189433. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú biopotenciál erősítő
1 189433 2 csatlakoztatott párhuzamos kapcsolású 20 RC- tagot tartalmaz. A 7 stabilizált feszültségforrás 21 ellenállással és 22 Zener-diódával kialakított, nagypontosságú feszültségstabilizátort, 23 szűrő ellenállással, valamint 24 szűrő kondenzátorral ellátott RC-szörőt, valamint 25, 26, 27, 28 ellenállásokkal kialakított két feszültségosztót tartalmaz. Az RC-szűrő kimenete a 7 stabilizált feszültségforrás első kimenete, míg a két feszültségosztó kimenete pedig a 7 stabilizált feszültségforrás második és harmadik kimenete. A 8 azonosfázisú jelkiválasztó áramkör 29, 30, 31 ellenállásokkal van kialakítva. Az erősítő stabilizálását 32 visszacsatoló kondenzátor biztosítja, amely a 9 műveleti erősítő kimenete és invertáló bemenete közé van kapcsolva. A 12, 13 kábel kapacitás kompenzáló fokozat 33 tranzisztorral és 34 ellenállással kialakított feszültségkövető, 35 csatoló kondenzátorral és 36 ellenállással kialakított kimeneti RC-csatolást, valamint 37 ellenállást tartalmaz. A 20 RC-taghoz tartozó ellenállás a 19 FET- tranzisztor munkapontjának szórását kiegyenlíti, amire nagy szórású FET tranzisztorok alkalmazásakor feltétlen számítani lehet, az ezeket az ellenállásokat söntölő kondenzátorok pedig lehetővé teszik a termikus zaj csökkentését. Az 5, 6 áramelvezető ellenállások feladata, hogy csökkentsék a 3,4 áramösszegező fokozatokon keresztül folyó üzemi áramot, így biztosítva ezen fokozatok zajcsökkentését kis áramértékeknél, bármely n esetén. A 9 műveleti erősítő biztosítja a negatív visszacsatolás azonos fázisú jellel történő vezérlését, ami lehetővé teszi azt, hogy nagyértékű (több mint 100 dB) azonosfázisú zavarelnyomási tényezőt kapjunk áramgenerátorok alkalmazása nélkül az emitterkörben. másrészt pedig az egyes erősítő elemek eredő munkaponti áramának beállítását úgy, hogy a 3, 4 áramösszegező fokozatok kimenetein stabilizálja a feszültséget. A berendezés működése a következő: A felületi vagy tűelektródákkal elvezetett bemenő jel (a rajzon nincs feltüntetve) az erősítő bemenetéire kerül. Mindegyik tranzisztor fokozat 19 FET tranzisztor 20 RC-tag bemenetén feszültségforrás formájában meglévő jelet ezzel a feszültséggel arányos árammá alakítja át, olyan átalakítási tényezővel, amely egyenlő a tranzisztorfokozat meredekségével. A találmány szerinti szélessávú biopotenciál erősítő a poligráfok szélessávú biopotenciál erősítőitől előnyösen különbözik, minthogy alacsonyabb saját 5 zajszinttel működik és javított bemenő paraméterekkel rendelkezik (1. számú táblázat). Ezen felül, mivel a találmány szerinti szélessávú biopotenciál erősítő a bemenő jel átalakítása nélkül működik, az ilyen rendszernél a saját zajszint (a biogenerátor kimenő ellenállásai) elektromiográfiánál gyakorlatilag nem függ a jelforrás kimenő ellenállásától. Hangsúlyozni kell, hogy a találmány szerinti megoldás lehetővé teszi korszerű elemekből álló 15 erősítők létrehozását, amelyek a párhuzamosan kapcsolt fokozatok számának növelése következtében nagyobb pontossággal rendelkezik, úgyhogy az erősítő alapjellemzői nem romlanak. Ennek lényegi jelentősége van akkor, ha a készülék integrált 20 áramkörös kivitelezésű, hiszen a párhuzamosan kapcsolt fokozatok tized, sőt csak századnyi helyet foglalnak el. Az erősítő fokozatok áramait a 3, 4 áramösszegező fokozatok összesítik. Ezeknek a fokozatoknak a kimenetein az összegezett áramok formájá- 5 ban meglévő jele a 8 azonosfázisú jel kiválasztó áramkör alakítja át. Az azonosfázisú jelet a 8 azonosfázisú jel kiválasztó áramkör kimenetéről a 9 műveleti erősítő felerősíti, majd a jel a 10, 11 csatoló ellenállásokon keresztül, az 1,2 erősítő egységek 30 második bemeneteire kerül. Ez biztosítja, hogy azonosfázisú jelre nagy negatív visszacsatolást lehessen alkalmazni, amely valamennyi erősítő elemet magába foglalja. A 3, 4 áramösszegező fokozatok kimenetein 35 megjelenő szimmetrikus jelet a 16 differenciál erősítő felerősíti, majd a jel a 10 és 11 csatoló ellenállásokból, valamint a 17 visszacsatoló ellenállásból és 18 szimmetrizáló ellenállásból álló visszacsatoló áramkörön keresztül az erősítő bemeneteire kerül. 40 A 7 stabilizált feszültségforrás három egyenfeszültség szintet állít elő alacsony saját zajszinttel az üzemi frekvenciatartományban, így a feszültség az első kimenetéről biztosítja az 5, 6 áramelvezető ellenállásokon keresztül folyó szükséges áramot, 45 második kimenetéről a stabilizált feszültség beállítását a 9 műveleti erősítő második bemenetén, harmadik kimenetéről pedig a feszültségeket az 1, 2 erősítő egység erősítő fokozatainak kimenetein. 50 1. számú táblázat Erősítő típusa Az erősítő műszaki jellemzői A találmány szerinti szélessávú biopotenciál erősítő (n = 7) EMG-2000 OVEGB rendszerű elektromiográfiás erősitó (AT) Erősítő 15C01 (Dánia) Poligráf erősítő A bemenetre vonatkoztatott csúcsok közötti zajfeszültség (2 Hz-10 kHz tartományban) 3 uV SuV 4 uV 10 uV Bemenő azonosfázisú impedancia 4000 MOhm 1000 MOhm 1500 MOhm 100 MOhm Bemenő differencial impedancia Azonosfázisú zajszűrési tényező 1000 MOhm 200 MOhm 250 MOhm 100 MOhm 100 dB 100 dB 100 dB 80 dB 4
