中国现代教育装备
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 实验室建设  
心音听诊电路实验设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-1-25 13:22:33
  [导读]电子听诊器在心血管疾病诊断中具有重要的作用,心音听诊电路是电子听诊器的核心。为加强实验的工程实践性,将心音听诊电路设计引入实验教学。该实验通过自制传感器、设计和制作心音信号调理、功率放大电路完成心音信号的采集和播放。该实验具有综合性和实用性,能够作为高校电子电路教学的实验项目。实践表明,该实验能够激发学生的学习兴趣,学生通过实验不仅可以提高电路设计能力,还能加深对理论知识的理解,提高对知识的综合运用能力和动手能力。

  模拟电子技术是工科大学电子信息类专业的重要专业基础课之一[1],课程实验是实践教学环节的重要组成部分,是学生学习和掌握课程知识不可或缺的重要环节[2]。原有的模拟电路实验教学内容依附理论知识,以验证性实验为主,教学内容与实际工程问题脱节,难以适应学科的发展需求,难以真正提升学生的探索兴趣和动手能力[3]。针对这种情况,笔者在课程设计环节设计了研究综合型实验项目,让学生进行独立自主设计并完成实施,从而更好地激发学生学习兴趣,让其掌握研究方法,提升研究能力。该实验项目符合工程教育和新工科背景下,对学生科技创新能力培养的需求[4]。

  本设计将电子听诊器的心音听诊电路设计引入实验环节,作为模拟电子技术课程设计的一个研究综合型实验项目,要求学生利用硬件实现低功耗、低成本和高信噪比的心音听诊电路,对采集的心音信号进行一系列处理后得到清晰的心音信号。该实验能够激发学生的实践兴趣,有助于学生利用课程知识进行综合设计,能够培养学生的研究探索精神和动手能力。

  1 心音听诊原理及电路组成

  2 心音听诊电路设计

  3 实验实施及结果

  4 结语

  笔者将心音听诊电路引入实验教学,可应用于模拟电子技术综合实验和电子技术综合设计课程。实验通过自制传感器、设计和制作心音信号调理、回放电路完成心音信号的采集,并驱动耳机播放心音。测试结果表明,该设计能准确采集心音信号,采用低噪声运放能够获得很高的信噪比。实验实施过程中,学生需自行完成各模块原理图设计并利用实验室提供的资源完成电路设计,再根据实际情况调整电路的设计参数,进行系统联调。该实验项目可作为实践能力培养体系的一部分,在完成单片机课程及数字信号处理课程后,可结合MCU、蓝牙、手机App、上位机进行电子听诊器的设计,实现心率测量、畸变检测等功能,从而融合更多课程知识,进一步培养学生综合能力。

  参考文献

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张冰洋 黄霞 中南民族大学实验教学与实验室管理中心


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