![\"\"](\"https:\/\/iludis.de\/wp-content\/uploads\/2017\/04\/HerzSchlag.gif\")
<\/p>\nAbb. 2: Simulierte Schaltung in Multisim Blue<\/em> Erl\u00e4uterung der Schaltung:<\/p>\n a) Transimpedanzverst\u00e4rker, siehe unten.<\/p>\n b) Hochpass: Ein Herzschlag\u00a0ist eine periodische Bewegung. Das Blut wird dabei ‚ruckartig‘ durch die Gef\u00e4\u00dfe gepumpt. Ist das Blutgef\u00e4\u00df gerade voll, schwillt es an, wird damit dicker und absorbiert mehr Licht. Die perio-dische Bewegung zeigt sich also \u00fcber eine\u00a0periodische Volumen\u00e4nderung in den Blutgef\u00e4\u00dfen als messbare Helligkeits\u00e4nderung. Diese periodische Helligkeits\u00e4nderung wird vom Schaltungsteil a) in eine Wechselspannung umgewandelt.<\/p>\n Allerdings ist die Fotodiode dabei niemals komplett abgedunkelt, es bleibt also eine Resthelligkeit, die einen Gleichspannungsanteil erzeugt. Diesen Gleichspannungsanteil muss man entfernen; damit „sch\u00e4lt“man quasi den sehr schwachen Wechelspannunganteil heraus. Man spricht von einem ‚Filtern‘ der Spannung: Der hier verwendete Hochpassfilter sperrt\u00a0die unver\u00e4nderlichen Gleichspannungsanteile, die ‚hochfrequenten‘ periodischen Spannungsimpulse werden aber durchgelassen.<\/p>\n Diese Aufgabe \u00fcbernimmt der Kopplungskondensator mit 2.2\u03bcF. Kondensatoren wirken auf Wechselspannungen wie Widerst\u00e4nde (Blindwiderstand). Dabei gilt zweierlei:<\/p>\n Die Gr\u00f6\u00dfe des Kondensators muss daher so gew\u00e4hlt werden, dass die zu erwartende Frequenz noch durchgelassen wird, niedrigere Frequenzen aber nicht mehr, bzw. deutlich abgeschw\u00e4cht werden.<\/p>\n Auf das gefilterte Wechselspannungssignal (AC-Signal genannt, „AC“ f\u00fcr „Alternating Current“) wird nun noch ein Offset von 2.5Volt gelegt, damit es f\u00fcr den 5Volt-betriebenen zweiten Operationsverst\u00e4rker optimal vorbereitet ist. Diesen 2.5Volt-Offset erzeugen die beiden Reihenwiderst\u00e4nde, die zusammen einen Spannungsteiler bilden.<\/p>\n c) AC-Gain: „Gain“ bedeutet „Verst\u00e4rkung“. Da es sich hier um eine Nicht-Invertierende Verst\u00e4rkerschaltung eines Operationsverst\u00e4rkers handelt, besitzt die Verst\u00e4rkung hier den Wert (1+R1\/R2), das ist\u00a0hier etwa (1+100k\u03a9\/4,7k\u03a9) = 22,27. Damit wird das \u00e4u\u00dferst schwache AC-Signal der Herzschlagsmessung verst\u00e4rkt. Der parallel zum 100k\u03a9 -Widerstand geschaltete 1nF-Kondensator filtert hochfrequentes Rauschen – \u00e4hnlich wie der 10pF-Kondensator in der Transimpedanzstufe.<\/p>\n Die Schaltung „Inverting Amplifier (AC Coupled)“ ist vom Prinzip her in diesem Aufsatz vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) sehr sch\u00f6n beschrieben:<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/iludis.de\/wp-content\/uploads\/2017\/04\/HerzSchlagSchaltung.gif\")
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