Производственное оборудование Медицинская техника, а также другое промышленное оборудования. Обсуждение и ремонт. |
26.06.2008, 16:52
|
|
Прохожий
Регистрация: 28.03.2008
Сообщений: 4
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
|
Усилитель для нервного волокна
Необходима помощь в изготовлении такого усилителя.
Главная задача - компенсация входной емкости и обеспечение высокого входного сопротивления.
Выходные характеристики волокна: упрощенно - генератор напряжения с внутренним сопротивлением 25 МОм.
Есть подходящий инструментальный усилитель - AD8220 (c полевиками на входе, вх. ёмкость 5 пФ, вх. сопр. - 100 ТОм, упрощенная схема на рисунке сверху, даташит).
Главный вопрос - можно ли для этого усилителя сделать плавающую землю (для минимизации входной емкости), взяв потенциал со средней точки резистора Rg (задания Кус). Как на рисунке снизу.
Симуляция этой схемы к успеху не привела. Думаю из-за переходных процессов в начале работы.
Проект в протеусе прилагается.
Огромное спасибо за помощь!
-- Прилагается рисунок: --
Прикрепленный файл: 4332554.rar
|
|
|
|
26.06.2008, 17:29
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
|
Имхо ,
у первооткрывателей нервных сигналов в начале прошлого века не было столь мудреных проблем с параметрами усилителя нервного импульса. И микросхем не было чуднЫх и как-то наблюдали ведь
Может в ТЗ надо что-то подправить?
длительность импульсов порядка 1 миллисекунда, сопротивление волокна допустим 25 МОм .
При входной емкости 10 pF постоянная времени цепи 0,25 mS ? это много?
Имхо - то что нарисовано внизу - не компенсирует входную емкость U1 , да и вообще работать не будет. В протеусе что обозначает значок заземления ? Наверное нулевой потенциал (неизменяемый) и что толку цеплять к нему через 5 pF некий "компенсирующий" сигнал?
Компенсировать входную емкость (а точнее - нейтрализовать ее действие) можно применив усилитель с нулевым входным сопротивлением. То есть усилитель тока.
Для схем с ОУ это выглядит как заземленный "+" вход , а "-" является приемником входного тока, на который также заводится сигнал обратной связи, задающий коэффициент перевода входного тока в выходное напряжение. Может об этом подумаете?
Если Вы не нейтрализовали входную емкость нулевым входным сопротивлением - она всегда будет иметь место.
|
|
|
|
26.06.2008, 18:19
|
|
Прохожий
Регистрация: 28.03.2008
Сообщений: 4
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
|
Заземление - Земля матушка.
У усилителя должно быть бОльшое входное сопротивление.
Смысл компенсации в том, чтобы ток входного сигнала не шёл через ёмкость входа U1. Вместо него через эту емкость пойдет ток компенсирующего сигнала (через ОУ и конденсаторы). На схеме вывод "-" заземлен для упрощения, понятно, что компенсация емкости этого вывода тут не нужна. Эта техника работает, я проверял. Проблема в реализации плавающего питания. Вообщем, я пытаюсь реализовать методы изложенные подробно во вложении (на англ.).
Прикрепленный файл: 3146225.pdf
|
|
|
|
26.06.2008, 20:06
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
|
смысл плавающего питания наверное Вы видите в том чтобы еще уменьшить емкость входного каскада измерительного ОУ? Но есть ли резон использовать для этого дополнительные ОУ и их входы (с собственной емкостью) . Компенсируем - и тут же подвешиваем дополнительную емкость, которую тоже понадобится компенсировать?
Может тогда проще выход измерительного ОУ использовать как сигнал для изменения питающих потенциалов, уменьшенный на коэффициент усиления измерительного ОУ ? А заодно и как выход для подачи компенсирующего сигнала через подстроечный конденсатор на вход для компенсации емкости проводников (если верить патенту)
|
|
|
|
27.06.2008, 12:50
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
|
Промоделировал в воркбенче
Генератор 0,1V меандр. С1-паразитная емкость входа.
Компенсирует однако, но чем лучше компенсация тем ближе порог для возбуждения.
А зачем заморачиваться с плавающим питанием? Емкость входа "на землю" и емкость входа к питающим шинам это суммарная паразитная емкость, которую и компенсировать можно по схеме приведенной ниже. (лишние ОУ - фтопку)
-- Прилагается рисунок: --
|
|
|
|
27.06.2008, 13:06
|
|
Супер-модератор
Регистрация: 08.09.2007
Адрес: Kyiv, Ukraine
Сообщений: 7,972
Сказал спасибо: 431
Сказали Спасибо 3,943 раз(а) в 1,693 сообщении(ях)
|
Уважаемый tauP10,
axcn поставил совершенно корректное ТЗ. Корректировать его не стОит. Дело в том, что для съема бипотенциалов с электровозбудимых клеток (нервных волокон) применяются стеклянные микроэлектроды - тонкий стеклянный капилляр, сопоставимый по размеру с клеткой, заполненный физиологическим раствором. Отсюда его дикое собственное сопротивление (десятки мегом). А поскольку частотный диапазон регистрируесых сигналов достигает десятка килогерц, становится ясным необходимость минимальной входной емкости, т.к. даже единицы пикофарад на такой частоте совместно с входным сопротивлением сыграют роль нехилого ФВЧ.
Что же касается регистрации подобных сигналов в прошлом веке - то лампы (особенно катодные повторители) все эти параметры обеспечивали "на раз".
Внимательно ознакомлюсь со схемой, отпишусь.
__________________
Выслушай и противную сторону, даже если она тебе и противна!..
|
|
|
|
27.06.2008, 13:44
|
|
Почётный гражданин KAZUS.RU
Регистрация: 26.08.2006
Сообщений: 1,405
Сказал спасибо: 1
Сказали Спасибо 89 раз(а) в 69 сообщении(ях)
|
Сообщение от Falconist
|
axcn поставил совершенно корректное ТЗ.
|
Ну как тут не поспорить
В совершенно корректном ТЗ была бы указана необходимая полоса частот , а я даже после дополнительного вопроса про 0,25мС не знаю сколько автору нужно.
|
|
|
|
27.06.2008, 17:13
|
|
Супер-модератор
Регистрация: 08.09.2007
Адрес: Kyiv, Ukraine
Сообщений: 7,972
Сказал спасибо: 431
Сказали Спасибо 3,943 раз(а) в 1,693 сообщении(ях)
|
Ну, так я дополню. Верхняя частота полосы пропускания для бипотенциалов может достигать 5...10 кГц. Определяется не частотой собственно импульсов - их максимальная частота следования до 120...150 Гц, а длительностью фронтов. По крайней мере в электромиографах полоса достигает 10 кГц (стандарт).
__________________
Выслушай и противную сторону, даже если она тебе и противна!..
|
|
|
|
27.06.2008, 19:04
|
|
Супер-модератор
Регистрация: 08.09.2007
Адрес: Kyiv, Ukraine
Сообщений: 7,972
Сказал спасибо: 431
Сказали Спасибо 3,943 раз(а) в 1,693 сообщении(ях)
|
Внимательно рассмотрел схему, выложенную axcn. Первое впечатление IMHO - что она работать не будет. Особенно в предназначенной для нее области. Дело в том, что для биомедицинских применений используют 3-электродную схему (референтный, дифферентный и заземляющий электроды). Для того, чтобы отвязаться от синфазной помехи, заземляющий электрод соединяют не с общим проводом, а с выходом усилителя синфазной составляющей.
В приведенной схеме неинвертирующие входы ОУ U3A и U3B соединены непосредственно с плюсом 9 В. Лично мне подобное включение ОУ неизвестно. Если бы с минусом - тогда бы с этим справился т.н. "однополярный" ОУ.
А плавающее питание - вообще "масло масляное". Псевдопроблема в чистом виде.
Но больше всего меня умилило заземление неинвертирующего входа инструментального ОУ... И подача сигнала ошибки питающих напряжений на его входы...
__________________
Выслушай и противную сторону, даже если она тебе и противна!..
|
|
|
|
27.06.2008, 19:10
|
|
Прохожий
Регистрация: 28.03.2008
Сообщений: 4
Сказал спасибо: 0
Сказали Спасибо 0 раз(а) в 0 сообщении(ях)
|
Falconist верно говорит. Прошу прощения, что полосу пропускания не указал. ~ 0 до 10 кГц. Потенциалы - 70 - 100 мВ. При этом сопротивление объекта не постоянно.
По поводу входных проводов. Я не хочу их экранировать (только емкости прибавит + не хочется лепить защитный экран + установка находится в заземленной металлической камере), зато сделать их максимально короткими (10 см макс.)
Вопрос по поводу тока утечки входных транзисторов. Он меньше 10 пА, но как говорится в даташите, этому току должен быть обеспечен путь на землю. Но при дифференциальном отведении ни один из электродов заземляться не будет. Я думаю, что это может помешать работе. Но не станешь же тупо заземлять вход через резистор (как советуют ADI). Я думал, может вставить на вход компенсирующую схемку, которая будет подавать этот ток.
Хотя, возможно, ответить на этот вопрос может только тот, который очень хорошо разбирается в электрофизических характеристиках волокна.
Может не делать плавающее питание. Паспортное входное сопротивление усилителя не маленькое и, кажется, его хватит? Если там правда написана, то, думаю, входное сопротивление схемки будет равно сопротивлению монтажа. Может приёмы есть как его (сопротивление) повысить (всё спиртом обмыть это понятно).
|
|
|
|
Ваши права в разделе
|
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения
HTML код Выкл.
|
|
|
Часовой пояс GMT +4, время: 17:11.
|
|