Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (uj995010 (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 08. 81 (23) 3329151/18-21 с присоединением заявки HP— (23) ПриоритетОпубликовано 0702.83. Бюллетень Но 5 (М)М Кл з

G 01 R 23/16

A 61 В 5/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1ЩУДК 621.317.757 (088. 8) Дата опубликования описания 07.02.83

С.Г. Данько и N.Ë. Каминский

1 L„, Ордена Трудового Красного Энамени научно-исенедователаонтей институт экспериментальной медицины (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО АНАЛИЭА

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для частотного анализа электрических сигналов, и может быть использовано для электрофиэиологических исследований органов и тканей.

Известны устройства анализа, содержащие ряд:частотноизбирательных каналов, блоки сравнения и регистратор. При этом каждый канал состоит из частотного фильтра, детектора и усреднителя (1).

Однако точность измерения их недостаточна, так как характеристики не всех каналов используются при измерении.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Эта цель достигается за счет того что в устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержащее входной блок и ряд частотноизбирательных каналов, каждый . из которых состоит из последовательно соединенных частотного фильтра, детектора и усреднителя, а также регистратор, введены блок ранжирования и коммутатор, а в каждый канал введены многовходовой сумматор и последовательно соединенные инвертор и блок масштабирования, причем выход частотного фильтра в каждом канале соединен с одним из входов регистратора и одновременно входом инвертора, вход фильтра подключен к выходу сумматора, один из входов которого соединен с входным блоком, а другие входы связаны с выходами коммутатора, сигнальные входы которого подключены к выходам блоков масштабирования, а управляющие входы подключены к выходам блока ранжирования, входы которого соединены с выходами всех усреднителей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит входной блок

1, частотноиэбирательные каналы 2, регистратор 3, блок 4 ранжирования, 20 коммутатор 5. Каждый канал 2 состоит из многовходового сумматора 6, частотного фильтра 7, детектора 8, ус-. реднителя 9, инвертора 10 и блока 11 масштабирования.

25 Устройство работает следующим образом.

Анализируемый процесс r выхода входного блока 1,обеспечивающего не обходнмое согласование с источником

30 .сигнала, поступает на один из входов

995010

40 формула изобретения каждого сумматора б На другие задействованные входы сумматоров 6 посту;пают сигналы с выходон тех или иных блоков 11 масштабирования таким образом, что на выходе сумматора 6 формируется сигнал, содержащий разность 5 частотных составляющих исходного сигнала и частотных составляющих, прошедших на выход ч ас тот но из бират ельных каналов, подключенных к входам данного сумматора. Инверторы 10 обес- )O печинают необходимую для этого полярность сигналов, а масштабирующие блоки 11 — равенство единице коэффициентов передачи от выхода входного блока до входов сумматора для состав-15 ляющих, лежащих в полосе пропускания фильтров соответствующих частотноизбирательных каналов 2.

Подавление з частотноизбирательном канале 2 частотных составляющих, лежащих вне полосы пропускания фильтра

7 данного канала и н полосе пропускания других каналов, соединенных со входами его сумматора б, обусловливается совместным действием вычитания в сумматоре б и ослабления этих составляющих фильтром. При этом происходит значительное увеличение подавления таких составляющих. В частных случаях возможно отсутствие избирательного действия фильтра канала -З0 в области верхних или нижних частот, . вплоть до полного отсутствия фильтра и форьирование частотной избирательности данного канала за счет комбинации выходов частотноизбирательных каналов на входах его сумматора. Наиболее целесообразная коммутация входов сумматоров и выходов блоков

11 определяется необходимостью максимального подавления наиболее мощных составляющих сигнала н каналах выделения наиболее слабых составляющих,с одной стороны, и нежелательно-. стью воз ники овения положит ель ных обратных связей в устройстве, с другой.4

Такая коммутация антоматически осу.— ществляется управлением коммутацией от блока 4, производящего ранжирование — распределение каналов по порядку усредненных неличин сигналов на выходах каналов. Полученное распределение, преобразованное в блоке

4 в сигналы управления коммутацией, обеспечивает коммутацию, при которой к входам сумматоров подключаются выходы каналов с большим уровнем сигнала, чем в данном канале. Таким образом, максимальное количество выходов подключаются к сумматору канала минимальных по величине частотных составляющих сигнала, а в канале с максимальной величиной сигнала на сумматор подается только исходный сигнал

Устройство для частотного анализа конкретного типа процессон используется следующим образом. 6

Первоначальная коммутация может быть любой, так как она определяет подавление за пределами полосы пропускания, практически не влияя на коэффициент передачи н полосе пропускания, а погрешности из-за недостаточного поцанления не изменяют порядок величины больших частотных составляющих сигнала. В результате действия блока 4 ранжирования и коммутатора 5 последовательно устанавливается оптимальная для данного типа процессов коммутация входов сигналов, с которой и производится детальное исследование количественных характеристик частотных составляющих процессов,; их динамики. В устройствах, предназначенных для исследования процессов с априорно качественно известным типом спектра, может быть использована постоянная коммутация.

Данное устройство обеспечивает лучшую точность измерений за счет уменьшения обусловленной неидеальностью фильтров составляющей погрешности от прохождения частотных составляющих, лежащих н полосе пропускания других каналов устройства.

Устройство автоматически адаптирует структуру связей для оптимизации частотного анализа конкретного типа процессов. Это, н свою очередь, позволяет применить в каналах менее сложные фильтры.

Применение устройства особенно эффективно в исследовании биоэлектрических процессов мозга, где все час тотные составляющие процессов информативны при большом энергетическом преобладании низкочастотных процессов.

Устройство для частотного анализа биоэлектрических процессов, содержащее входной блок и ряд частотноизбирательных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных частотного фильтра, детектора и усреднителя, а также регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок ранжирования и коммутатор, а в каждый канал введены многовходоной сумматор и последовательно соединенные инвертор и блок масштабирования, причем выход частотного фильтра в каждом канале соединен с одним из входов регистратора и одновременно с входом инвертора, вход фильтра подключен к выходу сумматора, один из входов которого соединен с входным блоком, а другие входы связаны с выходами коммутатора, сигнальные входы которого подключены к выходам

995OiO

Составитель A. Орлов

Техред A. Бабинец Корректор A- Ференц

Редактор Т. Киселева

Заказ 633/30

Тираж 708 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 блоков ма<латабироваиия, а управляющие входы подключены к выходам блока ранжирования, входы которого соединены с выходами всех усреднителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 553548, кл. G 01 R 23/16 1975.