Bio-potential Amplifiers< EEG >

지난 시간 ECG 에 이어 , 이번에는 EEG 를 만들어 봅시다 ,

우선 ,

EEG Signal Setting,

① 신호 크기 : ±50uV② 신호주파수 대역 : 0.5 ~ 30Hz③ 정격전압 : ±30mV④ 전원 : ±1.5 V( Battery)

: ±1V Saturation⑤ ADC 입력 범위 : ±1V⑥ 소자 : One-chip IA (AD620)

: Op-Amp (TL082 or TL084): R, C, etc

Stage 1 : DC IA

AD620 Datasheet

Stage 1 : DC IA AD620 Datasheet

CMRR 100dB 정도의 값을 갖는 AD620 이 있기 때문에 Op-Amp 3개를 사용하여 직접 구현하는 것보다 성능면 , 시간면에서 효과적입니다 .

- 회로 설계 전에 싸이트 방문해서 새로 나온 제품 확인 후 설계

Stage 1 : DC IA

AD620RG

Stage 2 : Active HPF

22

11

1o

i

v RG

v Rj C

2 1

1 11

j R C

j RC

R1

R2

C1

-

+

Stage 2 : Active HPF

저항이 너무 커서 Noise 많다 .EEG 에서는 Noise 잘 잡아야 돼 ,Active 가 아닌 Passive 로 설계한다 .

R1

R2

C1

AD620

Active HPF

-

+

Stage 2 : HPF

떠 있는 파형을 낮추기 위해 High Pass Filter 구현 .

C1

R1AD620

HPF

Stage 3 : Non-inverting with LPF

HPF Non-inverting with LPF

1 1

10.5

2Hz

RC

3 2

130

2Hz

R C

R1

C1

R2 R3

C2

AD620

Stage 3 : Non-inverting with LPF

GBP (Gain Bandwidth Product)Unity gain frequencyGain X 주파수 ( 10000 X 30 ) = 30 만 < 100 만

NO PROBLEM

Input offset voltageOp-Amp 자체의 dc offset 때문에 1mV 가 10V 가 되어서 Saturation

Stage 3 : Non-inverting with LPF

PROBLEM !

그러므로 10000 배 한번에 증폭 못 시킵니다 .

100 배씩 나눠서 증폭시킵니다 .

Stage 4 : HPF, Non-inverting with HPF

증폭 전 :10mV 띄웠고 ±10mV 신호증폭 후 : 1V 떠서 ±1V 신호

HPF, Non-inverting with LPF

나머지 100 배 증폭시키려고 똑같은 회로 썼는데 ,Saturation 발생 ; Stage 3 과 동일하게 하면 안돼 !

Stage 4 : Active HPF

4 3

10.5

2Hz

R C

R4

R5

C3

Active LPF

저항 값 또 커 ! 이 것도 답 아냐 !

Stage 4,5 : HPF, Non-inverting with LPF

6 4

130

2Hz

R C

C3 R4

R5 R6

C4

TL084

500mV : 신호10mV : offset

HPF, Non-inverting with LPF

파형 잘리지 않게 50 만 증폭시키겠다 .

-+

Stage 6,7 : HPF, Inverting with LPF

8 5

130

2Hz

R C

C5

R7

C6

R8R9

OP-07

OP-07 를 사용하려는 이유 :

비싸지만 10mVoffset 이 아니라 그보다 매우 작다 ,

HPF, Inverting with LPF

-+

나머지 2 배 증폭시키기 위해 사용 .

Stage 6,7 : HPF, Non-inverting with LPF

C5

R7

C6

R8 R9

HPF, Non-inverting with LPF

-+

EEG 완 성 !

Gain : 2 * 100 * 50 * 2 = 20000

Signal HPF Non-inverting with LPF

HPF HPFNon-inverting with LPF

Non-inverting with LPF

-+-

+-+

AD620

OP-07TL082TL082

AD620

TL082

OP07

ADC MPULCD

Keypad

EEG 완 성 !

Thank you !