MEDICAL INSTRUMENTATION I Bio-potential Amplifiers

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1 MEDICAL INSTRUMENTATION I Bio-potential Amplifiers
< EEG >

2 지난 시간 ECG에 이어, 이번에는 EEG를 만들어 봅시다,
우선,

3 EEG Signal Setting, 신호 크기 : ±50uV 신호주파수 대역 : 0.5 ~ 30Hz 정격전압 : ±30mV
전원 : ±1.5 V( Battery) : ±1V Saturation ADC 입력 범위 : ±1V 소자 : One-chip IA (AD620) : Op-Amp (TL082 or TL084) : R, C, etc

4 Stage 1 : DC IA AD620 Datasheet

5 Stage 1 : DC IA AD620 Datasheet CMRR 100dB정도의 값을 갖는
AD620이 있기 때문에 Op-Amp 3개를 사용하여 직접 구현하는 것보다 성능면, 시간면에서 효과적입니다. - 회로 설계 전에 싸이트 방문해서 새로 나온 제품 확인 후 설계

6 Stage 1 : DC IA RG AD620

7 Stage 2 : Active HPF R2 C1 R1 - +

8 Stage 2 : Active HPF 저항이 너무 커서 Noise 많다. EEG에서는 Noise 잘 잡아야 돼,
R2 C1 R1 - AD620 + Active HPF 저항이 너무 커서 Noise 많다. EEG에서는 Noise 잘 잡아야 돼, Active가 아닌 Passive로 설계한다.

9 Stage 2 : HPF C1 R1 AD620 HPF 떠 있는 파형을 낮추기 위해 High Pass Filter 구현.

10 Stage 3 : Non-inverting with LPF
C2 R2 R3 R1 AD620 C1 HPF Non-inverting with LPF

11 Stage 3 : Non-inverting with LPF
GBP (Gain Bandwidth Product) Unity gain frequency Gain X 주파수( X 30 ) = 30만 < 100만 NO PROBLEM

12 Stage 3 : Non-inverting with LPF
Input offset voltage Op-Amp자체의 dc offset때문에 1mV가 10V가 되어서 Saturation PROBLEM ! 그러므로 10000배 한번에 증폭 못 시킵니다. 100배씩 나눠서 증폭시킵니다.

13 Stage 4 : HPF, Non-inverting with HPF
HPF, Non-inverting with LPF 증폭 전 :10mV 띄웠고 ±10mV 신호 증폭 후 : 1V 떠서 ±1V 신호 나머지 100배 증폭시키려고 똑같은 회로 썼는데,Saturation 발생 ; Stage 3 과 동일하게 하면 안돼!

14 Stage 4 : Active HPF R5 C3 R4 Active LPF 저항 값 또 커! 이 것도 답 아냐!

15 Stage 4,5 : HPF, Non-inverting with LPF
C4 R5 R6 C3 R4 - + TL084 500mV : 신호 10mV : offset HPF, Non-inverting with LPF 파형 잘리지 않게 50만 증폭시키겠다.

16 Stage 6,7 : HPF, Inverting with LPF
C6 R9 C5 R8 - + R7 OP-07 OP-07를 사용하려는 이유: 비싸지만 10mVoffset이 아니라 그보다 매우 작다, 나머지 2배 증폭시키기 위해 사용.

17 Stage 6,7 : HPF, Non-inverting with LPF
C6 R8 R9 C5 - + R7 HPF, Non-inverting with LPF

18 EEG 완 성! Signal HPF Non-inverting with LPF HPF Non-inverting with LPF
+ + + OP-07 TL082 TL082 AD620 Gain : 2 * * * =

19 EEG 완 성! AD 620 TL 082 OP 07 ADC MPU LCD Keypad

20 Thank you !