Біопроцесорний перетворювач біомедичної інформації

Біопроцесорний перетворювач біомедичної інформації, що містить лічильник імпульсів, блок перетворення напруги в частоту і генератор тимчасових інтервалів, виходи яких підключені відповідно до рахувального і керуючого входів лічильника, а також джерело опорної напруги, який відрізняється тим, що, з метою підвищення надійності перетворювача, блок перетворення напруги в частоту виконаний на нанотехнологічному U 1 3 дає час, виконана у вигляді оптрона з позитивним зворотнім оптичним зв'язком, оптичний вихід запускаючої комірки підключений до оптичного входу першої комірки, що задає час, оптичний вихід кожної комірки, що задає час, з'єднаний з оптичним входом кожної наступної комірки, що задає час, оптичний вихід останньої комірки, що задає час, підключений, до оптичного входу формувача імпульсів, вихід, якого з'єднаний з керуючим входом ключа, перша загальна точка запускаючої та комірки та комірки, що задає час, з'єднана із загальною шиною, а інша через ключ з'єднана з вхідною шиною блоку перетворення напруги в частоту, а генератор тимчасових інтервалів виконаний аналогічно блоку перетворення напруги в частоту, причому його вхідна шина сполучена з виходом джерела опорної напруги. На фіг. подано функціональну електричну схему перетворювача. Пристрій містить лічильник 1 імпульсів, блок 2 перетворення напруги в частоту, що містить ключ 3, формувач 4 імпульсів, паралельно з'єднані запускаючу 5 комірку, та комірку 6, що задає час. Запускаюча комірка 5, складається з послідовно сполучених резистора 7 і світловипромінювача 8. Кожна комірка, що задає час 6, є оптроном, виконаним на послідовно сполучених випромінювачі 9 і фотоприймачі 10, охоплених ланцюгом позитивного оптичного зворотного зв'язку з оптичного виходу випромінювача 9 на оптичний вхід фотоприймача 10. Оптичний вихід випромінювача 8 сполучений з оптичним входом фотоприймача 10 першої комірки 6. Оптичний вихід світловипромінювача 9 кожної комірки 6 сполучений з оптичним входом фотоприймача 10 наступної комірки. Оптичний вихід світловипромінювача 9 останньої комірки 6 сполучений з оптичним входом формувача 4 імпульсів, вихід якого підключений до входу керуючого ключа 3. Всі комірки 6 з'єднані через ключ 3 з вихідною шиною 11 блоку 2. До керуючого входу лічильника 1, підключений вихід генератора 12 тимчасових інтервалів, який виконаний аналогічно блоку 2, причому вхідна шина генератора 12 з'єднана з джерелом 13 опорної напруги. Пристрій працює таким чином. При замиканні ключа 3 перетворювана напруга Ux подається на комірки 6, що задають час і запускаючу 5 блоку 2. При цьому починає випромінювати світловипромінювач 8 запускаючої комірки 5. Після цього спрацьовує перша комірка 6, що задає час, оскільки на її оптичний вхід поступає випромінювання від запускаючої комірки, потім спрацьовує друга комірка 6 і т. п. Час, через який з'явиться оптичний сигаал на вході формувача 4 імпульсів, визначиться кількістю комірок і їх часом спрацювання. При спрацюванні останньої комірки 6 формувач 4 імпульсів формує короткочасний імпульс, на час дії якого ключ 3 розмикається і напруга Ux відключається від комірок 6, що задають час, внаслідок чого вони всі гаснуть за якийсь час Гаш причому цей час повинен бути менше тривалості формуючого імпульсу Гаш tu Після припинення дії імпульсу ключ 3 знову 47877 4 замикається і процес повторюється спочатку. Таким чином, пауза між імпульсами, що формуються формувачем 4 імпульсів, приблизно рівна періоду проходження імпульсів, рівна Tx M x , де M - кількість комірок 6, що задають час в блоці 2, x - час спрацьовування комірок 6, що задають час. Кожна комірка 6, як регенеративний оптрон з фотоприймача і світловипромінювача з позитивним зворотним оптичним зв'язком, має час спрацьовування t 3 , t3 t1 t2 , t де 1 - час запуску оптрона по його оптичному входу, t 2 - час запуску оптрона по його електричному входу, рівний t2 де Uд 10 5 Ua - вхідна прикладена напруга. 5 10 через K , оскільки ця веПозначимо личина для даного типу оптронів стала. Крім того, t2 t1 , ; то можна прийняти, що так як K t3 t 2 U , тобто час спрацьовування оптрона обернено пропорційний до прикладеної напруги. K x Ux Звідси витікає, що . В цьому випадку період проходження імпульсів з виходу блоку 2 і відповідно частота проходження імпульсів f рівні K 1 U Tx M x M ;f Ux Tx MK ' Частота проходження імпульсів на виході генератора 12 дорівнює 1 1 U0 f0 T0 N 0 NK де N - число комірок, що задають час генератора 12. Вихідний код лічильника 1, рівний кількості рахункових імпульсів і, що поступили на рахунковий T вхід лічильника 1 за час 0 від блоку 2 визначається таким чином: T0 fx Ux N Nx n[ x Tx f0 MK M U0 Запропонований перетворювач не містить прецизійних аналогових елементів, наявних в прототипі (інтегратор, прецизійні резистори) і замість них має прості однотипні комірки, що задають час, легко реалізовуються методами мікроелектроніки, що сприяє підвищенню надійності. З огляду на те, що дестабілізуючі впливи, в рівній мірі впливають як на блок 2, так і на генератор 12, співвідношення їх періодів досить стабільне, що сприяє підвищенню точності. Багатофункціональність біопроцесорного пе 5 47877 ретворювача передбачає збільшення функціонального навантаження та покращення технічних параметрів шляхом реалізації його на нанотехнологічній елементній базі. Застосування біопроцесорного перетворювача Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 створює перспективи при побудові обчислювальних біомедичних пристроїв логіко-часового «окопроцесорного» типу, наприклад, в системах технічного зору на основі біопроцесорних нейроструктур. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601