Разработка функциональной схемы УЗ - прибора

Рисунок 5 - Функциональная схема УЗ - прибора для определения целостности костно-мышечной ткани.

Кнопка SW1 (И) служит для инициализации микроконтроллера. При нажатии кнопки SW3 (Пуск) микроконтроллер начинает вырабатывать импульсы. Г1 генерирует импульсы с частотой 10МГц, которые по одному каналу управляют работой коммутатора, а по другому каналу через 12-разрядный ЦАП, встроенный в микроконтроллер, поступают на вход неинвертирующего усилителя напряжения. Сигналы на входе усилителя напряжения имеют амплитуду 5 В необходимо создать напряжения 15 В для того что бы в дальнейшем подать его на УЗ - датчик. Соответственно коэффициент усиления данного блока:

Затем усиленный по напряжению сигнал поступает на усилитель мощности, т. к. для работы датчика необходимо создать ток 2мА. В качестве усилителя мощности используем эмиттерный повторитель. После этого усиленный сигнал поступает на коммутатор. Коммутатор состоит из 2 микросхем, одна из которых демультиплексор - служит для подачи напряжения на пьезоэлектрические кристаллы датчика без потерь мощности, другая микросхема - мультиплексор - служит для передачи нескольких потоков данных по одному каналу. Сигнал сформированный усилителями, поступает на демультиплексор а затем подается на датчик, который в свою очередь формирует УЗ - волну взаимодействующую с биообъектом. Отраженный от тканей сигнал, потерявший часть мощности через мультиплексор подается на фильтры. Частота отраженного сигнала составляет порядка 9 МГц, поэтому фильтрами выделяем информативную частоту. Частота среза ФНЧ составляет 8,9 МГц, Частота среза ФВЧ составляет 9,1 МГц. В качестве фильтров используем ФНЧ и ФВЧ Баттерворта. С выхода фильтров сигнал разделяется на 2 канала, преобразующие сигнал в необходимую для отображения форму. Один канал строиться на основе фазового детектора и выделяет время задержки сигнала при отражении от биоткани. Фазовый детектор строится на основе элемента "исключающее ИЛИ". Схематично диаграмма работы фазового детектора (ФД) построенного на элементе "исключающее ИЛИ" представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Диаграммы работы ФД на основе элемента "Исключающее ИЛИ"

По другому каналу происходит демодуляция сигнала, для того что бы учесть амплитуду сигнала, отраженного от тела человека. Демодулятор построен на основе схемы ЧМ-демодулятора К174УР3. Отраженный сигнал имеет амплитуду порядка 1 В. Усиливаем этот сигнал не инвертирующим усилителем до 5 В. Коээффициент усиления данного усилителя:

Сигнал с обоих каналов поступает на 8 канальное 12 - разрядное АЦП, встроенный в микроконтроллер.

В микроконтроллере данные обрабатываются в соответствии с определенными алгоритмами, обработанные данные предаются во FLASH -память. А так же через микроконтроллер ЖКИ выводиться на дисплей. Информация с микроконтроллера на ЖКИ микроконтроллер передается по 8 линиям передачи данных и 4 управляющим линиям (сброс, синхронизация, запись, чтение). В микроконтроллере ЖКИ происходит декодирование команд и формирование развертки изображения и записи ее в память, а затем передача через встроенные в микроконтроллер драйверы LSD на дисплей по 64 линиям вертикальной раскладки и 132 линиям горизонтальной раскладки.

Изображение полученное на дисплее можно увеличивать, нажатием клавиши SW9 (Увл.), смешать: вверх нажатием на клавишу SW2, вниз нажатием клавиши SW8, вправо нажатием клавиши SW6, влево нажатием клавиши SW4. Кнопка SW5 (меню) служит для выбора режимов сканирования, методов обработки данных и проведение измерений. С помощью клавиши SW7 (Чт/Зп) можно установить режимы чтения или записи данных. Так же в устройстве предусмотрена возможность подключения устройства позиционирования, через порт D микроконтроллера.

Прочтите также:

Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких Спирон–201
Аппарат искусственной вентиляции легких «Спирон-201» предназначен для проведения искусственной вентиляции легких у взрослых при реанимации и интенсивной терапии и эксплуатируется в услов ...

Разработка электрической структурной, функциональной, принципиальной схем учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода
микросхема учебный комплекс интерфейс Интенсивное развитие микропроцессорной техники обуславливает расширение области применения средств автоматизации управления. В настоящее время микро ...

Ионные насосы в технологии MEMS
Все вакуумные насосы можно разделить на высоковакуумные и низковакуумные, а по физическому принципу действия - на механические, сорбционные, ионные. Среди механических насосов выделя ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru