Изобретение относитс к медицинской технике, а именно,к устройствам дл усилени сигналов биоэлектрической активности, и предназначено дл использовани в элёктромиографах, электроэнцефалографах и электрокардиографах в качестве предварительног усилени биопотенциалов. Данное устройство может также найти применение в измерительной технике дл широкополосного усилени малых .сигналов от высокоомных датчиков. Цель изобретени - повьшение разрешающей способности биоизмерительной системы путем уменьшени приведенного к входу шума широкополосного усилител биопотенциалов с параллель ным включением входных каскадов. На чертеже представлена структур на электрическа схема широкополосного усилител биопотенциалов. I. Широкополосньш усилитель биопотен циалов содержит две группы 1.и 2 усилительных элементов, выходы которых объединены и подключены к соответствующим входам блоков 3 и 4 суммировани токов, Токоотвод щие резисторы 5 и 6, источник 7 опорного напр жени , блок 8 выделени синфазного сигнала, выходом соединенный с первым входом Операционного усилител 9, выход которого через резисторы 10 и 11 св зки подключен к соответствующим входам блоков 12 и 13 нейтрализации емкости кабел и вторым входам соответствующих групп 1 и 2 усилительных элементов . Выходы блоков 12 и 13 нейтрализации емкости кабел подключены к соответствующим экранирующим оплеткам 14 и 15 жил кабел . Блоки 3 и4 суммировани токов выходами соединены с соответствующими входами дифференциального усилител 16 и блока 8 выделени синфазного сигнала. Масштабный резистор 17 включен между выходом дифференциального усилител 16 и вторым входом первой группы 1 усилительных элементов, а симметрирующий резистор 18 - между вторым входом второй группы 2 усилительных эле ментов и общей шиной широкополосного усилител биопотенциалов. Источник 7 опорного напр жени выходами соответственно подключен: первым - к вто рому входу операционного усилител 9, вторым - через токоотвод щие резисто ры 5 и 6 к первым входам блоков 3 и 4 суммировани токов, третьим - к входу установки режима блоков 3 и 4 суммировани токов. Токоотвод щие резисторы 5 и 6 служат дл уменьшени режимных токов, протекающих через соответствующие блоки 3 и 4 суммировани токов, обеспечива их работу в режиме малых токов при любом числе параллельно включенных каскадов (п). Операционный усилитель 9 обеспечивает введение глубокой отрицательной обратной св зи (ООС) по синфазному сигналу , что позвол ет получить высокий коэффициент синфазной режекции без использовани генераторов тока в истоковых-цеп х , а также установку суммарного режимного тока усилительных элементовП,утем стабилизации напр жени на выходах блоков 3 и 4 суммировани токов. Усилитель работает следующим ббра- Входной сигнал, отводимый электродами накожными или игольчатыми ( на чертеже не показаны), поступает на входы соответствующих групп 1 и 2 усилительных элементов. Каждый из усилительных элементов преобразует сигнал в виде напр жени на его входе в пропорциональный этому напр жению ток с коэффициентом преобразовани , равным крутизне характеристики усилительного элемента. Токи усилительных элементов суммируютс блоками 3 и 4, на выходах которых сигналы в виде суммы токов преобразуютс в соответствующие напр жени , которые суммируютс блоком 8 выделени синфазного сигнала. Синфазньй сигнал с выхода блока 8 усиливаетс операционным усилителем 9 и через резисторы 10 и 11 св зки поступает на вторые входы соответствующих групп 1 и 2 усилительньгх элементов, что обеспечивает введение глубокой ООС по синфазному сигналу . Дифференциальньй сигнал с выходов блоков 3 и 4 суммировани токов усиливаетс дифференциальным усилителем 16 и далее по каналу обратной передачи , образованному резисторами 10 и 11 св зки, масштабным и симметрирующим резисторами 17 и 18, поступа-. ет во входную цепь усилител ( на соответствующие вторые входы групп 1 и 2 усилительных элементов). Источник 7 опорного напр жени выдает три уровн посто нного напр жени с малым уровнем собственного шума в рабо311The invention relates to medical technology, namely, devices for amplifying signals of bioelectric activity, and is intended for use in electromyographs, electroencephalographs and electrocardiographs as a pre-amplification of biopotentials. This device can also be used in measurement technology for wideband amplification of small signals from high-resistance sensors. The purpose of the invention is to increase the resolution of the bio-measuring system by reducing the input-related noise of the broadband biopotential amplifier with parallel switching of the input stages. The drawing shows the structures on the electrical circuit of a broadband biopotential amplifier. I. The wideband biopotential amplifier contains two groups 1. and 2 amplifying elements, the outputs of which are combined and connected to the corresponding inputs of blocks 3 and 4 of current summation, Current lead resistors 5 and 6, source 7 of the reference voltage, block 8 of the common-mode signal, an output connected to the first input of the Operational Amplifier 9, the output of which through the resistors 10 and 11 of the bundle is connected to the corresponding inputs of the blocks 12 and 13 for neutralizing the cable capacitance and the second inputs of the corresponding groups 1 and 2 of the amplifying elements. The outputs of the blocks 12 and 13 neutralize the capacity of the cable is connected to the corresponding shielding braids 14 and 15 of the cable cores. The units 3 and 4 of the summation of the currents by the outputs are connected to the corresponding inputs of the differential amplifier 16 and the common-mode separation unit 8. The scale resistor 17 is connected between the output of the differential amplifier 16 and the second input of the first group 1 of amplifying elements, and the balancing resistor 18 between the second input of the second group 2 of the amplifying elements and the common bus of the broadband biopotential amplifier. The source 7 of the reference voltage is respectively connected to the outputs: first to the second input of the operational amplifier 9, second to the first inputs of blocks 3 and 4 of current summation through the current leads resistors 5 and 6, third to the input of setting the mode of blocks 3 and 4 to sum up currents. The current-carrying resistors 5 and 6 serve to reduce the mode currents flowing through the corresponding blocks 3 and 4 of the summation of the currents, ensuring their operation in the mode of small currents for any number of cascades connected in parallel (n). Operational amplifier 9 provides the introduction of deep negative feedback (OOS) on the common mode signal, which allows to obtain a high coefficient of common mode rejection without the use of current generators in the source circuits, as well as setting the total operating current of the amplifying elements, resulting in a stabilization of the output voltage blocks 3 and 4 current summation. The amplifier operates as follows: The input signal, extracted by cutaneous or needle electrodes (not shown in the drawing), is fed to the inputs of the corresponding groups 1 and 2 of the amplifying elements. Each of the amplifying elements converts a signal in the form of a voltage at its input into a current proportional to this voltage with a conversion factor equal to the steepness of the characteristic of the amplifying element. The currents of the amplifying elements are summed by blocks 3 and 4, at the outputs of which the signals as sum of currents are converted into the corresponding voltages, which are summed by the common mode extraction unit 8. The common-mode signal from the output of unit 8 is amplified by the operational amplifier 9 and through the resistors 10 and 11 of the bundle is fed to the second inputs of the corresponding groups 1 and 2 of the amplifying elements, which ensures the introduction of deep OOS in the common mode signal. The differential signal from the outputs of blocks 3 and 4 of the summation of currents is amplified by a differential amplifier 16 and further along the reverse transmission channel formed by the resistors 10 and 11 of the bundle, the scaling and balancing resistors 17 and 18, coming. em in the input circuit of the amplifier (to the corresponding second inputs of groups 1 and 2 of the amplifying elements). The source 7 of the reference voltage produces three levels of constant voltage with a low level of intrinsic noise in operation.
чем диапазоне частот, причем напр жение -с первого его выхода обеспечивает установку опорного напр жени на втором входе операционного усилител 9, с второго - необходимый ток через токоотвод щие резисторы 5 и 6, а с третьего - напр жение на выходах групп 1 и 2 усилительных элементов.than the frequency range, and the voltage from the first output provides the installation of a reference voltage at the second input of the operational amplifier 9, from the second - the required current through the current-carrying resistors 5 and 6, and from the third - the voltage at the outputs of groups 1 and 2 of the amplifier items.
721044721044
Данный широкополосный усилитель биопотенциалов позвол ет повысить разрешающую способность биоизмерительной системы, ограниченную внутренними шумами предусипител , до I- 2 мкВ (междупиковое значение) в полосе рабочих частот 0,5 Гц 20 кГц.This broadband biopotential amplifier allows to increase the resolution of the bio-measuring system, limited by internal preamp noise, to I-2 µV (inter-peak value) in the frequency band of 0.5 Hz 20 kHz.
ВыгоVygo