Курсовая работа: Электрокардиосигнал и разрабатывается усилитель данного биопотенциала.

ЗАДАНИЕ
Разработать усилитель ЭКС с батарейным питанием, рассчитанный на работу от двух батарей напряжением 1,5 В и емкостью 800 мА/ч не менее
12-ти суток. Предусмотреть индикатор плохого контакта.
Заданы следующие параметры:
1) Значение ёмкости между силовой линии и телом пациента: C=20 пФ
2) Значение ёмкости между телом пациента и землёй: C₁=100 пФ
3) Диапазон изменения сопротивлений электрода DZ= 10–1000 кОм
4) Погрешность измерения во входной цепи b= 0,5%
5) Разность электродных потенциалов DU=300 мВ
6) Диапазон входных напряжений U_вх=0,03–5 мВ
7) Полоса пропускания DF=0,5–70 Гц
8) Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания d=±10%
9) Диапазон выходных напряжений U_вых= ±5 В
10) Амплитуда помехи от силовой сети на выходе U_п=100 мВ
11) Напряжение внутренних шумов, приведенных ко входу
U_ш=30 мкВ
12) Длина кабеля отведений L=2 м
13) Емкость кабеля на единицу длины C_k=23 пФ/м
14) Емкость изоляции C_из= 2 пФ
15) Сопротивление изоляции R_из=10 +E12 Ом

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка: 37 страницы, 11 рисунков, 1 таблица, 9 источников, 3 приложения.

КАСКАД УСИЛЕНИЯ, КОЭФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛ, ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА, БИОПОТЕНЦИАЛ, УСИЛИТЕЛЬ БИОПОТЕНЦИАЛА, ВХОДНЫЕ ЦЕПИ УБП, КОЭФФИЦИЕНТ ОСЛАБЛЕНИЯ СИНФАЗНОГО СИГНАЛА, ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, МОДУЛЯТОР, ДЕМОДУЛЯТОР, ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА, ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА.
В курсовой работе проведена разработка и расчет усилителя биопотенциалов для электрокардиографии: расчет входных каскадов, устранение помех, обеспечение требуемого коэффициента усиления и прочее, а также проектированию принципиальной схемы данного устройства. Предусмотрен индикатор плохого контакта., выбрана элементная база, составлена принципиальная схема усилителя.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
УБП – усилитель биопотенциала
СА – синоартериальный узел
АВ – атриовентрикулярный узел
ЭКС – электрокардиосигнал
ЭКГ – электрокардиограмма
КОСС – коэффициент ослабления синфазного сигнала
ОУ – операционный усилитель
ПУ – предварительный усилитель
ДУ – дифференциальный усилитель
ИУ – инструментальный усилитель
ОС – обратная связь

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..6
1 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА………...7
1.1 Автоматизм и проводимость миокарда……………………………………...7

• Мембранная природа автоматии сердца…………………………………….8

1.3 Электрокардиография…………………..…………………………………….9
1.4 Анализ ЭКГ…………………………………………………………………..11
2 РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ…..13
2.1 Расчет входных цепей усилителя ЭКС…………………………………..…13
2.2 Выбор схемы предварительного усилителя………………………………..18
2.3 Выбор коэффициента усиления ПУ………………………………………...18
2.4 Включение драйвера нейтрального электрода………………………….....21
2.5 Выбор числа каскадов усилителя переменного напряжения……………..24
2.6 Расчет элементов индикатора плохого контакта…………………………..26
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ………………………………………………28
3.1 Выбор элементной базы предварительного усилителя…………………...28
3.2 Выбор элементной базы драйвера нейтрального электрода……………...28
3.3 Выбор элементной базы каскадов усилителя переменного напряжения...28
3.4 Выбор элементной базы индикатора плохого контакта…………………..29
3.5 Выбор элементной базы блока питания……………………………………31
3.6 Выбор элементной базы разъемов………………………………………….34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………..36
ПРИЛОЖЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ
Невозможно назвать хотя бы одну отрасль экспериментальной, лечебной или профилактической медицины, которая могла бы рассчитывать даже на малый успех без применения электронной аппаратуры.
Среди многих задач медицинского обслуживания первое место занимают задачи медицинского контроля за состоянием человека, диагностики этого состояния с целью определения состояния здоровья, своевременного выявления патологических изменений и предрасположенности к патологиям, прогнозирование развития патологических процессов и реабилитации пациента.
Проблема создания современного электронного прибора или системы для медицинских исследований носит многоплановый характер и имеет несколько аспектов, каждый из которых может существенно повлиять на технические характеристики и конструктивные решения, применяемые разработчиком. Эти аспекты связаны с биологическим обоснованием метода, методикой его применения, приемами его технической реализации и инженерно-технологическими приемами, определяющими конструктивное и эргономическое оформление прибора.
Сложность выполнения биомедицинских измерений связана также со сравнительно малыми значениями амплитуд биологических сигналов при высоком уровне шумов, соизмеримых с амплитудами