謝邀,腦電一個芯片都買不起AD12XX的幾百一塊,一個AD7232才20快,我就在想,EEG和ECG有什么不同,是不是可以使用便宜的芯片測量?
那就需要知道信號的不一樣之處。
腦電信號和心電信號都是身體上兩點的電壓差,它們都是生物電信號。腦電信號是腦部神經細胞活動時所產生的生物電信號,而心電信號則反映人體心臟情況的小信號。
這兩種信號都非常微弱,頻率范圍也相似。腦電信號幅度非常微弱,頻率范圍0.5~50Hz,一般頭皮腦電信號只有50μV左右2。而心電信號通常它的幅度在0.05 一5mV 之間,頻率范圍一般為0.05~l00Hz,并且能量主要集中在0.25~35Hz 45。
與心臟相比,大腦更復雜,各種大腦皮層神經細胞所發出的波形互相層層相疊合并,綜合很難分辨病變的部位性質, 而睡眠時的腦電波相對簡單些, 頻率也變慢.腦外傷昏迷后的腦電波就更簡單,頻率也更慢些. 而癲癇病所發出的波形具有突變性.與沒有規律性. 最明顯的波形是眼睛活動的波形較明顯.部位在大腦的后側. 另外,腦電波很微弱,放大位數要比心電大. 人身體里面放電量最大的是肌肉.其次是心臟,最后是腦電. 因此, 身體的任部位稍微一動就會影響到腦電波的準確性. 特別是肢體動作. 肌電波就會混入腦電圖中去.
明白了!腦電信號更加的微弱,所以這個成本就會更高,大師我悟了。
AD8232是一款用于ECG及其他生物電測量應用的集成信號調理模塊。該器件設計用于在具有運動或遠程電極放置產生的噪聲的情況下提取、放大及過濾微弱的生物電信號。設計使得超低功耗模數轉換器(ADC)或嵌入式微控制器能夠輕松地采集輸出信號。
AD8232采用雙極點高通濾波器來消除運動偽像和電極半電池電位。該濾波器與儀表放大器結構緊密耦合,可實現單級高增益及高通濾波,從而節約了空間和成本。
這些是一些基本的設計
右腿驅動是為了消除共模干擾,減少50Hz或60Hz的工頻干擾,通常選擇離心臟最遠的右腿(一般人心臟在左邊)。
右腿驅動電路可以簡化為下面框圖,Vi_cm是輸入的共模電壓,Vf_cm是反饋回來的電壓,Vsum_cm是輸入和反饋求和后的電壓,Vo_cm是輸出的電壓,前置儀表放大器對于共模信號而言放大倍數A=1,右腿驅動電路的放大倍數大約幾十倍,是反向比例放大。
總結來說就是,提取出共模電壓,對其進行反向放大,再反饋回人體,人體共模信號疊加這個反向放大的共模信號后就會被抑制。
共模電壓是什么意思共模電壓(common mode voltage):在每一導體和所規定的參照點之間(往往是大地)出現的相量電壓的平均值。或者說同時加在電壓表兩測量端和規定公共端之間的那部分輸入電壓的三分之一,即(Va+Vb+Vc)/3。形態電壓電流的變化通過導線傳輸時有二種形態,我們將此稱做“共模"和"差模"。設備的電源線,電話等的通信線,與其它設備或外圍設備相互交換的通訊線路,至少有兩根導線,這兩根導線作為往返線路輸送電力或信號。但在這兩根導線之外通常還有第三導體,這就是"地線"。干擾電壓和電流分為兩種:一種是兩根導線分別做為往返線路傳輸另一種是兩根導線做去路,地線做返回路傳輸。前者叫"差模",后者叫"共模"。
如果是設計電路的話,看這個就好了
不出意料的是,這個東西也是有儀表放大器,看一些關心的參數就行
其實這個東西就是一個精密的集成運放前端。
芯片是很小的,只有貼片封裝
需要連接的引腳就是這些
自有噪音,不好去除
脈沖響應
有的是紅色,還有是紫色
內部原理圖,給你放大器的原理圖你能不能搭建一個出來捏
AD8232是一款集成前端,適用于對心臟生物電信號進行信號調理來進行心率監護。它內置一個專用儀表放大器(IA)、一個運算放大器(A1)、一個右腿驅動放大器(A2)和一個中間電源電壓基準電壓緩沖器(A3)。
AD8232集成專用儀表放大器,可放大ECG信號,同時抑制的電極半電池電位。這是通過間接電流反饋架構實現的,與傳統方案相比,該架構還能減小尺寸和降低功耗。
儀表放大器由兩個匹配良好的跨導放大器(GM1和GM2)、隔直放大器(HPA)和一個由C1和一個運算放大器構成的積分器組成。跨導放大器GM1產生一個與其輸入電壓成比例的電流。達到反饋要求時,跨導放大器GM2的輸入端上即會出現大小相等的電壓,從而匹配GM1產生的電流。這種差異會產生誤差電流,該電流由電容C1進行積分。所得到的電壓出現在儀表放大器的輸出端。
該放大器的反饋由GM2通過兩個獨立的路徑施加:兩個電阻對輸出信號進行分頻,以設置100的總增益,而隔直放大器則對與基準電平的任何偏差進行積分。因此,GM1輸入端上高達±300 mV的直流失調會以相同幅度但相位相反的方式出現在GM2的輸入端,始終不會導致目標信號出現飽和。
為了增大儀表放大器的共模電壓范圍,一個電荷泵對兩個跨導放大器的電源電壓進行升壓。這樣可以進一步防止該放大器在有大共模信號的情況下(如線路干擾)出現飽和。電荷泵采用內部振蕩器工作,后者頻率設置為500 kHz左右。
里面的通用運算放大器(A1)是一種軌到軌器件,可用于提供低通濾波和額外增益。
右腿驅動(RLD)放大器使儀表放大器輸入端上的共模信號反相。當右腿驅動輸出電流注入對象時,它會抵消共模電壓變化,從而改善系統的共模抑制性能。儀表放大器輸入端上的共模信號從跨導放大器GM1獲得。然后,通過一個150 kΩ電阻連接到A2的反相輸入端。可在RLD FB和RLD引腳之間連接一個電容來構建一個積分器。從1 nF電容開始比較好,此時交越頻率約為1 kHz(放大器具有反相單位增益時的頻率)。這種配置可以在50 Hz至60 Hz的頻率范圍內產生約26 dB的開環增益來提供共模線路抑制。電容值越大,交越頻率就越小,因此可用于抑制的增益就越小,進而會導致線路噪聲增加。電容值越小,則交越頻率就越大,因此增益會越大。不利的一面是較高的增益會導致系統不穩定,從而使右腿放大器的輸出飽和。請注意,使用此放大器驅動電極時,應在輸出端串聯一個電阻,將電流始終限制在10 uA以下,甚至故障條件下也應如此。例如,假設電源為3.0 V,考慮到元件和電源的變化,則該電阻應大于330 kΩ。
右腿驅動器電路的典型配置
在雙電極配置中,可使用RLD通過10 MΩ電阻偏置輸入,如“導聯脫落檢測”部分所述。若未使用RLD,則建議通過直接連接RLDFB至RLD,將A2配置為跟隨器。
大概就是這樣。
總結一下,儀表放大器和軌到軌的巧妙結合了。
直接出圖
記得給心電模塊一個高電平
引腳連接
我覺得這個設計來捕獲腦電是OK的!
void setup() {
// initialize the serial communication:
Serial.begin(9600);
pinMode(10, INPUT); // Setup for leads off detection LO +
pinMode(11, INPUT); // Setup for leads off detection LO -
}
void loop() {
if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){
Serial.println('!');
}
else{
// send the value of analog input 0:
Serial.println(analogRead(A0));
}
//Wait for a bit to keep serial data from saturating
delay(1);
}
https://zhuanlan.zhihu.com/p/240151796?utm_source=wechat_session&ivk_sa=1024320
https://www.kxting.com/article/20221115/1048807.html
https://m.xsypw.cn/d/1767430.html
https://zhidao.baidu.com/question/507517632.html
https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E5%8D%95%E5%AF%BC%E8%81%94%E5%BF%83%E7%94%B5%E8%BF%9E%E6%8E%A5&step_word=&hs=0&pn=7&spn=0&di=7189064908862914561&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=4167685518%2C1224391620&os=643572928%2C1899636578&simid=4167685518%2C1224391620&adpicid=0&lpn=0&ln=1106&fr=&fmq=1678328575732_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fimages%2F20171025%2Fc4f181997c89416faac15072986efe6b.jpeg&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3F4p_z%26e3Bf5i7_z%26e3Bv54AzdH3Fda808adcAzdH3Fgc8lbdd08l_z%26e3Bfip4s&gsm=1e&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCw0LDUsMSw2LDMsNyw4LDIsOQ%3D%3D
https://wenku.baidu.com/view/dd1856c95d0e7cd184254b35eefdc8d376ee14b6.html?_wkts_=1678328702551&bdQuery=%E7%94%9F%E7%89%A9%E7%94%B5%E6%B5%8B%E9%87%8Fhttps://wenku.baidu.com/view/dd1856c95d0e7cd184254b35eefdc8d376ee14b6.html?_wkts_=1678328702551&bdQuery=%E7%94%9F%E7%89%A9%E7%94%B5%E6%B5%8B%E9%87%8F
審核編輯 :李倩
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原文標題:AD8232單導聯心電模塊
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