Vilken roll har dioderna i EKG-enheter?

1, Power Management: hörnstenen för att säkerställa stabil drift av utrustning
EKG-enheter kräver extremt hög strömstabilitet, och spänningsfluktuationer eller strömavbrott kan orsaka signalförvrängning eller till och med skada på enheten. Dioden konstruerar ett strömskyddssystem med flera-nivåer genom likriktning, spänningsstabilisering och omvända skyddsfunktioner.

Helvågslikriktarkrets
Traditionella elektroniska rör-EKG-maskiner använder en helvågslikriktarkrets med dubbla dioder för att omvandla växelström till pulserande likström. Till exempel använder en viss modell av elektrokardiograf den centrala delade designen av transformatorns boostspole för att växelvis leda två dioder, vilket uppnår ett fullständigt utnyttjande av positiva och negativa halvcykelströmmar. Denna krets undertrycker AC-rippeln i pulserande DC till under 50 Hz genom en filtreringskombination av chokespole och kondensator, vilket säkerställer att strömförsörjningsspänningsfluktuationen för förstärkaren är mindre än 0,1V, vilket uppfyller kraven på hög-signalupptagning med hög precision.
Tillämpning av spänningsregulatordiod
Vid strömingångsänden bildar en spänningsregulatordiod (som typ 2CW2) och ett strömbegränsande motstånd en spänningsregulatorkrets. När inspänningen fluktuerar, upprätthåller spänningsregulatorn en konstant utspänning genom sin omvända genombrottskarakteristik. Till exempel använder en bärbar EKG-maskin en 12V spänningsregulatorkrets. När inspänningen varierar inom intervallet 9-15V, överstiger inte utspänningsfluktuationen ± 0,2V, vilket effektivt undviker baslinjedrift orsakad av instabil strömförsörjning.
Omvänt skydd och elektrostatisk undertryckning
Vid ledningsgränssnittet kan transienta spänningsundertryckningsdioder (TVS-rör) snabbt reagera på högspänningspulser som elektrostatisk urladdning (ESD). TVS-röret har en responstid på nanosekunder, och när spänningen överstiger tröskeln sjunker dess impedans kraftigt från megaohm till ohm, vilket leder till överspänningsström i jordledningen. Till exempel är en viss modell av 12-avlednings EKG-maskin utrustad med dubbelriktade TVS-rör vid varje ledningsingång, som kan motstå 8kV elektrostatiska stötar utan skador, vilket avsevärt förbättrar enhetens anti-interferensförmåga.
2, Signalbehandling: kärnlänken för att optimera vågformens kvalitet
EKG-signaler har svaga (μV-nivå), lågfrekventa (0,05-100Hz) och höga impedansegenskaper och påverkas lätt av strömfrekvensstörningar, elektromyografiskt brus och inre elektromagnetiska störningar hos utrustning. Dioder uppnår signalbegränsande, detektions- och filtreringsfunktioner genom icke-linjära egenskaper, vilket förbättrar signal-förhållandet mellan brus.

Begränsande kretsdesign
Vid ingångssteget på förstärkaren kan en dubbelriktad begränsare förhindra starka störsignaler från att mätta förstärkaren. Till exempel antar en viss modell av EKG-maskin en dubbeldiodbegränsningskrets. När insignalens amplitud överstiger ± 500mV, leder dioden för att kringgå överskottsenergin, vilket säkerställer att den efterföljande förstärkaren arbetar i det linjära området. Denna design gör det möjligt för enheten att bibehålla en vågformsförvrängningsgrad på 0,1 % även i miljöer med stark elektromagnetisk störning.
Ansökningar om upptäckt och rättelse
I QRS-vågdetekteringskretsen bildar dioder och kondensatorer en toppdetektor för att extrahera enveloppen för elektrokardiogramsignalen. Till exempel använder en viss modell av monitor en absolutvärdeskrets som består av operationsförstärkare och dioder för att omvandla bipolära elektrokardiogramsignaler till unipolära signaler för efterföljande digital bearbetning. Denna krets förbättrar känsligheten för QRS-vågsdetektering till över 98 % genom att optimera diodens ledningsvinkel.
Pacing pulsdämpning
För patienter med implanterade pacemakers måste EKG-enheter undertrycka de höga amplitudpulserna (vanligtvis upp till 2,5-5V) som utmatas av pacemakern. En viss modell av EKG-maskin använder en undertryckningskrets som består av dioder och kondensatorer. När stimuleringspulsen anländer, leder dioden för att ladda kondensatorn, vilket bildar en lågpassfiltreringseffekt för att dämpa pulsamplituden till under 10mV, vilket undviker blockering av den efterföljande förstärkaren.
3, Branschpraxis: Teknologisk innovation driver uppgradering av utrustning
Med utvecklingen av medicinsk elektronisk teknik visar tillämpningen av dioder i EKG-enheter en integrerad och intelligent trend, vilket främjar utvecklingen av enheter mot portabilitet och hög precision.

integrerad design
Moderna EKG-enheter använder applikationsspecifika integrerade kretsar (ASIC) för att integrera dioder, operationsförstärkare, motstånd och kondensatorer i ett enda chip. Till exempel integrerar en viss modell av 12-avledningars EKG-modul TVS tube array för att uppnå överspänningsskydd för elektrodgränssnittet, samtidigt som PCB-arean minskas med mer än 40 %. Integrerad design optimerar även diodparametermatchning för att öka ingångsimpedansen till över 100M Ω, vilket uppfyller kraven på högimpedanssignalupptagning.
låg effektoptimering
Bärbara EKG-enheter är känsliga för strömförbrukning, och Schottky-dioder används ofta i strömbrytarkretsar på grund av deras låga spänningsfall framåt (0,1-0,3V). Till exempel använder en viss modell av handhållen EKG-maskin BAS16 Schottky-dioder för att uppnå sömlös växling mellan batterier och reservkraftkällor, med en kopplingstid på mindre än 10 μs och en strömförbrukningsminskning på 60 % jämfört med traditionella kiseldioder.
Intelligent skyddsteknik
Den senaste generationen av EKG-enheter introducerar en skyddskrets som kombinerar självåterställande säkringar och dioder. När ledningsledningen är kortsluten bryter självåterställningssäkringen strömmen, medan TVS-röret undertrycker transient högspänning; Efter felsökning återgår säkringen automatiskt till ledning och undviker att utrustningen stängs av. Denna teknik har ökat medeltiden mellan fel (MTBF) i utrustning till över 50 000 timmar.