Многоканальный электростимулятор Советский патент 1987 года по МПК A61N1/36 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано как в физиотерапевтической практике, так и в сложных биотехнических системах в качестве тактильного средства отображения информации.

Цель изобретения - моделирование тактильного воздействия на оператора в процессе его деятельности.

На фиг.1 представлена блок-схема электростимулятора; на фиг.2 - принципиальная схема коммутатора.

Электростимулятор содержит преобразователь 1 полярности, генератор 2 импульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, -коммутатор 4, реверсивный счетчик 5, одновибратор 6 паузы, дешифратор 7, одновибратор 8, модулятор 9, регулятор 10 уровня, усилитель 11 мощности, генератор 12 высокой частоты и электроды 13.

Вход преобразователя 1 полярности является входом устройства, выход соединен с входами генератора 2 импульсов, ан-алого-цифрового преобразователя 3 и одновибратора 8. Выход генератора 2 соединен с тактовым входом коммутатора 4.

Знаковый выход преобразователя 1 полярности соединен с входом выбора кода аналого-цифрового преобразователя 3 и управляющим входом коммутатора 4. Кроме того, запрещающий вход коммутатора 4 соединен с выходом одновибратора 6 паузы, выходы коммутатора 4 - с входами реверсивного счетчика 5. Вход предварительной установки реверсивного счетчика 5 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 3. Выходы реверсивного счетчика 5 соединены с соответствующими входами дешифратора 7, а выход переполнения реверсивного счетчика 5 с входом одновибратора 6 паузы. Выходы дешифратора 7 соединены с входами запуска одновибратора 8. Вьжод одно- вибратора 8 каждого канала соединен с входом модулятора 9, второй вход модулятора 9 соединен с выходом генератора 12 высокой частоты, выход модулятора 9 - с входом регулятора 10 уровня, выход регулятора 10 уровня - с входом усилителя 11 мощности, а выход усилителя 11 мощности - с электродами 13.

Коммутатор 4 (фиг.2) содержит три схемы 2И-НЕ 14 - 16 и схему НЕ 17. Входы схемы 2И-НЕ 14 соединены с вы

5

0

5

ходами генератора 2 импульсов и одновибратора 6 паузы, а выход - с входами схем 2И-НЕ 15 и 16, Второй вход схемы 2И-НЕ 15 соединен со знаковым выходом преобразователя 1 полярности, а выход - с вычитающим входом реверсивного счетчика 5. Второй вход схемы 2И-НЕ 16 соединен с выходом схемы НЕ 17, а выход схемы 2И-НЕ 16 - с суммирующим входом реверсивного счетчика 5. Вход схемы НЕ 17 соединен со знаковым выходом преобразователя 1 полярности.

Устройство работает следующим образом.

Управляющее напряжение, которое может быть как положительным, так и отрицательным, поступает на вход преобразователя 1 полярности. Схема преобразователя построена таким образом, что положительное напряжение проходит на его Выход без изменения, а отрицательное инвертируется. Если входное напряжение ниже нуля, то на знаковом выходе преобразователя появляется управляющий сигнал с уровнем логической единицы. Этот сигнал управляет работой коммутатора 4. Выход преобразователя 1 полярности соединен с входом генератора 2 импульсо в. Генератор 2 импульсов в зависимости от величины входного напряжения изменяет период следования вырабаты- 5 ваемых импульсов таким образом, что с повышением величины входного напряжения этот период уменьшается. Импульсы с выхода генератора 2 поступают на тактовый вход коммутатора 4 - вход логического элемента 2И-НЕ 14. Другой вход этого логического элемента соединен с выходом одновибратора 6 паузы. Сигнал -логической единицы на этом входе разрешает прохождение импульсов генератора 2 на входы схем 2И-НЕ 15 и 16. Второй вход схемы 2И-НЕ 15 соединен со знаковым выходом преобразователя 1 полярности. Появление уровня логической единицы на этом входе разрешает прохождение импульсов генератора 2 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5.

Второй вход схемы 2И-НЕ 16 соединен со знаковым выходом преобразователя 1 полярности через схему НЕ 17. Поэтому прохождение импульсов через схему 2Й-НЕ 16 возможно при уровне логического нуля на знаковом выходе преобразователя 1 полярности. Выход

0

0

5

0

55

3

схемы 2И-НЕ 16 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 5. Таким образом, при положительном управляющем напряжении импульсы с выхода генератора 2 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, а при отрицательном - на вычитающий. С выхода-преобразователя 1 полярности управляющее напряжение поступает на вх од АЦП 3. Знаковый выход преобразователя 1 полярности связан с входом кода АЦП 3. АЦП 3 - трехразрядный, таким образом, мы имеет на выходе АЦП 3 восемь двоичных комбинаций, соответствующих восьми уровням входного напряжения, Нулевому входному напряжению соответствует комбинация все нули, максимальному - все единицы. При положительном входном сигнале на знаковом выходе преобразователя 1 полярности имеется уровень логического нуля и на выходе АЦП 3 кодовая комбинация представлена в инвертированном виде. При отрицательном входном сигнале на знаковом выходе уровень логической единицы и код представлен в нормальном виде. Выход АЦП 3 соединен с входом предварительной установки реверсивного счетчика 5. В качестве счетчика используется микросхема К155ИЕ6, которая имеет вход предварительной установки. Эта микросхема устроена, таким образом, что счет начинается не с нуля, а с числа, двоичный код которого записан по входу предварительной установки.

Следовательно, при м-аксимальном положительном сигнале по входу предварительной установки будет записан нуль, отсчет счетчика начинается с первого канала и до переполнения счетчика успеют проработать все восемь каналов. После переполнения счетчика сигнал с выхода переполнения запускает одновибратор 6, который вы- рабатьшает импульс паузы. На время этого импульса на входе схемы 2И-НЕ 14 появляется сигнал логического нуля и импульсы с выхода генератора 2 не проходят на счетчик 5. При положительном сигнале, имеющем величину около нуля, в счетчик будет записано число 8 и до переполнения сработают всего два канала, т.е.. число каналов, сработавших в цикле, лежит в промежутке от 8 до 2. Причем меньшему значению входного напряжения соответст5124

вует меньшее число сработавших каналов .

При отрицательном входном напряжении число каналов так же пропорционально абсолютной величине напряжения. При максимальном (отрицательномj входном напряжении в счетчик запишется число 8, но так как счетчик работает в режиме вычитания, то до появления сигнала переполнения проработают восемь каналов.

Выходы счетчика 5 подсоединены к соответствующим входам дешифратора 7.

Дешифратор 7 преобразует двоичный код счетчика в десятичный. Так как выходной код счетчика изменяется с приходом каждого импульса от генератора, то и на соответствующем выходе дешифратора 7 появляется управляющий сигнал, запускающий одновибратор 8 соответствующего канала. При положительном входном сигнале счетчик 5 работает в режиме суммирования и очередность включения каналов 1,2,..,,8, При отрицательном входном сигнале счетчик работает в режиме вычитания и очередность включения каналов противоположная -8,7,61.

Длительность импульса одновибра- тора 8 зависит от величины входного сигнала. Чем больше амплитуда входного сигнала, тем меньше длительность импульса одновибратора 8.

Формирование стимулов происходит в модуляторе 9 каяадого канала в результате амплитудной модуляции напряжения генератора 12 высокой частоты видеоимпульсами соответствующего одновибратора 8. Сформированные стимулы поступают на регулятор 10 уровня каждого канала, а затем на усилитель 11 мощности.

Формула изобретения

Многоканальный электростимулятор, содержащий генератор импухуьсов, установленные в каждом канале последовательно соединенные одновибратор, модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а также последовательно соединенные регулятор уровня, усилитель мощности,- электроды, отличающийся тем, что, с целью моделирования тактильного воздействия на оператора в процессе его деятельости, в него введены преобразователь- полярности, вход которого является входом электростимулятора, первый выход которого соединен с первым входом одновибраторов, установ- ленных в каждом канале, входом генератора, первым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), второй выход преобразователя полярности соединен с вторым входом АЦП и первым . входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом генератора а выход А1ДП соединен с первым входом

il,j-l

реверсивного счетчика, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами коммутатора и его третий вход соединен с выходом одновибратора паузы, вход которого соединен с первым выходом реверсивного счетчика, второй выход которого соединен с дешифратором, выходы которого соединены с вторым входом одновибраторов, установленных в каждом канале, и выход модулятора соединен с входом регулятора уровня.

15

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - моделирование тактильного воздействия на оператора в процессе его деятельности. Электростимулятор содержит преобразователь 1 полярности, генератор 2 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор 4, реверсивный счетчик 5, одновибратор 6 паузы, дешифратор 7, одновибратор 8, модулятор 9, регулятор 10 уровня, усилитель 1 мощности, генератор 12 высокой частоты и электроды 13. Коммутатор 4 содержит три схемы 2И-НЕ и схему НЕ. Формирование стимулов происходит в модуляторе 9 каждого канала в результате амплитудной модуляции напряжения генератора I2 высокой частоты видеоимпульсами соответствующего одновибратора 8. 2 ил. i (Л ynpoSflfHu a нопрямент 00 .4 1чЭ СП N:) (Ри.1

16

Редактор В.Данко

Составитель В.Корнев

Техред Л.Сердюкова Корректор И, Эрдейи

Заказ 4540/4 Тираж 594Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Л(-35, Раушская наб. , д.4/5

Производственно-полиграфическо-е предприятие ,т.Ужгород,ул.Проектная,4