Билет 23
1. Раскройте понятие «ритмограмма сердца».
Ритмограмма сердца – это зависимость последовательных значений длительностей кардиоциклов (RR-интервалов) от времени в процессе непрерывных измерений (рисунок 1).
Рисунок 1- Экспериментальная ритмограмма сердца
Рис.2.1. Спектр мощности кривой Рис.2.2. Спектр мощности рит- изменения кровяного давления мограммы сердца
Спектр РГ сердца имеет много общего со спектром АД, как показано на рис.2.2 В обоих спектрах наблюдается хорошее совпадение по трем основным пикам: низкочастотному (около 0,01 Гц), среднечастотному (около 0,1 Гц) и высокочастотному (около 0,30 Гц)
Таким образом, кардиоинтервалы сердечного ритма контролируются, по крайней мере, через два независимых входа. Один исходит от дыхательной системы и определяет модуляцию СР в частотной зоне дыхания. Другой вход связан с системой регуляции АД, где ведущую роль играет симпатическая нервная система. Ее влияние на СР осуществляется вблизи частоты 0,1 Гц. Увеличение амплитуды в спектре РГ сердца пика мощности на частоте 0,1 Гц коррелирует со снижением среднего уровня АД. Наоборот, с ростом среднего значения АД амплитуда пика в спектре РГ сердца на частоте 0,1 Гц падает.
При интерпретации частотных составляющих спектра РГ сердца наиболее часто обращаются к трехкомпонентной теории регуляции СР. Согласно этой теории частотный спектр, характеризующий РГ сердца, содержит три зоны частот, на которых СР взаимодействует с тремя системами: системой дыхания, системой регуляции среднего уровня АД, системой управления температурой и обменом веществ.
Система регуляции температурных и обменных процессов представлена в спектре самой медленной составляющей - диапазон частот от 0 до 0,05 Гц.
Регуляция АД представлена среднечастотной составляющей, которая характеризуется мощностью в диапазоне частот от 0,05 до 0,11 или 0,2 Гц. Влияние со стороны дыхательной системы на вариабельность RR-интервалов представлено высокочастотной составляющей спектра на частоте от 0,11 или 0,2 до 0,5 Гц. Полагают, что дыхательная аритмия определяется тем, что при каждом вдохе и выдохе сигналы по парасимпатическому нерву рефлекторно ускоряют и замедляют интервалы между ударами сердца с той частотой, с которой производятся вдох и выдох. На этом основании исследователи предложили использовать дисперсию RR-интервалов в зоне частоты дыхания как неинвазивный показатель парасимпатической активности.
В зоне частот 0,05 – 0,2 Гц спектра РГ сердца преимущественно отражается активность симпатической нервной системы, связанной с регуляцией среднего уровня АД.
Частотный спектр РГ сердца хорошо зарекомендовал себя для определения функциональных состояний (ФС) в условиях бодрствования и его изменений, вызываемых различной физической и информационной нагрузками. На основании многих данных исследователи сходятся во мнении, что выраженную дыхательную аритмию следует считать показателем тренированности.
2. Расскажите о принципе работы широкополосного фазовращателя на коаксиальных линиях. Поясните его работу на векторной диаграмме фазовращателя
Широкополосное фазосдвигающее устройство выполнено по оригинальной схеме на коаксиальных кабелях. Использование двух коаксиальных кабелей, включенных параллельно, обеспечивает широкополосность фазовращателя в полосе не менее 50 МГц. Электрическая схема такого фазовращателя с применением двух одинаковых отрезков коаксиальных кабелей и его расчетная ФЧХ приведены на рисунке 2.9.
Рисунок 2.9 – Схема фазовращателя с применением двух отрезков идентичных коаксиальных кабелей и его расчетная ФЧХ
Элементами настройки фазовращателя на коаксиальных линиях являются емкости C1, C2 и резисторы R1,R2.
Эквивалентная схема фазовращателя и ее векторная диаграмма, показывающая ее свойство широкополосности приведены на рисунке 2.11.
На промежуточной частоте 150 МГц соответствующая длина волны составляет 2 м. Отрезки коаксиального кабеля выбираем из конструктивных соображений, чтобы их можно было свернуть в двойное кольцо и легко разместить на плате ПЧ. Полагаем длину отрезков l=25 см, что соответствует длине λ/8 (рис. 2.10).
Рисунок 2.10 – Соотношение между фазой и длиной волны
Отрезки кабеля λ/8 создают фазовый сдвиг на 45° относительно входного сигнала, это видно на векторной диаграмме рисунка 2.11.
Рисунок 2.11 – Эквивалентная схема широкополосного фазовращателя с применением коаксиального кабеля и векторная диаграмма напряжений на элементах фазовращателя
На емкости С1 фаза поворачивается на 90°относительно входного сигнала Uвх. Сумма напряжений на эквивалентном контуре U1 и на емкости С1 , а также на втором эквивалентном контуре U2 создают выходное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного сигнала на π/2. Широкополосность и неизменность фазового сдвига π/2 обеспечивается одинаковостью длин отрезков коаксиального кабеля, что видно из приведенной векторной диаграммы фазовращателя.
При изменении частоты входного сигнала на векторной диаграмме меняется положение векторов U1 и U2 при этом результирующий вектор Uвых сохраняет свое положение относительно вектора входного сигнала Uвх, фазовывй сдвиг которых составляет π/2. Экспериментальная проверка на стенде National Instruments показала, что изменение частоты входного сигнала в широких пределах практически не меняет сдвиг фазовращателя, который остается равным π/2.Экспериментальная фазо-частотная характеристика фазовращателя приведена на рисунке (рис. 2.12).
Рисунок 2.12 – Экспериментальная ФЧХ фазовращателя
После перемножения в смесителях опорного и входного сигналов, на выходе схемы получаем два квадратурных сигнала на доплеровской частоте. Подготовка квадратурных составляющих сигнала для ввода их в компьютер через USB-порт осуществляется в блоке АЦП и контроллера.
Достарыңызбен бөлісу: |