স্বয়ংক্রিয় ইসিজি সার্কিট মডেল: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

এই প্রকল্পের লক্ষ্য হল একাধিক উপাদান দিয়ে একটি সার্কিট মডেল তৈরি করা যা পর্যাপ্ত পরিমানে সম্প্রসারিত এবং আগত ইসিজি সংকেত ফিল্টার করতে পারে। তিনটি উপাদান পৃথকভাবে মডেল করা হবে: একটি যন্ত্র পরিবর্ধক, একটি সক্রিয় খাঁজ ফিল্টার এবং একটি প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টার। চূড়ান্ত ইসিজি সার্কিট মডেল তৈরি করতে তাদের একত্রিত করা হবে। সমস্ত সার্কিট মডেলিং এবং টেস্টিং এলটিস্পাইসে পরিচালিত হচ্ছিল, তবে অন্যান্য সার্কিট সিমুলেশন প্রোগ্রামগুলিও কাজ করবে।

ধাপ 1: যন্ত্র পরিবর্ধক

এটি সম্পূর্ণ ইসিজি মডেলের প্রথম উপাদান হবে। এর উদ্দেশ্য হল ইনকামিং ইসিজি সিগন্যালকে বাড়ানো, যার শুরুতে খুব কম ভোল্টেজ থাকবে। আমি একসাথে অপ-এম্পস এবং প্রতিরোধক উপাদান ব্যবহার করতে বেছে নিলাম যাতে 1000 এর লাভ হবে। দ্বিতীয় চিত্রটি প্রাসঙ্গিক সমীকরণ এবং সঞ্চালিত গণনা দেখায়। একবার পুরোপুরি মডেল হয়ে গেলে, 1 এমভি 75 Hz এর একটি সাইনোসয়েডাল ইনপুট সিগন্যালের ক্ষণস্থায়ী বিশ্লেষণ এলটিস্পাইসে 1000 এর লাভ নিশ্চিত করার জন্য করা হয়েছিল। তৃতীয় ছবিটি এই বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়।

পদক্ষেপ 2: সক্রিয় নচ ফিল্টার

এটি পূর্ণ ইসিজি মডেলের দ্বিতীয় উপাদান হবে। এর উদ্দেশ্য হল 60 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ সংকেতগুলি হ্রাস করা, যা এসি লাইন ভোল্টেজ হস্তক্ষেপের ফ্রিকোয়েন্সি। এটি ইসিজি সংকেতকে বিকৃত করে, এবং সাধারণত সব ক্লিনিকাল সেটিংসে উপস্থিত থাকে। আমি একটি টুইন-টি খাঁজ ফিল্টার কনফিগারেশনে প্রতিরোধী এবং ক্যাপাসিটিভ উপাদানগুলির সাথে একটি অপ-অ্যাম্প ব্যবহার করতে বেছে নিয়েছি। প্রথম ছবিটি এলটিস্পাইসে মডেল করা নচ ফিল্টার ডিজাইন দেখায়। দ্বিতীয় চিত্রটি প্রাসঙ্গিক সমীকরণ এবং সঞ্চালিত গণনা দেখায়। একবার পুরোপুরি মডেল হয়ে গেলে, 1 Hz- এর একটি সাইনোসয়েডাল ইনপুট সিগন্যালের এসি সুইপ 1 Hz - 100 kHz LTspice থেকে 60 Hz এ একটি খাঁজ নিশ্চিত করার জন্য করা হয়েছিল। তৃতীয় চিত্রটি এই বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়। প্রত্যাশিত ফলাফলের তুলনায় সিমুলেশন ফলাফলের সামান্য তারতম্য সম্ভবত এই সার্কিটের প্রতিরোধী এবং ক্যাপাসিটিভ উপাদানগুলি গণনা করার সময় সম্পন্ন করা বৃত্তাকার কারণে।

ধাপ 3: প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টার

এটি হবে পূর্ণ ইসিজি মডেলের তৃতীয় উপাদান। এর উদ্দেশ্য হল 0.05 Hz - 250 Hz সীমার মধ্যে থাকা সিগন্যালগুলিকে ফিল্টার করা, কারণ এটি একটি সাধারণ প্রাপ্তবয়স্ক ইসিজির পরিসীমা। আমি একত্রিত প্রতিরোধী এবং ক্যাপাসিটিভ উপাদানগুলি ব্যবহার করার জন্য বেছে নিয়েছি যাতে উচ্চ পাসের কাটঅফ হবে 0.05 Hz এবং নিম্ন পাসের cutoff হবে 250 Hz। প্রথম ছবিটি LTspice এ মডেল করা প্যাসিভ ব্যান্ডপাস ফিল্টার ডিজাইন দেখায়। দ্বিতীয় চিত্রটি প্রাসঙ্গিক সমীকরণ এবং সঞ্চালিত গণনা দেখায়। একবার পুরোপুরি মডেলিং হয়ে গেলে, উচ্চ এবং নিম্ন পাসের কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি নিশ্চিত করতে LTspice এ 0.01 Hz - 100 kHz থেকে 1 V এর একটি সাইনোসয়েডাল ইনপুট সিগন্যালের এসি সুইপ করা হয়েছিল। তৃতীয় চিত্রটি এই বিশ্লেষণের ফলাফল দেখায়। প্রত্যাশিত ফলাফলের তুলনায় সিমুলেশন ফলাফলের সামান্য তারতম্য সম্ভবত এই সার্কিটের প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটিভ উপাদানগুলি গণনা করার সময় সম্পন্ন করা বৃত্তাকার কারণে।

ধাপ 4: সার্কিট উপাদানগুলির সমন্বয়

এখন যেহেতু সমস্ত উপাদানগুলি পৃথকভাবে ডিজাইন এবং পরীক্ষা করা হয়েছে, সেগুলি যে ক্রমে তৈরি করা হয়েছিল সেভাবে সিরিজে একত্রিত করা যেতে পারে। এটি একটি সম্পূর্ণ ইসিজি সার্কিট মডেলের ফলাফল যা প্রথমে 1000x সংকেতকে প্রশস্ত করার জন্য একটি উপকরণ পরিবর্ধক ধারণ করে। তারপরে, একটি নচ ফিল্টার 60 Hz এসি লাইন ভোল্টেজ গোলমাল দূর করতে ব্যবহৃত হয়। পরিশেষে, ব্যান্ডপাস ফিল্টার একটি সাধারণ প্রাপ্তবয়স্ক ইসিজি (0.05 Hz - 250 Hz) এর সীমার বাইরে যে সিগন্যাল দিয়ে যেতে দেয় না। একবার একত্রিত হয়ে গেলে, যেমন প্রথম ছবিতে দেখানো হয়েছে, এলটিস্পাইসে 1 এমভি (সাইনোসয়েডাল) এর ইনপুট ভোল্টেজ দিয়ে একটি ক্ষণস্থায়ী বিশ্লেষণ এবং পূর্ণ এসি সুইপ করা যেতে পারে যাতে উপাদানগুলি প্রত্যাশিত হিসাবে একসাথে কাজ করে। দ্বিতীয় চিত্রটি ক্ষণস্থায়ী বিশ্লেষণের ফলাফল প্রদর্শন করে, যা 1 এমভি থেকে ~ 0.85 ভি পর্যন্ত সংকেত পরিবর্ধন দেখায়। এর মানে হল যে খাঁজ বা ব্যান্ডপাস ফিল্টার উপাদানগুলি সংকেতটিকে সামান্য হ্রাস করে পরে এটি প্রাথমিকভাবে যন্ত্রের পরিবর্ধক দ্বারা 1000x বাড়ানো হয়। তৃতীয় ছবিটি এসি সুইপ ফলাফল প্রদর্শন করে। এই Bode চক্রান্ত উচ্চ এবং নিম্ন পাস cutoffs দেখায় যে ব্যান্ডপাস ফিল্টার এর Bode প্লট সঙ্গে মিলিত যখন পৃথকভাবে পরীক্ষা করা হয়। 60 Hz এর কাছাকাছি একটি সামান্য ডিপ আছে, যেখানে নচ ফিল্টার অবাঞ্ছিত শব্দ অপসারণের জন্য কাজ করছে।