BME 305 EEG: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Elektroensefalogramma (EEG) - bu miyaning elektr faolligini o'lchash uchun mo'ljallangan qurilma. Ushbu testlar turli miya kasalliklarini tashxislashda juda foydali bo'lishi mumkin. EEGni yaratishga harakat qilayotganda, ishchi sxemani yaratishdan oldin har xil parametrlarni hisobga olish kerak. Bosh terisidan miya faoliyatini o'qishga urinishning bir jihati shundaki, uni o'qish mumkin bo'lgan juda kichik kuchlanish mavjud. Katta yoshdagi miya to'lqinining normal diapazoni taxminan 10 uV dan 100 uV gacha. Kichik kirish voltaji tufayli, kontaktlarning umumiy chiqishida katta kuchlanishni, tercihen kirishning 10 000 martasidan ko'p bo'lishi kerak bo'ladi. EEGni yaratishda yodda tutish kerak bo'lgan yana bir narsa shundaki, biz chiqaradigan odatiy to'lqinlar 1 Gts dan 60 Gts gacha. Buni bilgan holda, tarmoqli kengligidan tashqarida istalmagan chastotani susaytiradigan turli xil filtrlar bo'lishi kerak.

Ta'minotlar

-LM741 operatsion kuchaytirgichi (4)

-8,2 kOhm qarshilik (3)

-820 Ohm qarshilik (3)

-100 Ohm qarshilik (3)

-15 kOhm qarshilik (3)

-27 kOhm qarshilik (4)

-0.1 uF kondansatör (3)

-100 uF kondansatör (1)

-Non paneli (1)

-Arduino mikrokontroller (1)

-9V batareyalar (2)

1 -qadam: asboblar kuchaytirgichi

EEGni yaratishda birinchi qadam - bu ikki xil signalni qabul qilish va kuchaytirilgan signalni chiqarish uchun o'z shaxsiy asbob -uskunalar kuchaytirgichini (INA) yaratish. Bu INA uchun ilhom signallarni farqlash uchun ishlatiladigan keng tarqalgan asbob kuchaytirgichi LT1101dan keldi. LM741 operatsion kuchaytirgichlaridan 2 tasi yordamida siz yuqoridagi sxemada berilgan har xil nisbatlar yordamida INA ni yaratishingiz mumkin. Siz bu nisbatlarning o'zgarishini ishlatishingiz mumkin va agar nisbat o'xshash bo'lsa, siz hali ham bir xil natijaga erishishingiz mumkin. Ushbu sxema uchun sizga R uchun 100 ohm, 9R uchun 820 ohmli rezistor va 90R uchun 8,2 kOhm rezistordan foydalanishni taklif etamiz. 9V batareyalar yordamida siz operatsion kuchaytirgichlarni quvvatlantirishingiz mumkin. V+ pinini quvvatlantirish uchun bitta 9V batareyani, qolgan 9V batareyani esa V -piniga -9V kiradigan qilib sozlash orqali. Ushbu asbob kuchaytirgichi sizga 100 daromad keltirishi kerak.

2 -qadam: filtrlash

Biologik signallarni yozishda siz qiziqayotgan diapazon va potentsial shovqin manbalarini yodda tutish kerak. Filtrlar bu muammoni hal qilishga yordam beradi. Ushbu sxema dizayni uchun, bunga erishish uchun tarmoqli o'tkazgichli filtr va undan keyin faol chiziqli filtr ishlatiladi. Ushbu bosqichning birinchi qismi yuqori o'tish filtridan, so'ngra past o'tish filtridan iborat. Ushbu filtrning qiymatlari 0,1 Gts dan 55 Gts gacha bo'lgan chastotalar diapazoniga tegishli bo'lib, u EEG signal chastotasi qiziqish doirasini o'z ichiga oladi. Bu istak doirasidan tashqaridan kelgan signallarni filtrlashga xizmat qiladi. Chiziq filtriga chiqish voltajining past empedansga ega bo'lishini ta'minlash uchun tarmoqli chiziqdan o'tgandan keyin kuchlanish izdoshi o'tiradi. Chiziqli filtr 60 gigagertsli shovqinni filtrlash uchun o'rnatiladi, uning chastotasida katta shovqin buzilishi tufayli signal kamida -20 dB kamayadi. Nihoyat, bu bosqichni yakunlash uchun boshqa kuchlanish kuzatuvchisi.

3-qadam: teskari bo'lmagan operatsion kuchaytirgich

Bu sxemaning oxirgi bosqichi filtrlangan signalni 1-2V diapazoniga 99 ga yaqin daromad bilan oshirish uchun teskari burilmagan kuchaytirgichdan iborat. potentsial atrof -muhit shovqini bilan solishtirganda ko'rsatish va tushunish oson bo'lgan chiqish to'lqin shaklini berish uchun kerak. Shuni ham ta'kidlash kerakki, inverting bo'lmagan kuchaytirgichlardan doimiy oqim o'zgarishi normaldir va yakuniy chiqishni tahlil qilish va namoyish qilishda e'tiborga olinishi kerak.

4 -qadam: Raqamli konvertatsiyaga o'xshash

Butun sxema tugagandan so'ng, biz butun davr mobaynida kuchaytirgan analog signalni raqamlashtirish kerak. Yaxshiyamki, agar siz arduino mikrokontrolleridan foydalansangiz, unda analogdan raqamli konvertor (ADC) mavjud. Arduino -ga o'rnatilgan oltita analog pinning har qandayiga o'z kontaktlaringizni chiqarish imkoniyatiga ega bo'lib, siz osiloskopni mikrokontrollerga kodlay olasiz. Yuqorida ko'rsatilgan kodda biz analog to'lqin shaklini o'qish va uni raqamli chiqishga aylantirish uchun A0 analog pinidan foydalanamiz. Bundan tashqari, narsalarni o'qishni osonlashtirish uchun siz kuchlanishni 0 - 1023 oralig'idan 0V dan 5V gacha o'zgartirishingiz kerak.