第二章低频电疗机

1、第二章 低频电子治疗机第一节 概述低频治疗、中频治疗和高频治疗，通称电疗。这是一种利用电能转换成各种治疗能的治疗方法。随着科学技术的发展，在生物学、电生理学和临床医学的基础上，人们不断将各种性质，即不同频率，不同波形，不同持续时间的电流，应用在理疗治疗上，构成了现代的电疗学，使之成为理疗学中的一个重要组成部分。直流电流对人体的作用取决于它在组织中引起的物理、化学变化，而离子、水分及胶体点的转移是这种变化的基础。直流电流对人体的作用是多方面的的，例如：改变人体组织离子浓度、改变末梢血管的动力学、神经系统产生反应和对个别器官产生影响等。本章所要介绍的低频治疗机所产生的低频电流，能对运动神经肌肉产生

2、作用、对感觉神经产生作用，对植物神经产生作用和对全身产生影响等。理疗上的低频治疗机，是指能产生频率为01000Hz交流电（包括直流和各种脉冲电流）的治疗机，包括直流、感应治疗机，低频脉冲治疗机，磁疗机等类型。直流电是一种方向和大小都不随时间而变化的电流，直流电作用于人体时能引起一系列物理化学反应，使体内的离子、胶体质点和水分朝一定的力向移动，即产生电解、电泳和电渗现象，从而发挥各种生理作用。由电磁感应原理产生的感应电流是一种双向、不对称的尖形脉冲电流。日前，大多数感应治疗机是应用电子线路产生的模拟感应电流，具有类似感应电流中的高尖部分而无低平部分的尖波电流，如狡窄的矩形波、三角波、锯齿波等等。

3、低频脉冲治疗机能输出各种波形或波组的脉冲电流，这种电流对感觉与运动神经系统具有强刺激作用，所以又称为刺激治疗机。脉冲治疗机的品种繁多，通常按输出波形分为间动治疗机、多波形治疗机和综合治疗机三类，但它们之间并没有严格的差别。利用磁场的生物效应达到治疗的目的，为磁疗机。有静磁场治疗机和动磁场治疗机两类。动磁场治疗机般都是应用电磁转换原理来获得脉冲磁场或交变磁场，磁场变化的频率均在低频范围之内。直流及低频电疗机可分为直流电疗机、感应电疗机、间动电疗机和脉冲电疗机等数种，现分别介绍如下。1直流、感应电疗机直流电疗机和感应电疗机是单独的两种电疗机。目前绝大部分厂家已将这两种机器综合组装在一起，称为直流感

4、应电疗机。也有人将其称为点送治疗机。由于物理治疗中，电兴奋疗法是综合应用感应电和直流电来治疗疾病的一种方法，所以直流感应电疗机除保留了直流电疗机和感应电疗机各自原有的特长外，还给电兴奋疗法带来了极大的方便。直流感应电疗机可进行直流电疗法、直流电离子导入疗法、感应电疗法、电兴奋疗法、电体操和直流感应电诊断。2间动电疗机和低频脉冲电疗机临床上以往使用的间动电疗机，由于电路全部采用电子管器件，线路较老，已被淘汰，这里主要介绍采用晶体管线路的间动电流部分。间动电流的主要作用是止痛、促进周围血液循环和调节神经肌肉的紧张度。低频脉冲电疗机分为小型和大型两种，小型低频电疗机主要用于神经肌肉的电刺激疗法；大型

5、低频脉冲电疗机除用于治疗外，还可进行时间强度曲线电诊断（如多形波电疗机）。第二节 直流感应治疗机一、对直流感应治疗机的基本要求1对直流输出的要求在医学上，利用直流电的电解作用，能够引起各种电生理反应，或用离子渗入法，将不同的药物导入机体，发挥其药理作用而治疗各种疾病。为了安全起见，直流电压一般控制在80100v以下，电流为5000mA以内。如果是利用直流高压电场作静电治疗（高压静电治疗机），直流电压可达6070kV（电极间空载电压），但电流很小，最大不超过2mA，甚至在微安级数字，以保证人身安全。直流电疗法要求平稳的直流。因为有波动则引起刺痛感，势必得降低电流，影响治疗效果，所以要求直流电的波

6、纹因数r0.10.5，波纹因数的定义为：2对感应输出的要求最早的感应输出是根据电磁感应原理而产生的感应电流，这是一种低频率、双向不对称的尖形脉冲。脉冲宽度为51ms，脉冲频率为30100Hz。随着电子技术的发展，上述波形的产生更多地采用了其它的电子元件和电路。但是，只要满足上述波形要求的，仍然叫做“感应”治疗机。这里的“感应”具有一种广义的概念。医学上，低频感应电流可用来诊断运动神经和肌肉的病理状态，刺激瘫痪的肌肉，以及引起电致睡眠。二、产生直流、感应输出的基本方法（一）直流输出现代理疗设备中，要获得直流输出，一般都取自交流电源，通过变压、整流这样一个交流变直流的过程，最后获得比较平稳的直流，

7、而很少从直流电源获得直流输出。从交流电源获得直流输出的方框图如图2-1所示。图2-1 直流输出框图下面对各个环节扼要介绍如下。电源变压器的作用，是将市电220V交流电压变成满足设计要求的各种电压数值。比220V高的叫升压，比22DV低的叫降压。初、次级电压和电流与线圈匝数的关系如下：式中Nl、N2分别为初、次级的匝数；Vl、V2分别为初、次级电压；Il、I2分别为初、次级电流。整流器是将交流电变成直流的设备。在直流电疗机中，为了输出足够的功率，并满足波纹因素的要求，一般采用单相全波整流或桥式整流这两种整流方式，整流元件可以用晶体管二极管，也可以用电子管二极管。图2-2是单相全波整流方式，图（a

8、）是用电子管作整流元件，图（b）是用晶体管作整流元件，图（c）是两者的电流、电压波形。图2-3是单相桥式整流方式，图（a）是电子管式，图（b）是晶体管式，图（c）是两者的电压波形。以上两种整流方式，在负载上都可以得到脉动电流输出。由于电路简单，限于篇幅这里不作详细介绍。（c）图2-2 单相全波整流图2-3 单相桥式整流直流治疗机的滤波器一般采用型滤波器，如图2-4所示，或RC滤波器，如图2-5所示。这两种滤波器的滤波效果都比较好，使输出直流中的波纹因数能够达到0.10.5的要求。除了上述两种常用的滤波器外，有的机器采用如图2-6所示的电子滤波器，这种滤波器的滤波效果是型滤波器的数百倍。它是利用

9、晶体三极管的输出特性做成的。从晶体三极管的输出特性曲线看出，在一定的基极偏流条件下，当晶体管的“集射”极之间的电压稍大以后（约大于1V左右），“集射”极之间的电压Vce很大变化，只能引起集电极电流Ic很小的波动，集电极电流几乎不随Vce的变化而变化。由直流电阻R的定义：，及交流电阻看出，晶体三极管对交流呈现很大的电阻，而对直流则有很小的电阻。电子滤波器就是利用晶体管的这一特性做成的。图2-6中，Rb为偏置电阻，Cl是输入基极电流的滤波电容，以保证输入端得到一个稳定不变的基极电流。当输入端电压有较大的波动时，由于晶体管对交流成分呈现很大的电阻，而输出端又有对交流呈现很小阻抗的滤波器电容C2与负载

10、RL并联，所以交流电压基本上降落在晶体管的“集射”极之间；而对直流成分来说，晶体管呈现很小的电阻，滤波电容相当于开路，直流电压基本降落在负载电阻RL上。由此可见，晶体三极管在这里充当了一个很好的滤波装置，所以称它为电子滤波器。它与普通的RC和LC滤波器相比，既能保证良好的滤波性能，又避免了RC滤波器所引起的大量直流损耗及LC滤波器那样笨重、造价较高的缺点。 图2-4 型滤波器 图2-5 RC滤波器 图2-6电子滤波器一台直流治疗机在滤波器后还有一些简单的附属器件。有输出电压可调的电位器，有输出电流的指示电表，还有改变直流电压极性的双刀双掷开关，然后才将直流电通过电极输出。（二）感应输出要得到低

11、频率，狭窄尖形脉冲的“感应”电流输出，通常采用的有五种方法，分别介绍如下。1感应线圈的产生方法这是感应电疗机最原始的一种方法，这种感应电流是根据电磁感应原理而产生的，所以又叫做法拉第电流。原理如图2-7所示。图2-7 感应电流发生器图中1是开关，2是初级线圈，3为振子小锤，4为直流电源，5是软铁棒，6是电容器，7是次级线圈，8是电位器，9是输出感应电流端子（可接病人）。原理如下：当开关1闭合之后，电源4经开关1，初级线圈2和振子3，组成一个闭合回路，即在初级线圈中有直流电流通过，软铁棒成为磁铁，吸引振子锤3。当吸上振子锤时，振子就与其后面的螺丝尖端断开，切断了电流，磁棒5失去磁力，振子锤借振子

12、的弹性又回到原处与螺丝尖相接触，电路又闭合，因而又重复上述过程。也就是初级线圈时而通电时而断电，则磁场也相应地变化。而在次级线圈7和电位器8两端则产生感应电动势。按照楞次定律，初级线圈闭合时，在电路中产生反向自感电动势，因而电流强度上升慢，铁棒中的磁通量的变化率也小，次级的感应电动势也小；而在初级电路断开瞬间，初级电流变化率很大，磁通量的变化率也很大，因此，次级的感应电动势也很大（线圈中的感应电动势大小与通过该线圈磁通量的变化率成正比）。为了增大感应电动势，就要设法使初级线圈切断得快，所以增加了电容器6，当初级断开瞬间，初级线圈的自感电动势和电源方向相同，在振子和螺丝尖之间的空气隙上加有很高的

13、电压而形成了电弧放电，大大地减小了电流的切断速度，降低了次级的感应电动势；另一方面，电弧放电的结果，也易使振子与螺丝尖之间产生高温而融蚀和接触不良，影响电路的正常工作。在此接点上并接电容器6以后，情况大大地改善。初级切断瞬间，对应电流的高频成分，电容器的容抗趋于零，使振子和螺丝尖之间的气隙上不出现高压，没有电弧产生，此时电容器很快充电。由于充电时间常数很小（电容很小，充电电阻也很小），充电速度很快，使电路很快断开。与不用电容器相比较，大大加快了电流的切断速度，提高了输出的感应电压。上述分析看出，次级感应电压在初级断路期间比通路期间要大得多，形成了宽度很窄的尖形脉肿，如图2-8所示。图2-8 次

14、级感应电压如果只注意到有使用价值的断路时产生的尖脉冲（通路时产生的感应电压很小，相对来说可以忽略，所以有的机器在次级线圈两端接线柱上标有“+”和“-”的符号，这仅是近似地把法拉第电流看成是脉冲直流。医用感应电流的脉冲持续时间（指初级断路瞬间产生的幅度很大的尖脉冲）一般为1.52.5ms，脉冲频率为6080Hz，空载时的电压有效值为4060V。2多谐振荡器产生“感应”电流的方法在现代的感应治疗机中，更多的是应用电子管或晶体管构成的各种电子电路来产生“感应”电流的。虽然从原理上和感应线圈产生的方法有着本质上的差别，但输出的波形和频率却基本上相似，所以仍然沿用“感应”电流这一历史名词，但这种“感应”

15、电流决不是应用电磁感应原理所产生的。自激多谐振荡器是一个矩形波发生器。如果这种矩形波输出经过一个微分电路之后，就可变成一系列正、负相间的尖脉冲如图2-9（a）所示。但是多谐振荡器的实际输出波形不可能是理想的矩形波。比如“集基”耦合多谐振荡器，若开关元件是采用锗管的话，矩形波的上升沿（对应管子由截止到导通）陡直，而下降沿变化缓慢（对应管子由饱和到截止，是受与集电极相连的电容器充电所造成的），所以微分后，正脉冲幅度大，负脉冲幅度小，如图2-9（b）所示。同理若开关元件是硅管，矩形波的上升沿变化缓慢，而下降沿变化陡直，所以微分后，正脉冲幅度小，而负脉冲幅度大，如图2-9（c）所不。因此看出，由多谐振

16、荡器再经微分后的输出波形与感应线圈产生的输出波形十分相似。图2-9 微分波形3.锯齿波发生器产生“感应”电流的方法利用锯齿波发生器也可以产生相似的“感应”电流输出，如图2-10所示。图2-10 锯齿波发生器图中LP是一个充气的辉光放电管（氖管），起辉电压为E1，熄灭电压为E2。和电容C、电阻R、电源E共同组成一个锯齿波发生器。当电源接通以后，电容C按时间常数RC所决定的指数规律充电，其端电压Vc上升到辉光管LP的起辉电压El时，LP起辉而导通，电容器C通过辉光管很快放电，因LP起辉后的内阻r很小，故放电时间常数rC也很小，放电速度很快。当电容电压Vc下降到LP的熄灭电压E2以下时，辉光管熄灭，

17、电容器重新充电。如此循环下去，电容电压的波形如图2-11（a）所示。锯齿波的频率由电阻、电容、电源及辉光管的起辉电压、熄灭电压等因素共同决定。当除电容外的其它因素确定以后，通过改变电容，就可得到不同频率的锯齿波输出。如果适当选择时间常数和辉光管的起辉电压、熄灭电压，使实际的充电、放电近似于直线规律，就可以得到比较好的锯齿波振荡，如图2-11（b）所示。由于这样的实际振荡很弱，所以必须经过放大后才能达到应用的强度。放大后的尖形波（三角波）如图2-11（c）所示。图2-11 锯齿波形4自激间歇振荡器产生“感应”电流的方法自激间歇振荡器可以产生“空度比”很大、脉冲宽度很窄的矩形脉冲，与尖脉冲对人体的

18、作用是十分相似的，因此也模拟为“感应”电流。电路结构一般都采用RC定时的自激间歇振荡器。振荡管可以用晶体三极管，也可以用电子管三极管。晶体管式间歇振荡器已在第一章第二节中作了详细介绍，这里仅对电子管式RC定时自激间歇振荡器作一简要介绍，如图2-12所示。图2-12 电子管RC定时间歇振荡器这是一个正反馈单管放大器。当电源Eb接通以后，由于栅阴极同电位，屏流Ia立即产生，屏压Va下降，相当于一个负脉冲信号加到屏极，通过变压器耦合（要求L1、L2的同名端如图所示），在电路中立刻产生正反馈链锁反应：上述正反馈作用是靠Ll与L2如图所示的正确耦合才能实现的。正反馈链锁反应结果，使电子管达到饱和导通，屏

19、压接近于零。在正反馈过程中，栅压一旦上升到正值以后，使出现栅流，以L2端电压为电源，对电容器Cg充电，充电回路L2Cg电子管“栅阴”极L2。由于栅阴”极间电阻rg很小，充电进行很快。随着充电进行，电容电压Vc按指数规律很快上升，而栅极电压VgVL2-Vc则很快按指数规律下降，终于使电子管退出饱和区而进入放大区，出现板流Ia下降，在电路中引起新的正反馈链锁反应：结果导致电子管截止。以后电容器开始放电过程，放电回路CgL2RgCg。由于放电时间常数RgCg很大，放电很慢，对变压器的影响可以忽略。放电电流在Rg上的压降形成了电子管的负栅压，保证了电子管截止，而这个负栅压|Vg|VRg是按时间常数Rg

20、Cg所决定的指数规律衰减的，当VgVRgEg（Eg为电子管的截止栅压）时，电子管开始导通，一个周期结束，新的周期开始。电路中电压电流波形如图2-13所示。图2-13 自激间歇振荡器波形5.尖形脉冲发生器产生“感应”电流的方法尖形脉冲发生器的作用原理，通常利用电容器或线圈作为贮能器，将能量贮存在贮能器的电场或磁场中并迅速地将该能量传给负载。从而输出相似于“感应”电流的尖形脉冲。下面以图2-14为例，说明这电路的工作原理。这里是用电容器Cl作为贮能元件。当电源Eb接通瞬间，由于电容Cl上电压不能突变，电源的正电位立即传到控制栅极，形成很大的帘栅流，使A点的电位很低，同时阴极电流在R3上压降和R4压

21、降的一部分构成了管子的自给栅偏压；这时，由于C1还未充电，屏极电压很低，加上抑制栅的隔离作用，所以并没有屏流形成。以后，电容器C1开始一个充电过程，充电回路是：EbR6R5R1C1R2R4（部分电阻）地。随着充电进行，屏极电压沿着指数规律上升，但由于充电时间常数很大，充电很慢。屏压上升也慢，这是电容器C1将能量贮存在电场中的过程。至某一时刻，屏压高到足以克服自给栅偏压的反作用而出现屏流时，由于电子管的导通内阻很小，将Cl的充电回路短路，电容器C1开始一个迅速的放电过程，放电回路是图2-14 尖形波发生器由于栅极网孔较大，通过“屏栅”极的放电电流很小，绝大部分电流通过R3、R4、R2放电在电子管

22、的控制栅与阴极之间立即形成很大的负栅压（小于截止栅压-Eg）使电子管马上截止，帘栅压突然上升，放电过程中止。Cl所贮存的能量已迅速释放完毕，屏压又很低，随后电容器Cl又开始充电过程，帘栅流重新出现，帘栅压降低，而屏流却截止，等待下一次放电。显然，在A点得到的电压波形是一个正向尖脉冲，通过耦合电容C2送到下级放大后输出。从以上分析还可看出，正向尖脉冲出现的时间取决于电子管屏流出现的时间，这与栅偏压的大小有直接的关系，所以改变R4就改变了尖脉冲的间歇时间（即周期或频率）。若改变R3对频率也有影响，而且同时影响尖脉冲输出幅度。三、ZGL-l型直流感应电疗机1性能和技术指标：（1）输出电流种类：直流电

23、流；感应电流;间断直流电流（直流点送输出）；间断感应电流（感应点送输出）（2）直流输出：直流电压为0100V；直流电流分020mA和070mA两档连续可调（3）感应电输出：从018V（交流电压表测量值）连续可调（4）直流及感应点送次数：50140次分，分10档调节，误差10。用电源指示灯兼作间断次数指示（5）整机功耗：使用交流电源时5W；使用直流电源时3W（6）电源：AC 220V、50Hz或DC 9V2整机原理ZGL-1型直流感应电疗机电路原理图如图2-15。该机分别以直流、直流点送、感应、感应点送四种方式输出，并由工作选择开关K3预先置定。图2-15 ZGL-1型直流感应电疗机电路原理图直

24、流电产生电路为由BGl、BG2、D5D8；B2及其所属元件组成的自激推挽直流变换器；它将电源提供的9V直流电转换为矩形脉冲电压，由B2升压，并经D5D8和C3整流滤波后，通过输出强度调节电位器W2输出。感应电产生器由带铁芯的自耦式感应线圈B3及其所属接点JK构成。它是一种机械式感应电流发生器（实际上是一只断续器），B3的12线圈为自耦式感应线圈的初级，l3线圈为次级。显然次级匝数较初级匝数多，从而起到升压的作用。JK是由一条弹簧片和一只螺钉组成的常闭接点。电源提供的9V直流电经JK加入B3的初级，使铁芯产生磁性，吸动JK的弹片与螺钉尖端断开。B3初级则断电，铁芯磁性消失，JK的弹片又借助本身的

25、弹性回到原处，与螺钉尖端重新接触，使B3初级重新得电，电路又重复上述过程。这样在B3的初级就有断续的直流电流流通。按照楞次定律，初级线圈通电时，由于反向自感电势的作用，电流强度上升缓慢，次级线圈中相应的感应电流也就很小，次级线圈两端表现为低乎的负向感应电压波形。而在初级线圈断电时速度很快，次级的感应电流就很大，次级线圈两端则表现为高尖的正向感应电压波形。如图34所示。经次级升压后的感应电流，通过输出强度调节电位器W2输出。由于JK接点弹片机械动作的不均匀，因此输出的是一种频率和幅度都不规则的感应电流，其脉冲频率为5080Hz，正向尖峰波的平均持续时间为12.5ms，峰值约为80150V。调节J

26、K的调节螺钉，可改变感应电产生器的频率。点送控制器由刀BG3、BG4及其所属元件组成的集基耦合自激多谐振荡器构成。继电器J1按多谐振荡器的振荡节律工作，其J1-1控制电源指示灯ZD同步闪烁，用以指示“点送”次数；J1-2则控制输出线的一端，在K3置2档和3档时分别形成直流点送和感应点送输出。点送次数由K6分50、60、70、80、90、l00、110、120、130、140次分10档选择。点送次数误差过大时，可通过调节W1加以校正。除了由这种多谐振荡器控制的自动点送外，操作者还可通过手柄电极上的手动开关来实现点送输出，此时工作选择开关K3应置1挡或4档（直流或感应输出）位置上。点送控制器电路部

27、分的直流工作电源，是由D6、D10、C4等，将直流变换器的B2次级（9一10线圈）的交流电压整流滤波后提供的。输出及测量电路由W2、电表CB、D11、D12等组成，该机4种方式输出电流的强度调节均由w2担任，输出测量由电表CB及其所属元件组成。直流点送和感应点送输出时，K3-4使电表CB未接入电路，不对这两种方式的输出强度进行测量。直流电输出时，电表CB并联于R16电阻两端，因R16串联于输出回路内，其电压降的大小反映了输出电流的强弱，直流电流的测量就是通过电表CB测量该电阻上电压降的大小，再在表头内换算为电流值的。K4为直流电流量程转换开关。当测量精度有误差时，100mA量程档和20mA量程

28、档可通过分别调节W4和W5。进行校正。感应电输出时，电表CB通过整流二极管D11、D12和R10等并联于输出两端，其作用是一只交流电压表，测量感应电输出电压强度。测量精度有误差时，可调节W3进行校正。K5为输出极性转换开关，用以改变输出电压（或电流）的极性。电源电路由B1、D1-4等组成。该机可采用220V交流电源或外接9V直流电源供电，CK为外接直流电源插口。K1为电源开关，K2为“交”“直”流转换开关。交流电源由B1降压D1-4和Cl整流滤波后，向整机各电路部分提供+9V直流电源。3使用与维修（1）使用注意事项1）开机前“输出强度调节”钮应置“0”位。使用时，两只输出电极板或两只手柄电极不

29、可短路。2）应用直流电及直流点送治疗时，应注意电极的“+”、“-”极性。开启或减小电流时，应缓缓波动“输出调节”旋钮。通电治疗过程中，不可随意扳动“极性转换”开关，以免给病人造成不必要的电刺激。如需使用“极性转换”开关，应将输出关至零位后，再进行极性转换。3）机器使用时，电极扳（铅板）应平整，边角钝圆，不应有裂纹。治疗时，电极板需插入湿润的多层衬垫内（手柄电极也应包上多层湿润的衬布），并与治疗部位的皮肤紧密接触，以防引起病人皮肤刺痛或灼伤。4）人体有些部位不宜电流刺激或慎用电流刺激：a颈动脉窦处和心前区不宜作此治疗。b第三腰椎以上，不宜用直流电横贯脊柱通电。c皮肤破损或溃疡处，不宜用电极直接接

30、触治疗。d变换“工作选择”开关时，原则上“输出强度调节”钮应先调零再进行变换。（2）常见故障及维修1）感应电无输出或输出弱；最易引起这种故障的是断续器B3的接点JR氧化，修复时可用细砂纸将接点间的氧化物除去。当然也可能会由断续器接点间距调节不当所致，修复时只需重新调节接点螺钉，使接点发出的蜂鸣音清脆响亮即可。2）无直流电输出：故障多出在直流变换器及D5-D8 C3整流滤波电路，只要查出损坏的元件更换即可。3）直流电和感应电均无输出或输出不稳：这种故障多出在直流电和感应电的共用电路上。输出调节电位器W2接触不良；极性转换开关坏，无直流供电电源（+9Y）等都可引起这类故障。此外，输出插口导线、极板

31、、手柄电极上的手动开关等接触不良或脱焊，也应引起注意，并及时查出故障修复。4）无点送输出：此项故障应着重检查BG3、BG4组成的多谐振荡器及其供电电路第三节 低频脉冲治疗机低频脉冲治疗机也是一种非正弦波的治疗机。它是在感应治疗机的基础上发展起来的，感应治疗机的输出波形是一种单一频率的尖形波，这种等幅且有节奏的刺激容易使人体产生习惯性的反应，这就影响了治疗效果，随着医用电子技术的发展，人们利用各种电子线路，使输出的波形、幅度、频率呈现各种各样的变化形式，获得了比感应治疗机更好的治疗效果，从而形成了目前的品种繁多、五花八门的低频脉冲治疗机。从输出波形上说，有弧形波、尖形波、矩形波、三角波、指数曲线

32、波，梯形波等等，如图2-16所示。输出波形的形式，不仅仅是单一波形输出，更重要的是以波组或波群的形式输出；从幅度上看，有等幅波输出，更有依照各种变化规律的不等幅波输出，如起伏波、间升波、各种低频脉冲信号的调幅波；从频率上看，有单一频率的密波或疏波，更有多种脉冲频率的疏密波，断续波等。总之，从波形的形状、幅度、频率这几个方面变化。不同的机器侧重点可能不一样，有的侧重于频率和幅度的变化，有的侧重于波形的改变，包括波形的形状、脉冲的宽度、前后沿的倾斜度等。图2-15 各种脉冲波形低频脉冲治疗机主要有间动电流治疗机，多波形治疗机和半导体综合治疗机三种类型。间动电流治疗机侧重于输出间隔时间不同的脉冲波，

33、波宽和间隔时间必须能够调节；多波形治疗机则侧重于具有多种脉冲波形；半导体综合治疗机具有间动和多波形的综合性能，而且还可以做电针麻醉，电呼吸以及小型紫外线治疗等。这三种类型的机器尽管电路结构差别很大，但输出波形都大同小异，波形的频率多数在100Hz以内，也有少数机器的波形频率高达2，000Hz左右。一、脉冲波形的产生和控制脉冲波形的产生和控制是一台低频脉冲治疗机的核心。这里就常见的几种脉冲波的产生及其控制原理作些必要的介绍。（一）弧形波发生电路及其控制原理图2-17是一个实际的电子管式的弧形波发生电路（也可以用晶体管取代）。从电路上看，它是利用了电子管的输出特性而构成的一个正弦波的可控整流电路。

34、弧形波的取得是以屏极电源的50Hz正弦交流电，然后经过两个三极管的可控整流而取得。根据电子管的输出特性，在大于截止栅压Eg0的某一栅负压Ug1的作用下，电子管的屏流Ia1和屏压Ua之间的关系如图2-18曲线1所示。如果在屏极上施加一个随时间变化的正弦波电压，如图中曲线2所示，并且这电压的幅度不太大，使电子管的工作点不至于进入屏极特性曲线的饱和线段（即工作在曲线1的OP非饱和线段）。显然在这样一个正弦波板压的作用下，电子管V1将产生半波整流电流，其波形和半波正弦波相似，如图中右侧Ia1波形。这个正弦波的半波电流在阴极电阻（Pl十R7）上的压降就形成了半波形状的电压输出U出。这就是所需要的弧形波。

35、图2-17 弧形波发生电路图2-18 屏流与输出电压波形如果屏极施加正弦波电压不变，则弧形波电压的大小、有无、完全取决于控制栅压Ug1。当控制栅压Ug1小于截止栅压Eg0时，电子管被截止，则没有弧形波电压输出；只有当控制栅压Ugl大于截止栅压Eg0时，电子管才能产生半波整流。输出弧形波电压的幅度将随控制栅压的增大而上升。所以，通过控制栅压可以控制弧形波的输出幅度。由于加在两个电子管屏极上的电压在任何瞬间都是极性相反的，所以V1，V 2不可能同时导通，只可能交替轮换导通。使用两个管子的目的，就在于可以组合更多变化形式的弧形波组的输出。下面将具体地分析各种弧形波组的控制原理。1疏波控制原理当Ug1

36、、Ug2分别为定值，且满足条件：Ug1Eg01，Ug2Eg02式中Ug1、Ug2分别为电子管V1、V2的控制栅压；Eg01、Eg02分别为V1、V2的截止栅压。则电子管V1将半波导通，而电子管V2被截止。输出疏波。波形图如图2-19所示。显然，疏波的频率和周期均应与板压正弦交流电一致，即f50Hz，T20mS；脉冲宽度为tu10mS。2密波控制原理当：Ug1、Ug2分别为定值、且满足以下条件： UglEg 01；Ug 2Eg o 2则两管轮流半波导通、输出密波波形如图2-20所示。显然，密波的频率将比屏极正弦交流电大一倍，即f100Hz，或T10mS；脉冲宽度仍是tu10mS。如果两管平衡，则

37、密波的幅度是一致的；如果两管不平衡，则弧形波的幅度高低相间。图2-19 疏波电路波形 图2-20密波电路波形3.疏密波控制原理当Ug1为定值，且满足Ug1Eg01；Ug2为25V与矩形波电压迭加。则：V1管半波导通；V2管则时通时断。在矩形波的正、脉冲期间，由于Ug2Eg02，V2管半波导通，与V1管组合结果，输出密波；在矩形波的负脉冲期间，由于Ug225VEg02，故V2被截止，输出疏波，波形如图2-21所示。显然，通过改变矩形波的周期，可以改变密波之间（或疏波之间）的间隔，即是说，这间隔完全由矩形波周期所决定。4.断续波控制原理当Ug1为定值，且满足Ug1Eg01；Ug2为25V与矩形波电

38、压迭加。则V1始终截止，V2管在矩形波正脉冲期间，半波导通，负脉冲期间被截止，从而输出断续波。波形图如图2-22所示。图2-21疏密波电路的波形 图2-22断续波电路的波形调节矩形波的周期，可以改变断与续之间的间隔。5.间升波控制原理当：Ug1为定值，而且满足Ug1Eg01；Ug2为25V与梯形波电压迭加。图2-23 间升波电路的波形则：V1管半波导通，输出疏波；V2管导通与否则取决于梯形波电压的变化。在梯形波的上升沿，且当与25V迭加的结果，使Ug2Eg02时，V2管开始半波导通，且随着梯形波瞬时值的增大，输出的半波电压也越来越大；在梯形波顶部期间，输出等幅的半波电压；然后随着梯形波进到下沿

39、而使输出的半波电压越来越小；在梯形波的底部和上、下沿接近底部的部分，由于Ug2Eg02（在底部时，Ug225VEg02，使V2管被截止。这样V2管输出断续的起伏波，起伏波的包络线相似于栅极的梯形波调制信号。V1、V2两管输出迭加的结果，就输出为间升波在疏波的背景上迭加了断续的起伏波，波形如图2-23 所示。显然，若改变梯形波的频率，就改变了间升波的时间间隔；若改变梯形波的倾斜度、就可改变间升波或间降波的陡度。特殊情况下，若调制梯形波变成三角形波或单边梯形波（有一条斜边与底垂直的梯形），则V2管输出的起伏波的包络线也是相应的三角形或单边梯形。6起伏波控制原理当：Ug1为定值，且满足条件：Ug1E

40、g01；Ug2是25V与梯形波电压迭加。则：V1管始终被截止，V2管的通断情况则取决于梯形波电压的变化。梯形波底部和上、下沿的近底部，由于Eg02Ug225V，故V2管也被截止，没有电压输出；在梯形波的上、下沿期间，当Ug2Eg02时，V2管半波导通，输出的半波电压的幅度在前沿是不断增大，在后沿是不断减少；在梯形波的平顶部分，V2管半波导通，输出等幅的弧形波电压。由于V2管的通断情况完全随梯形波电压的变化而变化，所以输出波形为断续的起伏波形、起伏波的包络线是与调制信号相似的梯形。波形图如图2-24 所示。图2-24 起伏波电路的波形显然，若改变梯形波的频率，则可改变起伏波群之间的时间间隔；若改

41、变梯形波的倾斜度，就可以改变起伏波的上升或下降的陡度。在极端情况下，若梯形波变成了三角形波或边梯形波，则起伏波的包络线也是三角形或单边梯形。（二）矩形波发生电路及其控制原理 低频脉冲治疗机的基本波形除了弧形波以外，最常见的是窄脉冲的矩形波。这种窄脉冲的矩形波几乎都是采用RC定时的自激间歇振荡器产生。而为了使电容C的放电回路不通过脉冲变压器的基极绕组，避免对输出回路和管子的工作状态产生影响，多数机器都采用电容接地式RC定时的自激间歇振荡器。问题是如何对这矩形波发生电路进行控制，使之根据治疗的需要，实现按照各种变化规律的矩形波组的输出。图2-25 自激间歇振荡器调频调幅原理图其控制原理图如图2-2

42、5所示。这是一个基极调频、集电极调幅的自激间歇振荡器。图中晶体管BG，脉冲变压器T（T1是输出变压器，R6为负载电阻）及定时电容器C，电阻R构成了一个电容接地式自激间歇振荡器；电阻r和二极管D构成阻尼电路，以衰减晶体管截止时，脉冲变压器形成的幅度很大的反向尖脉冲；图中集电极信号源Vp为调幅信号，基极信号源Vf为调频信号。下面具体分折Vp、Vf如何控制矩形波的输出，以实现输出各种调频、调幅波。1可调波及其控制原理可调波是一种等幅的、频率可调的矩形波。矩形脉冲的频率变化范围从每秒几个赫兹（疏波）到每秒100Hz左右（密波）。由于是等幅波，所以集电极的调幅信号VP0；要实现调频波输出，根据RC定时的

43、自激间歇振荡器的频率公式（154），当定时电容C，电源Ec等电路元件选定之后，通过改变定时电阻R，就可以改变输出矩形波的频率。所以，这种情况下，调频信号源也应该为零，即Vf0。可调波电路实际上就是一个典型的自激间歇振荡器。2疏密波及其控制原理疏密波是一种等幅的调频波，其频率的变化取决于调频信号。如果调频信号是一个正向矩形波，则在矩形波的底部（即Vfo），电容C的放电时间常数较大，振荡的周期长，频率低，输出疏波；而在矩形波的顶部，则由于加快了电容C的放电过程（自激间歇振荡器的振荡频率基本上由电容C的放电过程决定） 振荡周期短，频率高，输出密波。所以在输出的疏密波中包含了疏波频率和密波频率这两种频

44、率成份。如果调频信号是一连串的锯齿波（其周期应远大于间歇振荡器的周期） 则输出的等幅波中，其频率变化将包含一个连续变化的频段。总之，疏密波的频率变化规律完全取决于调频信号。另一方面，由于疏密波是等幅波，所以调幅信号V70。显然，若改变调频信号Vf的频率，就可改变密波之间（或疏波之间）的时间间隔。3断续波及其控制原理输出的一定频率的等幅矩形波时断时续，这种波形叫断续波。断续波可以看作频率不变，但幅度受一个低频的（相对间歇振荡器的频率小很多）开关信号调制的矩形波。或者说，是一种特殊的调幅波。所以调频信号Vf0；而调幅信号则等效于一只时通时断的开关。开关接通时，间歇振荡器的电源被接通而起振，输出一定

45、频率的等幅矩形波；开关断开时，电源被切断，间歇振荡器停止振荡，没有电压输出。这就是断续波。显然，若改变开关的速度（即频率），则可改变断续波的断与断之间（或“续”与“续”之间的）时间间隔。4起伏波及其控制原理起伏波是一种频率一定的调幅波。这种情况下，调频信号Vf0，而调幅信号Vp则是某种脉冲波形，其频率应比间歇振荡器的频率低得多。如果Vp是连续的三角波或梯形波，则间歇振荡器输出的矩形波幅度的包络线也是相似的三角波或梯形波。这就是起伏波输出。实现集电极调幅的基础在于间歇振荡器的振荡管经常处于截止和饱和两种状态，输出矩形波的振幅基本上取决于集电极的电源电压。所以若集电极的电源电压随调幅信号而变化，则

46、输出矩形波的振幅也将受调幅信号而控制。5.锯齿波及其控制原理锯齿波也是一种频率一定，而振幅按锯齿规律变化的调幅波。显然在这种情况下，基极调频信号Vf0，而集电极调幅信号Vp应该是锯齿波（其周期应远大于间歇振荡器的振荡周期）。从以上分析看出，一台由矩形波发生器构成的低频脉冲治疗机，从电路结构上说：实际上是一个集电极调幅（对电子管电路是屏极调幅），基极调频（对电子管电路是栅极调频）的自激间歇振荡器。围绕提供适当的调频信号Vf和调幅信号Vp，必须设置适当的辅助电路，以便根据治疗的需要，控制矩形波按照一定的规律输出。（三）多波形发生电路前面介绍的弧形波发生器和矩形波发生器都是单一脉冲波形发生器。而多波

47、形发生电路可以同时输出几种脉冲波形或可供选择输出多种脉冲波形。对这种多波形发生器，下面作些原理性介绍，具体电路结构结合实际机器再作分析。1双波同步交替输出式这实际上是两台矩形波脉冲治疗机的同步组合。它的特点是同时输出两种不同的波形，但这两种输出在时间上完全同步交错，故称为双波同步交替输出式。从电路结构上说，将两个调频调幅的间歇振荡器，通过一个自激多谐振荡器的控制作用，同步组合在一起，以达到双波同步交替输出的目的。其原理电路如图2-26所示。图2-26 双向同步交替输出控制原理图图中为A、B两组的波形选择均置于锯齿形波位置时的同步输出情况。由于A、B两组受同一个多谐振荡器产生的而从不同集电极输出

48、的矩形波脉冲所控制，若A组受正向矩形波控制，则B组受负向矩形被控制，所以A组输出锯齿形的调幅波时，B组则被停止输出；而B组输出锯齿形的调幅波时，A组则被停止输出。两组输出波形同步交错。调节多谐振荡器的频率，将改变输出波形同步交错的时间间隔。这种独特的输出方式可以收到更好的治疗效果。在治疗瘫痪时，对于大部分累及一组以上肌群的瘫痪病人，特别是对于拮肌瘫痪的治疗，避免了使用单组波治疗机单刺激组肌群，而使其拮抗的肌群受到牵拉，或使用两台单组波治疗机各自产生的组脉冲在时间上不能完全交错输出而引起拮抗肌群同时收缩等，造成不利于瘫痪肌群功能恢复的弊害。采用双波同步交错输出方式比较满意地解决了上述矛盾，从而提

49、高了疗效。2多波形电路原理这是一种可供选择的多种脉冲波形的发生电路。这种电路侧重于如何产生多种脉冲波形，如何变化每种脉冲波形。通过波形选择开关的选择作用，可分别输出的脉冲波形，一般有矩形；梯形；三角形以及上述三种波的调幅波形。低频调幅信号一般采用锯齿波，分别对其幅度调制后，就构成了上述三种基本波形的锯齿形起伏波。实际使用中，一般均要求上述各种输出波形的周期（或频率），脉冲宽度在一定范围内可以选择和调节；梯形波，三角波的倾斜程度也在一定范围内可以选择和调节，低频调幅信号（如锯齿波）的频率和调幅深度也要在一定范围内可供调节。为满足上述各项要求，多波形发生电路的原理方块图如图2-27所示。图2-27

50、 多波形发生电路的原理方块图图中，振荡器输出一系列对单稳态触发器的触发脉冲，其频率在一定范围内可供选择和调节，这将改变输出的矩形波、梯形波或三角波的周期或频率。单稳定触发器是一个矩形波发生器，当负触发脉冲到来时，电路从初始稳定状态，翻转到暂稳状态，负脉冲过去以后，由于电路内部的原因，电路又从暂稳状态回复到稳定状态，从而输出一个矩形波。显然，电路处在暂稳状态的时间就是输出波形的脉冲宽度，这一时间应在一定范围内可供选择和调节。斜度调节电路一般是根据电容器的充放电原理，通过分别改变充、放电时间常数而达到改变输入矩形波前、后沿的倾斜度的目的，选择不同的充放电时间常数，可以使输入的矩形波改变为梯形波或三

51、角波输出。波形选择开关K可以分别选择上述三种基本波形：矩形、梯形或三角波。幅度调制器可以分别对这三种基本波形进行幅度调制，也可以不经过幅度调制器，直接将上述三种基本波形进行放大输出。调幅信号一般采用锯齿波，使调幅波成为起伏波输出。改变锯齿波的频率就可相应改变起伏波的频率，改变调制深度就可相应改变起伏波的起伏高低。放大器的作用是将微弱的脉冲信号放大到实用的强度，然后输出到患部，在输出端接有输出指示电路。二、DMY2型低频脉冲电疗机1性能和技术指标（1）脉冲波形正脉冲接近于方波，负脉冲为三角形尖波或对称双向矩形波。见图2-28。图2-28 DMY2型低频脉冲电疗机输出波形图a脉冲波宽：正脉冲波宽约

52、0.5msb脉冲幅度：输出接1k负载时，峰值电压（Vp-p）150V（2）输出波形a连续波：脉冲频率为2Hz（疏波）70Hz（密波）连续可调b疏密波；疏波（2Hz）和密波（1050Hz）交替出现的脉冲波，调制频率为1040次分c断续波：密波（1050Hz）间断出现的脉冲波，调制频率为l040次分d起伏波：脉冲频率为1050Hz；幅度由三角波调制，周而复始地起伏变化；调制频率为1040次分e锯齿波：脉冲频率为1050Hz；幅度由锯齿波调制；调制频率为1040次分（3）工作条件a环境温度：0-40b相对湿度：85（4）整机功耗：3W，可连续工作（5）外形尺寸：22014085mm2工作原理DMY2

53、型低频脉冲电疗机整机方框图如图2-29，电路原理图如图2-30。图2-29 DMY2型低频脉冲电疗机原理框图调制波产生器由BG1、BG2及其所属元件组成的自激多谐振荡器构成。W1为调制频率调节电位器。K2为输出波形选择开关，K2-1使多谐振荡器与其外围元件R5、C4和C3 形成不同的组合，输出各种调制波形。K2依次置l5档时，输出分别为：无输出、矩形波、矩形波、三角波和锯齿波。这些调制波经BG3、BG4两级射极跟随器组成的隔离输出级，送至脉冲产生及调制器。脉冲产生及调制器由BG5、B2及其所属元件组成间歇振荡式调制器构成。K2置1档时，调制波未输入本级，此时本级为典型的自激间歇振荡器。输出为连

54、续的不对称矩形脉冲图2-30 DMY2型低频脉冲电疗机电路原理图波。w2为脉冲频率调节电位器。K2置25档时，因将间歇振荡器作为调制器应用，振荡器所产生的不对称矩形脉冲波作为被调制波（载波），而调制波则可加入BG5的集电极回路，影响集电极电压，形成集电极调幅方式。也可加入Bg5的基极回路，影响定时电容C7的放电时间常数，形成基极调频方式。K2置2档时，矩形调制波加入本级基极回路，对脉冲波进行调频，输出为疏密波。K2依次置35档时，调制波同时加入本级基极和集电极回路，对脉冲波同时进行调频和调幅。因加入的调制波依次为矩形波、三角波和锯齿波，所以输出分别为断续波、起伏波和锯齿波。各种输出波形由BG6

55、进行功放，经脉冲变压器B3升压后输出。该机输出有两路，可同时对两位患者进行治疗。输出强度由w3和W4分别调节。R12和氖泡ZD组成的脉冲指示电路，并联接于其中一路输出的两端，通过ZD的亮暗指示输出波形的调制频率。脉冲频率较低时，还可通过ZD的闪烁指示脉冲频率。电源电路为由Bl、Dl和C1组成简单的整流滤波电路。它向整机各电路部分提供直流电源。3使用与维修（1）使用注意事项a电极应插入浸湿的衬垫内，紧敷于治疗部位固定好。电针治疗时，在选定穴位进针后，应将输出导线分别连接于针柄。b治疗时应缓慢地调节输出强度，使病人既有强烈的震颤麻刺感，但又不产生难忍的疼痛。c治疗结束后，先将输出调零，关闭电源，再

56、取下电极。d电极按肌纤维方向并置，或照神经走向及穴位放置。e治疗时，两输出电极不能短接。f如治疗初期出现症状加重的反应，往往是正常的，但治疗10余次仍无效，应改变方法或停止该治疗。g禁忌症：高热、癌肿、心力衰竭、痉孪性麻痹、急性炎症、有出血倾向的疾患。（2）常见故障及维修a输出时有时无：电源供电线路接触不良；输出强度电位器损坏；输出导线时通时断。b无输出，氖泡不亮：BG5、BG6或与之相关的元器件损坏或假焊；输出导线断。c只有连续波，无其他波输出：BG1BG4或与之相关的元器件出现故障。d波形混乱或产生高频率振荡：BG5，BG6参数变值或损坏。三、G-6805型低频脉冲电疗机1性能和技术指标（1）脉冲波形：正脉冲接近于方波，负脉冲为三角形尖波的不对称双向脉冲波a脉冲波宽：正脉冲波宽0.5ms，负脉冲波宽0.25msb脉冲幅度：输出接1k负载时，正脉冲50V，负脉冲35V（2）输出波形a连续波：，脉冲频率为2.783Hzb疏密波；调制频率为1426次分c断续波：调制频率为1426次分（3）使用电源：AC220V、50Hz或DC6V2工作原理 G6805型低频脉冲电疗机整机方框图如图2-31，整机原理图如图2-32。图2-31 G6805型低频脉冲电疗机原理方框图该机调制波产生器由BGl、BG2及其所属元件组成的多谐