Układy i Systemy Elektromedyczne

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Układy i Systemy Elektromedyczne"

Urszula Grabowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 UiSE - laboratorium Układy i Systemy Elektromedyczne Laboratorium 5 Elektroniczny stetoskop - moduł TMDXMDKDS3254. Opracował: dr inż. Jakub Żmigrodzki Zakład Inżynierii Biomedycznej, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Wydział Mechatroniki Politechniki Warszawskiej Warszawa, 2012

2 1 Wymagane wiadomości i umiejętności 1. Podstawowe informacje na temat pomiarów wielkości elektrycznych [1]. 2. Wiadomości zawarte we wprowadzeniu do laboratorium UiSE. 3. Umiejętność korzystania ze środowiska obliczeniowego MATLAB [2], [3], [4], [5]. 4. Podstawowe informacje na temat transformaty Fouriera [6]. 5. Informacje zawarte w dokumentacji technicznej (nota aplikacyjna) modułu uruchomieniowego elektronicznego stetoskopu (MDK ang. Medical Development Kit) TMDXMDKDS3254 firmy Texas Instruments [7]. - 2/8 -

3 2 Przebieg ćwiczenia 2.1 Aparatura Spis wykorzystywanej aparatury laboratoryjnej: 1. Moduł TMDXMDKDS Generator funkcyjny. 3. Oscyloskop cyfrowy. 4. Multimetr. 5. Mikrofony elektretowe przygotowane do bezpośredniego połączenia z głowicą stetoskopu (parametry techniczne mikrofonów są dostępne w dodatku 4.1 Parametry techniczne mikrofonów elektretowych wykorzystanych w ćwiczeniu znajdującym się na str.6): MCE-2002 (niebieski), MCE-4000 (zielony). 6. Dwustronna głowica stetoskopu. 7. Generator sygnału pomiarowego. 2.2 Pomiar dynamiki wejściowej modułu MDK Ustawić na generatorze przebieg sinusoidalny o amplitudzie 10 mv i częstotliwości 10 Hz. Następnie podłączyć wyjście generatora do wejścia J8 modułu MDK. Moduł podłączyć do komputera za pomocą kabla RS. Uruchomić oprogramowanie modułu MDK - C55x Steth Medical Development Kit (MDK). Zmierzyć minimalną i maksymalną amplitudę sygnału podawanego z generatora, przy której sygnał wyjściowy jest niezniekształcony i jednocześnie przekracza poziom szumów. Na wejście układu podać sygnał sinusoidalny o amplitudzie 2 mv i częstotliwości 10 Hz. Korzystając z oprogramowania modułu zarejestrować kilkusekundowy fragment sygnału wyjściowego. Wykorzystując zarejestrowany sygnał oszacować poziom szumów odniesiony do wejścia modułu np. w środowisku MATLAB. Np. zmierzyć moc sygnału wyjściowego znajdującego się poza pasmem sygnału podawanego na wejście modułu. - 3/8 -

4 2.3 Pomiar charakterystyki amplitudowej modułu MDK Dla każdego z dostępnych trybów pracy modułu MDK (diaphragm, bell, extended) dokonać pomiaru charakterystyki amplitudowej. Pomiarów dokonać w paśmie 5 Hz 5 khz. W tym celu zarejestrować za pomocą oprogramowania modułu sygnały wyjściowe, a następnie przeanalizować zarejestrowane dane i wykreślić charakterystyki amplitudowe. W tym celu należy użyć środowiska MATLAB lub innego oprogramowania umożliwiającego analizę sygnałów zapisanych w formacie wav. 2.4 Zakres pomiarowy modułu HR Za pomocą odpowiedniego tłumika połączyć wyjście karty dźwiękowej komputera oraz wejście mikrofonowe modułu. Wykorzystując środowisko MATLAB oraz wyniki analizy sygnałów dokonanej w ćwiczeniu 1 Stetoskop elektroniczny parametry sygnałów rejestrowanych oraz funkcję heart_beat (wykorzystywaną w ćwiczeniu 4 Elektroniczny stetoskop - cyfrowe przetwarzanie sygnału ) wygenerować sygnał imitujący odgłosy serca. Zmieniając długość okresu pomiędzy kolejnymi odgłosami uderzeń serca zbadać zakres pomiarowy miernika rytmu serca (HR Heart Rate) zaimplementowanego w module. Następnie dodając do sygnału szum biały zbadać maksymalną stosunek sygnał/szum (SNR Signal to Noise Ratio), dla którego zaimplementowany w module miernik rytmu serca działa poprawne. 2.5 Rejestracja i analiza sygnałów własnych Wykorzystując moduł TMDXMDKDS3254 oraz głowicę, przewód i jeden z mikrofonów elektretowych zarejestrować i dokonać analizy widmowej (w środowisku MATLAB) sygnału pochodzącego od jednego z członków zespołu laboratoryjnego. - 4/8 -

5 3 Sprawozdanie W sprawozdaniu umieścić i skomentować wszystkie wyniki uzyskane w punkcie 2 Przebieg ćwiczenia. W szczególności należy: 1. skomentować zmierzoną wartość dynamiki oraz pasma przenoszenia modułu MDK, 2. skomentować uzyskane wartości parametrów modułu pomiaru rytmu serca modułu MDK. - 5/8 -

6 4 Dodatki 4.1 Parametry techniczne mikrofonów elektretowych wykorzystanych w ćwiczeniu Mikrofon MCE-4000 (nr kat [8]) Opis: Wysokiej jakości wkładka mikrofonowa elektretowa, dookólna, wersja subminiaturowa. Parametry techniczne: Pasmo przenoszenia: Hz Czułość: 5 mv/pa/1khz, ±3 db Impedancja wyjściowa: 2.2 kω Stosunek S/N: > 58 db Kondensator sprzęgający: μf Dopuszcz. temp. Otoczenia: 0-40 C Zasilanie: V prąd stały /0.5 ma Średnica 9,7 mm Długość 6,7 mm Cena: 4,20PLN Mikrofon MCE-2002 (nr kat [8]) Opis: Wkładka mikrofonowa "back electret", PANASONIC, dookólna, wersja subminiaturowa. Parametry techniczne: Pasmo przenoszenia Hz Czułość 5.6 mv/pa/1khz, ±4 db Impedancja wyjściowa 2 kω, RL: 2.2 kω Stosunek S/N > 58 db - 6/8 -

7 Kondensator sprzęgający 33 pf Dopuszcz. temp. otoczenia 0-40 C Zasilanie 2-10 V prąd stały /0.5 ma Średnica 6 mm Długość 2,5 mm Cena: 28,00PLN - 7/8 -

8 5 Bibliografia [1] Rydzewski, J., Pomiary oscyloskopowe, WNT, 1994 [2] Getting Started with MATLAB [on-line], MathWorks, [dostęp: ]. Dostępny w internecie: [3] Brzózka, J., Dorobczyński, L., MATLAB : środowisko obliczeń naukowo-technicznych, PWN, 2008 [4] Treichel, W., Stachurski M., MATLAB dla studentów : ćwiczenia, zadania, rozwiązania, Witkom (Salma Press), 2009 [5] MathWorks - MATLAB and Simulink for Technical Computing [on-line], MathWorks, [dostęp: ]. Dostępny w internecie: [6] Zieliński, T.P., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów - Od teorii do zastosowań, WKŁ, 2005 [7] Digital Stethoscope (DS) Analog Front End Module for the C5515 DS Medical Development Kit - TMDXMDKDS TI Tool Folder [on-line], Texas Instruments, [dostęp: ]. Dostępny w internecie: [8] Monacor [on-line], Monacor, [dostęp: ]. Dostępny w internecie: - 8/8 -

Podobne dokumenty

Układy i Systemy Elektromedyczne

UiSE - laboratorium Układy i Systemy Elektromedyczne Laboratorium 2 Elektroniczny stetoskop - głowica i przewód akustyczny. Opracował: dr inż. Jakub Żmigrodzki Zakład Inżynierii Biomedycznej, Instytut