뇌파에 관한 RnD, 도움이 필요하십니까?


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이것은 나의 첫 번째 게시물이며 올바른 집적 회로를 찾는 데 도움이 필요합니다. 프로젝트 배경을 약간 설명하면서 시작하겠습니다. 저는 오픈 소스 뇌파 계를 개발하기 위해 친교를 받았습니다. 완성 된 하드웨어는 사람들이 EEG 시스템, 즉 음악 컨트롤러, 게임 컨트롤러 또는 뇌 훈련 프로그램에 대한 다양한 창의적이고 치료 적 용도를 개발할 수있는 플랫폼을 제공 할 것입니다. 아날로그-디지털 변환에 Atmel MCU를 사용하고 싶습니다. USB를 통해 컴퓨터에 연결하고 USB 연결을 통해 장치에 전원을 공급하고 싶습니다. MCU에 앞서 전극의 신호를 증폭시키기에 적합한 op-amp IC를 찾는 데 도움이 필요합니다. 완성 된 장치는 16 채널이되므로 여러 개의 연산 증폭기가있는 IC를 찾고 싶습니다. 전극에 의해 픽업 된 전기 활동은 200mV 이하의 영역에서 이루어 지므로 많은 이득이 필요합니다. 디지털 저항기 프로그램을 사용하여 MCU로 연산 증폭기 회로의 게인을 조정할 수 있습니까? 다양한 오디오 및 센서 입력과 작동하도록 하드웨어를 다시 프로그래밍 할 수 있다면 좋을 것입니다. 어떤 도움이나 조언도 환상적입니다.

짐.


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OpenEEG에 어떤 문제가 있습니까? 오픈 소스이며이 모든 것을 수행합니다.
endolith 2009

@endolith-비싸요
코너 울프

에서 EEG 전자의 많은 논의가있어 오픈 회로는 : 프로그래머블 칩 EEG를
davidcary

답변:


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평균 계측 증폭기는 1MHz 대역폭을 쉽게 수행 할 수 있습니다. EEG는 2kSPS 이하 여야합니다. 따라서 계측 증폭기보다 앞서 멀티플렉서 / 샘플 및 홀드가 필요합니다.

그러나 앰프가 몇 달러 밖에 안된다는 것을 고려하십시오. 멀티플렉싱 가치가 있습니까? Surface Mount를 수행하면 크기가 매우 작아집니다.

Arduino는 약 10kSPS보다 빠르게 디지털화 할 수 없으므로 16 채널을 수행하려면 더 빠른 A / D가 필요합니다. 100kSPS에서 12 비트를 수행 할 수있는 것이 좋습니다. 그들은 또한 상당히 싸다.

환자의 안전을 위해 신호에 대한 광학 절연 및 우수한 절연 전원 (배터리 또는 이와 유사한)이 필요합니다. 이 영역의 안전을 망칠 필요가 없습니다. 고속 데이터 스트림을 확보해야하는 경우 고유 한 아이솔레이터를 구축하거나 광섬유를 사용하여 신호를 전송하십시오.


건배, 그것이 최선의 접근법처럼 들리 겠지만, 아마도 계측 증폭기가 내장되어 있고 거대한 Atmel 칩이있는 arduino 클론을 디자인하고 살펴볼 것입니다. USB를 통해 장치에 전원을 공급하면 실제로 광 분리기를 사용해야합니까? 대부분의 사람들 USB의 보호 회로가 충분할 것이라고 생각했습니다.
Jim

이 Atmel 칩-> search.digikey.com/scripts/DkSearch/… 사용을보고 있습니다. 완전히 확실하지는 않지만, 제대로 작동한다고 생각합니다. USB와 통신하기 위해 별도의 칩이 필요하지 않은 것 같습니다
Jim

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USB 포트에는 "보호 회로"가 없습니다. USB 포트를 만지면 접지에 닿아 있습니다. 격리가 없습니다. EEG 회로에서 분리하지 않고 실행할 수있는 유일한 시간은 플로팅 상태 일 경우입니다 (노트북에 연결되어 있고 랩톱이 다른 장치에 연결되어 있지 않은 경우). 당신이 그것에 대해 걱정할 필요가 없도록 실제 격리를 구축하십시오.
endolith 2009

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안녕하세요 Jim, endolith가 언급했듯이 USB에는 보호 기능이 없습니다. 참조되는 지구는 로컬 "접지"전위 일 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 랩톱이 2 핀 어댑터에 연결되어있는 경우 랩톱의 접지는 약 120VAC (오스트레일리아)가되어 최소한의 공통 모드 노이즈가 발생하여 환자가 따끔 거리는 가능성이 있습니다. "당신의 리드에서 그의 머리 (!) 또는 최악의 경우 (전원 공급 장치의 결함), 시체 및 살인 사건으로 연결됩니다.
Tony Barry

계측 앰프의 경우 Burr Brown (텍사스)의 INA129가 적합 할 수 있습니다. 표면 실장 (SMT, 소형, SOIC) 및 스루 홀 (TH, 대형, DIL)로 제공됩니다. 16 개를 보드에 내려 놓으면 전극 주변의 국소 분극에 맞설 수 있습니다 (처리 할 수있는 가장 큰 DC 오프셋을 제공합니다). 16 개의 암페어는 각 암페어를 안정시키고 멀티플렉서와 ​​A / D를 통해 획득 할 수 있습니다. 귀하의 A / D는 Farnell이 14 비트, 단종 된 0-5V에서 단 12 벅스 100kSPS에 판매하는 AD7940 일 수 있습니다. 좋은.
Tony Barry

6

이러한 상황에서는 일반적으로 계측 증폭기 유형의 연산 증폭기 를 사용하고 싶다고 생각합니다 . 차동 신호용으로 만들어 졌기 때문에 노이즈를 쉽게 빼고 이득이 매우 높으므로 약한 신호를 증폭 할 수 있으며 임피던스가 매우 높아 섬세한 신호를 감지 할 수 있습니다.

A로부터 빠른 열람OpenEEG의 davr에서 알 수 있듯이 그들이 사용 같은 사이트가 보이는 TI INA114AP의 메인 앰프로 계측 앰프.


건배 친구, 그들은 완벽한 작은 앰프처럼 들리 며 여러 채널을 처리 할 수있는 동등한 IC가 있습니까? 16 채널 EEG를 만들고 싶지만, 작업을 위해 16 개의 개별 IC를 갖고 싶지 않습니다.
Jim

방금 전극을보고 있는데 단일 연결 1 핀 미니 DIN입니다. + 및-입력과 함께 계측 증폭기를 사용하면 두 전극 사이의 차동을 출력한다는 의미입니까? 전극이 어떻게 연결되는지에 대해 혼란스러워합니다. 몬트리올 10/20이라는 전극 배열을 연구하고 있는데, 모든 전극의 입력이 합산되어 노이즈를 제거하는 데 사용됩니다. 계측 증폭기 회로에 어떻게 맞습니까? 다시 환호하다 Todbot
Jim

예, 실마리는 없습니다. 저는 15 년 동안 계측 증폭기를 사용해 본 적이 없으며 EEG 작업을 한 적이 없습니다. OpenEEG에 부어 넣을 것입니다. 여기에는 여러 개의 다른 전극 시스템이있는 것처럼 보이며 원하는 것을 수행하는 회로 비트를 찾을 수 있습니다.
todbot 2009

도움말 봇을 응원합니다
Jim

예. DRL 앰프에 의해 공통 모드 신호가 취소 된 상태에서 두 전극의 차이가 발생합니다.
endolith 2009

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저가 및 오픈 소스 EEG 시스템 인 OpenEEG를 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 그들은 한동안 주변에 있었고, 그들의 웹 사이트에 많은 유용한 정보를 가지고 있습니다.


나는 그것이 괜찮은 것처럼 보였지만, 그것은 기본 설정, 낮은 비트 깊이 및 제한된 채널이며, 또한 상당히 큰 하드웨어입니다. 훨씬 더 작고 포괄적 인 시스템을 원합니다. 비트 심도가 10 인 채널은 뇌 신호를 적절하게 표현하기위한 최소치와 같습니다. 그 이상의 것을 원할 것입니다.
Jim

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TI는 EEG 및 ECG 프런트 엔드 용 ADS1298 을 보유하고 있습니다. ECG 프런트 엔드가 통합 된 8 채널, 24 비트 아날로그-디지털 변환기라고합니다.


건배 친구-지난주 TI로부터 프로모션 이메일을 받았는데이 칩은 첫 페이지에있었습니다.
Jim

아직이 칩을 구할 수는 없습니다. 그들은 5 월에서 여름 중반에 출시 될 것이라고 말했습니다. -관심을 북 돋우는 것에 대해 이야기
Jim

원시 칩을 직접 사용하는 대신 첫 번째 프로토 타입에서 해당 칩을 기반으로하는 오픈 하드웨어 ADS1298 기반 생체 전위 센서 플랫폼 사용을 고려할 수 있습니다 .
davidcary

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AD620 연산 증폭기는 ECG 회로 데이터 시트 에 회로도를 가지고 있습니다. 여기서 AD620을 사용하여 ECG ( 1 , 2 , 3 , 4 ) 를 작성하는 클래스 시트를 찾을 수 있습니다 . 데이터 시트의 회로도와 비슷하지만 훨씬 더 장황합니다. 단일 채널입니다. 캔 트는 나머지 질문에 빠르게 대답하지만 도움이 되길 바랍니다.


불행히도 ECG가 처리하는 신호는 어쨌든 EEG가 처리하는 신호보다 훨씬 강하지 만 두개골을 통해 신호를 포착하기에는 너무 약할 것이라고 생각합니다.
Jim

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실제로 Jim, Cyphunk가 제안한 하드웨어는 여러분의 목적에 딱 맞아야합니다. ECG가 흡수하는 피부 전위는 EEG (신경 자극 측정)의 피부 전위와 비슷합니다. AD620, AD624 또는 AD625는 선호하는 기능 및 회로 설정 기능에 따라 사용자의 목적에 적합해야합니다.
Sketchy Fletchy 2018

건배 스케치, 나는 16 채널로 무언가를 만들고 싶었 기 때문에 여러 계측 증폭기가있는 칩을 찾고있었습니다. 추천 할만한 것이 있습니까?
Jim

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하나의 계측 증폭기 만 패키지에 넣는 이유가 있습니다. 전기 레이아웃은 패키지 당 단일 앰프로 훨씬 우수하며 채널간에 상호 작용이 없습니다.
코너 울프

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70 년대에 우리는 병원용 8 및 16 chan eeg 원격 측정 장치를 개발했습니다. 입력 리드를 꼬거나 차폐하고 송신기 안테나에서 멀리 떨어 뜨려 놓아야합니다. 안전성이 떨어지기 때문에 최초의 리튬 전지를 사용하여 격리 된 전원을 공급했습니다. 신호 증폭을 위해 L113 마이크로 파워 플랫 팩 opamp를 사용했습니다. 출력은 송신기 입력으로 다중화되었습니다. 이 디자인의 재미있는 부분은 8/16 eeg 신호를 분리하는 데 필요한 디 멀티플렉싱 방법이었습니다. 즐기십시오-이것은 깔끔한 프로젝트입니다!


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나는 석사 논문으로 EMG 앰프를 만들었습니다. 대부분 표준 부품 (고가의 INA)을 사용하며 의료 전자 제품에 필요한 안전 기능이 있습니다. 요구 사항은 EEG 앰프와 유사합니다. 저역 통과 필터 및 게인 스테이지는 2 비트 인터페이스 (00,01,10,11)를 통해 프로그래밍 할 수 있으며,이를 마이크로 컨트롤러에 연결하려는 경우 시원합니다.

ADC를 사용하면 디지털 측에서 절연을 수행하는 것이 더 나을 수 있지만 어쨌든 앰프의 아이디어를 사용할 수 있습니다. 좋은 특징 중 하나는 차동 입력 와이어의 액티브 쉴드로 전극과 프리 앰프 사이의 와이어 길이가 <10 ft (<3 m)입니다. 즉, 앰프의 메인 하우징 외부에 프리 앰프 박스가 거의 없습니다.

논문 자체는 온라인으로 볼 수 없지만 박사 논문에서 부분적으로 내 연구에 기반한 주요 장을 찾을 수 있습니다. 여기서 확인 하십시오 (참조 장 8) . 문서가 독일어로되어 죄송하지만 회로도는 매우 국제적입니다.

또한 다중 채널 InAmp를 인식하지 못합니다.

관련 : 전기 생리학에서 노이즈 감소 전략


쿨-PDF 주셔서 감사합니다 .... 나는 지금 그것을 잘 읽고있어, 정말 광범위하게 보인다! 텍사스 인스트루먼트 (8 개의 인스트루먼트 앰프가 있음)에서 ASD1298을 사용하고 있는데 프로젝트에 가장 적합한 후보로 보입니다. 지금 다른 프로젝트로 너무 바빠요! 곧 EEG와 균열이 생길 것입니다. 정보와 도움을 주셔서 감사합니다 :)
Jim

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다양한 오디오 및 센서 입력과 작동하도록 다시 프로그래밍 할 수있는 다목적 보드를 만들고 싶습니다. Arduino와 비슷하지만 더 진지한 DSP를 원하는 사람들에게 적합합니다. 도움을 위해 건배
Jim

텍사스 악기 계측 증폭기 중 일부를 구입했습니다. 그들은 사업처럼 보입니다. 나는 단지 다중 채널을 수행하는 방법을 찾으려고 노력하고 있습니다. 모든 신호가 MCU ADC를 통과하고 나중에 컴퓨터와 상호 참조 할 수 있다면 좋을 것입니다. 예를 들어 사용자가 컴퓨터가 공통 모드로 취급 할 임의의 채널을 소프트웨어 사용자 인터페이스에서 선택하면 좋을 것이라고 생각했습니다.
Jim

소프트웨어 끝은 내가 운동하기에 충분히 쉬워야한다. 아마도 하드웨어가 어떻게 진행 될지 알아내는 데 훨씬 더 오래 걸릴 것이다!
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