BME 305 EEG ՝ 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Էլեկտրոէնցեֆալոգրաֆիան (EEG) սարք է, որն օգտագործվում է առարկայի ուղեղի էլեկտրական ակտիվությունը չափելու համար: Այս թեստերը կարող են շատ օգտակար լինել ուղեղի տարբեր խանգարումների ախտորոշման համար: EEG- ի պատրաստման ժամանակ կան տարբեր պարամետրեր, որոնք պետք է հաշվի առնել նախքան աշխատանքային միացում ստեղծելը: Գլխից գլխուղեղի գործունեությունը կարդալ փորձելու մեջ մի բան այն է, որ կա շատ փոքր լարվածություն, որն իրականում կարելի է կարդալ: Մեծահասակների ուղեղի ալիքի նորմալ միջակայքը մոտ 10 uV- ից 100 uV է: Այդքան փոքր մուտքային լարման պատճառով միացման ընդհանուր ելքի վրա պետք է լինի մեծ ուժեղացում, նախընտրելի է մուտքի 10 000 -ից ավելի անգամ: Մեկ այլ բան, որը պետք է հիշել EEG- ի ստեղծման ժամանակ, այն է, որ մեր արտադրած տիպիկ ալիքները տատանվում են 1 Հց -ից մինչև 60 Հց: Սա իմանալով ՝ պետք է լինեն տարբեր զտիչներ, որոնք կթուլացնեն թողունակության սահմաններից դուրս ցանկացած անցանկալի հաճախականություն:

Պարագաներ

-LM741 գործառնական ուժեղացուցիչ (4)

-8.2 կՕմ դիմադրություն (3)

-820 Օմ դիմադրություն (3)

-100 Օմ դիմադրություն (3)

-15 kOhm դիմադրություն (3)

-27 kOhm դիմադրություն (4)

-0.1 uF կոնդենսատոր (3)

-100 uF կոնդենսատոր (1)

-Գրատախտակ (1)

-Արդուինո միկրոկառավարիչ (1)

-9 Վ մարտկոց (2)

Քայլ 1: Գործիքների ուժեղացուցիչ

EEG ստեղծելու առաջին քայլը ձեր սեփական գործիքավորման ուժեղացուցիչի (INA) ստեղծումն է, որը կարող է օգտագործվել երկու տարբեր ազդանշաններ ընդունելու և ուժեղացված ազդանշան թողնելու համար: Այս INA- ի ոգեշնչումը ստացվել է LT1101- ից, որը սովորական գործիքային ուժեղացուցիչ է, որն օգտագործվում է ազդանշանները տարբերակելու համար: Օգտագործելով ձեր LM741 գործառնական ուժեղացուցիչներից 2 -ը, կարող եք ստեղծել INA ՝ օգտագործելով վերը նշված սխեմայի մեջ տրված տարբեր հարաբերակցությունները: Այնուամենայնիվ, կարող եք օգտագործել այս հարաբերակցության տատանումները և, այնուամենայնիվ, ստանալ նույն ելքը, եթե հարաբերակցությունը նման է: Այս սխեմայի համար մենք առաջարկում ենք օգտագործել 100 օմ դիմադրություն R- ի համար, 820 օմ դիմադրություն `9R- ի համար, և 8.2 կՕմ դիմադրություն` 90R- ի համար: Օգտագործելով ձեր 9 Վ մարտկոցները, դուք կկարողանաք միացնել գործառնական ուժեղացուցիչները: V+ կապը միացնելու համար մի 9V մարտկոց տեղադրելով, իսկ մյուս 9V մարտկոցը, որպեսզի այն -9V մուտքագրի V- պին: Գործիքավորման այս ուժեղացուցիչը պետք է ձեզ 100 շահույթ տա:

Քայլ 2: ingտիչ

Կենսաբանական ազդանշաններ գրանցելիս կարևոր է հիշել ձեզ հետաքրքրող շրջանակը և աղմուկի հավանական աղբյուրները: Fտիչները կարող են օգնել լուծել այս խնդիրը: Այս սխեմայի նախագծման համար դրան հասնելու համար օգտագործվում են ժապավենի անցման զտիչ, որին հաջորդում է ակտիվ խազ ֆիլտրը: Այս փուլի առաջին մասը բաղկացած է բարձր անցնող, այնուհետև ցածր անցման ֆիլտրից: Այս զտիչի արժեքները նախատեսված են 0.1 Հց -ից մինչև 55 Հց հաճախականությունների համար, որը պարունակում է EEG ազդանշանի հաճախականությունների հետաքրքրություն: Սա ծառայում է ցանկությունների սահմաններից դուրս եկող ազդանշանների զտմանը: Լարման հետևորդը նստում է այն բանից հետո, երբ ժապավենը անցնում է խազ ֆիլտրից ՝ ապահովելու համար, որ ելքային լարումը դեպի ցածր մակարդակի զտիչ ունի ցածր դիմադրություն: Theանապարհային զտիչը տեղադրված է 60Hz- ում աղմուկը զտելու համար `ազդանշանի առնվազն -20dB նվազեցմամբ` նրա հաճախականությամբ մեծ աղմուկի աղավաղման պատճառով: Վերջապես մեկ այլ լարման հետևորդ ՝ այս փուլն ավարտելու համար:

Քայլ 3: Գործող ուժեղացուցիչի ոչ շրջադարձ

Այս սխեմայի վերջին փուլը բաղկացած է չշրջվող ուժեղացուցիչից `ֆիլտրված ազդանշանը 1-2 Վ միջակայքում հասցնելով մոտ 99 շահույթի: Ուղեղի ալիքներից մուտքի ազդանշանի շատ փոքր ուժի պատճառով այս վերջին փուլը անհրաժեշտ է ելքային ալիքի ձև տալու համար, որը հեշտությամբ ցուցադրվում և ընկալվում է ՝ համեմատած շրջապատի պոտենցիալ աղմուկի հետ: Պետք է նաև նշել, որ ոչ փոխադարձ ուժեղացուցիչներից DC փոխհատուցումը նորմալ է և պետք է հաշվի առնել վերջնական ելքը վերլուծելիս և ցուցադրելիս:

Քայլ 4. Թվային փոխակերպման անալոգ

Ամբողջ միացումն ավարտվելուց հետո անալոգային ազդանշանը, որը մենք ուժեղացրել ենք ամբողջ շրջագծով, պետք է թվայնացվի: Բարեբախտաբար, եթե դուք օգտագործում եք arduino միկրոկոնտրոլեր, արդեն կա ներկառուցված անալոգային թվային փոխարկիչ (ADC): Կարողանալով միացնել ձեր սխեման arduino- ի մեջ տեղադրված վեց անալոգային կապումներից մեկին, դուք ի վիճակի եք կոդավորել մի տատանում միկրոկոնտրոլերի վրա: Վերևում ցուցադրված ծածկագրում մենք օգտագործում ենք A0 անալոգային քորոց ՝ անալոգային ալիքի ձևը կարդալու և այն թվային ելքի վերածելու համար: Բացի այդ, ամեն ինչ ավելի հեշտ ընթեռնելի դարձնելու համար դուք պետք է լարումը փոխարկեք 0 - 1023 միջակայքից ՝ 0V- ից մինչև 5V: