Kāda ir diožu nozīme medicīnas ierīču sensoru signālu kondicionēšanā?

1, fotodiode: "optiskā signāla tulks" dzīvības pazīmju uzraudzībai
Fotodiodes pārveido optiskos signālus elektriskos signālos, izmantojot PN savienojumu fotoelektrisko efektu, un tos plaši izmanto medicīnas ierīcēs, lai uzraudzītu asins skābekļa piesātinājumu, pulsa viļņu noteikšanu, endoskopisko attēlveidošanu un citus scenārijus. Tās galvenās priekšrocības ir atspoguļotas trīs aspektos:

Augstas jutības spektrālā reakcija
Kā piemēru ņemot silīcija{0}}balstītas fotodiodes, tām ir lineāras reakcijas raksturlielumi viļņu garuma diapazonā no 400 līdz 1100 nm, kas precīzi aptver hemoglobīna absorbcijas maksimumu (940 nm) un skābekļa hemoglobīna absorbcijas maksimumu (660 nm). Izmantojot divu viļņu garuma noteikšanas tehnoloģiju, asins skābekļa piesātinājumu (SpO ₂) var precīzi aprēķināt ar kļūdu līmeni, kas tiek kontrolēts ± 2% robežās. Noteikta zīmola pārnēsājamais oksimetrs izmanto PIN tipa fotodiodes, kas vāja apgaismojuma apstākļos var uzturēt 0,1 μ A/lux reakciju, nodrošinot nakts uzraudzības precizitāti.
Ātras dinamiskas reakcijas spēja
Impulsa viļņu noteikšanā fotodiodēm ir jāfiksē sirdsdarbības signālu milisekundes līmeņa izmaiņas. Lavīnu fotodiodes (APD) saīsina reakcijas laiku līdz nanosekundēm, izmantojot iekšējo lavīnas reizināšanas efektu, un ar transimpedances pastiprinātāja ķēdes palīdzību var skaidri reproducēt impulsa viļņu un smago impulsu viļņu pieaugošo malu un īpašības. Noteikts dinamisks asinsspiediena mērītājs izmanto APD masīvu, lai panāktu viļņu formas iegūšanu bez izkropļojumiem ar paraugu ņemšanas frekvenci 200 Hz.
Prettraucējumu struktūras projektēšana
Luminiscences spuldzes un LED gaismas avoti medicīnas vidē var radīt 50 Hz strāvas frekvences traucējumus. Integrējot optiskos filtrus fotodiodes komplektā, var efektīvi nomākt optiskos signālus, kas nav saistīti ar mērķa viļņa garumu. Noteikta veida medicīniskajos endoskopos ir izmantota daudzslāņu pārklājuma tehnoloģija, kas palielina redzamās gaismas caurlaidību līdz 95%, vienlaikus nomācot infrasarkanos traucējumus līdz -40 dB.
2, Zenera diode: medicīniskās barošanas avota "drošības vārsts".
Medicīnas iekārtām ir stingras prasības jaudas stabilitātei. Precīzās sprieguma regulatora ķēde, kas izveidota, izmantojot sprieguma regulatora diodes reverso sadalījumu, spēlē galveno lomu šādos scenārijos:

Litija bateriju aizsardzības sistēma
Ja pārnēsājamās medicīniskās ierīces, piemēram, defibrilatori un portatīvā ultraskaņa, tiek darbinātas ar litija akumulatoriem, ir nepieciešams novērst akumulatora bojājumus, ko izraisa pārlādēšana/izlāde. MMSZ5231B sērijas sprieguma regulatora diode ar precīziem sprieguma regulēšanas parametriem 3,3 V ± 0,05 V un uzlādes vadības mikroshēmu kontrolē akumulatora sprieguma svārstības ± 0,1% robežās. Pēc šī risinājuma pieņemšanas noteiktas AED ierīces akumulatora darbības laiks ir pagarināts līdz vairāk nekā 2000 reizēm.
Augstas precizitātes analogās ķēdes barošanas avots
Ierīcēs, piemēram, elektrokardiogrāfos un elektroencefalogrāfos, analogās priekšējās{0}shēmas ir jutīgas pret strāvas padeves troksni. BZX85C sērijas zema-trokšņa sprieguma regulators izmanto temperatūras koeficienta kontroles tehnoloģiju 0,01 μ A/grādi, lai samazinātu jaudas pulsāciju līdz zem 50 μV darbības diapazonā no -20 grādiem līdz{7}} grādiem, nodrošinot signāla-/trokšņa attiecību (SNR), kas vienāds ar 6 lielāku bioloģisko signālu vai.
Medicīniskās kvalitātes izolētas barošanas avota projektēšana
Spēcīgu elektromagnētisko traucējumu vidēs, piemēram, operāciju telpās, izolācijas transformatora izejas spailei jābūt aprīkotai ar spailes ķēdi, ko veido sprieguma regulatora diode. Noteikts medicīniskās izolācijas barošanas avots izmanto divvirzienu sprieguma regulatora diožu bloku, lai ierobežotu kopējā režīma traucējumu spriegumu ± 60 V robežās, atbilstot IEC 60601-1 medicīniskās elektriskās drošības standarta prasībām.
3. Novatoriski pielietojumi signālu kondicionēšanas shēmās
Ierobežojoša aizsardzības ķēde
Ultraskaņas zondes piedziņas ķēdē 1N4148 ātrgaitas slēdža diode veido divvirzienu ierobežojošu tīklu, kas ierobežo pārejošo pārspriegumu ± 5,7 V robežās, lai aizsargātu pjezoelektrisko keramisko devēju no impulsa trieciena. Pēc šī risinājuma pieņemšanas portatīvās ultraskaņas ierīces zondes atteices līmenis samazinājās par 80%.
Logaritmiskā pastiprināšanas ķēde
Fluorescences imūnanalīzes analizatorā fotodiodes izejas signāls ir logaritmiski saistīts ar fluorescences intensitāti. Logaritmiskais pastiprinātājs, kas konstruēts ar BAS70 Šotkija diodi, paplašina dinamisko diapazonu līdz 10 ⁶, panākot pg/mL līmeņa mikrovielu noteikšanu. Pēc šīs tehnoloģijas ieviešanas noteikta veida hemiluminiscences detektora noteikšanas robeža pārsniedza 0,1 pg/mL.
Temperatūras kompensācijas tīkls
Infrasarkanajā termometrā termistors un 1N4728A tipa sprieguma regulatora diode veido temperatūras kompensācijas ķēdi, kas ar nelineāru raksturlielumu palīdzību atceļ apkārtējās vides temperatūras ietekmi uz infrasarkano sensoru. Pēc šīs shēmas pieņemšanas noteikta auss temperatūras pistole var kontrolēt mērījumu kļūdu ± 0,2 grādu robežās pie apkārtējās vides temperatūras no 10 līdz 40 grādiem.