الیکٹروکارڈیوگرام (ECG) آلات میں ڈایڈس کا کیا کردار ہے؟

1، پاور مینجمنٹ: سازوسامان کے مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کا سنگ بنیاد
ECG ڈیوائسز کو بہت زیادہ پاور استحکام کی ضرورت ہوتی ہے، اور وولٹیج کے اتار چڑھاؤ یا بجلی کی بندش سگنل کو بگاڑنے یا ڈیوائس کو نقصان پہنچانے کا سبب بن سکتی ہے۔ ڈائیوڈ اصلاح، وولٹیج اسٹیبلائزیشن، اور ریورس پروٹیکشن فنکشنز کے ذریعے ایک ملٹی لیول پاور پروٹیکشن سسٹم بناتا ہے۔

مکمل لہر اصلاحی سرکٹ
روایتی الیکٹرانک ٹیوب ای سی جی مشینیں الٹرنیٹنگ کرنٹ کو پلسیٹنگ ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے ڈوئل ڈائیوڈ فل ویو رییکٹیفیکیشن سرکٹ کا استعمال کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، الیکٹروکارڈیوگراف کا ایک مخصوص ماڈل ٹرانسفارمر بوسٹ کوائل کے مرکزی اسپلٹ ڈیزائن کو متبادل طور پر دو ڈائیوڈس کو چلانے کے لیے استعمال کرتا ہے، جس سے مثبت اور منفی نصف سائیکل کرنٹ کا مکمل استعمال ہوتا ہے۔ یہ سرکٹ چوک کوائل اور کپیسیٹر کے فلٹرنگ امتزاج کے ذریعے DC کو 50Hz سے کم کرنے میں AC کی لہر کو دباتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ یمپلیفائر کی پاور سپلائی وولٹیج کا اتار چڑھاو 0.1V سے کم ہے، جو کہ اعلی-پریسیشن سگنل کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
وولٹیج ریگولیٹر ڈایڈڈ کا اطلاق
پاور ان پٹ کے اختتام پر، ایک وولٹیج ریگولیٹر ڈائیوڈ (جیسے 2CW2 قسم) اور ایک کرنٹ محدود کرنے والا ریزسٹر ایک وولٹیج ریگولیٹر سرکٹ بناتا ہے۔ جب ان پٹ وولٹیج میں اتار چڑھاؤ آتا ہے، وولٹیج ریگولیٹر اپنی ریورس بریک ڈاؤن خصوصیت کے ذریعے مسلسل آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک پورٹیبل ای سی جی مشین 12V وولٹیج ریگولیٹر سرکٹ کا استعمال کرتی ہے۔ جب ان پٹ وولٹیج 9-15V کی حد کے اندر مختلف ہوتا ہے، آؤٹ پٹ وولٹیج کا اتار چڑھاو ± 0.2V سے زیادہ نہیں ہوتا ہے، مؤثر طریقے سے غیر مستحکم بجلی کی فراہمی کی وجہ سے ہونے والے بنیادی بہاؤ سے بچتا ہے۔
ریورس تحفظ اور electrostatic دبانے
لیڈ انٹرفیس پر، عارضی وولٹیج سپریشن ڈائیوڈس (TVS ٹیوب) ہائی وولٹیج کی دالوں جیسے الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج (ESD) کا فوری جواب دے سکتے ہیں۔ TVS ٹیوب میں نینو سیکنڈ رسپانس ٹائم ہوتا ہے، اور جب وولٹیج حد سے تجاوز کر جاتا ہے، تو اس کی رکاوٹ میگا اوہم سے تیزی سے گر جاتی ہے، جو زمینی تار میں سرج کرنٹ کو متعارف کراتی ہے۔ مثال کے طور پر، 12 لیڈ ای سی جی مشین کا ایک مخصوص ماڈل ہر لیڈ کے داخلی دروازے پر دو طرفہ TVS ٹیوبوں سے لیس ہے، جو 8kV الیکٹرو سٹیٹک جھٹکے کو بغیر کسی نقصان کے برداشت کر سکتی ہے، جس سے آلہ کی مداخلت کی صلاحیت کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
2، سگنل پروسیسنگ: ویوفارم کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے بنیادی لنک
ECG سگنلز کمزور (μV لیول)، کم فریکوئنسی (0.05-100Hz)، اور ہائی مائبادی خصوصیات کے حامل ہوتے ہیں، اور یہ پاور فریکوئنسی مداخلت، الیکٹرومیوگرافک شور، اور آلات کی اندرونی برقی مقناطیسی مداخلت سے آسانی سے متاثر ہوتے ہیں۔ ڈائیوڈس سگنل کو محدود کرنے، پتہ لگانے، اور فلٹرنگ کے افعال کو غیر خطی خصوصیات کے ذریعے حاصل کرتے ہیں، جس سے سگنل-سے شور کا تناسب بہتر ہوتا ہے۔

سرکٹ ڈیزائن کو محدود کرنا
ایمپلیفائر کے ان پٹ اسٹیج پر، ایک دو طرفہ محدود کرنے والا مضبوط مداخلت کے سگنلز کو ایمپلیفائر کو سیر ہونے سے روک سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ECG مشین کا ایک مخصوص ماڈل ڈوئل ڈائیوڈ محدود کرنے والے سرکٹ کو اپناتا ہے۔ جب ان پٹ سگنل کا طول و عرض ± 500mV سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو ڈایڈڈ اضافی توانائی کو نظرانداز کرنے کے لیے کام کرتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ بعد میں آنے والا یمپلیفائر لکیری علاقے میں کام کرتا ہے۔ یہ ڈیزائن ڈیوائس کو مضبوط برقی مقناطیسی مداخلت والے ماحول میں بھی 0.1% کی لہر کی مسخ کی شرح کو برقرار رکھنے کے قابل بناتا ہے۔
پتہ لگانے اور اصلاح کی ایپلی کیشنز
QRS لہر کا پتہ لگانے والے سرکٹ میں، ڈایڈس اور کیپسیٹرز الیکٹروکارڈیوگرام سگنل کے لفافے کو نکالنے کے لیے ایک چوٹی کا پتہ لگانے والا بناتے ہیں۔ مثال کے طور پر، مانیٹر کا ایک مخصوص ماڈل آپریشنل ایمپلیفائرز اور ڈائیوڈس پر مشتمل ایک مطلق ویلیو سرکٹ کا استعمال کرتا ہے تاکہ بائپولر الیکٹروکارڈیوگرام سگنلز کو بعد میں ڈیجیٹل پروسیسنگ کے لیے یونی پولر سگنلز میں تبدیل کیا جا سکے۔ یہ سرکٹ ڈائیوڈ کے کنڈکشن اینگل کو بہتر بنا کر QRS لہر کی کھوج کی حساسیت کو 98 فیصد سے زیادہ تک بہتر بناتا ہے۔
نبض دبانے کی رفتار
پیس میکر لگانے والے مریضوں کے لیے، ECG ڈیوائسز کو پیس میکر کے ذریعے اعلی طول و عرض کی دالیں (عام طور پر 2.5-5V تک) آؤٹ پٹ کو دبانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ای سی جی مشین کا ایک مخصوص ماڈل ڈائیوڈس اور کیپسیٹرز پر مشتمل ایک دبانے والے سرکٹ کو اپناتا ہے۔ جب پیسنگ پلس آتی ہے تو، ڈایڈڈ کیپسیٹر کو چارج کرنے کے لیے کام کرتا ہے، جس سے پلس کے طول و عرض کو 10mV سے کم کرنے کے لیے کم پاس فلٹرنگ اثر ہوتا ہے، جو بعد میں آنے والے ایمپلیفائر کو روکنے سے گریز کرتا ہے۔
3، صنعت کی مشق: تکنیکی جدت طرازی آلات کو اپ گریڈ کرتی ہے۔
میڈیکل الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، ECG آلات میں ڈائیوڈز کا اطلاق ایک مربوط اور ذہین رجحان کو ظاہر کر رہا ہے، جو آلات کے ارتقاء کو پورٹیبلٹی اور اعلیٰ درستگی کی طرف بڑھا رہا ہے۔

مربوط ڈیزائن
جدید ای سی جی ڈیوائسز ڈائیوڈس، آپریشنل ایمپلیفائرز، ریزسٹرس اور کیپسیٹرز کو ایک چپ میں ضم کرنے کے لیے ایپلیکیشن مخصوص مربوط سرکٹس (ASICs) کا استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 12 لیڈ ای سی جی ماڈیول کا ایک مخصوص ماڈل TVS ٹیوب اری کو ضم کرتا ہے تاکہ لیڈ انٹرفیس کے اوور وولٹیج تحفظ حاصل کیا جا سکے، جبکہ PCB کے رقبے کو 40% سے زیادہ کم کیا جا سکے۔ انٹیگریٹڈ ڈیزائن ڈایڈڈ پیرامیٹر میچنگ کو بھی بہتر بناتا ہے تاکہ ان پٹ مائبادا کو 100M Ω سے زیادہ تک بڑھایا جا سکے، جو ہائی مائبادی سگنل کے حصول کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
کم طاقت کی اصلاح
پورٹیبل ای سی جی ڈیوائسز بجلی کی کھپت کے لیے حساس ہیں، اور Schottky diodes ان کے کم فارورڈ وولٹیج ڈراپ (0.1-0.3V) کی وجہ سے پاور سوئچنگ سرکٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ہینڈ ہیلڈ ECG مشین کا ایک مخصوص ماڈل BAS16 Schottky diodes استعمال کرتا ہے تاکہ بیٹریوں اور بیک اپ پاور ذرائع کے درمیان ہموار سوئچنگ حاصل کی جا سکے، جس کا سوئچنگ ٹائم 10 μs سے کم ہوتا ہے اور روایتی سلکان ڈائیوڈس کے مقابلے میں بجلی کی کھپت میں 60 فیصد کمی ہوتی ہے۔
ذہین تحفظ ٹیکنالوجی
ECG آلات کی تازہ ترین نسل ایک تحفظاتی سرکٹ متعارف کراتی ہے جو خود بحال ہونے والے فیوز اور ڈائیوڈس کو یکجا کرتا ہے۔ جب لیڈ وائر کو شارٹ سرکٹ کیا جاتا ہے، تو سیلف ریکوری فیوز کرنٹ کو کاٹ دیتا ہے، جبکہ TVS ٹیوب عارضی ہائی وولٹیج کو دبا دیتی ہے۔ خرابیوں کا سراغ لگانے کے بعد، فیوز خود بخود ترسیل پر واپس آجاتا ہے، سامان بند ہونے سے گریز کرتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی نے آلات کی ناکامی (MTBF) کے درمیان اوسط وقت کو 50000 گھنٹے سے زیادہ کر دیا ہے۔