Aká je úloha diód pri úprave signálu senzorov zdravotníckych pomôcok?

1, Fotodióda: "prekladač optického signálu" na monitorovanie vitálnych funkcií
Fotodiódy premieňajú optické signály na elektrické signály prostredníctvom fotoelektrického efektu PN prechodov a sú široko používané v lekárskych zariadeniach na monitorovanie saturácie krvi kyslíkom, detekciu pulzných vĺn, endoskopické zobrazovanie a iné scenáre. Jeho hlavné výhody sa odrážajú v troch aspektoch:

Vysoká citlivosť spektrálnej odozvy
Ak vezmeme ako príklad fotodiódy na báze kremíka{0}}, majú lineárne charakteristiky odozvy v rozsahu vlnových dĺžok 400 – 1100 nm, pričom presne pokrývajú vrchol absorpcie hemoglobínu (940 nm) a vrchol absorpcie okysličeného hemoglobínu (660 nm). Vďaka technológii detekcie dvojitej vlnovej dĺžky je možné presne vypočítať saturáciu krvi kyslíkom (SpO ₂) s chybovosťou riadenou v rozmedzí ± 2 %. Určitá značka prenosného oxymetra využíva fotodiódy typu PIN, ktoré dokážu udržať odozvu 0,1 μ A/lux pri slabom osvetlení, čím sa zabezpečí presnosť nočného monitorovania.
Schopnosť rýchlej dynamickej odozvy
Pri detekcii pulzných vĺn potrebujú fotodiódy zachytiť zmeny na úrovni milisekúnd v signáloch srdcového tepu. Lavínové fotodiódy (APD) skracujú čas odozvy na nanosekundy prostredníctvom interného lavínového multiplikačného efektu a pomocou obvodu transimpedančného zosilňovača môžu jasne reprodukovať stúpajúcu hranu a charakteristiky pulzných vĺn a silných pulzných vĺn. Určitý dynamický monitor krvného tlaku používa pole APD na dosiahnutie bez skreslenia tvaru vlny pri vzorkovacej frekvencii 200 Hz.
Dizajn konštrukcie proti rušeniu
Fluorescenčné lampy a svetelné zdroje LED v lekárskych prostrediach môžu generovať rušenie s frekvenciou 50 Hz. Integráciou optických filtrov do balíka fotodiód je možné efektívne potlačiť optické signály s necieľovou vlnovou dĺžkou. Určitý typ lekárskeho endoskopu využíva technológiu viacvrstvového poťahu, ktorá zvyšuje priepustnosť viditeľného svetla na 95 % a zároveň potláča infračervené rušenie pod -40 dB.
2, Zenerova dióda: "bezpečnostný ventil" lekárskeho napájacieho zdroja
Lekárske vybavenie má prísne požiadavky na stabilitu napájania. Presný obvod regulátora napätia skonštruovaný charakteristikou spätného prerušenia diódy regulátora napätia hrá kľúčovú úlohu v nasledujúcich scenároch:

Systém ochrany lítiovej batérie
Keď sú prenosné zdravotnícke zariadenia, ako sú defibrilátory a prenosné ultrazvukové prístroje, napájané lítiovými batériami, je potrebné zabrániť poškodeniu batérie prebitím/nadmerným vybitím. Dióda regulátora napätia série MMSZ5231B s presnou charakteristikou regulácie napätia 3,3 V ± 0,05 V a čipom na riadenie nabíjania riadi kolísanie napätia batérie v rozmedzí ± 0,1 %. Po prijatí tohto riešenia sa životnosť batérie určitého AED zariadenia predĺžila na viac ako 2000-krát.
Vysoko presné napájanie analógových obvodov
V zariadeniach, ako sú elektrokardiografy a elektroencefalografy, sú analógové predné-obvody citlivé na šum napájacieho zdroja. Nízkošumový regulátor napätia série BZX85C- využíva technológiu riadenia teplotného koeficientu 0,01 μA/stupeň na potlačenie zvlnenia výkonu pod 50 μV v pracovnom rozsahu -20 stupňov až+85 stupňov, čím sa zabezpečí pomer signálu-k šumu (SNR) väčší alebo rovný B pre získanie bioelektrického signálu 60d
Návrh izolovaného napájacieho zdroja lekárskej kvality
V prostrediach so silným elektromagnetickým rušením, ako sú operačné sály, musí byť výstupná svorka izolačného transformátora vybavená svorkovým obvodom skonštruovaným diódou regulátora napätia. Určitý lekársky izolačný napájací zdroj využíva obojsmerné diódové pole regulátora napätia na obmedzenie rušivého napätia bežného režimu v rozmedzí ± 60 V, čo spĺňa požiadavky normy IEC 60601-1 pre lekársku elektrickú bezpečnosť.
3, Inovatívne aplikácie v obvodoch na úpravu signálu
Obmedzujúci ochranný obvod
V obvode pohonu ultrazvukovej sondy tvorí vysokorýchlostná spínacia dióda 1N4148{2}} obojsmernú obmedzujúcu sieť, ktorá zachytáva prechodné prepätie v rozmedzí ± 5,7 V, aby chránila piezoelektrický keramický prevodník pred nárazmi impulzov. Po prijatí tohto riešenia sa miera zlyhania sondy prenosného ultrazvukového zariadenia znížila o 80 %.
Logaritmický zosilňovací obvod
Vo fluorescenčnom imunoanalýze je výstupný signál fotodiódy logaritmicky spojený s intenzitou fluorescencie. Logaritmický zosilňovač skonštruovaný s BAS70 Schottkyho diódou rozširuje dynamický rozsah na 10 ⁶, čím sa dosahuje detekcia stopových látok na úrovni pg/ml. Po prijatí tejto technológie prekročil detekčný limit určitého typu chemiluminiscenčného detektora 0,1 pg/ml.
Sieť kompenzácie teploty
V infračervenom teplomere tvorí termistor a dióda regulátora napätia typu 1N4728A obvod teplotnej kompenzácie, ktorý prostredníctvom nelineárnych charakteristík ruší vplyv okolitej teploty na infračervený snímač. Po prijatí tejto schémy môže určitá ušná teplotná pištoľ kontrolovať chybu merania v rozmedzí ± 0,2 stupňa pri teplote okolia 10 stupňov -40 stupňov.