Bio-potential Amplifiers

ECG 를 만들어 봅시다 ,

우선 ,

ECG 신호의 등가저항 ,

Rbody1

Rbody2

Ec1

Ec2

Rd1

Rd2

Cd1

Cd2

Rs1

Rs2

A

B

C

D

5mv

-5mv

0.05 – 100Hz : BW

신호가 작기 때문에증폭을 하고 싶습니다 ,

Differential Amplifier 를 통한 증폭 ?

Differential Amplifier,

Differential Amplifier

But !

Differential Amplifier 의 문제점

2

1 2

1 2A C

C

R RV V

Z R R

1

1

1B D

C

RV V

Z R

아래 위 Signal Pass 가 달라 CMRR 이 나빠서 사용 안합니다 .

; Loading Effect 발생 ,

; Loading Effect 발생 ,

R1 R2

R1

R2

ㅡ

+

Rin1 = R1

Rin2 = R1+R2Vcc = ±6VVsat = ± 5V

Loading Effect 를 줄이기 위해서는 ?

Buffer 의 필요

Rin1 = ∞I1 = 0

Rin2 = ∞I2 = 0

Vin = Vout

VA = VB

VC = VD

Buffer,

ㅡ+

ㅡ+

R1

R2

R2

VC

VD

i1

i1

i1

VD

VC

VE

VF

Buffer

11

C DV Vi

R

21 1 2

1

( 2 ) (1 2 )( )E F C D

RV V i R R V V

R

Diffential 을 Single-ended 로 바꾸고 싶다 ,

그렇다면 필요한 것은 ?

Inverting Amplifier

4.575v

4.5v

15 배 증폭됨

R3A R4A

R3B

R4

VG

Inverting Amplifier

( 참고 ) How to tune CMRR,

2 4

1 3

(1 2 )DM

R RA

R R

0.0010.001

1CMA

60Hz1Vpp

60Hz1mVpp

DC 전압으로 인해 더 이상 증폭을 할 수 없다

붕 떠 있는 파형을 낮추고 싶다 !

High Pass Filter

0.575v

0.5v

VG VH

High Pass Filter

10.05

2 3.3 1Hz

M F

High Pass Filter Design

17 1

10.05

2f Hz

R C

10.05

2 3.3 1Hz

M F

저주파영역 차단주파수

Saturation 걱정도 없겠다 , 마음껏 증폭해보자 ,

In case of Inverting Amplifier ?

VH

; Loading Effect 발생; 사용시 주의요망

Loading Effect 발생하므로 못 씁니다 .

In case of Non-inverting Amplifier !

9

8

(1 )I H

RV V

R

R9R8

VIVH

Loading Effect 발생도 안하고 좋습니다 .

고주파 영역의 차단 주파수를 구하여 보자 ,

심파의 주파수 범위를 넘는 부분까지 증폭시킬 필요는 없다

Low Pass Filter

9

8

10001 67( )

15

R

R

29 2

1100

2f Hz

R C 고주파영역 차단주파수 :

증폭률 :

R9R8

C2

5v

0v

VI

Low Pass Filter

VH

Low Pass Filter Design

ECG 완 성 !

Buffer Low Pass Filter

5v

0v

Signal

5mv

-5mv

Inverting Amp.

4.575v

4.5v

High Pass Filter

0.575v

0.5v

Thank you !