Automated ECG Circuit Simulator: 4 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:24

Ib qho electrocardiogram (ECG) yog cov txheej txheem muaj zog siv los ntsuas kev ua haujlwm hluav taws xob ntawm tus neeg mob lub plawv. Lub cim tshwj xeeb ntawm cov peev xwm hluav taws xob no sib txawv nyob ntawm qhov chaw teev cia cov hluav taws xob thiab tau siv los tshuaj xyuas ntau yam mob. Nrog rau kev kuaj pom ntxov ntawm ntau yam mob plawv, kws kho mob tuaj yeem muab lawv cov neeg mob nrog ntau qhov kev pom zoo hais txog lawv qhov xwm txheej. Lub tshuab no tau tsim los ntawm peb lub hauv paus tseem ceeb: lub tshuab ntsuas qhov ntsuas ua raws los ntawm lub ntsuas phoo thiab lub lim lim lim. Lub hom phiaj ntawm cov ntu no yog txhawm rau ua kom pom cov cim nkag mus, tshem tawm cov cim tsis xav tau, thiab hla txhua qhov cuam tshuam txog kev lom neeg. Kev tshuaj xyuas cov txiaj ntsig tau ua pov thawj tias cov tshuab electrocardiogram, raws li xav tau, ua nws txoj haujlwm uas xav tau los tsim lub teeb liab ECG uas siv tau, ua rau pom tias nws muaj txiaj ntsig zoo li cas txhawm rau txheeb xyuas lub plawv.

Khoom siv:

• LTSpice Software
• ECG cov ntaub ntawv teeb liab

Kauj Ruam 1: Kev Ntsuas Hluav Taws Xob

Cov cuab yeej siv suab nrov, qee zaum luv luv INA, yog siv los ua kom nrov qis-qib, cov cim qhia txog roj ntsha tau pom los ntawm tus neeg mob. Ib qho INA raug suav nrog peb lub tshuab ua haujlwm zoo (Op Amps). Ob Op Amps yuav tsum nyob hauv qhov tsis hloov pauv thiab kawg Op Amp hauv kev teeb tsa sib txawv. Xya tus neeg tiv thaiv tau siv ua ke nrog Op Amps kom tso cai rau peb hloov pauv los ntawm kev hloov pauv tus nqi qhov loj me. Ntawm cov resistors, muaj peb khub thiab ib tus neeg loj.

Rau qhov haujlwm no, Kuv yuav siv qhov nce ntawm 1000 los nthuav cov cim qhia. Kuv yuav xaiv qhov tsis ncaj ncees R2, R3, thiab R4 qhov tseem ceeb (nws yooj yim tshaj yog tias R3 thiab R4 sib npaug hauv qhov loj vim tias lawv yuav thim rau 1, paving txoj kev rau kev suav yooj yim dua). Los ntawm no, Kuv tuaj yeem daws rau R1 kom muaj txhua qhov tsim nyog qhov loj me.

Tau = (1 + 2R2/R1) * (R4/R3)

Siv qhov sib npaug nce saum toj no thiab qhov tseem ceeb R2 = 50kΩ thiab R3 = R4 = 10kΩ, peb tau R1 = 100Ω.

Txhawm rau txheeb xyuas tias qhov tau txais txiaj ntsig yog qhov tseeb 1000, peb tuaj yeem ua haujlwm Circuit Court nrog.ac sweep muaj nuj nqi thiab saib xyuas qhov twg toj siab tshwm sim. Hauv qhov no, nws yog 60 dB. Los ntawm kev siv cov kab zauv hauv qab no, peb tuaj yeem hloov pauv dB rau hauv qhov tsis muaj qhov Vout/Vin, uas xaus rau 1000, raws li xav tau.

Tau txais, dB = 20*cav (Vout/Vin)

Kauj Ruam 2: Ntsis Lim

Cov khoom siv tom ntej uas yuav tsum tau tsim yog lub thais lim. Tus nqi ntawm cov khoom siv rau lub lim dej no feem ntau yog nyob ntawm qhov zaus koj xav tawm los. Txog rau qhov kev tsim qauv no, peb xav txiav tawm 60 Hz zaus (fc) uas tau tso tawm los ntawm cov cuab yeej siv kho mob.

Ib tus ntxaib-t nqis siab lim nrog siv hauv qhov kev tsim no kom ntseeg tau tias tsuas yog qhov xav tau yuav raug txiav tawm thiab tias peb yuav tsis ua rau lub ntsej muag poob qis xav kom muaj kev lom zem ntau nyob ze ntawm 60 Hz cim. Cov txiaj ntsig kev tiv thaiv tau pom los ntawm kev xaiv qhov kev txiav txim siab yam tsis xav tau, ntawm qhov kuv xaiv siv 2kΩ rau qhov lim qis dhau (saum T) thiab 1kΩ rau lub siab lim lim (hauv qab T). Siv cov kab zauv hauv qab no, Kuv daws qhov tsim nyog tus nqi hluav taws xob.

fc = 1 / (4*pi*R*C)

Cov phiaj xwm Bode tau pom dua ib zaug siv.ac sweep muaj nuj nqi uas LTSpice muab.

Kauj Ruam 3: Band Pass Lim

Qhov kawg tivthaiv rau kev siv lub tshuab ECG tsis siv neeg yog qhov xav tau kom dhau qhov kev lom lom vim tias yog yam peb nyiam. Qhov ntsuas ECG raug yog tshwm sim ntawm 0.5 Hz thiab 150 Hz (fc), yog li ob lub lim dej tuaj yeem siv tau; tog twg los band lim los yog lim qis. Hauv qhov kev tsim qauv no, cov qhab lim lim tau siv raws li nws yog qhov tseeb me ntsis ntau dua li qhov qis, txawm hais tias ib qho tseem yuav ua haujlwm txij li kev siv tshuaj lom neeg feem ntau tsis muaj qhov ua tau zoo ib yam.

Cov qhab lim hla muaj ob ntu: lim siab dhau thiab lim qis. Cov lim siab dhau los ua ntej Op Amp thiab qis qis yog tom qab. Nco ntsoov tias muaj ntau yam ntawm cov qhab xeem lim lim tsim uas tuaj yeem siv tau.

fc = 1 / (2*pi*R*C) cov

Ib zaug ntxiv, kev xaiv tus kheej ntau npaum li cas tau xaiv los nrhiav qhov tseem ceeb ntawm lwm qhov. Hauv qhov lim kawg, Kuv xaiv qhov kev txiav txim siab tus kheej qhov tseem ceeb thiab daws rau tus nqi hluav taws xob. Txhawm rau ua pov thawj tias nws tsis muaj teeb meem qhov twg koj pib nrog, tam sim no kuv yuav xaiv qhov kev txiav txim siab ncaj ncees qhov txiaj ntsig los daws rau qhov ntsuas qhov ntsuas. Hauv qhov no, kuv xaiv tus nqi capacitor ntawm 1uF. Siv cov kab zauv saum toj no, Kuv siv ib qho kev txiav tawm ib zaug ntawm ib lub sijhawm los daws rau qhov cuam tshuam cuam tshuam. Txhawm rau kom yooj yim, Kuv yuav siv tus nqi hluav taws xob zoo ib yam rau ob qhov siab dhau thiab qis ntu ntu mus rau cov lim lim lim. 0.5 Hz yuav siv los daws qhov siab dhau tus tiv thaiv thiab 150 Hz txiav tawm zaus yog siv los nrhiav qhov qis dua tus tiv thaiv.

Cov phiaj xwm Bode tuaj yeem siv dua ib zaug kom pom tias cov qauv tsim hluav taws xob ua haujlwm tsim nyog.

Kauj Ruam 4: Tag Nrho Cov Txheej Txheem

Tom qab txhua qhov tiv thaiv tau ua pov thawj los ua haujlwm ntawm nws tus kheej, cov khoom tuaj yeem sib xyaw ua ke rau hauv ib qho system. Siv cov ntaub ntawv ECG tuaj txawv teb chaws thiab PWL ua haujlwm hauv lub tshuab hluav taws xob qhov hluav taws xob, koj tuaj yeem ua haujlwm simulation kom ntseeg tau tias lub kaw lus ua haujlwm tau zoo thiab dhau qhov kev xav tau lom lom.

Cov phiaj xwm phiaj xwm saum toj kawg nkaus yog qhov piv txwv ntawm cov ntaub ntawv tso tawm zoo li siv.tran muaj nuj nqi thiab hauv qab cov phiaj xwm phiaj xwm hauv qab no yog cov phiaj xwm phiaj xwm siv lub.ac ua haujlwm.

Cov ntaub ntawv sib txawv ECG cov ntaub ntawv tuaj yeem rub tawm (ob qhov sib txawv ECG cov ntaub ntawv nkag tau ntxiv rau nplooj ntawv no) thiab coj mus rau hauv txoj haujlwm los ntsuas cov kab ke ntawm cov neeg mob sib txawv.