В свое время, лет пять назад, срисовал схему входного каскада известного тогда в медицинских кругах миографа Nicolet Viking IV. Ключами условно показаны аналоговые коммутаторы, которые включают/отключают "фильтр радиопомех" (индуктивность 820 мкГн очевидно нормально замкнута). Не показаны также цепи измерения импеданса электродов (меня они не интересовали).
Собственно необходимость дополнительного фильтра радиопомех вызывает большое сомнение. Насколько мне известно, его никогда не включают, и по моим прикидкам, он только ухудшает помехозащищенность от сетевой помехи.
Аналоговая схемотехника, конечно, развивается не такими бурными темпами как цифровая, но интересно, появилось ли что-нибудь новое с тех пор?
P.S. Для справки. Полоса входного сигнала 0.2 - 20000 Гц, уровень собственных шумов в этой полосе - около 5 мкв пик-пик или 0,7мкв rms, входное сопротивление 100 МОм.

Сообщение отредактировал Johny - Feb 4 2006, 17:16

У Хоровица м Хилла (Искусство схемотехники) было подробное описание усилителя биопотенциалов

В этой схеме вызывает большое сомнение не необходимость дополнительного фильтра радиопомех, а то как он реализован. Решение не самое лучшее - использование LC-фильтров по входу усилителя ни к чему хорошему не приводит. В дорогих приборах при серьезном подходе к разработке совсем другие схемные решения, которые как правило в литературе не встречаются.

А в борьбе с помехами никогда общих рецептов и не было. Каждый случай индивидуальный и оптимальное решение есть только для него. Есть правда одна проблема - в связи с развитием цифровой фильтрации аналоговой части стали уделять меньше внимания. В результате ряд приборов 60-х, 70-х годов по помехоустойчивости лучше современных.

Когда Хоровиц и Хилл называли книгу "Искусство схемотехники", они под понятием "Искусство" скорее всего предполагали нечто другое, чем срисовывание из книги схемы двадцатилетней давности.
Извиняюсь, если кого обидел

Другое схемное решение - это использование RC - фильтра, причем С - это входная емкость полевых транзисторов (либо операционников). Встречается в более дешевых моделях. Вобщем-то и такого фильтра достаточно. LRC все-таки лучше - поскольку активное сопротивление меньше, соответственно меньше шумов. Плохо, когда навешивают дополнительную емкость по входу. Увеличение входной емкости, собственно, и приводит к ухудшению помехоустойчивости (я имею в виду сеть и гармоники).

не совсем понял для какой методики (экг ээг др) вам нужен усилитнль био потнциалов
смущает верхня граничная частота 20кгц
обясните поподробнее

спасибо

Извиняюсь за задежку с ответом.
Подобную полосу имеют электронейромиографы (для измерения мышечной активности, нервно-мышечной проводимости). Несколько меньшие требования к полосе у приборов для коротколатентных слуховых вызванных потенциалов - до 3 кГц, но также серьезные требования по шумам (порядка 0,3 - 0,4 мкВ rms в этой полосе при высоком входном сопротивлении и малым током утечки.)

Возможно было бы лучшим вариантом (что бы не повторять старье), для начала просмотреть продукцию по измерительным усилителям таких производителей, как - Analog Device, Linear Technology, Texas Instruments (Burr Brown) и других. И взяв за основу наиболее подходящий усилитель, разработать свою схему. Тем более, что для 'разгона' DataSheet на эти усилители всегда изобилуют различной обвязкой по разного рода применениям и приложениям.

посмотрите дайджест от ADi "Amplifier ICs v.6, Issue 1"
там приведено несколько похожих вариантов на современной базе IC

Попробуем оценить задачу теоретически. Если предполагается входное сопротивление усилителя 100М, то предполагается, что сопротивление источника сигнала должно быть по крайней мере 1М. Среднеквадратичное напряжение теплового (только) шума такого резистора (резистор - идеальный малошумящий источник) дается формулой:
Vth=(4kTR)**1/2=130нВ/Гц**1/2; или 18мкВ в указанной полосе частот.
Вопрос: для чего требуется столь малошумящий усилитель, если в природе не существует соответствующего источника сигнала?

Дополнение:
Если мне не изменяет память, шумы полностью маскируются по уровню 2.7dBm, то-есть менее чем в два раза по напряжению. Исходя из этого, следует разрабатывать усилитель на 8uV (а не на 0.7).

Если абстрактно, то :
Многие "куски" схем выпускаются на одном кристалле - главное найти и выбрать.
Шумность самих кристаллов заметно понизилась, опять же - найти и выбрать.
РАЗМЕРЫ микросхем и напряжения питания очень значительно уменьшились - предварительные цепи стоит выносить к зондам и избегать наводок.

А вообще за 20 лет ИССКУСТВО схемотехники исчезает Главная задача - найти готовое и правильно сочленить
Что НЕ относится к воякам - исскуство сделать "что нужно" из того, "что можно" еще долго будет актуально.


Сообщение отредактировал Alexandr - Mar 22 2006, 07:12

Не угадали. Источник сигнала может иметь сопротивление 1 - 100 кОм. На частоте 500 Гц. А поскольку оно емкостное, то таки да, на частоте в 5 Гц может быть и мегаОм. Высокое входное сопротивление, насколько я себе представляю, необходимо также для повышения помехоустойчивости. Важны также малые токи утечки, поскольку сопротивление электродов - в основном емкостное.



Для ширпотреба - да. Для уникальных изделий, к которым относится и дорогостоящая медицинская техника, готового не выпускают, либо это готовое стоит немеряно дорого. Схемы построенные "дедовским способом" показывают лучшие параметры, чем полностью на готовых ширпотребных микросхемах (те же инструментальные усилители - ИУ). Я видел в инете информацию об одном крутом американском ИУ, применяемом вероятно в гидроакустике на подводных лодках. Но цена у него была заоблачная.

to Johny
Для вашего сигнала появилась куча прецезионных дифференциальных
АЦП на одном кристалле

to Johny:
Не угадали. Наоборот. Емкостное сопротивление с повышением частоты таки падает. А когда так - на низких частотах источник будет работать в режиме генератора тока. Естественно, помехи и шумы, да гармоники от них пойдут... Так что с таким источником с помехами бороться надо только тщательным экранированием, а все коррекции АЧХ делать либо в цепи ООС или после предусилителя.