Martin ME 411 - Service Anleitung

Martin ME 411

Service Manual

Servicedokumentation ME 411 Version 2.0

1. Technische Beschreibung des ME 411

1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Technische Daten . . . . . . . . . . . 3

1.3 Eigenschaften und Bedienung . . . . . . . . 5

1.4 Konstruktiver Aufbau . . . . . . . . . . 9

1.5 Funktionsprinzip

1.5.1 Controllersteuerung . . . . . . . . . 101.5.2 Prinzip der Kennfeldsteuerung . . . . . . . 111.5.3 Prinzip der Sollwerterzeugung . . . . . . . 141.5.4 Prinzip der HF-Erzeugung . . . . . . . . 161.5.5 Sicherheitsfunktionen . . . . . . . . . 161.5.6 Prinzip der Ableitstromkompensation . . . . . 17

1.6 Schaltungsbeschreibung

1.6.1 Signalbus . . . . . . . . . . . . 181.6.2 Frontkarte . . . . . . . . . . . 211.6.3 Hochfrequenz-Ausgangskarte . . . . . . . 231.6.4 Monopolarer HF-Erzeuger . . . . . . . . 261.6.5 Bipolarer HF-Erzeuger . . . . . . . . . 291.6.6 Steuerung . . . . . . . . . . . 311.6.7 Standby-Karte . . . . . . . . . . 33

2. Aus- und Einbau von Baugruppen

2.1 Baugruppen und mechanische Einzelteile ME 411 . . . 35

2.2 Gehuse ffnen und schlieen . . . . . . . . 39

2.3 Frontteil, Buchsen, Potentiometer

2.3.1 Sollwertpotentiometer auswechseln . . . . . 392.3.2 Buchsen und Anbauteile auswechseln . . . . . 412.3.3 Frontkarte aus- und einbauen . . . . . . . 41

2.4 HF-Ausgangskarte aus- und einbauen . . . . . 43

2.5 Monopolare HF-Erzeugerkarte aus- und einbauen . . . 45

2.6 Bipolare HF-Erzeugerkarte aus- und einbauen . . . . 47

2.7 Microcontrollerkarte aus- und einbauen . . . . . 49

2.8 Standby-Karte aus- und einbauen . . . . . . . 51

2.9 Netztransformator aus- und einbauen . . . . . . 52

2.10 Netzanschlukombination auswechseln . . . . 53

2.11 Lautsprecherbaugruppe aus- und einbauen . . . 53

3. Fehlerdiagnose

3.1 Error-Codes und ihre Bedeutung . . . . . . . 54

4. Service-Einstellungen

4.1 Prfung und Abgleich

4.1.1 Verwendete Prfgerte . . . . . . . . . 634.1.2 Sichtprfungen . . . . . . . . . . 644.1.3 Hochspannungstest . . . . . . . . . 664.1.4 IEC 601-Sicherheitstest . . . . . . . . 674.1.5 Funktionstest des Bedienteils . . . . . . . 674.1.6 Abgleicharbeiten und Funktionsprfungen

4.1.6.1 Abgleich und Prfung der HF-Ausgangskarte . . 68 4.1.6.2 Abgleich der monopolaren HF-Erzeugerkarte . . 71 4.1.6.3 Abgleich der bipolaren HF-Erzeugerkarte . . . 76

4.2 Spannungswahl im Netzeingangskreis . . . . . . 78

4.3 Einstellung der Funktionsoptionen auf der Steuerkarte . . 81

4.4 Jhrlich zu wiederholende sicherheitstechnische Kontrollen 84

5. nderungswesen

5.1 Vorgehensweise . . . . . . . . . . . 87

5.2 Hardwarestatus . . . . . . . . . . . 87

5.3 Softwarestatus . . . . . . . . . . . 88

5.4 Konfigurationen

5.4.1 Konfiguration 0101 . . . . . . . . . 895.4.2 Konfiguration 0202 . . . . . . . . . 905.4.3 Konfiguration 0303 . . . . . . . . . 91

V 2.0

Servicehandbuch ME 411

Diese Dokumentation soll dem Service die ntigen Informationen vermitteln, die ihn in die Lageversetzen, Strungen und Defekte an dem Chirurgiegert ME 411 zu analysieren und zu beseiti-gen sowie die Verifikation der Betriebsdaten und der Betriebssicherheit durchzufhren. Dabei wirddie Gebrauchsanweisung als bekannt vorausgesetzt, sie ist in dieser Serviceanleitung nicht nocheinmal enthalten.Reparaturen am ME 411 sollen sich auf den Austausch defekter Baugruppen beschrnken.Defekte Elektronikbaugruppen werden gegen Gutschrift an MARTIN zurckgesandt und dort,wenn mglich, mit geeigneten Diagnose- und Reparaturmitteln instandgesetzt und einem Pool vonAustauschbaugruppen zugefhrt. Dementsprechend enthlt diese Serviceanleitung auch keineStromlaufplne und Ersatzteillisten fr Elektronikbauelemente.Die Serviceanleitung ist wie folgt gegliedert:

1. Eine technische Beschreibung, in der Aufbau und die grundstzliche Arbeitsweise des ME 411erklrt sind mit Angabe, welche Funktion mit welcher Baugruppe verbunden ist.

2. Eine Anleitung zum Austausch von Baugruppen.

3. Eine Auflistung der Fehlermeldungen (Error-Codes), die das Gert ausgibt, und ihre Erklrun-gen.

4. Eine Anleitung zum Abgleich der Betriebsparameter auf ihre Solldaten sowie zum Umstellenvon nur fr den Service zugnglicher Grundeinstellungen. Hier ist auch beschrieben, wie Si-cherheitstechnische Kontrollen am ME 411 durchgefhrt werden.

5. Eine bersicht ber die bisher gefertigten Hardware/Softwarestnde des ME 411.

Diese Serviceanleitung unterliegt einer stndigen redaktionellen berarbeitung. Der Revisions-stand wird in der Form X.Y angegeben. Bei redaktionellen Korrekturen oder Ergnzungen wird dieStelle Y um eins erhht. Bei grundstzlichen nderungen oder Neuerungen am Gert wird dieStelle X um eins erhht und die Stelle Y auf Null zurckgesetzt. Damit verliert die alte Ausgabe derServicedokumentation ihre Gltigkeit fr alle neuen Gerterevisionen.Das MARTIN Service Center bietet wiederkehrende Schulungen an, deren Besuch zur Vertiefungdes Verstndnisses der MARTIN-Gerte genutzt werden kann.


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Serviehandbuch ME 411

Version 2.0

1. Technische Beschreibung des ME 411

1.1 Allgemeines

Das MARTIN ME 411 wurde als universelles Elektrochirurgiegert fr den klinischen Einsatzkonzipiert. Es ist eine Weiterentwicklung des ME 401 und weist gegenber diesem folgendeVerbesserungen und Ergnzungen auf:

Erhhung der Anpassung und des Crestfaktors bei Kontaktkoagulation 1 zwecks Verbesserungder Hmostase. Durch Umschalten eines DIL-Schalters auf der Controllerkarte (siehe Abs. 4.3)kann statt dessen der ursprngliche Koagulationsstrom mit niedrigem Crestfaktor installiertwerden.

Erhhung der maximalen Ausgangsleistung bei Spraykoagulation auf 120 Watt. Option einer Leistungsberhhung beim Aktivieren des Schneidestroms zum besseren

Anschneiden bei schwierigen Anpassungsbedngungen bei bestimmten Anwendungen durchUmstellung des DIL-Schalters S3 auf der Controllerkarte (siehe Abs. 4.3).

Verringerung des faradischen Reizpotentials der Betriebsarten Kontaktkoagulation 2 undSpraykoagulation.

Verringerung der neutralelektrodenseitigen HF-Ableitstrme durch eine neuartige Kompensati-on des HF-Ableitstromes.

Verringerung der Erwrmung bei extrem hoher Belastung, wie sie bei manchen chirurgischenEingriffen durch Verwendung sog. "Rollerball-Elektroden" auftritt.

Die Grundeinstellung der bipolaren Koagulationsautomatik mittels DIL-Schalter S8 auf derControllerkarte (siehe Abs. 4.3) wurde ab Version 0202 gendert. Bei Wahl der Betriebsart"automatische bipolare Koagulation" ist die Automatik beim Ein- und Abschalten des HF-Stromsaktiv.

Ab Version 0303 verfgt das ME 411 ber eine serielle Schnittstelle zur Verbindung mit einemMABS Argon-Beamer-System.


V 2.0 2

Gegenber HF-Chirurgiegerten der frheren Generation weist das ME 411 wie bereits dasME 401 folgende nderungen, Verbesserungen und Ergnzungen auf:

Interne Steuerung durch Mikrocontroller Sollwertanzeige entsprechend der prospektiven elektrischen Ausgangsleistung Bipolares Schneiden Kennfeldgesteuerte Regelung der HF-Ausgangsleistung Ergonomisches Design des Bedienteils Neue Anschlussbuchsen mit Abwrtskompatibilitt fr bisheriges Zubehr Wegfall der MICRO-Tasten, statt dessen progressive Einstellung der HF-Leistung Wegfall der Auswahltasten fr Finger/Fuschaltersteuerung Wahltaste fr automatische Ein- und Abschaltung des bipolaren Koagulationsstroms, wahlwei-

se auch nur automatische Abschaltung Adaptive Neutralelektrodenberwachung mit Fehlerschlusserkennung Verbesserte Spraykoagulation durch hhere Ausgangsspannung Einschalt-Selbsttest und differenzierte Fehlermeldungen berwachung und aktive Begrenzung der HF-Ableitstrme Einfachere Fertigung und einfacherer Service durch schraubenlose Platinenmontage Zwei besondere monopolare Schneidestromarten fr das Schneiden unter Flssigkeit Mglichkeit der bipolaren Instrumentenerkennung

Beibehalten wurde das Konzept der zwei getrennten Generatoren fr monopolare und bipolareAnwendung mit gleichzeitiger Aktivierbarkeit, die Zugnglichkeit aller Anschlsse und Bedienele-mente auer fr Netzanschluss von vorn, die Leistungseinstellung mittels fr jede Betriebsarteigener Drehknpfe und die Strom- und Betriebsartauswahl ber Leuchttaster.


V 2.0 3

1.2 Technische Daten:

Konfigurationen 0101, 0202, 0303 (ab Serienendnummer 0050)

Netzspannung: 100V/115V/127V/230V/240V 50-60Hz, einstellbar durch Umlten von Drahtbrcken

Leistungsaufnahme: ca. 1VA im Standby, 42VA ohne HF-Abgabe, 880VA bei maximaler Ausgangsleistung beider Generatoren

Leistungsabgabe: Monop. Schneiden 1: max. 320W an 350 OhmMonop. Schneiden 2a: max. 320W an 350 Ohm(Monop. Schneiden 2b: max. 320W an 800 Ohm)Urolog. Schneiden 1: max. 320W an 350 OhmUrolog. Schneiden 2: max. 320W an 800 Ohm(Kontaktkoagulation 1a: max. 250W an 200 Ohm)Kontaktkoagulation 1b: max. 250W an 200 OhmKontaktkoagulation 2: max. 150W an 500 OhmSpraykoagulation: max. 120W an 1000 OhmBip. Schneiden 1: max. 80W an 500 OhmBip. Schneiden 2: max. 80W an 500 OhmBip. Koagulation: max. 80W an 100 Ohm

Crestfaktoren: Monop. Schneiden 1: 1,8 bei 320W an 350 OhmMonop. Schneiden 2a: 2,3 bei 320W an 350 Ohm(Monop. Schneiden 2b: 2,6 bei 320W an 800 Ohm)Urolog. Schneiden 1: 1,8 bei 320W an 350 OhmUrolog. Schneiden 2: 2,6 bei 320W an 800 Ohm(Kontaktkoagulation 1a: 1,8 bei 250W an 200 Ohm)Kontaktkoagulation 1b: 3,0 bei 250W an 200 OhmKontaktkoagulation 2: 5,4 bei 150W an 500 OhmSpraykoagulation: 5,5 bei 120W an 1000 OhmBip. Schneiden 1: 1,8 bei 80W an 500 OhmBip. Schneiden 2: 2,1 bei 80W an 500 OhmBip. Koagulation: 1,8 bei 80W an 100 Ohm


V 2.0 4

Ausgangsspannungen: Monop. Schneiden 1: max. 2700VSS im LeerlaufMonop. Schneiden 2a: max. 3500VSS im Leerlauf(Monop. Schneiden 2b: max. 4300VSS im Leerlauf)Urolog. Schneiden 1: max. 2700VSS im LeerlaufUrolog. Schneiden 2: max. 4800VSS im Leerlauf(Kontaktkoagulation 1a: max. 1300VSS im Leerlauf)Kontaktkoagulation 1b: max. 2600VSS im LeerlaufKontaktkoagulation 2: max. 4300VSS im LeerlaufSpraykoagulation: max. 6000VSS im LeerlaufBip. Schneiden 1: max. 900VSS im LeerlaufBip. Schneiden 2: max. 1200VSS im LeerlaufBip. Koagulation: max. 400VSS im Leerlauf

Stromarten in Klammern sind Alternativen, siehe Abs. 4.3Nennfrequenz: 500kHz

Modulationsfrequenzen: 30kHz bei Schneiden 2, Schneiden Uro 2 und Kontaktkoagulation 165kHz bei Kontaktkoagulation 250kHz bei Spraykoagulation30kHz bei bipolarem Schneiden 2

Funkentstrung: Grenzwerte gem EN 55011 mit den Einschrnkungen gemIEC 601-2-2

Funkstrfestigkeit: Gem IEC 801Gerteschutzklasse: IKlassifizierung nach MPG: II bSchaltungsart: CF defibrillationsfest, monopolar und bipolarBetriebsart: Intermittierend INT 10s/30s entspr. 25% EDAbmessungen: Breite: 405mm

Hhe: 135mmTiefe: 380mm

Gewicht: 14,2kg

konform mit 93/42/EWG


V 2.0 5

1.3 Eigenschaften und Bedienung

Das Bedienfeld des ME 411 wurde so gestaltet, dass die Verwandtschaft zu den Vorgngermo-dellen deutlich sichtbar bleibt, das Design wurde aber bezglich bersichtlichkeit und Selbsterkl-rung der Funktionen verbessert. Zusammenhngende Funktionen sind in in sich geschlosseneBlcke gegliedert, einige bei den Vorgngermodellen getrennte Funktionen wurden zusammen-gefasst.Das ME 411 verfgt ber zwei monopolare und zwei bipolare Betriebsarten, wobei jeweils einemonopolare und eine bipolare Betriebsart gleichzeitig aktiviert werden knnen. Fr jede Betriebs-art ist eine eigene Leistungseinstellung vorgesehen.Die Leistungseinstellung erfolgt mittels Drehknpfen, wobei die eingestellte Leistung jedoch nichtlinear mit dem Drehwinkel zunimmt, sondern nherungsweise exponentiell ansteigt. Dadurch wirderreicht, dass eine Verstellung des Knopfes um eine Teilung nicht eine Verstellung um 30 Wattbewirkt, sondern eine Verstellung um 10% des gerade eingestellten Wertes (progressive Stell-kennlinie). Dies ist eine ergonomisch sinnvollere Art der Stellkennlinie. Da hierbei die Leistungauch im unteren Bereich fein eingestellt werden kann, wurde hier auf die von den Vorgngermo-dellen her bekannte MICRO-Funktion verzichtet.Die eingestellte Leistung wird mit einem grnen LED-Display fr jede Betriebsart als prospektiveelektrische Ausgangsleistung angezeigt. Ausgehend von minimal 8 Watt bei den monopolarenSchneidestromarten, 5 Watt bei der Spraykoagulation, 8 Watt bei den monopolaren Kontaktkoa-gulationen und 4 Watt bei den bipolaren Betriebsarten nimmt die Leistung erst in Schritten von1 Watt zu, die mit zunehmendem Drehwinkel immer grer werden. Insgesamt ist der scheinbarstufenlose Drehwinkelbereich in 64 feste Schritte quantisiert.Die Auswahl der zu einer Betriebsart gehrenden Stromart erfolgt durch sich gegenseitig entrie-gelnde Leuchttasten. Die Auswahl eines Stromes wird durch Aufleuchten der bettigten Tastequittiert. Das ME 411 verfgt ber fnf monopolare Schneidestromarten, ber vier monopolareKoagulationsstromarten, ber zwei bipolare Schneidestromarten und ber einen bipolarenKoagulationsstrom. Die erste monopolare Schneidestromart "monopolares Schneiden 1" ist zumglatten, d.h. mglichst wenig verschorfenden Schneiden vorgesehen und wird ber die erste Tasteausgewhlt. Die zweite oder dritte Stromart "monopolares Schneiden 2" zum verschorfenden, d.h.gleichzeitig blutungsstillenden Schneiden wird mit der zweiten Taste ausgewhlt, mit eineminternen Umschalter lsst sich dabei zwischen zwei verschiedenen Verschorfungsgraden Schnei-den 2a und Schneiden 2b auswhlen. Im Auslieferungszustand ab Werk ist der Strom "monopola-res Schneiden 2a" eingestellt, durch Umschalten des DIL-Schalters S2 auf der Controllerkarte(siehe Abs. 4.3) lsst sich auf "monopolares Schneiden 2b" umschalten. Die ersten beiden Tastensind mit den standardisierten Logos fr glattes und verschorfendes Schneiden bezeichnet.Die vierte monopolare Schneidestromart Urologisches Schneiden 1 ist zum glatten, die fnfteUrologisches Schneiden 2 zum verschorfenden Schneiden unter Flssigkeit (TransurethraleResektion) gedacht. Sie sind mit modifizierten Logos, die den ersten beiden analog sind, bezeich-net.Erster und vierter sowie dritter und fnfter Strom unterscheiden sich weder in der elektrischenHochfrequenzleistung noch im zeitlichen Verlauf, sondern nur in ihren Eigenschaften, die sie durchdie im ME 411 implementierte Kennfeldsteuerung der HF-Leistung erhalten. Der Leistungseinstell-bereich erstreckt sich von 8 Watt bis 320 Watt fr alle fnf Schneidstromarten.Die "Kontaktkoagulation 1" wird durch entsprechende Bettigung der linken Taste im Feld derBetriebsart monopolare Koagulation ausgewhlt. Der Leistungseinstellbereich erstreckt sich von8 W bis 250 W. Mittels DIL-Schalter S1 auf der Controllerkarte (siehe Abs. 4.3) lsst sich zwi-schen einem Koagulationsstrom mit niedrigem Crestfaktor (bessere Koagulation zur Gewebede-naturierung) "Kontaktkoagulation 1a" und einem Strom mit hohem Crestfaktor (bessere Hmosta-se) "Kontaktkoagulation 1b" auswhlen. Ab Werk ist die Einstellung "Kontaktkoagulation 1b"voreingestellt.


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Die "Spraykoagulation" wird durch Drcken der rechten Taste mit dem fr diese Stromart standar-disierten Logo ausgewhlt. Durch ein anderes Verfahren der HF-Stromerzeugung ist die HF-Ausgangsspannung in dieser Stromart besonders hoch, wodurch eine strker auf die Gewebe-oberflche beschrnkte Koagulation erfolgt, die sich deutlicher von der mehr in die Tiefe gehen-den Kontaktkoagulation unterscheidet. Der Leistungseinstellbereich erstreckt sich hier von 5 W bis120 W. Bei Betrieb des ME 411 mit einem MABS Argon-Beamer-System ber die serielle Schnitt-stelle wird bei Aktivierung von Argon-Koagulation automatisch auf Spraykoagulation umgeschaltet.Nach Ende der Aktivierung wird wieder der ursprngliche Koagulationsstrom eingestellt.Mit der mittleren Taste wird die "Kontaktkoagulation 2" ausgewhlt. Dieser Koagulationsstrom liegtin seinen Eigenschaften zwischen denen der Kontaktkoagulation 1 und der Spraykoagulation.Diese Funktion ist gegenber Gerten der frheren Generationen neu. Der Leistungseinstellbe-reich erstreckt sich von 6 W bis 150 W.Das bipolare Schneiden ist ebenfalls eine neu entstandene Betriebsart, die Schneiden mit lokalbegrenztem Strom speziell im Bereich der endoskopischen Chirurgie in zwei Stromarten, "Bipola-res Schneiden 1" fr glatten Schnitt und "Bipolares Schneiden 2" fr verschorfenden Schnittermglicht. Der Leistungseinstellbereich erstreckt sich von 4 W bis 80W.Fr "bipolare Koagulation" wird keine Stromart ausgewhlt, da es nur eine gibt. Die Leuchttaste indiesem Feld dient zur Aktivierung und Abschaltung der bipolaren Koagulationsautomatik mittelswiederholter Bettigung (Druckfolgesteuerung). Durch Umlegen eines Schalters im Gerteinneren(siehe 4.3) kann ausgewhlt werden, ob der HF-Strom bei automatischer bipolarer Koagulationnur automatisch abgeschaltet wird oder auch automatisch eingeschaltet werden kann. Bei derGerteversion 0101 ist dieser Schalter ab Werk so eingestellt, dass nur automatisch abgeschaltetwird. Ab Version 0202 ist mit der Werksgrundeinstellung auch automatisches Einschalten mglich.Der Leistungseinstellbereich fr die bipolare Koagulation erstreckt sich von 4 W bis 80 W.Die Aktivierung einer Betriebsart wird durch eine Leuchte in dem Bedienfeldblock sowie durch einakustisches Signal angezeigt. Nach 15 Sekunden nimmt die Lautstrke dieses Signals zu. Durchden DIL-Schalter S6 auf der Controllerkarte kann diese Zeitfunktion abgeschaltet werden (sieheAbs. 4.3). Im Auslieferungszustand ist die Funktion eingeschaltet. Wird das ME 411 in Verbindungmit einem MABS Argon-Beamer-System ber die serielle Schnittstelle betrieben, dann ist dieLautstrkeanhebung bei Aktivierung des Beamer-Systems unterdrckt.Die monopolaren Anschlsse fr Handgriffe und Neutralelektrode sind zwecks verbesserterBerhrsicherheit weiter in die Gerteoberflche versenkt.Das ME 411 verfgt ber ein verbessertes berwachungssystem der Neutralelektrode, mit demsowohl einteilige Neutralelektroden auf Anschluss und Kabeldefekt als auch zweiteilige Neutral-elektroden zustzlich auf korrekte Applikation berwacht werden knnen. Die berwachung derkorrekten Applikation erfolgt adaptiv, d.h. das Gert stellt sich automatisch auf die individuellenUnterschiede der Elektroden verschiedener Hersteller sowie der Patienten ein. Die Erscheinung,dass in einem Fall der Alarm nicht oder erst nach langer Einlaufzeit zum Verschwinden zu bringenist, in einem anderen Fall jedoch der Alarm trotz halb von der Haut getrennter Elektrode noch nichtwieder kommt, tritt nicht mehr auf. Das Gert erkennt auch eine auf sich selbst gefaltete oder aufMetall geklebte geteilte Einmal-Neutralelektrode als fehlerhaft (Impedanzalarm).Im Alarmfall der nicht angeschlossenen oder unzureichend applizierten Neutralelektrode blinkt dierote Leuchte ber der Neutralelektrodenanschlussbuchse mit halber Helligkeit. Wird dabeiversucht, eine monopolare Betriebsart zu aktivieren, blinkt die Leuchte mit voller Helligkeit und esertnt ein akustisches Wechselsignal. Durch Bettigung des DIL-Schalters S7 auf der Controller-karte (siehe Abs. 4.3) erscheint der akustische Alarm nicht erst bei Aktivierungsversuch, sondernsofort. Diese Funktion ist bei Auslieferung ab Werk abgeschaltet.Bei Impedanzalarm blinkt die rote Leuchte mit voller Helligkeit und halber Frequenz, so dassdieser Alarmzustand vom anderen unterschieden werden kann, was fr die richtige Abhilfema-nahme wichtig ist. Im Alarmzustand ist die monopolare HF-Aktivierung blockiert, die bipolare HF-Aktivierung bleibt davon unbeeinflusst.


V 2.0 7

Die Option des Anschlusses einer einteiligen Neutralelektrode kann mittels DIL-Schalter S5 aufder Controllerkarte abgeschaltet werden. Bei Anschluss einer einteiligen Elektrode erfolgt dannImpedanzalarm. Diese Eigenschaft kann dazu benutzt werden, um dort, wo ausschlielich geteilteElektroden eingesetzt werden, auf korrekten kurzschlussfreien Anschluss des Kabelclips an dieElektrode zu berwachen. Im Auslieferungszustand ist das Gert auf Anschlussmglichkeiteinteiliger Elektroden eingestellt.Das ME 411 verfgt ber zwei gleichartige monopolare Aktivelektrodenanschlsse, an diewahlweise ein Handstck mit MARTIN-Koaxstecker oder mit dem vom US-Markt her bekanntenDrei-Pin-Stecker angeschlossen werden knnen. Beide Ausgnge sind ber Fingerschalteraktivierbar, der rechte Ausgang kann zustzlich ber Fuschalter aktiviert werden. Die Aktivie-rungsfunktionen sind so gegeneinander verriegelt, dass bei gleichzeitiger Bettigung beiderFingerschalter oder beider Fuschalter oder eines Fingerschalters und eines dem selben Ausgangzugeordneten Fuschalters keine der beiden Funktionen aktiviert wird. Mit dem DIL-Schalter S4auf der Controllerkarte kann eingestellt werden, ob bei dem Versuch, beide Ausgnge gleichzeitigzu aktivieren, entweder nur derjenige aktiviert wird, der dieses zuerst versucht hat (parittischeSteuerung) oder ob der rechte Ausgang bevorrechtigt ist (hierarchische Steuerung). Letzterer istder Auslieferungszustand des Gertes.Auf seiner Rckseite hat das ME 411 ab Version 0303 einen Anschluss fr eine Steuersignalver-bindung zu einem MARTIN Argon-Beamer-System (MABS). Diese Verbindung ist eine berOptokoppler getrennte serielle Schnittstelle, die aber trotz gleichem Buchsenformat nicht mit demV24/RS232-Standard kompatibel ist. Wird das ME 411 mit einem MABS-System verbunden, dannerkennen sich beide Gerte gegenseitig und es werden automatisch bestimmte Konfigurationenaktiviert. So kann vom MABS-System aus festgelegt werden, an welchen der beiden monopolarenAusgnge ein MABS-Handgriff angeschlossen werden soll. Bei Aktivierung von Argon-Koagulationwird automatisch auf die dafr notwendige Stromart Spraykoagulation umgeschaltet. Die Anhe-bung der Lautstrke nach 15 Sekunden wird bei Aktivierung des MABS-Systems unterdrckt. Aufdem Bildschirm des MABS erscheint ein Symbol, das die Verbindung zum ME 411 anzeigt. Dasserielle Kabel bertrgt auch die Aktivierungssignale vom MABS-Handgriff oder vom Fuschalter,so dass bei Bettigung eines Aktivierungselementes MABS-System und ME 411 gleichzeitigaktiviert werden.Der Anschluss fr den monopolaren Fuschalter befindet sich wie bei den frheren Modellen aufder Frontseite neben dem monopolaren Ausgang 1, den er aktivieren kann.Fr den Anschluss bipolaren Zubehrs wurde eine neue Buchse geschaffen, die den Anschlussdes bisher existierenden Zubehrs fr bipolare Koagulation mit dem bisherigen Anschlussstecker(Abwrtskompatibilitt) sowie den der zuknftigen Instrumente mit der Mglichkeit des bipolarenSchneidens ermglicht. Auerdem ermglicht diese Buchse den Anschluss von bipolaremZubehr mit Fingerschaltern zur Aktivierung der zwei bipolaren Betriebsarten.Das ME 411 ermglicht eine Erkennung des angeschlossenen Zubehrs. Damit bietet sich dieMglichkeit, dem Gert Attribute wie maximal zulssige HF-Leistung, empfohlene Aktivierungs-dauer, empfohlene Stromart usw. mitzuteilen, um eine optimale Abstimmung zwischen Generatorund angeschlossenem Instrument zu erzielen. Durch einen im Instrumentenstecker eingebautenWiderstand erkennt das Gert das Instrument und kann an Hand seiner EPROM-Tabelle dieindividuelle Anpassung an dieses Instrument vornehmen. Bei Vorstellung neuer Instrumente mussdann ggf. ein EPROM-Update in das ME 411 eingesetzt werden, um das Gert auf den neuenStand zu bringen.


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Durch Drcken der Taste fr bipolare Koagulationsautomatik erscheint in dem Display fr dieLeistungsanzeige fr bipolare Koagulation whrend des Tastendrucks eine Identifikationsnummer.Handelt es sich um ein Instrument, das eine Identifikation hat, die dem Gert bekannt ist, wird dieIdentifikationsnummer angezeigt. Hat das Instrument keine Identifikation, so erscheint die Anzeige"00". Bei einer Identifikation, die dem Gert nicht bekannt ist, erscheint die Anzeige "EE". Einsolches Instrument wird vom Gert wie eines ohne Identifikation behandelt.Das ME 411 verfgt ber einen Automatik-Modus fr die bipolare Koagulation, der ber die Tastemit dem Automatik-Logo in Druckfolgeschaltung aktiviert und abgeschaltet werden kann. BeiAktivierung leuchtet die Taste auf. Dann wird der Koagulationsstrom bei Gewebekontakt beiErreichen eines gewissen Koagulationsgrades automatisch abgeschaltet. Eingeschaltet werdenkann er entweder per Finger- oder Fuschalter oder auch automatisch, wenn der DIL-Schalter S8auf der Controllerkarte in Stellung "ein" steht (siehe Abs. 4.3). Das ME 411 beobachtet dabei denelektrischen Widerstand des Gewebes zwischen den Koagulationselektroden. Zu Beginn desKoagulationsprozesses nimmt dieser zunchst stndig ab und steigt im weiteren Verlauf wiederan. Sobald das Gert dieses registriert, schaltet es den Koagulationsstrom aus. Diese relativeWiderstandserkennung hat gegenber einer Erkennung auf einen festen Widerstandswert denVorteil, dass das Koagulationsergebnis weitgehend unabhngig von Elektrodengre undGewebeart ist.Whrend alle anderen Einstellungen beim Ausschalten des Gertes gespeichert sind und beimWiedereinschalten in der zuletzt eingestellten Form wiederkehren, ist die bipolare Koagulation-sautomatik nach dem Einschalten des Gertes immer abgeschaltet. Bei endoskopischer Chirurgieist zuflliger Gewebekontakt besonders beim Ein- und Ausfhren der Instrumente durch denTrokar nicht auszuschlieen und eine unbeabsichtigte Aktivierung des Automatik-Modus kannhierbei zu unerwnschter Stromaktivierung mit der Mglichkeit unkontrollierter Nekrosen fhren.Wenn automatische Aktivierung ausdrcklich erwnscht wird, dann muss sie vom Benutzer ineiner bewussten Handlung eingeschaltet werden.Die bipolare Fuschalterbuchse ist beim ME 411 so ausgefhrt, dass der bisher fr die bipolareKoagulation verwendete Fuschalter weiterhin anschliebar ist, aber nur wie bisher die Koagulati-on aktivieren kann. Fr das bipolare Schneiden ist ein neuer doppelter Fuschalter ntig.Der Netzanschluss mit abnehmbarem Kabel befindet sich zusammen mit den Netzsicherungenund einem Netztrennschalter auf der Gerterckseite. Der Trennschalter ist blicherweiseeingeschaltet, das Gert wird ber die Taste auf der Bedienfront ganz links eingeschaltet oder inden Standby-Modus gebracht. Dieser Modus ist ein echter Standby-Modus, in dem die Leistungs-aufnahme vom Netz weniger als 1 Watt betrgt.Die Netzspannung ist bereits ab Werk eingestellt, die Einstellung ist auf der Rckseite vermerkt.Eine nachtrgliche nderung ist im Inneren des Gertes durch einfaches Umlten von Drahtbr-cken mglich. Durch Umlten von Transformatoranschlssen sind auch die Sonderspannungen100V (Japan), 127V (Mexiko) und 240V (z. Z. noch Teile Grobritanniens) einstellbar.Auf der Rckseite befinden sich auerdem noch der Anschluss fr den Potentialausgleich und derSchallaustritt fr das akustische Aktivierungssignal sowie ein Serviceabgleichpunkt fr dieGrundlautstrke. Ab Version 0303 ist das ME 411 zustzlich mit einer seriellen Schnittstellenbuch-se ausgestattet, ber die ein Betrieb mit einem MARTIN Argon-Beamer-System ermglicht wird.Das Gehuse besteht aus Stahlblech und hat keinerlei Lftungsschlitze. Es steht auf vier Fen.Zur Fixierung auf einer Konsole hat das Gert im Boden Aufnahmen zum Aufrasten auf Kugelbol-zen.


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1.4 Konstruktiver Aufbau

Richtlinie fr die konstruktive Gestaltung des ME 411 war ein mglichst einfacher klarer Aufbau,um Fertigung und Service so einfach wie mglich zu gestalten.Das Gehuseunterteil dient als Chassis zur Aufnahme der Platinen, des Netztransformators undNetzanschlusses und des Frontteils mit den Bedienelementen und Anschlussbuchsen. DiePlatinen werden mit Ausnahme der Netzinterfacekarte ohne Schraubverbindung unten in Fh-rungsschienen und seitlich zwischen Fhrungsstiften gehalten. Von oben hlt ein kammartigerVerbindungssteg die Karten auf Abstand gegeneinander. Nur der Netztransformator hat wegenseiner groen Masse, die Netzinterfacekarte aus Sicherheitsgrnden eine Schraubbefestigung,die im Servicefall wie bisher gelst werden muss.Die Verkabelung wurde radikal vereinfacht, indem alle Steuerleitungen zu einem Buskabelzusammengefasst wurden, lediglich die Energieflusspfade und Erdleitungen sind als einzelnemeist einseitig fest angeschlagene Kabel ausgefhrt. Dieses ist in dem Verdrahtungsplandargestellt.Das Frontteil wird unten in Fhrungsnuten eingesetzt und oben nur mit zwei Schrauben befestigtund in seiner Lage fixiert. Auf dieses Frontteil sind die Anschlussbuchsen direkt oder mittelsAndruckplatten aufgeschraubt, die Frontplatine wird schraubenlos durch Schnappbefestigung infedernden Rastnasen gehalten. Der Gehusedeckel wird vorn in einer Nut im Frontteil und hintenmit vier Schrauben am Rand der Rckseite gehalten.Das Gert besteht aus folgenden Baugruppen, in die es sich zu Service- und Demonstationszwe-cken ohne Aufwand zerlegen lsst:

Gehuseunterteil mit Platinenhalterungen, Fen und Typenschild Gehuseoberteil Netzanschlusskombination mit Netzsicherung und Trennschalter Abstandshalter fr Platinen Griffmulde mit rckseitiger Abdeckung Anschlussbuchse fr Potentialausgleich mit Isolierung Baugruppe mit Lautsprecher und Einsteller fr Grundlautstrke Serielle Schnittstellenbuchse mit Isolierplatte Erdungskabel fr Schutzleiter, PA und Masse Buskabel Standby-Steuerkabel Netztransformator Netzinterfaceplatine Steuerungsplatine mit Hilfsversorgung und Tongenerator Bipolare Hochfrequenzgeneratorplatine Monopolare Hochfrequenzgeneratorplatine


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Frontteil, bestehend aus folgenden Unterbaugruppen: Kunststoff-Spritzteil mit Aufnahmen Zweiteilige Frontfolie Frontplatine mit Anzeigen, Tasten und Fuschalterinterface Vier Sollwertpotentiometer mit Drehknpfen Neutralelektrodenanschlussbuchse mit Isolierbecher Zwei monopolare Anschlusskombinationen Monopolare Fuschalterbuchse mit Andruckplatte Bipolare Anschlussbuchse Bipolare Fuschalterbuchse

1.5 Funktionsprinzip

1.5.1 Controllersteuerung

Das ME 411 enthlt zwei unabhngige HF-Generatoren fr monopolare und bipolare Betriebsart,die von einem Microcontrollersystem zentral gesteuert werden. Das Blockschaltbild verdeutlichtdieses. Diese zentrale Steuerung bedient auch das Frontteil und die Monitoring- und Steuerfunkti-onen auf der HF-Ausgangskarte. Die Steuerung fhrt folgende Funktionen aus:

Selbsttest der Programmspeicher und der Peripherie Selbstdiagnose mit codierter Fehlermeldung Einlesen der Einstellung der vier Sollwertpotentiometer Ausgabe der eingestellten Sollwerte an die LED-Displays Erzeugung der Sollwerte fr die HF-Generatoren Erzeugung der Vergleichssollwerte fr die Sicherheitsschaltung berwachung der Zwischenkreisparameter der Generatoren Einlesen der Fronttastenbettigung Dauerhafte Speicherung der Fronttasteneinstellung Einlesen der Finger- und Fuschalterbettigung Koordination der Steuersignale Aktivierung der HF-Generatoren Einstellung der Modulatoren Auswahl der Betriebsart des ambivalenten monopolaren Generators Aktivierung der HF-Ausgangsrelais Einstellung der Frequenz des akustischen Aktivierungssignals


V 2.0 11

Umstellen der Lautstrke des akustischen Aktivierungssignals Einschalten des Tongenerators bei NE-Alarm und Einschalttest Steuerung der Anzeigeleuchten fr Aktivierung und NE-Alarm Adaptive Neutralelektrodenberwachung Optionale automatische Ein- und Abschaltung der bipolaren Koagulation berwachung und Begrenzung der hochfrequenten Ableitstrme Bipolare Instrumentenerkennung

Die Steuerung arbeitet mit zwei Controllern, die miteinander kommunizieren und sich die Aufga-ben teilen. Dieses Konzept wurde in erster Linie deshalb gewhlt, weil sich so ein einfacheresleichter berschaubares Sicherheitskonzept verwirklichen lsst. Dabei ist der eine Controller(Master-Controller) dem anderen (Slave-Controller) bergeordnet.Jeder der beiden Controller kommuniziert mit seiner Peripherie ber eine eigene synchroneserielle Schnittstelle nach dem Inter IC Bus-Standard (I2C-Bus). Dieser Bus besteht aus einerLeitung fr den Synchrontakt (SCL) und einer fr die bidirektionale Datenbertragung (SDA). Andiese zwei Leitungen sind alle Interfacebausteine angeschlossen. Der den Takt erzeugendeBaustein, in diesem Fall ausschlielich der jeweilige Controller, heit Master und koordiniert denDatentransfer auf dem Bus. Der Datentransfer erfolgt in 8 bit langen Sequenzen (Bytes), er wirdvom Master eingeleitet, indem er auf den zwei Leitungen eine bestimmte Konstellation (START-Bedingung, S) erzeugt, gefolgt von einem Adressbyte, das einen bestimmten Baustein anspricht(Device Address) und ihm gleichzeitig mitteilt, ob er Daten senden oder empfangen soll. DerEmpfang eines vollstndigen Bytes wird vom Empfnger durch Erzeugen einer bestimmtenKonstellation auf den zwei Leitungen quittiert (Acknowledge-Bit, ACK). Durch Erzeugen einerweiteren Leitungskonstellation (STOP-Bedingung, P) wird der Datentransfer beendet.ber diese zwei Bussysteme erfolgt die gesamte Eingabe, Ausgabe und berwachung. Lediglichdie Sollwerte fr die HF-Generatoren sind ber eigene Leitungen gefhrt. Dadurch ist es mglich,die gesamte Verdrahtung der Steuerung mit einem einzigen Flachkabel, das als Buskabel alle zurSteuerungsperipherie gehrigen Platinen miteinander verbindet, auszufhren.

1.5.2 Prinzip der Kennfeldsteuerung

Prinzipiell ist ein HF-Chirurgiegert eine einstellbare HF-Spannungsquelle, die in Reihe mit einemAnpassungswiderstand geschaltet ist. Dieser Widerstand ist in der Regel ein Blindwiderstand inForm eines Kondensators. Dadurch bekommt die Charakteristik der Ausgangsleistung in Abhn-gigkeit vom Ausgangswiderstand, an den die Leistung abgegeben wird, die im Bild auf dernchsten Seite dargestellte Form. Es ist ein ausgeprgtes Leistungsmaximum im Bereich desnominalen Anpassungswiderstandes zu erkennen.Beim Schneiden der meisten Gewebearten arbeitet der Generator auf einen Abschlusswiderstandvon 1000 bis 1500 Ohm. Dieser hohe Widerstandswert ist eine Folge des beim Schneiden ausdem Gewebe austretenden Dampfes, der wie eine Isolierung zwischen Schneidelektrode undGewebe wirkt. Wrde der nominale Anpassungswiderstand des Generators in diesen Bereichgelegt werden, dann wrde es Probleme beim Gewebeanschnitt geben. Der Schneidevorgangwird eingeleitet durch die Berhrung des Gewebes mit der Elektrode. Durch diesen direktenbergang ist der Abschlusswiderstand sehr gering und liegt bei Werten um 100 bis 200 Ohm.Durch ausreichend hohe HF-Leistung muss nun fr die Dampfentwicklung und damit fr denbergang zu hohem Abschlusswiderstand gesorgt werden, aber aus der Leistungscharakteristik


V 2.0 12

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V 2.0 14

ist zu entnehmen, dass der Generator bei diesem Abschlusswiderstand nur einen Bruchteil seinernominellen Ausgangsleistung abgeben kann, d. h. extrem fehlangepasst wre. Der Schneidepro-zess kommt nicht in Gang. Deshalb whlt man eine nominelle Anpassung irgendwo zwischen denExtremen, meistens um 400 bis 500 Ohm.Ein mglicher Ausweg aus diesem Dilemma kann ein Generator mit geregelter konstanterAusgangsleistung sein. Ein solcher Generator hat ber einen weiten Bereich des Abschlusswider-standes eine konstante Ausgangsleistung, einen nominellen Abschlusswiderstand gibt es nicht.Ein solcher Generator zeigt tatschlich ein besseres Anschnittverhalten, jedoch ist die Funkenbil-dung beim Abschnitt in vielen Fllen inakzeptabel.Beim ME 411 wurde deshalb eine kombinierte Spannungs-Leistungs-Steuerung eingesetzt, beider die Ausgangsleistung fr mittlere Abschlusswiderstnde konstant gehalten wird, bei kleinenund groen Abschlusswiderstnden der spannungsgesteuerten Charakteristik folgt. Ein solcherGenerator arbeitet mit zwei Reglern, denen zwei Sollwerte zugewiesen werden mssen. Dabei istes vorteilhaft, das Verhltnis dieser zwei Sollwerte nicht ber den gesamten Leistungseinstellbe-reich fest beizubehalten, sondern eine Abstimmung in Abhngigkeit der eingestellten Leistungvorzunehmen. Dadurch erhlt man aber fr jede Leistungseinstellung eine geometrisch andereCharakteristik, so dass zur Beschreibung der Ausgangscharakteristik des ME 411 ein dreidimen-sionales Kennfeld ntig wird, wie es schematisch im Bild auf der vorherigen Seite dargestellt ist.

1.5.3 Prinzip der Sollwerterzeugung

Das Prinzip ist schematisch im Bild auf der nchsten Seite dargestellt. Die Einstellung derAusgangsleistung erfolgt beim ME 411 mittels Drehpotentiometer, dessen Signal nach A/D-Wandlung mit 8 bit Auflsung ber den I2C-Bus der Steuerung zugefhrt wird. Hier bildet derdigitale Signalwert einen Zeiger auf eine einspaltige Tabelle (Indextabelle) von 256 Zeilen, derenInhalt ihrerseits einen Zeiger auf einen Satz von vierspaltigen Tabellen von 64 Zeilen bildet(indirekte Indizierung). Welche Tabelle dieses Satzes ausgewhlt wird, hngt von der ausgewhl-ten Stromart ab. In den Tabellen stehen folgende Werte:

USOLL: Enthlt die Zahlenwerte, aus denen der Master-Controller den SpannungssollwertUSM bzw. USB fr den jeweiligen HF-Generator zur Spannungsbegrenzung bildet.

ISOLL: Enthlt die Zahlenwerte, aus denen der Master-Controller den Stromsollwert ISM bzw.ISB fr den jeweiligen HF-Generator zur Leistungsbegrenzung bildet.

DISPLAY: Enthlt die Zahlenwerte, die als eingestellte Leistung in den zu dem jeweiligenPotentiometer gehrigen LED-Display vom Slave-Controller zur Anzeige gebracht werden.

COMPARE: Enthlt die Zahlenwerte, die der Slave-Controller der berwachungsschaltung derHF-Generatoren als Vergleichssollwert MCP bzw. BCP fr den Sollwert-Istwert-Vergleich zu-weist.

Dieses Verfahren ermglicht eine sehr flexible auf die jeweilige Stromart zugeschnittene Sollwert-erzeugung. Zu diesen Tabellen gehren noch folgende Einzelparameter:

Modulationsgrad (Crestfaktor) der ausgewhlten Stromart Grenzwert fr den Einsatz der aktiven HF-Ableitstrombegrenzung


V 2.0 15


V 2.0 16

Die Sollwerte werden den HF-Generatoren nicht als Analogwerte, sondern als pulsbreitenmodu-lierte Rechtecksignale USM und ISM bzw. USB und ISB bertragen. Die Pulsbreitenmodulationerfolgt mittels der im Compare-Mode betriebenen Timer des Master-Controllers. Dieses Systemhat ein Auflsungs-Pulsfrequenz-Produkt von 1 MHz. Gewhlt wurde eine Auflsung in 1000Inkremente bei 1 kHz Pulsfrequenz. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Strfestigkeit desbertragungsweges. Weil ein pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal problemlos ber einenOptokoppler gefhrt werden kann, erreicht man eine gute Rckwirkungsfestigkeit fr das Mikro-controllersystem und damit eine geringe Strungseinkopplung.

1.5.4 Prinzip der HF-Erzeugung

Das ME 411 enthlt zwei getrennte HF-Erzeuger fr monopolare Anwendung und bipolareAnwendung, die von der Grundschaltung her identisch sind. Der monopolare Generator ist fr eineHF-Ausgangsleistung von 320 Watt, der bipolare fr eine HF-Ausgangsleistung von 80 Wattausgelegt. Der eigentliche HF-Erzeuger ist in beiden Fllen ein harmonischer Leistungsoszillator(Freischwinger). Beim monopolaren Generator wird diese Schaltung fr Kontaktkoagulation 2 undSpraykoagulation in einen Sperrwandler umgeschaltet.Die Einstellung der HF-Leistung erfolgt in einem dem Oszillator vorgeschalteten Gleichstromstel-ler, der von zwei parallel geschalteten Reglern gesteuert wird. Der eine Regler steuert wie beieinem Schaltnetzteil die Ausgangsspannung, der andere steuert die Ausgangsleistung, indem erden Strom regelt, der in den Leistungssteller hinein fliet. Speist man den Leistungssteller auseiner konstanten Spannung und setzt einen halbwegs konstanten Wirkungsgrad der Reihen-schaltung von Oszillator und Leistungssteller voraus, dann muss bei konstant geregelter Gleich-strom-Eingangsleistung die HF-Ausgangsleistung ebenfalls konstant geregelt sein.Die zwei Regler sind so miteinander verschaltet, dass jeder von ihnen unbeeinflusst vom anderendie Stellgre zurcknehmen kann, sie jedoch nicht gegen die Wirkrichtung des anderen erhhenkann. Der Regelkreis kann immer nur fr einen Regler geschlossen sein. Bei sehr hohen und sehrniedrigen Abschlusswiderstnden ist der Spannungsregler im Eingriff, im Bereich dazwischen derLeistungsregler. Die bergnge finden an den Knickpunkten der Charakteristik statt.

1.5.5 Sicherheitsfunktionen

Da ein Hochfrequenzchirurgiegert an einen damit behandelten Patienten Energie abgibt, bestehtgrundstzlich die Mglichkeit einer Gefhrdung des Patienten, wenn diese Energieabgabeunkontrolliert erfolgt. Deshalb ist es ntig, durch entsprechende konstruktive Manahmen diesesRisiko, soweit es von der Gerteseite her mglich ist, auf ein akzeptables Mindestma zu reduzie-ren.

Von der Gerteseite her sollten folgende Fehlersituationen erkannt und beherrscht werden:

Unbeabsichtigte Aktivierung der HF-Energieabgabe Hhere Energieabgabe als die eingestellte Dosis

Im ME 411 sind eine Reihe konstruktiver Manahmen getroffen worden, die diesen zwei AspektenRechnung tragen sollen.


V 2.0 17

1.5.6 Prinzip der Ableitstromkompensation

Die Anschlsse fr Aktivelektrode und Neutralelektrode eines HF-Chirurgiegertes der Schal-tungsart CF werden als von Erdpotential isoliert betrachtet. Tatschlich gibt es aber durch dieimmer vorhandenen parasitren Kapazitten zwischen den inneren Zuleitungen im Gert sowieden Anschlusskabeln und Erde eine schwache elektrische Verbindung, ber die Strom flieenkann. Diese Strme werden Ableitstrme genannt. Schliet man zwischen einen der offenenAnschlsse und Erde ein Amperemeter an, dann lassen sich diese Strme messen.Whrend die durch Netzspannung erzeugten Ableitstrme im Mikroamperebereich liegen, knnendie durch die Hochfrequenzspannung erzeugten Ableitstrme Werte ber 100mA erreichen.Deshalb gelten fr die Ableitstme, die sich von den Elektrodenanschlssen nach Erde messenlassen, Grenzwerte, die nicht berschritten werden drfen.Um diese Grenzwerte einzuhalten wird der HF-Ableitstrom beim ME 411 berwacht. Bei Erreichendes maximal zulssigen Wertes wird die Ausgangsspannung des Generators soweit verringert, bisder Ableitstrom wieder im zulssigen Bereich ist.Bei chirurgischem Einsatz hat die Aktivelektrode keinen Kontakt zu Erde, so dass sich keinnennenswerter Ableitstrom ber diesen Ausgang des Gertes ausbilden kann. Die Neutralelektro-de ist direkt mit dem Patienten verbunden, dieser ist aber blicherweise durch eine isolierendeTuchauflage vom geerdeten Operationstisch isoliert. Lediglich ber die Kapazitt zwischen Patientund Tisch fliet ein Strom. Kommt es zu einer Durchfeuchtung dieser Tuchauflage, was beieinigen Eingriffen insbesondere in der Urologie nicht ungewhnlich ist, dann kann sich ungehin-dert ein Ableitstrom ausbilden, der die Ableitstrombegrenzung zum Ansprechen bringt. Die damitverbundene Reduzierung der Ausgangsspannung kann sich negativ auf die chirurgischenEigenschaften des Gertes besonders in der Urologie, wo mit relativ groen HF-Leistungengearbeitet wird, auswirken.Beim ME 411 wird auf der Neutralelektrodenseite ein zustzlicher HF-Ableitstrom erzeugt, derdem parasitren Strom entgegengerichtet ist und ihn damit zum grten Teil auslscht. Dadurchspricht die Ableitstrombegrenzung nicht mehr an, wenn der Patient Erdkontakt bekommt, da derdann flieende resultierende Ableitstrom immer kleiner als der maximal zulssige Grenzwertbleibt. Dieser Kompensationsstrom wird in dem HF-Ausgangstransformator des monopolaren HF-Generators erzeugt und ber ein dort angeschlossenes Erdungskabel nach Erde gefhrt.Auf Grund physikalischer Gegebenheiten fhrt die Verringerung der von der NE messbarenAbleitstrme zu einem Anstieg der von der Aktivelektrodenseite messbaren Ableitstrme. Imchirurgischen Einsatz ist dieses kein Problem, da sich aktivelektrodenseitige Ableitstme nur sehrschwach ausbilden knnen. Bei direktem Erdkontakt kann die Tatsache, dass die Ableitstrombe-grenzung bereits bei kleiner Leistungseinstellung anspricht, irritieren. Fr den klinischen Einsatz istdieses aber belanglos.Nebenbei fhrt die Verringerung der neutralelektrodenseitigen Ableitstrme zu einer Verringerungder vom HF-Chirurgiegert ausgehenden Strungen auf Patientenmonitoring und Videosysteme.


V 2.0 18

1.6 Schaltungsbeschreibung

Die grundstzliche Funktionsweise und Verschaltung des ME 411 ist aus dem Blockschaltplan imBild auf der nchsten Seite und dem Verdrahtungsplan im Bild auf der bernchsten Seiteersichtlich.

1.6.1 Signalbus

Die Steuerleitungen sind zusammen ber ein Buskabel mit 26 Leitungen gefhrt, das alle Platinenmit Ausnahme der Standbykarte ber Pfostensteckverbinder miteinander verbindet. Dort, wo eineLeitung des Buskabels Verbindung zu der Schaltung auf der Platine hat, ist ein schwarzer Kreisdargestellt.Die Signale auf dem Buskabel haben folgende Funktionen:

GND (Pins 1, 7, 10 und 16): Signalmasse und Minuspol der Hilfsbetriebsspannungen. E (Pin 24): Masse fr Ableitstrme. Wird als Busleitung nicht benutzt. +IIC (Pins 9 und 12): 5V-Versorgung der Interfacebausteine des Inter-IC-Busses, wird auf der

Microcontrollerkarte erzeugt. +5D (Pin 8): 5V-Versorgung der LED-Displays zur Sollwertanzeige auf der Frontkarte. Ist auf

der Microcontrollerkarte mit +IIC verbunden und wegen des hohen Strombedarfs der Anzeigezur Entkopplung getrennt von +IIC gefhrt.

+15M (Pin 15): 15V-Versorgung der monopolaren HF-Erzeugerplatine, wird auf der Micro-controllerkarte zusammen mit +15B und +15H erzeugt und zur Entkopplung getrennt gefhrt.

+15B (Pin 19): 15V-Versorgung der bipolaren HF-Erzeugerplatine, wird auf der Microcontroller-karte zusammen mit +15M und +15H erzeugt und zur Entkopplung getrennt gefhrt.

+15H (Pin 11): 15V-Versorgung der HF-Ausgangsplatine und der Frontkarte, wird auf derMicrocontrollerkarte zusammen mit +15M und +15B erzeugt und zur Entkopplung getrenntgefhrt.

SDA1 (Pin 2): Serielle Datenleitung des I2C-Bus 1 des Master-Controllers in der Steuerung. SCL1 (Pin 3): Synchrone Taktleitung des I2C-Bus 1 des Master-Controllers in der Steuerung. INT1 (Pin 4): Interrupt-Requestleitung des I2C-Bus 1. Von der Anwendungsmglichkeit dieses

Signals wird beim ME 411 kein Gebrauch gemacht, die zu diesem Signalpfad gehrendenBauteile sind auf den Platinen nicht bestckt.

SDA2 (Pin 5): Serielle Datenleitung des I2C-Bus 2 des Slave-Controllers in der Steuerung. SCL2 (Pin 6): Synchrone Taktleitung des I2C-Bus 2 des Slave-Controllers in der Steuerung USM (Pin 13): Pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal des Timer 1 des Master-Controllers zur

Erzeugung des monopolaren Spannungssollwertes. ISM (Pin 14): Pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal des Timer 2 des Master-Controllers zur

Erzeugung des monopolaren Stromsollwertes zur HF-Leistungsregelung USB (Pin 17): Pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal des Timer 3 des Master-Controllers zur

Erzeugung des bipolaren Spannungssollwertes. ISB (Pin 18): Pulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal des Timer 4 des Master-Controllers zur

Erzeugung des bipolaren Stromsollwertes zur HF-Leistungsregelung


V 2.0 19

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V 2.0 21

R1 (Pin 20): Ausgangssignal der monopolaren Fehlerberwachungsschaltung. Liefert dieHilfsenergie zum Erregen der Relais im monopolaren Ausgangskreis. Ist im Normalfall einRechtecksignal und im Fehlerfall eine konstante Spannung von 0V oder 15V.

R2 (Pin 21): Ausgangssignal der bipolaren Fehlerberwachungsschaltung. Liefert die Hilfs-energie zum Erregen der Relais im bipolaren Ausgangskreis. Ist im Normalfall ein Rechtecksig-nal und im Fehlerfall eine konstante Spannung von 0V oder 15V.

HM (Pin 23): Wird im monopolaren HF-Generator erzeugt und zeigt das Vorhandenseinmonopolarer HF-Ausgangsspannung an. Aktiviert direkt den Tongenerator auf der Steuerungs-karte.

HB (Pin 22): Wird im bipolaren HF-Generator erzeugt und zeigt das Vorhandensein bipolarerHF-Ausgangsspannung an. Aktiviert direkt den Tongenerator auf der Steuerungskarte.

SBY1, SBY2 (Pins 25 und 26): Stromschleife der Standbyschaltung zur STANDBY-Taste aufder Vorderseite. Wird von der Frontkarte ber die bipolare HF-Erzeugerkarte gefhrt und vondort aus mit einem zweiadrigen Steuerkabel zur Standbykarte weitergeleitet.

1.6.2 Frontkarte

Die Frontkarte trgt die Anzeigeelemente und Bedientasten und bildet die Schnittstelle fr dieseElemente sowie fr die Fuschalter zur Steuerung. Sie enthlt folgende Baugruppen:

Anzeigegruppe fr monopolares Schneiden Anzeigegruppe fr monopolare Koagulation Anzeigegruppe fr bipolare Betriebsarten Tasten und Fuschalter fr monopolare Betriebsarten Tasten und Fuschalter fr bipolare Betriebsarten Standby-Taste

Die monopolaren Anzeigegruppen bestehen aus drei grnen LED-Siebensegmentanzeigen, dievon jeweils einem Segmenttreiber mit I2C-Interface Z8, Z9 in einer zwei mal zwei-Matrix imMultiplexbetrieb angesteuert werden. ber die Segmentausgnge, die sonst die hier nichtbenutzten Dezimalpunkte ansteuern, werden auerhalb des Multiplexers beim Schneiden dieAnzeigeleuchten fr Schneidestromaktivierung und NE-Alarm, beim Koagulieren die Anzeige-leuchte fr Koagulationsstromaktivierung angesteuert, wobei durch entsprechende Registerpro-grammierung die Helligkeit zwischen Null, halber Strke und voller Strke eingestellt werden kann.Bei der NE-Anzeigeleuchte wird von dieser Mglichkeit Gebrauch gemacht.Die bipolare Anzeigegruppe ist genauso aufgebaut. Die beiden zweistelligen LED-Displays werdenvon einem gemeinsamen Segmenttreiber Z10 angesteuert, der auch die Aktivierungsleuchtensteuert.


V 2.0 22

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7


V 2.0 23

Die im ME 411 verwendeten Tasten haben ein beleuchtbares Tastenfeld, dessen Aufleuchten dieeingestellte Betriebsart anzeigt. Abfrage einer Taste und Ansteuerung ihrer Tastenfeldbeleuchtungerfolgt ber eine Leitung ber die bidirektionalen I2C-Bus-Expander Z6, Z7. Um eine Tasteabfragen zu knnen, muss der damit verbundene Expander-Ein/Ausgang auf "high" gesetzt sein.Dann ist auch die dazugehrige Tastenfeldbeleuchtung dunkel. Durch Bettigung der Taste wirdder Ein/Ausgang auf "low" heruntergezogen, die Taste leuchtet auf. Durch stndige Abfrage desZustands der Expander-Ein/Ausgnge registriert die Steuerung diese Vernderung gegenberdem bisherigen Zustand und setzt nun von sich aus den Ein/Ausgang auf "low", so dass dieserZustand auch nach Loslassen der Taste erhalten bleibt, gleichzeitig setzt sie die anderen zurgleichen Betriebsart gehrenden Ein/Ausgnge zurck auf "high".Die in Druckfolgesteuerung betriebene Taste S10 fr An/Abschaltung der bipolaren Koagulation-sabschaltautomatik hat getrennte Leitungen fr Tastenabfrage und Tastenfeldbeleuchtung.Die Fuschaltersignale werden ebenfalls ber die I2C-Bus-Expander abgefragt.

1.6.3 Hochfrequenz-Ausgangskarte

Die Ausgangskarte lsst sich in drei Funktionsgruppen gliedern:

Monopolarer Ausgangskreis mit Peripherie Bipolarer Ausgangskreis mit Peripherie Schnittstelle zur Steuerung mit Sollwerteingabe

Der monopolare Ausgangskreis mit seiner Peripherie enthlt die folgenden Funktionsblcke:

Energieflusspfad mit Anpasskondensatoren und Relais Fingerschalterinterface fr Ausgang 1 Fingerschalterinterface fr Ausgang 2 Monopolare Hilfsversorgung Neutralelektrodenmonitor Ableitstrommonitor

Der Energiefluss wird durch die Hochspannungsrelais K3 und K4 einem der beiden AusgngeAE1 und AE2 zugefhrt. Mit den Relais K8 und K9 wird eine Anpassung des Generators ausge-whlt.Zur Aktivierung der Hochfrequenz mittels Fingerschalter am Handstck dienen zwei Interface-schaltungen, die die Steuersignale mittels spezieller Optokoppler ber die nach IEC 601 vorge-schriebene Isolationsbarriere von mindestens 32mm bertragen. Um zwei Steuersignale ber eineZweidrahtleitung bertragen zu knnen, wird im Handstck eine Encodierung nach Stromrichtungvorgenommen, die in der Interfaceschaltung durch zwei Signalpfade mit entgegengesetzterStromdurchlassrichtung wieder decodiert wird. Um Kompatibilitt mit den vom US-Markt herbekannten dreipoligen Anschlssen zu erhalten, muss fr diese Anschlsse die Encodierungmittels zweier Dioden nachtrglich im Gert vorgenommen werden.


V 2.0 24

X2.5

X2.6

X2.10

X2.1

X1.20

X1.24

X1.1

X1.7

X1.10

X1.16

X1.2

X1.3

X1.4

X1.5

X1.6

X1.9

X1.12

X1.21

X1.11

X3.5

X3.3

X3.2

X3.1

IIC1

IIC2 +I

IC

+15

V

ACD

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GND

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I

2

C-Bus-A/D-Wandler

I

2

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32

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ME

411

Blo

cksc

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ild HF

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A2


V 2.0 25

Zur Versorgung dieser Schaltungen dient ein kleiner Wandler, dessen Ausgangsspannung mittelsTransformator ber die Isolationsbarriere gebracht wird.Die berwachung der Neutralelektrode auf korrekten Anschluss geschieht durch berwachungder Impedanz zwischen den beiden Zuleitungen zur Elektrode. Dazu erzeugt ein kleiner harmoni-scher Oszillator mit hohem Innenwiderstand eine Wechselspannung, die mit einem bertrager andie beiden Elektrodenleitungen gelegt wird. Gleichzeitig wird diese Wechselspannung gleichge-richtet und der Steuerung zugefhrt. Je nach Nebenschluss durch die applizierte Elektrode wirddieser Oszillator mehr oder weniger bedmpft, was sich in der Hhe der gleichgerichtetenSpannung bemerkbar macht.Um die Grenzwerte nach IEC 601 fr die hochfrequenten Ableitstrme einhalten zu knnenverfgt das ME 411 ber eine aktive Ableitstrombegrenzung. Dazu wird der ber den Schutzleiteroder PA-Leiter zum Gert zurckflieende hochfrequente Fehlerstrom mit einem Stromwandlererfasst, dessen Ausgangssignal der Steuerung zugefhrt wird. Dazu darf das Gehuse nur mitdem Schutzleiter geerdet sein, ansonsten wird der Ableitstrommonitor berbrckt. Aus diesemGrund sind auch der PA-Anschluss und die Aufnahmen fr Konsolbefestigung im Boden isoliert.Soll das Gert mit seinem Gehuse durch Anschrauben o. . fest montiert werden, ist dasMARTIN Service Center oder der Fachhndler zu konsultieren.

Der bipolare Ausgangskreis mit seiner Peripherie enthlt folgende Funktionsblcke:

Energieflusspfad mit Anpasskondensatoren und Relais Fingerschalterinterface Bipolare Instrumentenerkennung Bipolare Hilfsversorgung Gewebeimpedanzmonitor

Der Energieflusspfad ist fr bipolare Koagulation und bipolares Schneiden wegen der sehrunterschiedlichen Anpassung geteilt. Bei Koagulation ist K5 geschlossen, die Koagulationsspan-nung liegt zwischen den Pins 1 und 2 des Ausgangssteckverbinders X7. Beim Schneiden sind K6und K7 geschlossen, die Schneidspannung liegt dann zwischen Pin 4 und den HF-mig mitein-ander verbundenen Pins 1 und 2.Die bipolare Fingerschaltersteuerung arbeitet genau wie die monopolare mit Stromrich-tungsencodierung. Die Schaltung ist identisch mit denen des Monopolarteils.Zur Identifikation eines an das Gert angeschlossenen bipolaren Instrumentes kann ein Wider-stand zwischen Pin 6 und Pin 7 von X7 geschaltet werden. Dieser Widerstand bestimmt dieFrequenz eines Multivibrators, dessen Ausgangssignal mit einem Optokoppler ber die Isolations-barriere gebracht wird. Durch Mittelwertbildung durch einen Tiefpass wird das Rechtecksignal ineine dem Identifikationswiderstand entsprechende Spannung umgewandelt, die der Steuerungzugefhrt wird.Zur Versorgung der Fingerschaltersteuerung und der Instrumentenerkennung dient ein kleinerWandler, dessen Ausgangsspannung mittels Transformator ber die Isolationsbarriere gebrachtwird.


V 2.0 26

Zur automatischen Beendigung des Koagulationsvorgangs wird die Gewebeimpedanz zwischenden bipolaren Elektroden erfasst und dieses Signal der Steuerung zugefhrt. Zur Impedanzerfas-sung wird die selbe Schaltung wie die zur NE-berwachung eingesetzt, nur dass ihr Ausgangs-signal von der Steuerung anders verarbeitet wird.

Die Schnittstelle zur Steuerung umfasst folgende Funktionsblcke: Steuerung der Relais in den Energieflusspfaden Abfrage der Fingerschaltersignale Abfrage der Analogwerte von NE-berwachung, Gewebeimpedanzberwachung, HF-

Fehlerstrommessung und Instrumentenerkennung Abfrage der Analogwerte der Sollwertpotentiometer

Die Ausgangsrelais werden ber einen I2C-Bus-Expander Z5 gesteuert.Die Fingerschaltersignale werden von einem I2C-Bus-Expander Z4 abgefragt.Die Analogwerte der Monitore werden von einem vierfachen 8bit-A/D-Wandler mit I2C-Bus-Interface Z3 digitalisiert und der Steuerung zugefhrt.Die Analogwerte der Sollwertpotentiometer werden aus Sicherheitsgrnden auf zwei getrenntenWegen bertragen. Einmal wandelt der Vierkanal-A/D-Wandler Z1 die Werte und bertrgt sieber den I2C-Bus 1 an den Master-Controller, parallel dazu wandelt und bertrgt Z2 die Werteber den I2C-Bus 2 an den Slave-Controller. Durch Widerstnde sind die Eingnge beiderWandler voneinander entkoppelt.Vor die Enden der Potentiometer sind kleine Widerstnde geschaltet, so dass die Wandlerwerte00H, 01H, 02H sowie FDH, FEH und FFH im normalen Betrieb nicht auftreten knnen. Wenn sieauftreten, dann liegt eine Unterbrechung einer Potentiometerleitung vor. Bei Bruch eines masse-seitigen Potentiometeranschlusses geht das Schleiferpotential auf die volle positive Spannung. BeiBruch des spannungsseitigen Endes geht das Potential auf Null. Bei Bruch der Schleiferleitungziehen Pulldown-Widerstnde das Potential auf Null. Somit wird die Steuerung in die Lageversetzt, einen Fehler im Potentiometerkreis zu erkennen.

1.6.4 Monopolarer Hochfrequenzerzeuger

Die monopolare HF-Erzeugerkarte ist eine vollstndige Einheit zur gesteuerten Erzeugung vonHF-Leistung aus Wechselstrom. Sie umfasst folgende Funktionsblcke:

Gleichrichtung und Vorstabilisierung Leistungssteller Pulsbreitendemodulatoren Leistungsoszillator, umschaltbar zum Sperrwandler Modulator Schnittstelle zur Steuerung fr Aktivierung und Einstellung Fehlerberwachung Ableitstromkompensation


V 2.0 27

Die Vorstabilisierung arbeitet mit einem Tiefsetzsteller, der von einem Regler auf eine konstanteAusgangsspannung von 44V geregelt wird.Der Leistungssteller ist vom Energieflusspfad und seiner Ansteuerung mit der Vorstabilisierungidentisch. Er wird von einem kombinierten Spannungs/Stromregler gesteuert. Der Spannungsreg-ler begrenzt die Ausgangsspannung des Leistungsstellers. Wenn er im Eingriff ist, dann leuchtetdie rote LED. Der Stromregler begrenzt den Strom, der in den Leistungssteller hineinfliet, unddamit seine Leistung. Wenn er im Eingriff ist, dann leuchtet die grne LED.Der Stromistwert wird hier mit einem Stromwandler erfasst.Die Sollwerte erhalten die Regler von den Demodulatoren Z11 und Z12, die die pulsbreitenmodu-lierten Rechtecksignale USM und ISM von der Steuerung in eine Analogspannung umwandeln.Der HF-Generator ist ein freischwingender Leistungsoszillator, der auf einen Schwingkreisarbeitet. ber das Rechtecksignal MOD lassen sich die Rckkopplungspfade periodisch schlieenund unterbrechen, so dass der Generator damit ein-und ausgetastet werden kann. Auf dieseWeise wird die Modulation der HF-Spannung fr verschorfendes Schneiden erreicht.Durch Aktivierung des Signals SK wird ein Relais bettigt, das den Generator vom Gegentakt-Oszillator in einen Sperrwandler umschaltet. Damit lassen sich die hohen Spannungen bei kleinermittlerer Leistung (hoher Crestfaktor) besser erreichen. Der Generator wird dann vom Modulatorgesteuert.Der Modulator ist ein Pulsbreitenmodulator, der ber einen I2C-Expander Z14 von der Steuerungin verschiedenen fest einstellbaren Modulationsgraden aktiviert werden kann. ber den Expanderwird der Generator ber das Signal T auch aktiviert. Zum Schutz gegen berhhte Ausgangsleis-tung werden einige der Parameter ber den vierkanaligen A/D-Wandler Z13 aktiv von der Steue-rung berwacht:

Vorstabilisierte Spannung UFM Referenzspannung UREF Stromistwertsignal IM1 Vergleichsstromistwertsignal IM2

Da die Fehlerkomparatorschaltung nur auf Strom berwacht, ist es mglich, dass durch einenAnstieg der vorstabilisierten Spannung auf Grund eines Gertefehlers die Ausgangsleistungansteigt. Daher muss diese Spannung gesondert berwacht werden.Ein Anstieg der Ausgangsleistung auf Grund eines Anstiegs der Referenzspannung UREF wrdevon der Fehlerschaltung nicht erkannt werden, weil sie diese Spannung selbst als Referenzbenutzt. Sie wird daher berwacht, und zwar indirekt, indem das Verhltnis zwischen UREF undder 15V-Hilfsversorgung berwacht wird. Sollte die gemessene 15V-Spannung pltzlich kleinerwerden, dann interpretiert die Steuerung dieses als Anstieg der Referenzspannung. Ein Ausfallder Stromistwerterfassung kann zu einem nicht erkennbaren Doppelfehler fhren. Deshalb wurdedie Stromistwerterfassung doppelt ausgefhrt. Die Messwerte beider Schaltungen werdenmiteinander verglichen.Die Ausgangsleistungsberwachung erfolgt mit einem Komparator durch Vergleich des Stromist-wertes mit einem Vergleichssollwert, der als Rechtecksignal vom A/D-D/A-Wandler Z13 geliefertwird. Dieses Rechtecksignal wechselt zwischen einer Spannung von nahezu Null und demAnalogwert des Vergleichssollwertes aus den ROM-Tabellen. Solange wie der Stromistwert kleinerals die Rechteckamplitude ist, entsteht am Ausgang des Komparators ein Rechtecksignal, das derTreiber verstrkt und aus dem der nachgeschaltete Gleichrichter eine Spannung zur Erregung desRelais K1 erzeugt. Dieses Signal bildet als Ausgangssignal R1 auch die Hilfsenergie zum Erregender Relais im monopolaren Ausgangskreis auf der Ausgangskarte.


V 2.0 28

IIC2

X4.1

X4.4

X1.9

X1.12

X1.14

X1.1

X1.7

X1.10

X1.16

X1.13

X1.19

X1.6

X1.5

X1.20

X1.23

AC1

+IIC

+IIC

+IIC

ISM

GND

GND

GND

GND

USM

+15

B

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DC

DC

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411

Blo

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A3


V 2.0 29

Bei einem Kurzschluss des Leistungsstellers liefern die Stromwandler kein Ausgangssignal, sodass die Komparatorschaltung diesen schwerwiegenden Fehler nicht erkennt. In diesem Fall gehtder Spannungsregler des Leistungsstellers in die untere Begrenzung, weil er einen zu hohenIstwert sieht, und nimmt durch Fehlen des Signals SFM dem Treiber die Ansteuerspannung weg.Die monopolare HF-Ableitstromkompensation ist in den HF-Ausgangsbertrager integriert. Sie isteine technische Neuerung, die beim ME 411 erstmals eingefhrt wurde und dient dazu, denneutralelektrodenseitigen HF-Ableitstrom zu kompensieren. Bei der Gerteversion 0101 wird dasKabel zur Ableitung des Kompensationsstromes gegen Erde noch direkt am Transformator selbstangeschlossen, ab Gerteversion 0202 ist dafr ein Flachstecker oben links auf der Platinevorgesehen.

1.6.5 Bipolarer Hochfrequenzgenerator

Die Struktur des bipolaren Generators ist mit Ausnahme der Mglichkeit, den Oszillator zumSperrwandler umschalten zu knnen, identisch mit der des monopolaren Generators. DerEnergieflusspfad ist wegen der weitaus geringeren Leistung jedoch anders ausgefhrt. Esexistieren die gleichen Funktionsblcke:

Gleichrichtung und Vorstabilisierung Leistungssteller Pulsbreitendemodulatoren Leistungsoszillator Modulator Schnittstelle fr Aktivierung und Einstellung Fehlerberwachungsschaltung

Die Vorstabilisierung ist hier mit einem monolithisch integrierten Schaltregler ausgefhrt, ebensoder zweite Leistungssteller. Regelung, Istwerterfassung und Demodulation der Sollwertsignale istidentisch mit der des monopolaren Generators.Der HF-Erzeuger ist ein harmonischer Leistungsoszillator, der auf einen Schwingkreis arbeitet.Der Modulator ist prinzipiell gleich wie beim monopolaren Generator, hat jedoch nur eineneinstellbaren Modulationsgrad zur Auswahl. Aktiviert wird der Modulator durch die Steuerungmittels des I2C-Bus-Expanders Z19, ber den auch der Oszillator ber das Steuersignal B aktiviertwird.Die berwachungsschaltung ist identisch mit der des monopolaren Generators. Sie erzeugt einAusgangssignal R2, das die Hilfsenergie zur Erregung der Relais im bipolaren Ausgangskreis aufder HF-Ausgangskarte liefert.


V 2.0 30

AC2

X2.1

X2.2

X1.9

X1.12

X1.18

X1.1

X1.7

X1.10

X1.16

X1.17

X1.25

X1.26

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X5.1

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X1.6

X1.5

X1.21

X1.22

+15

V

+IIC

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+15

B

SCL2

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DC

DC

DC

HF

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1 3 4 5

I

2

C Bus-A/D-D/A-Wandler

AD D D D D

A A A A


V 2.0 31

1.6.6 Steuerung

Auf der Steuerungskarte lassen sich drei Funktionsgruppen unterscheiden:

Microcontrollersteuerung Tongenerator Hilfsversorgungen

Die eigentliche Steuerung besteht aus folgenden Funktionsblcken:

Master-Controller Slave-Controller Watchdog Sollwert-Interface I2C-Bus-Interface 1 I2C-Bus-Interface 2 EEPROM Serielle Schnittstelle

Der Master-Controller mit Programm- und Tabellenspeicher erzeugt die Sollwerte fr die Genera-toren mit Hilfe seiner vier PWM-Modulatoren und steuert den I2C-Bus 1. An einem seiner Ports istein achtfacher DIL-Schalter fr spezielle Betriebsartumschaltungen installiert.Der Slave-Controller steuert den I2C-Bus 2. Master- und Slave-Controller kommunizieren bereinen ihrer Ports.Der Watchdog ist im Prinzip eine monostabile Kippschaltung, die vom Master-Controller innerhalbeiner festgelegten Zeit nachgetriggert werden muss, sonst lst er einen Neustart der beidenController aus. Damit soll gewhrleistet werden, dass der Master-Controller nicht durch eineStrung in einer endlosen Programmschleife hngen bleibt. Fr den Slave-Controller bernimmtder Master-Controller die Aufgabe des Watchdog.Beide Controller sind an einen RS-232-Treiber angeschlossen. Diese Schnittstelle hat z. Z. nurBedeutung fr Entwicklung und Diagnose, sie ist nicht aus dem Gert herausgefhrt.Ein groes Problem insbesondere bei HF-Chirurgiegerten sind elektromagnetische Strungen,die das Gert selbst produziert und die zu Fehlern bei der digitalen Signalbertragung fhren.Ursache dafr sind in erster Linie die unvermeidlichen HF-Ableitstrme sowie Strungen durch dieleistungselektronischen Baugruppen. Deshalb sind alle Signale, die von der Steuerung ausgehenoder zu ihr gelangen, ber Optokoppler galvanisch getrennt. In den Kern der Steuerung fhren nurdie Leitungen fr eine eigene entkoppelte 5V-Versorgung. Die I2C-Busse und ihre Peripheriebau-steine haben eine eigene 5V-Versorgung.Auerhalb des Kerns der Steuerung befindet sich am I2C-Bus 1 ein EEPROM von 256 ByteGre, in dem die Einstellung der Tasten abgelegt wird.Ab Gerteversion 0303 ist die Steuerung mit einer galvanisch getrennten seriellen Schnittstelleausgestattet, die die Koordination mit einem Martin Argon-Beamer-System ermglicht.


V 2.0 32

USM

ISM

USB

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SCL1

SDA1

INT1

SCL2

SDA2

HM HB

X1.13

X1.14

X1.17

X1.18

X1.3

X1.2

X1.4

X1.6

X1.5

X1.23

X1.22

U100

U101

U102

U103

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U105

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U104

U110

U108

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1

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2

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X1. 11

X1. 11

+15

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+15

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NDG

NDG

NDG

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ME4

11

Blo

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haltb

ild d

er C

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olle

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te

411D

-111


V 2.0 33

Der Tongenerator besteht aus folgenden Funktionsblcken:

Quarzoszillator Programmierbarer Teiler Aktivierungsschalter Verstrker mit Pegeleinstellung Schnittstelle zur Steuerung

Ein Oszillator mit nachgeschaltetem programmierbarem Teiler erzeugt eine Tonfrequenz, die ineinem Intervall von zwei Oktaven nach einem Ausschnitt aus einer harmonischen Reihe program-miert werden kann. Die Programmierung erfolgt ber einen I2C-Bus-Expander Z15 mit einerAuflsung von 7bit, d. h. es knnen 128 verschiedene Tne erzeugt werden. Der Tongeneratorkann direkt durch die Steuersignale HM und HB oder durch die Steuerung ber den Expanderaktiviert werden. Bei Aktivierung durch die Steuerung wird gleichzeitig die Lautstrke auf Maxi-mum gesetzt.Ein Treiber passt das Ausgangssignal des Frequenzteilers an den angeschlossenen Lautsprecheran und ermglicht eine Variation des Ausgangspegels.Die Hilfsversorgung besteht aus folgenden Funktionsblcken:

Gleichrichtung Erzeugung +15V Erzeugung +5V fr den Kern der Steuerung Erzeugung +5V fr die I2C-Busse und LED-Anzeigen

Aus einer unstabilisierten Gleichspannung werden mit Hilfe zweier monolithisch integrierterSchaltregler die Betriebsspannungen +15V und +IIC gewonnen. Die +15V verzweigen sich in dieBetriebsspannungen +15M zur Hilfsversorgung des monopolaren HF-Erzeugers, +15B zurHilfsversorgung des bipolaren HF-Erzeugers und +15H zur Versorgung der HF-Ausgangskarteund der Frontkarte. Aus den +15V wird auerdem mit einem linearen Spannungsregler diegetrennte Versorgung des Kerns der Steuerung mit +5V abgeleitet.Die Spannung +IIC versorgt die Interfacebausteine der beiden I2C-Busse, auerdem ist davon dieSpannung +5D zur Versorgung der LED-Displays auf der Frontkarte abgezweigt.

1.6.7 Standby-Karte

Die Schnittstelle zum Versorgungsnetz umfasst folgende Funktionsgruppen:

Netzrelais mit Standby-Interface Spannungsumschaltung NetzfilterDas Netzrelais wird von einem bistabilen Relais gesteuert, das als Druckfolgeschalter impulsge-steuert ist. Versorgt wird diese Schaltung aus einem kleinen Transformator.


V 2.0 34

Die Spannungsumschaltung 115V/230V erfolgt durch Umlten von kurzen Drahtbrcken, womitgleichzeitig auch der Hilfstransformator umgeschaltet wird. Zur Anpassung an Sonderspannungenwie 100V (Japan), 127V (Mexiko) oder 240V (Grobritannien) muss am Haupttransformator eineHilfswicklung auf der Primrseite in Serie oder Antiserie mit der Hauptwicklung geschaltet werden.Das Netzfilter besteht aus einem X-Kondensator und einer stromkompensierten Drossel.

X1.1

X1.2

230V

115V

X5 X6 X7 X8

Netz

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r

X3.1

X3.2

X3.3

X3.4

X3.6

X3.5

X4.1

X4.2

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411

Blo

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411D

-11

2


V 2.0 35

2. Aus- und Einbau von Baugruppen

2.1 Baugruppen und mechanische Einzelteile ME 411

Pos. Bezeichnung Bestell.-Nr

1 Gehuse-Oberteil 08-012-00-253 Frontteil 08-010-00-254 Frontfoliensatz 08-010-00-365 Drehknopf D30 08-006-00-016 Kunststoff-Schalengriff 08-032-00-027 Abdeckung fr Schalengriff 08-001-00-158 Haltekamm fr Platinen 08-014-00-159 Sule fr Haltekamm 08-032-00-1010 Bodenisolation, selbstklebend 08-003-00-0811 Klebeschiene fr Platine 90mm, selbstklebend 08-018-00-2412 Klebeschiene fr Platine 225mm, selbstklebend 08-018-00-1813 Klebeschiene fr Platine 370mm, selbstklebend 08-018-00-19

Bodenschiene fr Monopolarkarte A3 08-003-00-1114 Leiterplattenfhrung stehend 08-020-00-14

Gehuse-Unterteil kpl. vormontiert 08-012-00-2720 Potentialausgleichsanschlussbuchse 08-027-00-1421 Netzanschlusskombination 08-024-00-0622 Netzsicherungshalter 08-024-00-1823 Netztransformator PM 114 08-024-00-2724 Serielle Schnittstelle SUB-D fr ME411 08-033-00-0725 Montageplatte fr Schnittstellenbuchse 08-033-00-08

30 Lautsprecher mit Poti und Kabel 08-020-00-1531 Sollwerteinsteller mit Kabel 08-032-00-1132 Neutralelektrodenbuchse mit Kabel und Isolierbecher * 08-024-00-3434 AE-Anschlusskombination Monopolar mit Kabel 08-022-00-1435 Monopolare Fuschalterbuchse mit Kabel 08-010-00-2736 Andruckplatte fr Fuschalterbuchse monopolar 08-001-00-1637 Bipolare Ausgangsbuchse mit Kabel 08-003-00-0638 Bipolare Fuschalterbuchse mit Kabel 08-010-00-28

40 Buskabel 26polig 08-003-00-0741 Kabelsatz fr Netzanschluss 2polig 08-018-00-2142 Kabelsatz Standby 2-polig 08-018-00-2043 Kabelsatz PE-/PA-Leitungen 08-018-00-22

50 Frontkarte A1 (C40-1294)* 08-010-00-2951 HF-Ausgangskarte A2 (C40-1512)* 08-014-00-2352 HF-Erzeugerkarte Monopolar A3 (C40-1513)* 08-014-00-2253 HF-Erzeugerkarte Bipolar A4 (C40-1297)* 08-014-00-1654 Mikrocontrollerkarte A5 (C40-1298)* 08-022-00-1555 Standby-Karte A6 (C40-1347)* 08-032-00-12

*) Nhere Erluterungen siehe Abschnitt 5


V 2.0 36

Pos. Bezeichnung Bestell-Nr.

Kleinteilesatz mechanisch, bestehend aus: 08-018-00-23

60 Gehusefu fr Lochbefestigung63 Isolierte Klammer fr Konsolbefestigung64 Flachsteckeranschluss 4,8 X0,8 fr PE65 Kabelhalter selbstklebend fr Ausgang Bipolarkarte66 Distanzhlse 6/3,5 X 10 Kunststoff67 Gewinde-Abstandsbolzen M4 X 15 innen/auen68 Linsen-Blechschraube 3,5 X 9,5 DIN 798169 Blechschraube 2,9 X 9,5 hnl. DIN 798170 Kreuzschlitz-Linsenschraube M3 X 6 DIN 798571 Senkschraube M4 X 16 DIN 96372 Sechskantmutter M3 DIN 93473 Sechskantmutter M4 DIN 93474 Sechskantmutter M5 DIN 93475 Sechskantmutter M6 DIN 93476 Unterlegscheibe 6,4 X 1277 Sicherungsscheibe S378 Sicherungsscheibe S479 Sicherungsscheibe S580 Sicherungsscheibe S6

Klebesymbole Satz fr ME-Gerte 08-018-00-02

Glhlampe fr Frontkarte 08-012-00-03

Sicherung T4A (230V) 08-034-00-15Sicherung T8A (115V) 08-034-00-14Sicherung M1,6A (Prozessorkarte) 08-034-00-28Sicherung M3,15A (Bipolarkarte) 08-034-00-29Sicherung M10A (Monopolarkarte) 08-034-00-16Satz EPROMs mit Betriebsprogramm 413M/S606 (SW 03)* 08-008-00-18

*) Nhere Erluterungen siehe Abschnitt 5


V 2.0 37

ME 411 Aufbau Gehuseunterteil

411D-201


V 2.0 38

ME 411 Platinenmontage

411D-202


V 2.0 39

2.2 Gehuse ffnen und schlieen

1. Netzstecker ziehen.2. Die vier Blechschrauben (69) vom Rand der Haube (1) auf der Gerterckseite lsen3. Gehuseoberteil (1) aus der Nut in Frontteil (3) herausziehen und nach hinten von Gert

abziehen.

4. Zum Zusammenbau Oberteil (1) von hinten auf das Gehuse-Unterteil (2) aufschieben. Daraufachten, dass das Oberteil vor allem an den Seiten richtig in die Nut am Frontteil (3) eingefhrtwird.

5. Haube vollstndig an die Rckseite des Unterteils (2) heranschieben und Blechschrauben (69)einschrauben. Haube nicht mit den Schrauben nach vorn ziehen, da sich sonst der Rand ver-biegen kann. Auf glatter Unterlage prfen, ob das Gert ohne Verspannung auf allen vier F-en steht, anderenfalls Verspannung durch Lsen und Wiederanziehen der Schrauben beseiti-gen.

2.3 Frontteil, Buchsen, Potentiometer

2.3.1 Sollwertpotentiometer (31) auswechseln

1. Gert gem. 2.2 ffnen.2. Drehknopf in Achsrichtung abziehen (Zange mit Lappen).3. Kabelanschluss von der HF-Ausgangskarte lsen.4. Mutter mit Steckschlssel oder Zange lsen und Potentiometer nach hinten herausnehmen.

5. Neuteil von innen mit den Anschlssen nach rechts einsetzen. Beim Festziehen der MutterPotentiometer von hinten mit der Hand kontern, anderenfalls verschiebt sich die Einstellung imUhrzeigersinn.

6. Drehknopf wieder aufstecken. Sollte sich der Knopf nicht frei drehen lassen, dann ist dasPotentiometer schlecht zentriert. Durch erneutes Lsen der Mutter Potentiometer besser zent-rieren.

7. Kabelanschluss auf HF-Ausgangskarte A2 aufstecken.8. Funktionstest gem. 4.1.5 durchfhren.9. Gehuse gem. 2.2 schlieen.


V 2.0 40

FRO

NTT

EIL

VO

RDER

AN

SICH

T32

3435

3738

34

5


V 2.0 41

2.3.2 Buchsen und Anbauteile (32-38) auswechseln

1. Gert gem. 2.2 ffnen.2. Steckverbindungen X8-X11 der Sollwertpotentiometer auf der HF-Ausgangskarte und B

Martin ME 411 - Service Anleitung

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