− Khối mạch tương tự: Khối này bao gồm hai phần tử chính là một bộ khuếch đại
đo và một bộ lọc thông cao. Bộ khuếch đại đo có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu
điện áp thu được từ cơ thể bệnh nhân lên đủ lớn để tiến hành các bước xử lý cần
thiết. Hệ số khuếch đại của vi mạch này được điều chỉnh sao cho điện áp ra có dải
Khối thu nhận theo phương án đề xuất Mạch khuếch đại và mạch lọc thông cao Bộ so sánh tương tự ngưỡng 0
Vi điều khiển 32-bit
Định thời Bộ xử lý chính 16-bit ADC Input Trigger DATA Output Điện cực ICG Khối phân tích, xử lý dữ liệu phía sau Dữ liệu số
50
động khoảng 1,5–2 V để đạt độ tuyến tính cao nhất. Đối với mạch lọc thông cao, tần số cắt được thiết kế sao cho vừa đủđể loại bỏ các dải tần không mong muốn
(như là điện áp một chiều, nhiễu điện lưới 50 Hz, tín hiệu điện tim và điện cơ) mà
khơng làm suy hao tín hiện ở dải tần của sóng mang.
− Khối mạch số hóa và giải điều chế: Khối này bao gồm hai phần tử chính là một bộ so sánh tương tự và một bộ ADC 16-bit. Bộso sánh tương tự được thiết lập
ngưỡng so sánh ở 0 V để nhận biết các điểm 0 của tín hiện hình sin điều chếởđầu vào và xuất tín hiệu xung vng ở đầu ra. Như đã phân tích, các thơng số huyết
động hầu hết được tính từ ΔZ. Tuy nhiên, ΔZ lại rất nhỏ so với Z0. Do đó, chỉ một
sai lệch lượng tử nhỏ trong q trình số hóa tín hiệu cũng tạo ra một sự thay đổi
đáng kể trong các thông số huyết động nên việc sử bộ ADC 16-bit (hoặc cao hơn)
là hoàn toàn hợp lý.
− Khối xử lý số: Phần tử xử lý chính của khối này có thể là một vi điều khiển 32-bit
thơng dụng hoặc một mạch xử lý tín hiệu số có hiệu năng từ thấp đến trung bình. Khối này có hai nhiệm vụ chính: điều khiển việc kích hoạt các chuyển đổi AD cho bộ ADC; và xử lý tín hiệu TEB sau khi được sốhóa để tính Z, Z0, và ΔZ. Một bộđịnh thời trong vi điều khiển được sử dụng để tạo ra các khoảng trễ bằng đúng
¼ chu kỳ của sóng mang. Hết thời gian trễ, khi được cho phép (tùy thuộc vào vị
trí đỉnh cần lấy mẫu), bộ định thời này sẽ lập tức kích hoạt một chuyển đổi AD tại đúng đỉnh của tín hiệu sóng mang điều chế. Việc cho phép hay không được điều
khiển bởi vi điều khiển để đảm bảo q trình lấy mẫu tuy khơng liên tiếp nhưng
đều đặn theo thời gian.
Đầu ra của hệ thống thu nhận là tín hiệu số, dữ liệu biến đổi của trở kháng lồng ngực Z thu nhận được theo thời gian biểu diễn dưới dạng mảng dữ liệu, các phần tử mảng là thành phần của tín hiệu Z ở từng thời điểm thu nhận được.
2.1.3 Thí nghiệm và kết quả
Xây dựng thí nghiệm
Hệ thống thu nhận tín hiệu ICG được đánh giá theo phương pháp đối chứng với thiết bị thương mại có cùng kỹ thuật đo. Thiết bị sử dụng cho đối chứng là thiết bị đo ICG Niccomo của hãng Medis, tần số nguồn dịng của tín hiệu sóng mang là 85 kHz, tốc độ lấy mẫu 200 SPS, đúng với thông số kỹ thuật của hệ thống thu nhận đã đề xuất.
Đối tượng đo là thiết bị tạo trở kháng lồng ngực giả lập (Niccomo ICG simulator, Medis), với tín hiệu giả lập thay đổi theo một hàm số cố định. Tồn bộ hệ thống thí nghiệm được thể hiện trong Hình 2.7.
51
Hệ thống thu nhận theo đề xuất và hệ thống đo đối chứng được đo đồng thời trên cùng một đối tượng đo giả lập, cùng thời điểm và trong cùng điều kiện đo. Dữ liệu
sau đó được trích xuất ra thành các bản ghi để phục vụ cho thuật toán đánh giá. Do
khơng có nhiễu thở, tín hiệu TEB thu được chính là Z.