Предложите схему усилителя или ОУ

[Aleksey02]

Необходимо усилить сигнал 1-10мкВ в полосе 1Гц - 100кГц до 0,1В. Использоваться будет в медицине для усиления сигнала с датчиков.

[Sagittarius]

Тогда вам - к Хиллу и Хоровицу, в "Искусство схемотехники", Т. 1, Изд. 3-е, стереотип., Москва, Мир, 1986 год, гл. 6 - "Полевые транзисторы", стр. 382, рис. 6.22.

Потому как там должны применяться СПЕЦрешения: конструктив - выносной датчик, схема - ПТ-редуктор импедансов на входе с плавающим следящим питанием для уменьшения Свх, обязательно компенсатор ёмкости кабеля. Зачем плавающее питание? Пример с Свх: Rист=5 МОм и fср=100 кГц - Свх=0,3 пик. Прямо скажу: получение реального Свх=1 пик даже без учёта шумов и помех при Uвх=1 мкВ - нетривиальная задача.

Полагаю, слушать этот сигнал никто не будет, а разглядывать - там большого С/Ш не надо. Хорошо было бы полученный сигнал оцифровать (интересно было бы посмотреть на такую "звуковуху") и шумы подавить цифровой обработкой.

[Olegyurich]

5МОм - сопротивление не источника, а входное сопротивление биоусилителей. Сопротивление источника(в измерительных целях используется т.н."эквивалент человека" - параллельно соединенные 51 кОм и 47нФ) намного меньше.

[Sagittarius]

Понял. Но уровень... Не радует.

[Olegyurich]

В кардиографии номинальный уровень сигнала - 2мВ, уровень шума по госту не выше 20мкВ.
Так что ничего сложного особо тут нет.
Вот энцелография, это другое дело, там по моему 100мкВ средний уровень сигнала, но точно не уверен, мы ими не занимаемся.

[vizzy]

vizzy,
ты герцы с килогерцами не путаешь?

Не путаю

[Aleksey02]

Уточни, пжлст, тип применяемых датчиков.

Насчет датчиков погарячился, будут просто электроды. Усилитель будет использоваться для наблюдения за мышечными сокращениями, т.е. почти миограф. Причем необходимо получить спектр сигнала. Насчет анализатора пока особо не думал. Подойдет ли звуковая карта?

[Sagittarius]

Точно - дистанционный детектор лжи изобретает. А мы как подельники пойдём..

[sia_2]

Можно прикинуть, о каком сопротивлении источника может идти речь при сигнале в 1 мкВ и полосе 100 кГц - сразу становится ясно, что вряд ли о высокоомном. Поэтому я и подумал о INA163 или подобном аппарате с низким шумовым напряжением. Если источник сопротивлением в несколько десятков Ом, то токи - входные, шумовые - не такая серьёзная проблема.

Алексей

Нет, с электродов вытаскивают и меньшие сигналы. А 163 для таких применений тоже использовать можно, только надо ставить согласованную пару малошумящих полевиков на вход повторителями. Но это более дорогое и сильно "жручее" решение. 725 оптимизирована по шуму (Кш всего 1...1,5 дБ) для Rg ~ 50 кОм, а это как раз типовой импеданс электродов, стоит дешево и кушает немного.

[Alex Nikitin]

Нет, с электродов вытаскивают и меньшие сигналы.

При значительно меньшей полосе.

Алексей

[sia_2]

При значительно меньшей полосе.

Алексей

Сильно зависит от обработки сигнала и наличия внешней экранировки. Большая полоса усилителя и частота дискретизации АЦП в этих задачах нужна в основном для уменьшения вероятности "сворачивания" помех в НЧ-область. Сейчас стандартную частоту квантования кардиографов подняли до единиц килогерц, хотя вся полоса сигнала - герц 30-50 с самыми большими натяжками.

[Alex Nikitin]

вся полоса сигнала - герц 30-50 с самыми большими натяжками.

Так в этом и дело. Полоса сигнала и определяет эффективные шумы.

Алексей

[Olegyurich]

Сейчас стандартную частоту квантования кардиографов подняли до единиц килогерц, хотя вся полоса сигнала - герц 30-50 с самыми большими натяжками.

Вы не совсем правы - в некоторых методиках используется полоса частот до 500Гц, в частности для проверки предрейсового состояния машинистов и т.п.
Я контактировал с людьми, которые разрабатывали такой аппарат, им еще при такой полосе КОСС 100дБ надо было сделать и шумы 20мкВ.
Я им делал коммутатор с эквивалентами пациента, сос стандартным у них и близких значений не выходило. С моим было на пределе.

[Alex]

Я им делал коммутатор с эквивалентами пациента, сос стандартным у них и близких значений не выходило

Видимо топология была древняя - диф.усилитель и коммутатор отведений перед ним.
Уже давно проще поставить N дифусилителей, и комутировать высокий сигнал после них, или приставить ка каждому каналу АЦП, и коммутировать пропущенную через гальваническую развязку цифру.

А лет 10-15 назад начали внедряться системы вообще без диф.усилителей - на входах обычные линейные усилители.
(это для кардио, для ЭКГ, мио и прочего - не встречал тогда таких).

[Olegyurich]

Видимо топология была древняя - диф.усилитель и коммутатор отведений перед ним.

Не, коммутатор для поверки(подает синфазку, подключает/отключает эквиваленты человека), дифусилители отдельные(9 каналов/12 отведений).

А лет 10-15 назад начали внедряться системы вообще без диф.усилителей - на входах обычные линейные усилители.

А это как?

[Alex]

Есть способы
Заодно и без разделительных конденсаторов на входе.
Усилители линейные, только достаточно малошумящие и с большим дин.диапазоном.

[Olegyurich]

Ну, у нас тоже нет разделительных конденсаторов на входе, они стоят после диффусилителей.
А как же с подавлением синфазки в этих линейных усилителях?

[Alex]

Ну, у нас тоже нет разделительных конденсаторов на входе, они стоят после диффусилителей.

В этом случае, диф. усилитель должен иметь не очень большой Ку, чтобы от электродного потенциала не улететь в насыщение.

А как же с подавлением синфазки в этих линейных усилителях?

Изумительно Она давится не в них.

Эта топология построена по другому принципу.
Что мешает в усилителе биопотенциалов? В основном две вещи - синфазная наводка и элеткродный потенциал.
В станждартной топологии, первое убирают инструментальным усилителем сбольшим CMRR, второе - отсекают коденсаторами постоянную составляющую и НЧ.

В этой же топологии, линейными усилителями усиливается все, т.е. сигнал+синфазка+потенциал, затем подается на многоразрядный (20 и выше) АЦП и затем на сигнальный процессор (DSP)
Синфазка и эл.потенциал убираются программно в DSP.

[Olegyurich]

В этой же топологии, линейными усилителями усиливается все, т.е. сигнал+синфазка+потенциал, затем подается на многоразрядный (20 и выше) АЦП и затем на сигнальный процессор (DSP)
Синфазка и эл.потенциал убираются программно в DSP.

А, понятно. Про то что смещение(потенциал) убирают в DSP, я знаю, а вот про синфазку не слышал.
Мм, только не понятно с амплитудами - в тесте синфазки мы подаем двойной размах 10В(а по ГОСТу вообще положено 20, но нестрого), потом мы это дело усиливаем еще дополнительно - какое же входное напряжение должно быть у АЦП?

В этом случае, диф. усилитель должен иметь не очень большой Ку, чтобы от электродного потенциала не улететь в насыщение.

Ну да, у нас смещение на выходе получается чуть меньше напряжения питания, т.е. ку примерно 40

[sia_2]

Вы не совсем правы - в некоторых методиках используется полоса частот до 500Гц, в частности для проверки предрейсового состояния машинистов и т.п.
Я контактировал с людьми, которые разрабатывали такой аппарат, им еще при такой полосе КОСС 100дБ надо было сделать и шумы 20мкВ.
Я им делал коммутатор с эквивалентами пациента, сос стандартным у них и близких значений не выходило. С моим было на пределе.

Спасибо, значит, за 8-10 лет, что я этим не занимался, "исследовательские" методики пошли в жизнь.
Юмор: Был у меня заказчик, который front-end электронику (а лучше весь кардиограф) хотел с батарейным питанием на месяц непрерывной работы от часовой батарейки, типа, как в датчике пульса от Polar Еле доказал разницу между кардиографом и счетчиком пульса

[Alex]

Был у меня заказчик, который front-end электронику (а лучше весь кардиограф) хотел с батарейным питанием на месяц непрерывной работы от часовой батарейки, типа, как в датчике пульса от Polar Еле доказал разницу между кардиографом и счетчиком пульса

На месяц - не знаю, и не знаю для чего бы "это", а 12 лет назад я 2-х канальник (Холтеровский мониторинг), с записью во флеш и работающий полтора суток (надо было - сутки гарантировано) от "Кроны", сделал. Корпус был - типа кассетного плеера (Walkman).
Сейчас бы я наверное, поставил бы 3 аккумулятора ААА или АА, и получил бы еще больше, но на месяц? Это врядли.