Вопрос 93. Схема усилительного каскада на транзисторе. Назначение отдельных элементов усилительного каскада. Многокаскадное усиление.

Если транзистор включать по определенной схеме вместе с сопро­тивлениями и емкостями, то получится усилительный каскад. Существуют три схемы включения: с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ), и общим коллектором (ОК).

Наиболее распространен каскад с ОЭ:

R₁ и R₂ – сопротивления делителя напряжения, которые за счет только одного коллекторного источника питания создают необходимое напряжение между базой и эмиттером.

C₁ и С₂ - разделительные конденсаторы, они не пропускают постоянную составляющую входного и выходного напряжения, так как данный усилитель служит для усиления только переменных токов.

R_К - сопротивлении коллекторной нагрузки.

Для увеличения коэффициента усиления и получения наилучших параметров используется последовательное включение одиночных каскадов. Такие усилители называются многокаскадными. Для многокаскадного усилителя коэффициент усиления равен произведению коэф­фициентов усиления каждого отдельного каскада: К_ус = K_{1 ус}  К_{2 ус}.

Литература: Ремизов А.Н., Медбиофизика,-1987, с.384-400; лек­ции.

Вопрос 94. Устройства отображения и регистрации инфор­мации. Основные требовании. Классификации.

УОР - устройства отображения и регистрации. Отображение информации - временное представление информации в наглядном виде.

Регистрация информации - запись информации на носителе.

Основные требования к УОР:

1) высокая чувствительность;

2) минимальная погрешность;

3) максимальный частотный диапазон;

4) минимальная потребляемая мощность;

5) высокое быстродействие;

6) сохранение информации при отключении питания;

7) удобство считывания информации;

8) простота и надежность в эксплуатации;

9) минимальные габариты и вес;

10) универсальность;

11) минимальная стоимость носителя информации.

Классификация УОР:

1. Аналоговые.

2. Дискретные.

3. Комбинированные.

Литература: лекции.

Вопрос 95. Классификация аналоговых уор. Устройство, принцип действия и метрологические характеристики различ­ных аналоговых уор.

Классификация аналоговых УОР

Аналоговые регистрирующие и отображающие устройства при­меняются для представления информации в непрерывном виде (например, в случае получения ЭКГ), когда необходим график изме­нения контролируемой величины во времени или зависимость одного параметра от другого.

Показывающим прибором является любой стрелочный прибор известной электромагнитной, магнитоэлектрической или электроди­намической системы.

В медицинских приборах шкалы показывающих приборов гра­дуируются сразу в единицах измерения контролируемого параметра. Их преимущества: простота получения информации. Недостатки: не хранят информацию, обладают недостаточной точностью и большой инертностью.

Самописцы - основаны на преобразовании электрической энер­гии в механическую.

Например, чернильно-пишущий гальванометр. В зазоре магнита - стержень, сердечник. На катушки подмагничивания подается сигнал от УБП. Результатом взаимодействия маг­нитных полей постоянного магнита и электромагнита является пово­рот сердечника на определенный угол, пропорциональный величине регистрируемого электрического сигнала. На другом конце стержня находится перо, которое соприкасается с движущейся бумажной лен­той.

Частотный диапазон: 0 -150 Гц. Амплитуда записи: 30 - 40 мм (при длине пера 100 -120 мм). Преимущества: простота, наглядность записи, возможность много­канальной записи (несколько параметров), дешев. Недостатки: большая инертность (малая скорость записи), разбрыз­гивание чернил, криволинейностъ записи.

Например, струйный регистратор. Запись производится струёй чернил, выбрасываемых в сторону движущейся бумаги с большой скоростью. Капилляр связан с посто­янным магнитом цилиндрической формы, помещаемым в зазоре элек­тромагнита. Если через электромагнит пропустить электрический ток, то созданное им поле заставить повернуться постоянный магнит с ка­пилляром на некоторый угол, пропорциональный величине тока. Ма­лая масса подвижной системы струйного гальванометра и высокая плотность разбрызгиваемых чернил позволяют вести регистрацию процессов с частотой до 1000 Гц и более. Амплитуда записи - до 100 мм.

Преимущества: малая инертность, почти отсутствуют криволи­нейные искажения.

Недостатки: сложность, дорог, чернила должны быть чистыми, не­обходима регулировка.

Например, вибратор с термозаписью. Черная бумага покрывается тонким слоем воска или парафина. В месте касания пера, воск расплавляется. Остается след в виде обна­жающейся черной подложки.

Метрологические характеристики такие же, как у чернильно-пишущего гальванометра, так как основой является тот же самый электромагнитный вибратор.

Преимущества: контрастная запись, простота устройства, нет разбрызгивания чернил.

Недостатки: дорогая бумага, особые условия хранения.

Например, фоторегистраторы. Основной частью их является рамочный или шлейфный гальвано­метр. На шлейфе (петле) укрепляется миниатюрное зеркальце. При пропускании тока от УБП шлейф с зеркальцем поворачивается в маг­нитном поле на некоторый угол, пропорциональный величине сигна­ла. На зеркальце направляется луч света, который после отражения попадает на движущуюся фотобумагу.

Частотный диапазон: 0-20 КГц и больше. Амплитуда записи: 30 - 40 мм.

Преимущества: малая инерционность.

Недостатке: дорогой носитель, бумагу надо проявлять и закреплять.

Литература: лекции.