Milline on dioodide roll meditsiiniseadmete andurite signaali konditsioneerimisel?

1, fotodiood: "optilise signaali translaator" elutähtsate näitajate jälgimiseks
Fotodioodid muudavad optilised signaalid elektrilisteks signaalideks PN-siirde fotoelektrilise efekti kaudu ja neid kasutatakse laialdaselt meditsiiniseadmetes vere hapnikuga küllastumise, pulsilaine tuvastamise, endoskoopilise pildistamise ja muude stsenaariumide jälgimiseks. Selle peamised eelised kajastuvad kolmes aspektis:

Kõrge tundlikkusega spektraalreaktsioon
Võttes näiteks räni{0}}põhised fotodioodid, on neil lineaarsed reaktsioonikarakteristikud lainepikkuste vahemikus 400–1100 nm, mis katavad täpselt hemoglobiini neeldumispiigi (940 nm) ja hapnikuga küllastunud hemoglobiini neeldumispiigi (660 nm). Kahe lainepikkusega tuvastamise tehnoloogia abil saab vere hapnikuga küllastumist (SpO ₂) täpselt arvutada veamääraga, mida kontrollitakse ± 2% piires. Teatud marki kaasaskantav oksimeeter kasutab PIN-tüüpi fotodioode, mis suudavad vähese valgusega tingimustes säilitada reaktsiooni 0,1 μ A / luksi, tagades öise jälgimise täpsuse.
Kiire dünaamilise reageerimise võime
Pulsilaine tuvastamisel peavad fotodioodid jäädvustama millisekundite taseme muutusi südamelöökide signaalides. Laviini fotodioodid (APD) lühendavad sisemise laviini korrutamise efekti kaudu reageerimisaega nanosekunditeni ning suudavad transimpedantsi võimendi ahela abil selgelt reprodutseerida impulsslainete ja raskete impulsslainete tõususerva ja omadusi. Teatud dünaamiline vererõhumõõtja kasutab APD massiivi, et saavutada lainekuju moonutusteta omandamine sagedusel 200 Hz.
Häirevastane struktuur
Meditsiinikeskkonnas kasutatavad luminofoorlambid ja LED-valgusallikad võivad tekitada 50 Hz toitesagedushäireid. Integreerides fotodioodipaketti optilised filtrid, saab mittesihtlainepikkusega optilisi signaale tõhusalt summutada. Teatud tüüpi meditsiinilised endoskoobid kasutavad mitmekihilise katmise tehnoloogiat, mis suurendab nähtava valguse läbilaskvust 95%-ni, tõrjudes samal ajal infrapunahäireid alla –40 dB.
2, Zeneri diood: meditsiinilise toiteallika "kaitseklapp".
Meditsiiniseadmetel on ranged nõuded võimsuse stabiilsusele. Täppispingeregulaatori ahel, mis on konstrueeritud pingeregulaatori dioodi vastupidise läbilöögi karakteristiku põhjal, mängib võtmerolli järgmistes stsenaariumides:

Liitiumaku kaitsesüsteem
Kui kaasaskantavad meditsiiniseadmed, nagu defibrillaatorid ja kaasaskantavad ultraheliseadmed, saavad toite liitiumakudest, on vaja vältida ülelaadimisest/ülelaadimisest põhjustatud aku kahjustamist. MMSZ5231B seeria pingeregulaatori diood, millel on täpsed pingeregulatsiooni omadused 3,3 V ± 0,05 V ja laadimishalduskiip, kontrollib aku pinge kõikumisi ± 0,1% piires. Pärast selle lahenduse kasutuselevõttu on teatud AED-seadme aku tööiga pikenenud üle 2000 korra.
Kõrge täpsusega analoogahela toiteallikas
Sellistes seadmetes nagu elektrokardiograafid ja elektroentsefalograafid on analoogsed esi{0}}ahelad tundlikud toiteallika müra suhtes. BZX85C-seeria madala-müraga pingeregulaator kasutab temperatuurikoefitsiendi juhtimistehnoloogiat 0,01 μ A/kraadi, et suruda alla 50 μV võimsuse pulsatsiooni töövahemikus -20 kraadi kuni+85 kraadi, tagades signaali--müra suhte (SNR) kui 6-st suuremat biotricilist signaali või.
Meditsiinilise isoleeritud toiteallika disain
Tugevate elektromagnetiliste häiretega keskkondades, näiteks operatsioonisaalides, peab eraldustrafo väljundklemm olema varustatud pingeregulaatori dioodiga konstrueeritud klambriahelaga. Teatud meditsiinilise isolatsiooniga toiteallikas on kahesuunaline pingeregulaatori dioodide massiiv, et piirata tavarežiimi häirepinget ± 60 V piires, mis vastab IEC 60601-1 meditsiinilise elektriohutusstandardi nõuetele.
3, uuenduslikud rakendused signaali konditsioneerimisahelates
Piirav kaitseahel
Ultraheli sondi ajamiahelas moodustab 1N4148 kiirlülitusdiood kahesuunalise piirava võrgu, mis piirab mööduva ülepinge ± 5,7 V piires, et kaitsta piesoelektrilist keraamilist muundurit impulsslöögi eest. Pärast selle lahenduse kasutuselevõttu vähenes kaasaskantava ultraheliseadme sondi rikke määr 80%.
Logaritmiline võimendusahel
Fluorestsents-immunoanalüüsi analüsaatoris on fotodioodi väljundsignaal logaritmiliselt seotud fluorestsentsi intensiivsusega. BAS70 Schottky dioodiga konstrueeritud logaritmiline võimendi laiendab dünaamilist vahemikku 10 ⁶-ni, saavutades pg/mL taseme jälgitava aine tuvastamise. Pärast selle tehnoloogia kasutuselevõttu ületas teatud tüüpi kemoluminestsentsdetektori avastamispiir 0,1 pg/ml.
Temperatuuri kompenseerimise võrk
Infrapunatermomeetris moodustavad termistor ja 1N4728A tüüpi pingeregulaatori diood temperatuuri kompensatsiooniahela, mis välistab mittelineaarsete karakteristikute kaudu ümbritseva õhu temperatuuri mõju infrapunaandurile. Pärast selle skeemi kasutuselevõttu suudab teatud kõrvatemperatuuri püstol mõõtmisviga kontrollida ± 0,2 kraadi piires ümbritseva õhu temperatuuril 10–40 kraadi.