Магай-91 (1050142)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство образования Российской Федерации

Московский государственный технический университет

им. Н.Э.Баумана

__________________________________________________________________________

Домашнее задание

по курсу

“Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы”.

Выполнил: Магай Т.А.

Группа: БМТ1-71

Проверил: Карпухин В.А.

Москва

2008

Условие.

ВАРИАНТ №91

И сследовать схему источника тока канала измерения кожно-гальванической реакции по Фере с использованием программы MICROCAP для тока IRn=15 мкА.

Рассчитать элементы схемы для указанного тока, построить зависимость IRn=f(t) и найти дифференциальное выходное сопротивление при изменении следующих параметров:

Uсм ±100%; Iвх ±150%; А ±1000%; RoutDC ±40%; t°C=10,25,35;

для операционных усилителей Х1,Х2 140УД7, 157УД6, К140УД14, U1=1.024 В, U2=0 В.

Исследовать влияние разброса параметров резисторов R1…R4 на значение выходного тока методом Монте-Карло.

В выводах должны содержаться количественные данные по относительному изменению выходного дифференциального сопротивления при относительном изменении каждого исследуемого параметра.

_________________________________________________________

Решение.

Расчет параметров схемы.

Сопротивление физически соответствует сопротивлению участка биоткани или биообъекта и составляет несколько сотен кОм. Примем .

По закону Ома падение напряжения в ветви с сопротивлением :

Для ОУ1 Х1 в соответствии с принципом суперпозиции можно записать:

;

Т.к. входной ток ОУ практически равен нулю, то , тогда:

Аналогично:

,

т.к. .

Тогда для имеем:

,

где , .

Если соотношение, полученное на основе вычисления выходного напряжения ОУ1, продифференцировать по и выразить производную от выходного напряжения (т.е. выходное дифференциальное сопротивление), получим соотношение:

.

Тогда для сопротивления можно записать:

,

где - выходное дифференциальное сопротивление.

Примем, что выходное дифференциальное сопротивление составляет:

.

Тогда для определения значений параметров , и имеем 2 уравнения. Из них выразим и как функции аргумента . Тогда значения получаются отрицательными во всем диапазоне значений (больше или равных 1), что свидетельствует о неверном выборе направления выходного тока. Если задать значение выходного тока , то зависимости и от примут следующий вид:

Рис. 2. Графики зависимостей и для определения номиналов элементов схемы.

Чтобы в схеме было больше элементов с одинаковыми номиналами, примем , тогда , . Отсюда назначим . Полученная схема с результатами расчета по постоянному току представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема с назначенными значениями номиналов и результатами расчета по постоянному току.

1. Поставим ОУ UA741, аналоги ОУ 140УД7. Тогда значения выходного дифференциального сопротивления для указанных значений параметров ОУ и температуры приведены на рис. 4-8. Частотный диапазон от 0 до 10 Гц, характерный для исследований КГР.

Рис. 4. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений напряжения смещения Uсм ±100%.

Рис. 5. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации входного тока Iвх ±150%.

Рис. 6. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации коэффициента усиления постоянного тока А ±1000%.

Рис. 7. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации выходного сопротивления по постоянному току RoutDC ±40% (при этом должно соблюдаться условие Ом).

Рис. 8. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений температуры t°C=10,25,35.

2. Поставим ОУ LM301, аналоги ОУ 157УД6. Тогда значения выходного дифференциального сопротивления для указанных значений параметров ОУ и температуры приведены на рис. 9-12.

Рис. 9. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений напряжения смещения Uсм ±100%.

Рис. 10. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации входного тока Iвх ±150%.

Рис. 11. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации коэффициента усиления по постоянному току А ±1000%.

Рис. 12. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации выходного сопротивления по постоянному току RoutDC ±40%.

Рис. 13. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений температуры t°C=10,25,35.

3. Поставим ОУ MC1556G, аналог ОУ K140УД14. Тогда значения выходного дифференциального сопротивления для указанных значений параметров ОУ и температуры приведены на рис. 14-18.

Рис. 14. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений напряжения смещения Uсм ±60%.

Рис. 15. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации входного тока Iвх ±150%.

Рис. 16. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации коэффициента усиления по постоянному току А ±1000%.

Рис. 17. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации выходного сопротивления по постоянному току RoutDC ±40%.

Рис. 18. Частотная характеристика выходного дифференциального сопротивления при вариации значений температуры t°C=10,25,35.

Результаты анализа по методу Монте-Карло при вариации номиналов сопротивлений R1-R4 (см. рис. 1) в 20% и Гауссовом распределении значения тока лежат в диапазоне (рис. 19).

Рис. 19. Результаты анализа по методу Монте-Карло при вариации номиналов сопротивлений R1-R4 в 20% и Гауссовом распределении, изображены значения выходного тока.

140УД7 (UA741)
Параметр	Значение
– 100%	0	649 МОм	0
	1 мВ	649 МОм	0
+ 100%	2 мВ	649 МОм	0
– 150%	-10 нА	635 МОм	2.2%
	20 нА	649 МОм	0
+ 150%	50 нА	694 МОм	6.9%
– 100%	1	66 кОм	99.9%
	200k	649 МОм	0
+ 1000%	2.2M	750 МОм	15.6%
– 33%	50.1 Ом	649 МОм	0
	75 Ом	649 МОм	0
+ 40%	105 Ом	649 МОм	0
T	10 °C	649 МОм	0
T	25 °C	649 МОм	0
T	35 °C	649 МОм	0

157УД6 (LM301)
Параметр	Значение
– 100%	0 мВ	625 МОм	0
	2 мВ	625 МОм	0
+ 100%	4 мВ	625 МОм	0
– 150%	-1.5 нА	623 МОм	0.3%
	3 нА	625 МОм	0
+ 150%	7.5 нА	631 МОм	0.96%
– 100%	1	66 кОм	99.9%
	200k	625 МОм	0
+ 1000%	2.2M	746 МОм	19.4%
– 33%	50.1 Ом	625 МОм	0
	75 Ом	625 МОм	0
+ 40%	135 Ом	625 МОм	0
T	10 °C	625 МОм	0
T	25 °C	625 МОм	0
T	35 °C	625 МОм	0

К140УД14 (MC1556G)
Параметр	Значение
– 100%	0	649 МОм	0
	1 мВ	649 МОм	0
+ 100%	2 мВ	649 МОм	0
– 150%	-10 нА	635 МОм	2.2%
	20 нА	649 МОм	0
+ 150%	50 нА	694 МОм	6.9%
– 100%	1	66 кОм	99.9%
	200k	649 МОм	0
+ 1000%	2.2M	750 МОм	15.6%
– 33%	50.1 Ом	649 МОм	0
	75 Ом	649 МОм	0
+ 40%	105 Ом	649 МОм	0
T	10 °C	649 МОм	0
T	25 °C	649 МОм	0
T	35 °C	649 МОм	0

Рис. 20. Схема источника тока канала измерения кожно-гальванической реакции.

14

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания