Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Узлы и элементы радиоэлектронных медико-биологических систем»

Государственное образовательное учреждение
 высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения

Санкт-Петербургский медико-технический институт

Кафедра №24

          Медицинской радиоэлектроники

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 по дисциплине

 «Узлы и элементы радиоэлектронных медико-биологических систем»

Санкт-Петербург

2010

Составители:

Доцент каф. №24, к.т.н.                    А.А. Харитонов

Ст. преподаватель №24          Т.В. Сергеев

Аспирант каф. №24                 А.В. Зяблицкий

          Методические указания содержат теоретический материал по работе линейных RC-цепей, являющийся основой для выполнения четырех лабораторных работ. Приводится порядок и методика их выполнения, требования к отчету, контрольные вопросы и списки рекомендованной литературы.

          Методические указания предназначены для студентов, изучающих дисциплину «Узлы и элементы радиоэлектронных медико-биологических систем» по специальности 200300 «Биомедицинская инженерия». Они могут быть использованы для обучения студентов других радиотехнических специальностей, связанных с медицинской радиоэлектроникой.

Рассмотрено и одобрено на

заседании каф. №24

«____»____________201__г.

                              Зав. кафедрой №24

                              профессор, д.т.н.

                                                                               К.В. Зайченко

Введение

Методические указания содержат материалы необходимые для выполнения четырёх лабораторных работ по дисциплине «Узлы и элементы радиоэлектронных медико-биологических систем» и направлены на изучение характеристик некоторых типовых устройств, применяемых для преобразования аналоговых сигналов в радиоэлектронных медицинских приборах.

Радиоэлектронные диагностические медико-биологические системы в своём большинстве предназначены для обработки электросигналов, создаваемых биологическими объектами. Эти сигналы отличаются малым уровнем, соизмеримым с уровнем помех и шумов и спектром частот, ограниченным частотами от долей герц до нескольких килогерц. В схематехнике низких частот при проектировании радиоэлектронных устройств практически не используются индуктивные элементы, габариты которых становятся неприемлемо велики. Предпочтение отдаётся резистивным и емкостным элементам. На основе RC-цепей строятся генераторы, фильтры, дифференцирующие и интегрирующие устройства, цепи обратной связи и др.

В связи со сказанным, предметом изучения при выполнении лабораторных работ являются устройства, выполненные на основе RC-цепей при этом основным является изучение характеристик этих устройств, определяющих закон преобразования входных сигналов.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗВЕНЬЕВ
 РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

Цель работы: изучение свойств типовых звеньев систем радиоэлектроники средствами моделирования в программе Micro-Cap.

1.  Общие сведения о системах и звеньях

Системой называют некоторое достаточно сложное по структуре устройство, образованное соединением более простых устройств- звеньев или элементов системы. Каждое звено и система в целом решают определённые технические задачи. Если к входу звена (системы) приложить некоторое входное воздействие, то система даёт ответную реакцию, которая состоит в появлении на её выходе определенных факторов, характеризуемых выходными величинами.

Задача исследования систем состоит в нахождении реакции системы y(t) по известному входному воздействию g(t).

Системы различны по происходящим в них физическим процессам, способам реализации, применению, но методы их исследования и математическое описание во многом едины. Системы могут быть механическими, электрическими, акустоэлектрическими и др. Нас более интересуют радиоэлектронные системы и звенья.

Математическое выражение, связывающее входное воздействие (входные величины) с реакцией звена (выходные величины) называется характеристикой звена.

Различают два режима работы систем и звеньев:

– установившийся, описываемый статической характеристикой;

– неустановившийся (переходной), которому соответствует динамическая