Brevet FR2238460A1 — publié le 19750221

L'invention concerne un phonocardiographe pour l'enregistrement de signaux cardiaques au microphone et plus particulièrement la partie de modulateur d'un tel appareil. Dans la phonocardiographie, il est nécessaire d'enregistrer les sons cardiaques dans la bande de 20 à 1000 HZ Du point de vue des buts diagnostiques, il est nécessaire d'enregistrer séparément les différentes bandes de fréquence de 35p 70, 140, 250 et 400 Ha, Comme les principes électrotechniques de l'enregistrement ne permettent pas habituellement l'enregistrement de compogantes de Sréquen- ce supérieures à 140 Hz, il est nécessaire d'aménager les principes de modulation de l'enregistrement de telle sorte que la fréquence porteuse se trouve dans la bande transmise de l'appareil d'erregistrement. Lora du diagnostic on enregistre wltenveloppet positive et négative des signaux cardia ques et par conséquent on emploie pour la modulation du système la modulation en amplitude avec onde porteuse supprimée. Âctuellement, on emploie pratiquement pour le but indiqué des modulateurs toroSdaus ainsi que des modulateurs à transistors. Ces dispositions sont relativement encombrantes. Les transformateurs doivent titre protégés contre les champs magnétiques étrangers afin que dans le signal transmis n'apparaissent pas de composantes indésirables. Comme autre inconvénient essentiel, il faut considérer une petite gamme dynamique, une petite linéarité, une petite résistance d'entrée, la dépendance de la chaleur et un niveau important de composantes étrangères. En outre, un tel modulé teur compte tenu des transformateurs insérés peut fonctionner comme un commutateur idéal. Les modulateurs avec transistors à effet de champ sont beaucoup plus motteux que les modulateurs à diodes parce qu'ils perdent leur propriété essentielle qui est la possibilité de traiter des signaux à un niveau relativement faible de L'cadre des millivolts. Bu point de vue de la linéarité, il est nécessaire dans les transistors à effet de champ d'employer plus de deux éléments actifs. Le grand inconvénient se trouve aussi dans leur instabilité thermique qui réduit la gamme dynamique et la distance des signaux perturbateurs. Avec l'emploi de circuits intégrés, la situation est analogue à celle de 17 emploi de transiteras à éléments dis- crets. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients indiqués ci dessus grté à un nouveau montage de la partie de modulateur d'un appareil phonocardiographe dans lequel le signal cardiaque reçu du microphone est redressé après l'amplification et le signal redressé est modulé sur l'onde porteuse avec la suppression totale simultanée de tonde porteuse proprement dite, montage qui est muni d'une sortie à laquelle est branché un dispositif d'enregistr- ment. L'invention est caractérisée en ce qutà la sortie du multivibrateur à marche automatique est branchée l'entrée du circuit basculant, et sur la sortie symétrique du circuit basculant est branchée a'entrée symétrique du modulateur compensé pour l'onde porteuse tandis qui lten- trée symétrique du modulateur compensé pour le signal modulé sont branchées les sorties du détecteur de signal symétrique à deux voies et à la sortie dissymétrique du modulateur compensé est branché un condensateur qui, avec l'impédance de sortie du modulateur compensé, forme un filtre passe-bas. La liaison de l'entrée du modulateur compensé avec la sortie du détecteur eat réalisée par couplage direct, auquel cas sur l'un des potes de l'entrée symétrique sont branchées les paires de diodes de la méme po larité, dont une diode est branchée en fonction de la polarité de la sortie du détecteur sur une sortie du détecteur symétrique, la deuxième diode étant branchée sur l'autre sortie de ce détecteur. Comme modulateur compensé, on emploie un modulateur circulaire aux deux points milIeu des branches du pont duquel sont branchés deux condensateurs de compensation et dans une des branches intérieures est inséré un potentiomètre. La présente invention permet de réaliser un tel montage de la partie de modulateur du phono cardiographe qui ne contienne pas de transformateur et fonctionne de façon se, oomme un inverseur éectronique et dont les paramètres ne varient pas avec le temps et la température. Ce montage doit en entre posséder une grande gamme dynamique pour la transmissIon du signal cardiaque en tenant compte en même temps de la grande distance des fréquences indésirables du signal voulu. L'autre condition est une construction et une production simples,la possibilité de résistance aux champs magnétiques étrangers, une petite consommation d'énergie et une sortie avec une faible impédance. La description ci-après se rapporte à un appareil conforme à l'invention avec référence aux dessins Joints . - la figure 1 est un schéma par blocs montrant le principe du fonctionnement du itonocar- diographe. - la figure 2 représente le montage de principe d'un modulateur toroïdal connu. - la figure 3 représente l'ensemble du schéma électrique avec le modulateur circulaire. la figure 4 représente un montage du transmodulateur. Les signal cardiaques stii vant la figure 1 qui sont reçus par le microphone M et amplifiés par le préamplificateur PZ, sont amenés aux différents filtres de bande à haute fréquence F avec les fréquences nominales de 30 à 240 Hz. Les composantes nominales de la fr6- quence de 120 à 240 Hz qui sont en dehors de la bande trano- mise de ltenregistreur employé, sont modulées en amplitude avec tonde supprimée, de telle sorte que le signal de modulation réstiltant se trouve déJà aux sorties des différents modula, teurs MO dans la bande transmise de l'enregistreur ZP. La composante de modulation de la porteuse du signal est d'après la figure 2 amenée à l'entrée du transformateur Tri, la tension de modulation Umod étant amenée dans la diagonale du pont fermé par l'enroulement se condaire du transformateur Tri et par l'enroulement primaire Tr2. Le signal de sortie résultant avec l'onde porteuse supprimée se produit sur l'enroulement secondaire du tranaformateur Tr2. Dans la figure 3 est représen- té le modulateur compensé MO. Ce modulateur possède une entrée symétrique pour tonde porteuse a, b ainsi qu'une entrée symétrique pour le signal modulateur c, d, et de plus une sortie dissymétique e9 d'où est prélevée une onde porteuse modulée. Le modulateur compensé MO a une forme de pont, à une pairs des points Opposés a, b duquel est amené l'onde porteuse ou le signal en forme d'allure rectangulaire tandis qu'à la paire restante des points c, d est amené le signal modulateur syme- trique. Chaque branche de ce pont se compose de deux impédances, dont l'une est toujours linéaire - Z1, Z29 Z3, Z4, et la deuxième est touJours non linéaire - D1, g D2, D3, D4, de préférence du type dtune diode. Les impédances linéaires sont tonjours branchées à une paire des points opposés a, b et les impédances non linéaires sont toujours branchées à la paire restante des points opposés o, d. Les points de toutes les quatre branches dans lesquelles les impédances linéaires sont reliées aux impédance s non linéaires9 sont branchés par les impédan Ces linéaires Z5 Z69 Z7, Z8 à un point de sortie commun du modulateur e. Les paires d'impédances Z59 Z6 ou Z79 Z8 peuvent former une partie du potentiomètre avec lequel le modulateur est compensé. Le montage du modulateur compensé MO (suivant le brevet tchécoslovaque 137 880) est représenté dans la figure 4. Le modulateur compensé MO est muni d'une entrée symétrique a, b pour 1 onde porteuse, d'une entrée symétrique c, d pour le signal modulé, et d'une sortie dissy- métrique he. Le modulateur compensé MO a la forme d'un pont, dans lequel chaque branche du pont est divisée en deux impé- dances linéaires Z1 Z6, Z2 Z7, Z3, Z8 et Z5. Au point de division sont branchées des diodes polarisées alternativement qui sont reliées par leurs extrémités inversées. Aux points de division des branches du pont sont de plus branchés les condensateurs de compensation C1 C29 C3 C4.Entre les points c, d du pont sont insérés les potentiomètres de compensation Pf1, P2. Le montage conforme à l'inven- tion de la figure 3 fonctionne comme suit . 1e multivibrateur à marche automatique SM produit le signal d'allure à peu près rectangulaire avec une fréquence de répétition qui est le dou- ble de la fréquence amenée au modulateur compensé Mo. La fréquence du multivibrateur se trouve de préfe'rence dans la gamme de 140 à 200 Hz. Parue que le modulateur compensé Mo exige la succession symétrique des rectangles, le signal du multivibrateur à marche automatique SM est amené dans les organes de dérivation De1, De2 où se produisent les impulsions qui commandent alors le fonctionnement du circuit basculart KO. le circuit basculant KO bascule avec la fréquence moitié par rapport à la fréquence du multivibrateur à marche automatique SM. Le circuit basculant KO est disposé de telle sorte qu'il y aurait ainsi une sortie symétrique. Pour la commande du modulateur, on emploie le signal sous forme de rectangle; cela a l'avantage que dans le modulateur deux états définis se répètent conti nuellement dans les demi-périodes : ou bien les diodes Di, D2 sont conductrices et les diodes D3, DA sont non conductrices ou bien c1 est l'inverse. Les diodes ne modifient alors pas leur point de fonctionnement à l'intérieur d'une demi-période, de sorte que la distorsion non linéaire et également les fréquences de combinaison du modulateur compensé se trouvent très endessous de la limite permise.Dans le modulateur compensé MO, se répètent donc deux états, cependant que dans une demi-période une paire de diodes est conductrice, qui relie une entrée du modulateur compensé MO à la sortie et dans l'autre demi-période la deuxième paire de diodes est conductrice, qui relie la deuxième entrée du modulateur à sa sortie. Le modulateur comme pensé MO fonctionne donc somme un commutateur électronique. A la sortie 2 du modulateur compensé MO employé, on peut brancher le condensateur de sortie CM qui transforme en fréquence le signal à la sortie 12. Les condensateurs compensés CV1, 1s 2 améliorent toute la distance des composantes indésirables. Le signal de modulation est - mis en oeuvre de la façon suivante @ Le signal cardiaque amplifié et transformé en fréquence arrive sur l'organe de symétrisation SD9 qui fournit à ses sorties 13, 14 le signal symétrique. A ces sorties est branché le détecteur à deux voies qui est formé par les diodes D59 D7 et D6S D8 avec les sorties 9, 10 derrière lesquelles suivent les condensateurs de filtrage CK, Cz sur lesquels apparais le niveau instantané de la tension continue proportionnelle à l'enveloppe du signal cardiaque.Sur un condensateur - par exemple CK- cette tension est pcsit-ve et sur l'autre condensateur - par exemple Cz - elle est ensuite négative. A la sortie du modulateur compensé MO apparatt alors le signal d'allure rectangulaire, dont l'enveloppe de modulation est prportionnelle à la valeur instantanée du niveau du signal cardiaque. On peut obtenir la fonction correspondante avec des propriétés analogues avec le modulateur en crois décrit précédemment suivant la figure 4, qui est branché à la sortie indiquée du détecteur DE: et du circuit basculant KO aux points caractérisés 5s 6, 7 et 8. Le modulateur est muni d'une sortie 11. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés g à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Appareil de phonocardiographie dans lequel le signal cardiaque reçu du microphone, redressé après l'amplification, est modulé sur l'onde porteuse avec suppression totale simultanée de l'onde porteuse proprement dite, le montage étant muni d'une sorte à laquelle est branché un dispositif d'enregistrement, appareil caractérisé en ce que, sur la sortie (1) du multivibrateur à marche automatique (SM) est branchée 1 entrée (2) du circuit basculant (KO), et sur sa sortie symétrique (3, 4) est branchée l'entrée symétri- que (5, 6) du modulateur compensé (M0) pour L'onde porteuse, tandis que sur l'entrée symétrique du modulateur sont branchées les sorties (9, '10) du détecteur symétrique de signaux (DB) et sur sa sortie dissymétrique (11) est branché le condensateur de sortie (CM) qui, avec l'impédance de sortie du modulateur, forme un filtre passe-bas. 2 ) Appareil phonocardiagraphe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison de l'entrée (7, 8) du modulateur compensé (M0) avec la sortie du détecteur symétrique de signaus (DE) est réalisée avec un couplage directe, dans lequel, sur l'un des pales de l'entrée symétr ique (7, 8) sont branchées les pairea de diodes branchées (31s D3 et D2, D4) de mtme polarité dont une diode, en fonction de la polarité de la sortie (9, 10) du détecteur symétrique de signaux (DE) est branchée à l'une des sorties du détecteur symétrique de signaux (DE) et la deuxième diode est branchée à Il autre sortie de ce détecteur symétrique de signaux (DE). 30) Appareil phonocardiographe suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, comme modulateur compensé (MO), est appliqué le modulateur circulaire, aux deux points milieu des branches du pont duquel sont branchés deux condensateurs compensés (Cvî' CV2), et dans l'une des branches intérieures est inséré un potentiomètre (P1). 40) Appareil phonocardiographe suivant la revendication 1, caracterisé en ce que, comme modulateur compensé (MO), est appliqué un modulateur en croix.