Biomedical Instrumentation 7 주차

1. Biomedical Instrumentation7주차 제출일 : 2014.05.04 2011103751 김소연

2. Index Ⅰ. Biopotential Amplifier Design ⅰ. 심전도와 전극 ⅱ. 전원 및 소자 Ⅱ. Circuit Design ⅰ. Amplifier 이전 단계 ⅱ. Amplifier 단계 Ⅲ. Advanced Ⅳ. 추가자료

3. Ⅰ. Biopotential Amplifier Design ⅰ. 심전도와 전극 심전도의 측정 DC가 출렁임 Motion Artifact ①크기: 최대 5mV(±5mV Range) t 따라서이러한 영향을 포함하여 300mV로 가정 최대 5mV ② BW : 0.05 ~ 100Hz Fourier Transform을 통해 얻어낸 주파수 스펙트럼 ③DC Contact Potential : ±300mV Ag/AgCl사용할 때 HCP는 100mV 이내지만 최악의 상황을 고려 ④ Contact Impedance : 10kΩ

4. Ⅰ. Biopotential Amplifier Design ⅱ. 전원 및 소자 전원과 소자 정보 ①ADC 입력 범위: ±5V ② 전원 : ±9V ADC 입력범위보다 3~4V 높게 한다. ③Op Amp Saturation Voltage: ±6V

5. Ⅱ. Circuit Designⅰ. Amplifier 이전 단계 60Hz 60Hz ↓ Stray Capacitance Rb1 LA 등가회로 Rb2 RA LA RA Rb3 RL RL : Differential Mode : Common Mode

6. Ⅱ. Circuit Designⅰ. Amplifier 단계 Contact Z (Loading Effect) 제거를 위해 Buffer 사용 Non-inverting Amp with Low Pass Filter High Pass Filter Differential Input/ Differential Output amp RL Differential Amp (single-ended로 바뀐다)

7. Ⅱ. Circuit Designⅰ. Amplifier 단계 1 Differential Input/ Differential Output amp Differential Amp (single-ended로 바뀐다) =15 실제 ADC 입력전압을 맞추려면 300mV의 DC 가 있기 때문에 20배 이하로 증폭 한다. Differential Input/ Differential Output amp RL ⇒총 1000배 정도 증폭해야 하므로 1000/15 = 67배 정도 더 증폭이 필요 Differential Amp (single-ended로 바뀐다)

8. Ⅱ. Circuit Designⅰ. Amplifier 단계 2 High Pass Filter Input Bias Current 에 의한 DC offset 전압의 불균형을 없애주기 위해 추가 저항 Non-inverting Amp with Low Pass Filter Non-inverting Amp with Low Pass Filter High Pass Filter =67 반전 증폭은 Loading Effect 생길 것 같으므로 비 반전 증폭을 이용하였다.

9. Ⅲ. Advanced • Ventricular Fibrillation 이 일어나는 경우 • 제너 Diode를 추가 • 전기 충격 5000V에도 회로의 손상이 없게 앞 단에 보호회로 추가 • 사용하다가 측정기계를 제거하고 다시 측정하는 경우 • Capacitor가 충전되어 신호에 offset이 생길 수 있다. • 그래서 빨리 방전 시켜주는 스위치를 추가 • 전극의 상태도 체크해 주는 회로 필요

10. Ⅳ. 추가자료 • Bypass Capacitor • 전원 노이즈(스위칭 잡음) 제거 역할을 한다. • Op Amp에 연결할 때는 0.1 μF을 사용 • 전원에서 연결 할 때는 10 μF을 사용