医用电子电路设计及应用电子书

内容简介

前言

项目1 视觉疲劳检测与消除电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图（见图1-1）

模块详解

软件设计

调试与仿真

电路PCB设计图（见图1-9）

实物测试（见图1-10、图1-11）

思考与练习

项目2 精神压力自测电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

Proteus仿真

电路PCB设计图

实物测试（见图2-11、图2-12）

思考与练习

项目3 助听、催眠、增强记忆三用电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

式中，ε为极板间介质的介电常数；S为极板面积；d为极板间的距离。即电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。

电路PCB设计图（见图3-16）

实物图（见图3-17）

思考与练习

特别提醒

项目4 声光电子催眠电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

软件设计

电路PCB设计图（见图4-20）

实物图（见图4-21）

实际运行

思考与练习

项目5 视力保护测光电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

软件设计

Proteus仿真

电路PCB设计图（见图5-20）

实物测试（见图5-21、图5-22）

思考与练习

特别提醒

项目6 脉冲电疗电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

式中，T1为电容充电时间；T2为电容放电时间。从图6-4中可以看到，加入了二极管D1和D2，电容的充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流只流经R1，放电电流只流经R2，这时电容C1的充电时间为

式中 E——感应电动势（V）；

f——电源频率（Hz）；

N——线圈匝数（匝）；

Φ——磁通（Wb）。

式中K称为变压器的变比，K=1的变压器称之为理想变压器。

电路PCB设计图（见图6-16）

实物测试（见图6-17、图6-18）

思考与练习

项目7 心率检测电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

软件设计

电路PCB设计图（见图7-19）

实物测试（见图7-20、图7-21）

思考与练习

特别提醒

项目8 血管弹性测量电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

或

电路PCB设计图（见图8-15）

实物测试（见图8-16、图8-17）

思考与练习

特别提醒

项目9 呼吸测量电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

由式（9-1）得vn，又由虚短得vn=vp，然后将vp代入式（9-2），可得

在上式中，如果选取阻值满足R4/R1=R3/R2的关系，则输出电压可简化为

由式（9-4）可得输出电压vo与两输入电压之差（vi2-vi1）成比例，即实现了求差功能，比例系数为电压增益Avd，即

电路PCB设计图（见图9-33）

实物测试（见图9-34、图9-35）

思考与练习

特别提醒

项目10 口吃矫正器电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

电路PCB设计图（见图10-15）

实物图（见图10-16）

实际运行

思考与练习

特别提醒

项目11 心音测量电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

电路PCB设计图（见图11-12）

实物测试（见图11-13、图11-14）

思考与练习

特别提醒

项目12 电子治疗仪电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

电路原理图

模块详解

式中，e1（t）为一次绕组的电动势瞬时值；e2（t）为二次绕组的电动势瞬时值；Φ为二次绕组的磁通量的瞬时值。

软件设计

电路PCB设计图（见图12-18）

实物测试（见图12-19、图12-20）

思考与练习

e1（t）=-N1dΦ/dt

e2（t）=-N2dΦ/dt

U1/U2=I2/I1

U1/U2=K

I1/I2=1/K

项目13 心电信号显示检测仪电路设计

设计任务

基本要求

设计思路

系统组成

模块详解

则

可以计算得出传递函数表达式为

其中

所以可知

取R的值为10kΩ，则由公式

可以计算出C=0.15μF，采用巴特沃斯滤波，所以可知Q=0.707，代入式（13-11）与式（13-12）可得C1=318nF，C2=71nF。表13-3为元件参数表。

则

所以传递函数表达式为

式中

因此

式中取C=10μF，则根据式

可知R=318.471kΩ，该高通滤波电路也采用巴特沃斯滤波方式，所以取Q=0.707，将R与Q的值代入式（13-19）与式（13-20）计算可得R1=450kΩ，R2=225kΩ。元件参数如表13-4所示。

可以计算出R=31.8kΩ，取为32kΩ，将参数值输入到电路，仿真时发现衰减3dB时的带宽BW为43～57Hz，但是衰减深度仅为7.43dB，所以需要调整器件参数值，经反复调整后最终选定R=R1=R2=47kΩ，C=C1=C2=68nF，所以

1mV×2×1000=2V

软件设计

系统仿真

项目14 基于脉搏波的提取电路设计

设计目的

设计任务

设计思路

系统组成

模块详解

式中，X为定时器T1的计算初值；n为定时器T1的位数（定时器选择工作方式2时，n=8）；串行波特率倍增位SMOD取值为0。

软件设计

电路原理图

系统仿真

所以，实际模拟电压的量化数值为

实物图

思考与练习

特别提醒