Цифровой пульсотахометр

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в устройствах контроля сердечной деятельности. Цель изобретения.- повьшение точности измерения среднего значения частоты пульса при его изменениях,.Цифровой пульсотахометр позволяет опредеНУ лять значение частоты сердечных сокращений , усредненное за заданное количество ударов пульса и уточняемое с каждым ударом пульса. Устройство содержит датчик 1 пульса, счетные триггеры 2 и 3, генераторы 4 и 5 импульсов , элементы И 6 - 9, элементы И-НЕ 10-14, счетчики 15-18 импульсов, управляемые делители 19-21 частоты, одновибраторы 22 и 23, регистр 24 памяти, цифровой индикатор 25 и блок 26 тумблеров. Усреднение мгновенных значений периода пульса производится с помощью цифрового фильтра, образованного , счетчиками 17 и 18, прямая связь между которыми осуществляется через регистр 24 памяти, а обратная через управляемый делитель 21 частоты . 2 ил. S (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИК

4 701 A1 (51) 4 А 61 B 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4103080/28-14 (22) 25. 07. 86 (46) 23.1 1.88, Бюл. № 43 (72) Н,A Голдин, N.В.Горбачева °

А.В.Золотарь, А.С.Шестаков и Б.С.Цирлин (53) 615.47 (088 ° 8) (5á) Авторское свидетельство СССР

¹ 1211662, 1сл, А 61 В 5/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 824986, кл. А 61 В 5/02, 1981, (54) ЦИФРОВОЙ ПУЛЬСОТАХОИЕТР (57) Изобретение относится к медицине и может быть использовано в устройствах контроля сердечной деятельности.

Цель изобретения - повышение точности измерения среднего значения частоты пульса при его изменениях..Цифровой пульсотахометр-позволяет определять значение частоты сердечных сокращений, усредненное за заданное количество ударов пульса и уточняемое с каждым ударом пульса. Устройство содержит датчик 1 пульса, счетные триггеры 2 и 3, генераторы 4 и 5 импульсов, элементы И 6 — 9, элементы

И-НЕ 10-14, счетчики 15-18 импульсов, управляемые делители 19-21 частоты, одновибраторы 22 и 23, регистр 24 памяти, цифровой индикатор 25 и блок

26 тумблеров. Усреднение мгновенных значений периода пульса производится с псмощью цифрового фильтра, образованного. счетчиками 17 и 18, прямая

Ф связь между которыми осуществляется @ через регистр 24 памяти, а обратнаячерез управляемый делитель 21 частоты. 2 ил.

1438701

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники и может быть использована в устройствах контроля сердечной деятельности.

Цель изобретения — повышение точности измерения среднего значения частоты пульса при его изменениях, На фиг,,1 представлена функциональная схема устройства; ня фиг.2 — вре- 1О менные ди",ãðàììû его работы.

Устройство содержит датчик 1 пульсВ счетные" триггеры 2 и 3, генераторы 4 и 5 импульсов, элементы И 6-9, элементы H--HE 10-14, счетчики 15-18 импульсов, управляемые делители 1921 частоты„. аднавибратары 22 и 23, регистр 24 памяти, цифровой индика" тор 25 и блок 26 тумблеров.

Устройство работает следующим сбразом.

Перед началам измерения сигналам, поданным ня пину начальной установки (НУ) счетные триггеры ? и 3, счет -|ики

15-18 импульсов, аднавибратары 22 и 23 и регистр 24 памяти приводятся в нулевое состояние, Поступление первого пульсавага импульса с датчика 1пульса через элемент И 6 на счетный вход триггера 2 переводит последний в еди- ЗО ничнае состояние. После этого импульсы с выхода генератора 4 начинают поступать через элемент И-HE 10 ня счетный вход счетчикà 15, Заполнение счетчика 15 прадалжяетсл до тех пар, пака приход второго пульсаваго импульса с выхода датчика 1 через элемент И 6 ня счетный вход триггера 2 не вернет последний в нулевое состояние. Таким образом, ня счетчике 15 будет зафиксирован двачный кад, значение кстарага пропорционально величине мгновенного периода Т измеряемого пульса и частоте генератора

4. Например,, при частоте генератора

4, равной 4,27 Гц, на счетчике 15 будет зафиксирована величина Т

=4,27 т, Ва время действия каждого пульсовага импульса,. кроме пеавага, пока триггер 2 находится в нулевом состоянии, импульсы с выходя генератора 5 через элемент H-НЕ 12 поступают на счетный вход упрявляемага делителя

19 ча.статы„ а с выхода последнего на счет .-ый влад счетчика 16. то продолжается дс тех пор, пака на выходе перенося счетчика 16 не появится сигнал ега переполнения.„который асуществит запуск одновибратора 22 и импульс с инверсного выхода последнего, пройдя через элемент И-НЕ 11, установит счетчики 15 и 16 и управляемый делитель 19 частоты в нулевое состояние, а, пройдя через элемент

И 6, в единичное состояние триггер 2, прекратив тем самым прохождение импульсов с выхода генератора 5 через элемент И-НЕ 12.

Если на счетный вход управляемого делителя 19 частоты поступает N импульсов с выхода элемента И-НЕ 12, то на его выходе появится N T /К импульсов, которые заполняют счетчик !6 до переполнения, где К вЂ” коэффициент, определяемый параметрами делителя 19 частоты, например, для шестиразряднога управляемого делителя частоты К=64. Пусть модуль счетчика

16, т.е. число импульсов, которыми ега можно заполнить да переполнения, равен М, тогда N Тс/К=М или N=M.К/Т .

Подставив выражение для T получают

N=64M/4,27 Т, Таким образом, размер N пачки импульсов, образованной на выходе элемента И-НЕ 12, обратно пропорционален величине мгновенного периода измеряемого пульса, т ° е. прямапропорцианален величине мгновенного пульса.

Если счетчик 16 шестиразрядный и его модуль M=64 получают N=16-(60/Т), где 60/Т вЂ” число ударов в минуту мгновенного пульса.

Эта пачка импульсов поступает на счетный вход управляемого делителя

20 частоты, коэффициент деления котарога К„ установлен набором блока

26 тумблеров, а с выхода делителя 20 импульсы поступают на вход прямого счета счетчика 18 импульсов и через элемент И 8 на счетный вход счетчика

17. Таким образом, в эти счетчики записывается кад, равный N K, òî÷нее, эта величина добавляется к содержимому счетчиков 17 и 18, полученному в предыдущем периоде пульса.По окончании пачки импульсов на выходе элемента И-НЕ 12, импульс с прямого выхода аднавибратара 22 разрешает перепись содержимого счетчика 17 в регистр 24 памяти, а импульс с его инверсного выхода запускает одновибратар 23., импульс с инверсного выхода которого, пройдя через элемент

И-НЕ 14, устанавливает счетчик 17 и делители 20 и 21 частоты в нулевое

1й38701 состояние, а, пройдя через элемент И

7, — устанавливает в единичное состояние счетный триггес .3, разрешим тем самым поступление импульсов с выхода генератора 5 через элемент И-11Е 13 ,5 на вход обр=òíîãî счета счетчика 18 и на счетный вход делителя 21 частсты, коэффициент деления которого К установлен набором блока 26 тумбле- ров, а с выхода- делителя 21 импульсы через элемент И 8 поступают на счетный вход счетчика 17, После того, как содержимое счетчика 18 описано оказывается в состоянии, аналогичном его состоянию после окончания первого З0 пульсоного импульса, с той лишь разницей, что в счетчике 17 оказывается зафиксировано предыдущее содержимое счетчика 18, уменьшенное в 1/К раз, а в счетчике 18 — предыдущее содержи,мое счетчика 17.

Следователькс, делители 20 и 21 часчастоты, счетчики 17 и 18 и регистр

24 образуют цифровой фильтр, дискретная .передаточная характеристика кото- 40 рого ранна К„, (1+Z)/(1-К,. Z) °

С учетом приведенной выше характеристики пачки N импульсов, поступаю, щей на вход этого фильтра, для коэффициентов К и К, могут быть выбраны, 45 например, следуюшие значения . К =7/8, К„=.1/2S6.

Работа устройства поясняется временнои диаграммой на фиг.2, на которой показаны ckII HBJIbl HB. выходах элементов 1-3,9,10,12,13,16,18,22 и 23.

Временной масштаб на этой pklaIpaMMe до нуля, на его выходе заема появляется сигнал, который, пройдя через элемент И 7 на счетный вход триггера 3, возвращает последний в нул вое состояние, прекратив прохождение импульсов с выхода генератора 5 через элемент И-НЕ 13, При этом в счетчике i? записан код, величина которого в 1/К раз меньше неличины кода, который записан в счетчике 18,а в последний переписано содержимое регистра 24.

Таким образом, к приходу очередкого пульсоного импульса устройство для наглядности искажен. Из этой диаграммы видно, что каждьг мгновенный пульсовый период, кроме первого, уменьшается на величину, которая пропорциональна длине пачки N к обратно пропорциональна частоте генератора 5, Для приведенных параметров

25 устройства максимальный размер пачки

N=- 096 импульсон и, выбрав частоту генератора 5 достаточно большой, например 1 МГц, можно уменьшить погрешность Ь до пренебрежимо малой величины порядка единиц м.с, Таким образом, в устройстве усреднение мгновенных значений периода пульса производится с помощью цифрового фильтра, образованного счетчика- . ми 17 и 18, прямая связь между которыми осуществляется через регистр 24, а обратная — через управляемый делитель 21 частоты. Поскольку цифровой фильтр осуществляет преобразование непрерывно, т.е. с поступлением кая догс нового значения на его вход на третьем счетчике фиксируется средний пульс, полученный с каждым импульсом пульса.

Изменяя кабор блока 26 тумблеров, легко перестроить характеристики цифрсвсгс фильтра, что эквивалентно изменению периода усреднения.

Формулаизобретения

Цифровой пульсотахометр, содержа" щий датчик пульса, первые элемент И, счетный триггpр, генератор импульcoB и управляемый делитель частоты, первый, второй и третий счетчики импульооВ и цнфронсй индикатор, причем выход датчика пульса соединен с первым входом первого элемента И, выход которогс соединен со счетным входом перно го счетного триггера, информационные выходы "IppBoI счетчика импульсон соединены с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, а информационные выходы третьего счетчика с цi фрсвым икдика ТороМ отличающий ся тем, что, с цет-,ью повышения точкости измерения среднего значения частоты пульса при

1 его изменениях, ск содержит вторые

1-енератор импульссн и счетный т,"иггер, четвертый счетчик импульсов, второй, третий и четвертый элементы

И, ьторсй и третий управляемые делители частоты, первый и второй одновиараторы, с первого по пятый элементы И-HE) регистр памяти и блок тумблеров, причем прямой и инверсный выходы первого счетного триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов

И вЂ” НЕ, вторые входы которых соединены

1438701 соответственно с выходами первого и второго генераторов импульсов, .а выходы — со счетными входами первого управляемого счетчика импульсов и первого и второго делителей частоты, а третий вход второго элемента И-НЕс выходом датчика пульса, выход первого управляемого делителя частоты соединен со счетным входом четвертого 1ð счетчика импульсов, выход переноса

; которого соединен с входом запуска !

: первого одйовибратора, прямой выход которого соединен с синхровходом регистра памяти„а инверсный - с входом 15

,запуска второго одновибратора, вторым ! входом первого элемента И и первым . входом третьего элементы И-НЕ, выход которого соединен с входами сброса, первого и четвертого счетчиков импульсов и первого управляемого делителя частоты, инверсный выход второго, одновибратора соединен с первым входом второго элемента И, второй.вход которого соединен с выходом зае- 25 ма третьего счетчика импульсов, а выход - со счетным входом второго

: счетного триггера, прямой выход которого соединен с первым входом чет-!

l вертого элемента И-НЕ, второй вход, которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а выход - со, счетным входом третьего управляемого делителя частоты и входом обратного, счета третьего счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с выходами регистра сдвига, вход прямого счета которого соединен с первым входом третьего элемента И и выходом второго управляемого делителя частоты, а вход управления, записью— с выходом четвертого элемента И,nepaber и второй входы ко горого соединены соответственно с прямым выходом первого и иньерсным выходом второго счетных триггеров, управляющие входы второго и третьего управляемых делителей частоты соединены с выходами блока тумблеров, а их входы сброса— .с входом сброса второго счетчика импульсов и выходом пятого элемента ИНЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго одновибра" тора, а второй вход - c вторым входом третьего элемента И-HE шиной начальной установки устройства и входами сброса первых и вторых счетных триггеров и одновибраторов, третьего счетчика импульсов и регистра памяти, информационные входы которого соединены с информационными выходами второго счетчика, второй вход третье го элемента И подключен к выходу третьего управляемого делителя частоты, а его выход — к счетному входу второго счетчика импульсов, И И ° )фйф(ЩИИ (®Ю!

43870!

Составитель А.Фальцман

Редактор L.Ïàãï Техред И.Дидык Корректор Э.Лончакова

Заказ 5986/4 Тираж 655

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4