1. Практическая часть

Снятие амплитудной характеристики усилителя

• Включить после разрешения преподавателя звуковой генератор и ламповый вольтметр в сеть с напряжением 220В, а усилитель к источнику питания с напряжением 20В.

• Установить на генераторе частоту 1000Гц.

• Подавая от звукового генератора на делитель усилителя напряжение от 0 до 30мB, через каждые два милливольта измерять напряжение на выходе усилителя. Полученные данные занести в таб.1.

Таблица 1

№ п/п	Выходное напряжение генератора Uген., мВ.	Входное напряжение усилителя Uвх.=Uген.∙ , мВ.	Выходное напряжение усилителя Uвых., В.

Необходимость делителя пояснена на стр.95.

Снятие частотной характеристики усилителя

• Установить на входе усилителя напряжение, соответствующее середине линейного участка амплитудной характеристики, и в дальнейшем поддерживать его постоянным.

• Измерить выходное напряжение усилителя на частотах 20, 30, 50, 70, 100, 200, 500, 700, 1000, 2000, 3000, 5000, 10000, 20000Гц. Результаты занести в таб. 2.

Таблица 2

Частота ν, Гц	Выходное напряжение генератора Uген., мВ	Входное напряжение усилителя Uвх.=Uген.∙ , мВ.	Выходное напряжение усилителя Uвых., мВ	Коэффициент усиления Кус.=

5.5 Обработка результатов эксперимента

• По полученным данным построить амплитудную характеристику – график зависимости выходного напряжения усилителя от входного

U_вых.= f(U_вх.). график строить в десятичном масштабе.

• Выделить на графике амплитудной характеристики линейный участок и определить по нему метрологические характеристики усилителя: коэффициент усиления К_ус. и динамический диапазон m.

Uвых.В

U_вх,mV

Рис.3. Амплитудная характеристика УБП

• По полученным данным построить частотную характеристику усилителя – К_ус.= f(ν) в полулогарифмическом масштабе (частота в логарифмическом масштабе, коэффициент усиления в десятичном масштабе).

Кус

Lg(ν )

Рис. 4. Частотная характеристика

• Определить по частотной характеристике полосу воспроизводимых (рабочих) частот на уровне затухания 3дБ.

По результатам работы сделать вывод о возможности использования данного усилителя в качестве усилителя биопотенциалов.

• Рассчитать номинальный коэффициент усиления для каждого из физиологических сигналов, приведённых в учебном пособии «Медицинская и биологическая физика с основами медицинской электроники» под ред. проф. С.К. Кириллова в разделе «Виды физиологических сигналов и их характеристики» таб.1 , по формуле:

К_ном.= , (4 )

где 6В – минимальное амплитуда напряжения, которая необходима для работы регистрирующих устройств; U_min.. – минимальная амплитуда данного сигнала.

• Провести сравнительный анализ метрологических характеристик усилителя и каждого физиологического сигнала. Сделать вывод, при формулировке которого учесть условия возможности применения данного усилителя для усиления сигнала ЭКГ:

1. Номинальный коэффициент усиления данного сигнала должен быть не больше рассчитанного коэффициента усиления усилителя: К_ном.≤ К_ус.

2. Динамический диапазон сигнала должен быть не больше динамического диапазона усилителя : m_cигн.≤ m.

3. Полоса частот сигнала должна находиться внутри полосы воспроизводимых частот данного усилителя, т.е. ν_{ниж.сигн.}≥ ν_{ниж.усил.}, а ν_{верх. сигн.}≤ ν_{верх. усил.}.

Если выполняются все три условия, то данный усилитель можно использовать для усиления физиологического сигнала.

Приложение. Построение логарифмической шкалы

Логарифмическая шкала – это шкала, размеры делений которой равны логарифмам чисел, а обозначены они самими этими числами. Прежде чем строить шкалу в логарифмическом масштабе, необходимо найти логарифмы частот:

Частота, Гц	20	30	50	70	100	200	500	700	1000	2000
Логарифм частоты	1,30	1,48	1,70	1,85	2,00	2,30	2,70	2,85	3,00	3,30

3000	5000	10000	20000
3,48	3,70	4,00	4,30

Рис.5. Сопостовление десятичного и логарифмического масштабов

На рис. 1 в десятичном масштабе отложены логарифмы частот. На рисунке 2 отложены частоты в логарифмическом масштабе. Сопоставим эти оси. Штрих 1 на рисунке 1 соответствует штриху 10 на рис. 2. Действительно, lg10 = 1. Штрих 3 на рисунке 1 соответствует штриху 1000, ведь lg1000 = 3. Таким образом, чтобы отложить частоту 50 Гц в логарифмическом масштабе, нужно найти точку 1,70. Она будет соответствовать частоте 50Гц в логарифмическом масштабе. Конечно, ось «логарифм частоты в десятичном масштабе» на графике отражать не нужно. Рисуем сразу ось «частот в логарифмическом масштабе», откладываем на ней логарифмы частот, а подписываем сами частоты, как на рис. 2.