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Biomedical Instrumentation. Report 7 2010103819 최법경. Contents. Bio-potential A mplifier Design Design signal range Power and devises Stray capacitance Design circuit with IA A part B part C part D part. Bio-potential Amplifier Design. Design signal range BW : 0.05 – 100Hz - PowerPoint PPT Presentation
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Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
1 최법경
Biomedical Instrumenta-tion
Report 7
2010103819
최법경
Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
2 최법경
Contents
• Bio-potential Amplifier Design
• Design signal range
• Power and devises
• Stray capacitance
• Design circuit with IA• A part• B part• C part• D part
Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
3 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Design signal range
• BW : 0.05 – 100Hz• 신호의 주파수 성분이 0.05 – 100Hz
따라서 나머지 주파수 성분은 필요없다는 것을 알 수 있다 .
• DC contact potential : 300mV
• Ag/AgCl 의 DC contact potential 은100mV 이지만 최악의 경우를 생각해 넉넉하게 잡는다
• Contact impedance : 10kΩ
• 피부의 Contact impedance 를 줄이려면 각질을 제거한다 .따라서 일반적인 경우를 생각해 넉넉하게 잡는다 .
5mV range
Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
4 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Power and devises
• ADC 입력범위 : 5V
• Power supply : 9V
• Op amp : 6V 에서 포화
전원 및 소자는 이런 범위에서 전원을 공급하고 입출력을 받는다고 하자 .
Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
5 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Stray capacitance
• 부유 용량이라고도 하고 Parasitic capacitance( 기생 용량 ) 이라고도 한다 .이번 회로 디자인에서는 공기와 사람 사이 부유 용량이 문제가 된다 . 그림과 같이 원래 보기에는 커페시터가 보이지 않지만 도선과 도선 사이에 자그마한 커페시터가 존재하는 것 처럼 작동하는 것 그 커페시터를 부유용량이라고 한다 .
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6 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Design circuit with IA
V ec g
LA
RA
RL
+Vi-
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7 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Design circuit with IA
• 참고 motion artifact
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8 최법경
Bio-potential Amplifier Design• Design circuit with IA
• 전체 회로도
+3
-2
V +8
V -4
O U T1
R 1
R 1
R 3 R 4
R 3
R 4
R 5
R 6 R 7
R 11
R 4_v a r
0
1n
0
+3
-2
V +8
V -4
O U T1
0
1n
0
0
+5
-6
V +8
V -4
O U T7
1n
0
0
+3
-2
V +8
V -4
O U T1
C 81n
0
R 2
0
C 1
0
0
C 2
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9 최법경
Bio-potential Amplifier Design• A part
+
3
-2
V +8
V -4
O U T1
R 1
R 1
0
1n
0
+3
-2
V +8
V -4
O U T1
0
1n
0
R 2
𝑣 𝐿𝐴
𝑣𝑅𝐴
𝑖1=𝑉 1−𝑉 2
𝑅𝐺
𝑉 1
𝑉 2
300mV 305mV
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10 최법경
Bio-potential Amplifier Design• B part (Differential Amp)
• Dc offset 이 함께 증폭된다는 문제점 발생
여기서 이득율이 낮은게 CMRR 이 커진다 .
R 3 R 4
R 3
R 4
R 4_v a r
0
+5
-6
V +8
V -4
O U T7
1n
0
0
𝑣3
4.5mV
4.575mV
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11 최법경
Bio-potential Amplifier Design• C part (High pass filter)
• 차단 주파수
R 5
C 1
0
𝑣4
75mV
𝑣3
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12 최법경
Bio-potential Amplifier Design• D part (Non-inverting amp with low pass filter)
• R 6 R 7
R 11
0
+3
-2
V +8
V -4
O U T1
C 81n
0
0
C 2
𝑣5𝑣4
5V