Entwerfen und bauen Sie einen EKG-Schaltkreis - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Das Elektrokardiogramm (EKG) zeigt das allgemeine Verhalten, das typisch für ein menschliches Herz ist. Durch die Beobachtung der Spannung des Herzens über die Zeit können Ärzte ein allgemeines Gefühl für die Gesundheit des Patienten erhalten, da viele Atem- und Herzprobleme auftreten und das EKG-Signal möglicherweise verzerren. Hier erklären wir die Schritte jeder Stufe, die erforderlich sind, um einen eigenen EKG-Kreis aufzubauen und dann ein EKG-Signal aufzuzeichnen.

Schritt 1: Instrumentierung Differenzverstärker

Zuerst sollte ein Instrumentations-Differentialverstärker erstellt werden, der einer Verstärkung von etwa 1000 Rechnung trägt. Eine Verstärkung ist wichtig bei der Verstärkung des Signals, um ein klareres, lesbareres Signal zu gewährleisten. Dieser spezielle Verstärker bietet Ihnen zwei Eingänge, mit denen Sie die Elektroden am Ende der Konstruktion richtig einrichten und das EKG-Signal lesen können.

Komponenten:

- (3) uA741 Operationsverstärker

- (4) 10 kOhm Widerstände

- (3) 5 kOhm Widerstände

Schritt 2: Pufferaddition

Zwischen jeder Stufe ist es wichtig, einen Puffer hinzuzufügen, um das Signal zu bewahren, das jede Stufe verlässt. Dies wird dazu beitragen, das Rauschen während des gesamten Aufbaus der Schaltung zu reduzieren.

Komponenten:

- uA741 Operationsverstärker

Schritt 3: Bandpassfilter

Die Konstruktion eines Bandpassfilters ist wichtig, da nur ein bestimmter Frequenzbereich durch die Schaltung zum Ausgang geleitet wird. Für ein EKG ist ein Bereich von etwa 0,1 Hz bis 250 Hz ideal. Der Tiefpassfilter lässt Signale unter 250 Hz durch und der Hochpassfilter lässt Signale über 0,1 Hz durch. Die Grenzfrequenzgleichung fc=1/2piRC kann verwendet werden, um die Widerstands- und Kondensatorwerte zu berechnen.

Komponenten:

- (1) uA741 Operationsverstärker

- (1) 6,8 kOhm Widerstand

- (1) 160 kOhm Widerstand

- (2) 0,1 uF Kondensator

Schritt 4: Notch-Filter

Dann sollte ein Twin-Notch-Filter konstruiert werden, um die Frequenz von 60 Hz daran zu hindern, durch den Stromkreis zu gehen. Diese Frequenz sollte ausgeschlossen werden, da sie häufig mit Stromleitungen in Verbindung gebracht wird und daher das EKG-Signal möglicherweise stören kann. Um die Komponenten auszuwählen, kann die Gleichung 1/4piRC verwendet werden.

Komponenten:

- (2) 27 kOhm Widerstand

- (1) 13 kOhm Widerstand

- (2) 50 nF Kondensator

- (1) 100 nF Kondensator

Schritt 5: Erstellen Sie Ihre Schaltung

Verbinden Sie schließlich alle Stufen miteinander! Denken Sie daran, den Puffer zwischen jeder Stufe hinzuzufügen, um die Erhaltung des Signals zu gewährleisten. Die Konstruktion kann einige Versuche und Irrtümer erfordern, um sicherzustellen, dass alle Komponenten richtig im Steckbrett platziert sind. Es kann hilfreich sein, jede einzelne Stufe auf einem Oszilloskop zu testen, um zu sehen, ob jede Stufe die gewünschten Ergebnisse liefert.

Schritt 6: Testen Sie das EKG am Menschen

Anschließend können Sie Ihren erstellten EKG-Kreis mit einem Oszilloskop testen. Bringen Sie zwei Elektroden an Ihren Knöcheln und eine an Ihrem rechten Handgelenk an. Die positive Leitung geht zum linken Knöchel, die negative Leitung geht zum rechten Knöchel und Masse geht zum rechten Handgelenk. Stellen Sie sicher, dass Ihre Drähte funktionieren, die Sie verwenden, um den Stromkreis sowie die mit dem Ausgang verbundenen Drähte zu versorgen.