晶体管上的体积描记器。方案、说明

晶体管上的体积描记器。无线电电子电气工程百科全书

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在评估人体心血管系统的状态时，现代医学和生物学广泛使用所谓的阻抗再体积描记法（记录人体电导率的变化）。流变体积描记法用于研究中枢和外周循环。这种方法的优点是研究本身实际上不会改变研究对象的状态。

人体任何部位之间的电阻都是一个复杂的体积电阻，其对交流电的简化等效电路如图1所示。一。

电容 Set-t 出现在电极表面和邻近皮肤内侧的组织之间。皮肤，尤其是上皮，具有非常高的电阻率，是 Se-t 电容器的电介质。位于皮肤下的组织在结构上被有条件地接受为同质的。它们以元素 St 和 Rt 的形式呈现。 Set-t 电容器的电容取决于皮肤的介电特性、皮肤状况（例如，湿度）和所施加电极的面积。

晶体管上的体积描记器
Ris.1

电容值由极化效应值决定，极化效应值随着频率的增加而减小。在高于 80-100 kHz 的频率下，几乎没有观察到极化现象，电容器 St 的电容很小。因此，我们可以假设在这些频率区域内组织的电导率只有一个有源分量。

活组织电阻的绝对值是不稳定的，但取决于许多通常难以考虑的原因。结果，他们很感兴趣。不是阻力的绝对值，而是它从某个初始水平的相对变化。

目前可以认为，活组织的电导率主要取决于其血液供应的程度。这是因为血液（主要是血浆）具有非常高的电导率。因此，通过高频下活体组织的电导率，可以判断单个器官或身体部位的血液充盈情况。该研究技术称为流变学，有时也称为流变术。

下面描述的设备称为reoplethysmograph，旨在研究活组织电导率的快速微小变化，反映血液填充的脉冲波动，以及血液填充的缓慢（从0赫兹）变化，例如，在呼吸期间. Reoplethysmograph 是任何心电图仪的晶体管上的便携式前缀（当记录血液填充的脉冲振荡时）。从该附件的输出中，也可以将电压施加到记录仪（例如，H373）。

工作频率 150 kHz。当电阻变化为 2 欧姆时，输出电压至少为 50 mV。 0,1%。从输出 1-4 获取的输出电压频率范围为 0,2-150 Hz，从输出 2-3 获取的输出电压频率范围为 0-150 Hz。

示意图

体积描记器的工作原理由框图说明（图 2）。研究的活组织区域与桥臂之一相连，由频率为 150 kHz 的交流电供电。电桥的平衡方式使其对角线上的射频电压最小。

晶体管上的体积描记器
Ris.2

根据研究对象的电导率变化规律，研究对象的电导率变化导致电桥输出处的射频电压调制。调制的射频电压被放大和检测。作为检测的结果，调制LF电压被释放，该电压被馈送到记录装置。

reopletismograph的示意图如图3所示。 1、射频发生器根据电容反馈电路制作在晶体管T1上。振荡电路包含在晶体管的集电极电路中，其谐振频率由线圈 L2 的电感和电容器 C3-C2 的总电容决定。正反馈的深度取决于电容器 C3-C2 的电容与电阻器 R1 的电阻之比。晶体管的基极通过交流电（通过电容器 CXNUMX）接地。

图3（点击放大）

按此方案组装的发电机频率稳定性高，回路线圈设计简单，调整不困难，无需选择线圈引线导通的顺序。

从线圈 L1 向测量电桥施加高频电压。在左侧，根据图表的下方，桥肩，与元件 C13R5-R7 串联，使用屏蔽电缆，连接研究对象（有条件地在“患者”图上显示）。使用电位计 R4 （“平衡”），您可以根据有源分量平衡电桥，并使用电容器 C4-C11 - 用于无功分量。

在实际条件下，总是可以观察到电导率的快速（脉冲）波动和慢速波动，例如由呼吸引起的。通常，慢振荡的幅度远大于脉冲振荡的幅度。如果电桥是精细平衡的，振荡的缓慢变化会导致不平衡，进而会改变输出电压的相位。因此，平衡时，开关P2设置在电阻R8短路的位置，平衡指示器（微安表）连接到检测器输出。

研究结果可以用数值表示。为此，电位器与“患者”串联（有时与患者并联），通过改变其电阻来校准设备整个通道的灵敏度。最常用的校准方法是：当“病人”电路中的电阻变化 0,05 ohm 时，记录幅度应为 1 cm。为了消除触点接触电阻的影响，校准方案如图. 3 被使用。电阻R5与“病人”串联，电阻R1与Vk6i开关并联，其阻值是R200的5倍。同时，它们的总电阻比 R0,05 小 5 欧姆。在记录慢振荡之前进行校准时，电阻器 R5 与 R7 并联。然后电路的总电阻减少 1 欧姆。

来自电桥的电压提供给射极跟随器，组装在晶体管 T2 上，然后提供给根据级联方案制造的两级放大器。放大器负载是 L3C17 电路，调谐到 150 kHz 的频率。

检波器由半导体二极管D1-D2构成。由于使用全波检波器，该附件具有对称输出。选择检测器的放电电路的时间常数，使得在检测之后，能够区分频率高达150Hz的信号分量。从较低频率侧来看，时间常数由过渡电容器C21和C22的电容以及后续级的输入阻抗决定。输入阻抗为 1 MΩ 时，-0,2 dB 时的较低截止频率约为 3 Hz。

微安表连接到检测器的输出端，根据箭头的最小偏差，在开始测量之前平衡电桥。

结构和细节

体积描记器采用矩形金属外壳制成，外部尺寸为 50X120X180 毫米。它的所有部件，除了电源，都安装在连接到顶盖的电路板上，顶盖也是一个前面板。前面板上有：微安表、开关 Vk1 - Vk3、开关 P1、P2 和用于连接“患者”电缆的连接器。用于将设备连接到录音设备的连接器位于后面板上。体积描记器的所有部件都安装在两个电路板上。一方面，放置在锡制成的屏幕中，安装了发电机，另一方面 - 放大器，检测器和测量电桥。

该器件使用 V 范围为 30-50 的晶体管。环形线圈在 SB-2a 型磁芯上制成，用 PEV 0,1 线缠绕，包含：线圈 L1-200 匝、线圈 L2 - 80 匝、线圈 L3 - 200 匝和线圈 L4 - 100 匝。

电感Dr1绕在外径600mm的F-12铁氧体环上，内含200匝PEV 0,1线。

电阻R4必须是绕线的，电阻R5是由三个27,27欧姆和91欧姆的电阻并联而成。作为指示器，您可以使用任何灵敏度为 50-200 μA 的微安计。

用所描述的 rheoplethysmograph 获得的样本记录如图 4 所示。四。

晶体管上的体积描记器
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作者：V. Bolshov、V. Smirnov；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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