной величины сигнала в сОответствующей частотной полосе. Для 3Tol o c входом уcTройства соединяется вход той ячейки, номер (граничная частота) которой соответствует частоте максимальной vlolUHocTH сигнала (частота 1 на фиг. 2а, частота 5 на фиг. 2б, частота 3 на фиг. 2в). С выходом фильтра этой ячейки соединяется вход ячейки, номер которой на единицу меньше, с выходом сумматора — вход ячейки, номер которой на единицу больше. Далее к выхо20 дам указанных ячеек присоединяются соседние по номеру свободные ячейки, причем, если номер присоединяемой ячейки больше, то вход ее соединяется с выходом сумматора, а если меньше — то с выходом фильтра !IH>I

Выполняемая указанным образом коммутация обеспечивает формирование полос

3О пропускания, заклк>ченных между граничными частотами соседних по номеру ячеек, по каждому из выходов, соединяемых с регистратором. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет посредством N фильтров низкой частоты сфор35 мировать Х--1 полос пропускания. Наряду с этим в предлагаемом устройстве сигналы в полосах пропускания, которым соответствуют слабые частотные составляющие процесса, проходят через большее количество последовательно соединенных частотно4О избирательных ячеек, чго обеспечивает большее подавление сильных частотных составляющих процесса, так как это подавление ос)условлено действием фильтров всех частотно-избирательных ячеек, включенных меж45 ду выходом и входом. Так, например, в простейшем случае применения октавных фильтров с затуханием 6 дБ/октаву за пределами полосы пропускания. если наиболее сильные и наиболее слабые составляющие разнесены по оси час1от на 4 октавы, дополни5Q тельное подавление сильных составляющих в канале лабых за счет последовательного соединения ячеек будет больше или равно 18 дБ.

Таким образом, применение дополнительного выхода частотно-избирательной ячейки указанной структуры в сочетании с устанавливаемыми гюсрелством введенных ключей связей между ячейками в зависимо!

323977

Формула изобретения

r9oo ус лрсюсл Уа — f

1 2 545

4УхоУ ycmpuucmlo о

1Z.34 5

1Рие 2

Составитель А. Орлов

Редактор Е. Конча Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 2962 50 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС(Р по делам изоо1к тенпй1 и îткргятнй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская нав.. д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. i.ë. 1!роектная, 4 сти от распределения энергии по спектру сигнала обеспечивает компрессию амплитудного спектра за счет прохождения слабых частотных составляющих через большее число активных фильтров и соответственно больц1ее их усиление по сравнению с более мощными составляющими. Это позволяет получить большую точность регистрации слабых составляющих при ограниченном динамическом диапазоне регистратора.

Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержа щее N частотно-избирательных ячеек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фильтра низкой частоты, инвертора и сумматора, второй вход которого соединен с входом фильтра и является входом ячейки, а выход сумматора является выходом ячейки, а также регистратор, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности анализа, в него введены Л рсхш>.шционных и (/Ч вЂ” 1) двухпозиционных ключей. при этом каждая ячейка снабжен» вторым выходом, который соединен с выходом фильтра этой ячейки, а вход каждой ячейки посредством трехпозиционного ключа соединен либо с первым выходом предыдущей по частоте фильтра ячейки, либо с входом устройства, либо с вторым выходом последующей по частоте фильтра ячейки в зависимости от соотношения мощностей в соседних полосах спектра сигнала, границе которых соответствует частота фильтра данной ячейки, а вход каждого канала регистратора посредством двухпозиционного ключа сое15 динен с незанятым в соединении ячеек либо первым выходом ячейки, частота фильтра которой соответствует нижней граничной частоте данного канала регистратора, либо вторым выходом последующей ячейки, частота фильтра которой соответствует верхней

2О граничной частоте данного канала регистратора. .гоУ уггпрой ст Ва