RU170673U1 - MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY - Google Patents

MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY Download PDF

Info

Publication number
RU170673U1
RU170673U1 RU2016148015U RU2016148015U RU170673U1 RU 170673 U1 RU170673 U1 RU 170673U1 RU 2016148015 U RU2016148015 U RU 2016148015U RU 2016148015 U RU2016148015 U RU 2016148015U RU 170673 U1 RU170673 U1 RU 170673U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
amplification
filtering
unit
inputs
Prior art date
Application number
RU2016148015U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Иванович Большаков
Михаил Андреевич Мищенко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority to RU2016148015U priority Critical patent/RU170673U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU170673U1 publication Critical patent/RU170673U1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06G—ANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской электроники и может использоваться в качестве аналогового усилителя в составе диагностических систем энцефалографии, а также кардиографии, функционирующих на основе измерения биопотенциалов.Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - повышение помехозащищенности за счет использования в первых каскадах канальных первичных усилений инструментального прецизионного усилителя в сочетании с использованием режекторного фильтра в канальных блоках вторичного усиления и фильтрации и обеспечение возможности малогабаритного исполнения на микросхемной основе.Для достижения указанного технического результата в многоканальном аналоговом усилителе для электроэнцефалографии, содержащем блок коммутации, имеющий многоканальный вход от отводящих электродов и многоканальный выход, соединенный своими выходами с входами многоканального блока усиления и фильтрации, выполненного с возможностью подключения к многоканальному регистрирующему устройству, и блок питания, предлагаемый многоканальный блок усиления и фильтрации состоит из канальных блоков детектирования первичного усиления, подсоединенных своими выходами к сигнальным входам соответствующих канальных блоков вторичного усиления и фильтрации, имеющих входы тактирования, соединенные с общим выходом блока тактирования, и выходы, выполненные с возможностью подключения к соответствующим входам многоканального регистрирующего устройства, причем каждый канальный блок детектирования первичного усиления выполнен на основе двухкаскадной схемы усиления с первым каскадом усиления, представляющим собой инструментальный прецизионный усилитель, каждый канальный блок вторичного усиления и фильтрации состоит из последовательно соединенных между собой через операционный усилитель режекторного фильтра и фильтра нижних частот на переключаемых конденсаторах, блок тактирования выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, и блок питания подключен к внешней шине питания, при этом упомянутые блоки детектирования и первичного усиления, блоки вторичного усиления и фильтрации, блок тактирования и блок питания выполнены на микросхемной основе.The utility model relates to the field of medical electronics and can be used as an analog amplifier in diagnostic systems of encephalography and cardiography, which operate on the basis of measuring biopotentials. The technical result from the use of the proposed utility model is to increase the noise immunity due to the use of instrument primary amplifications in the first stages precision amplifier in combination with a notch filter in the channel blocks of the secondary amplifier lye and filtering and providing the possibility of small-sized performance on a microchip basis. To achieve the specified technical result in a multi-channel analog amplifier for electroencephalography, containing a switching unit having a multi-channel input from the discharge electrodes and a multi-channel output connected to its outputs with the inputs of the multi-channel amplification and filtering unit with the ability to connect to a multi-channel recording device, and a power supply, the proposed multi-channel unit amplification and filtering consists of channel blocks for detecting primary amplification, connected by their outputs to the signal inputs of the corresponding channel blocks of secondary amplification and filtering, having clock inputs connected to the common output of the clock block, and outputs configured to connect to the corresponding inputs of a multi-channel recording device, each channel block for detecting primary gain is made on the basis of a two-stage amplification circuit with a first cascade of force Each channel secondary amplification and filtering unit consists of a notch filter and a low-pass filter connected to each other via switched amplifier capacitors, the clock unit is made in the form of a rectangular pulse generator, and the power supply is connected to the external bus power supply, wherein said detection and primary amplification units, secondary amplification and filtering units, clocking unit and power supply in made on a microcircuit basis.

Description

Полезная модель относится к области медицинской электроники и может использоваться в качестве аналогового усилителя в составе диагностических систем энцефалографии, а также кардиографии, функционирующих на основе измерения биопотенциалов.The utility model relates to the field of medical electronics and can be used as an analog amplifier in the diagnostic systems of encephalography, as well as cardiography, functioning on the basis of measuring biopotentials.

В основе устройства широко применяемого рассматриваемого многоканального аналогового усилителя лежит принцип детектирования потенциалов низкой амплитуды при помощи высокоимпедансных инструментальных усилителей и электродов с токопроводящим гелем.The device of the widely used multichannel analog amplifier is based on the principle of detecting low-amplitude potentials using high-impedance instrumental amplifiers and electrodes with conductive gel.

Уровень техники в области таких многоканальных аналоговых усилителей для электроэнцефалографии характеризуется группой отечественных и зарубежных аналогов, в качестве примера которых можно привести усилительную часть электроэнцефалографа Томского политехнического университета (ТПУ) и усилительную систему электроэнцефалографа по китайскому патенту CN 105193410 (А).The prior art in the field of such multichannel analog amplifiers for electroencephalography is characterized by a group of domestic and foreign analogues, as an example of which we can give the amplifying part of the electroencephalograph of Tomsk Polytechnic University (TPU) and the amplifying system of the electroencephalograph according to Chinese patent CN 105193410 (A).

Усилительная часть электроэнцефалографа Томского политехнического университета (см. разработку электроэнцефалографа ТПУ на сайте в Интернет: http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/29028/1/TPU184503.pdf) содержит обеспечивающие снижение входного сопротивления кожа-электрод канальные предусилители, на каждый из которых приходит биосигнал, полученный с входных электродов; предназначенный для выбора сочетаний точек (электродов), между которыми определяется разность потенциалов, коммутатор, к многоканальному входу которого присоединены канальные предусилители; канальные фильтры низких и высоких частот (или полосовые канальные фильтры) для задания полосы пропускания и канальные усилители, которые калибруются генератором стабильного тока, и, несмотря на портативное конструктивное исполнение изложенной аналоговой усилительной части, в последней ухудшены настроечные свойства из-за отсутствия возможности автоматической перестройки канальных фильтров.The amplification part of the electroencephalograph of Tomsk Polytechnic University (see the development of the TPU electroencephalograph on the Internet site: http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/29028/1/TPU184503.pdf) contains channel preamplifiers providing a reduction in the input resistance of the skin-electrode, each of which receives a biosignal received from the input electrodes; designed to select combinations of points (electrodes) between which the potential difference is determined, a switch, to the multi-channel input of which channel preamplifiers are connected; low-pass and high-pass channel filters (or band-pass channel filters) for specifying the passband and channel amplifiers calibrated by a stable current generator, and despite the portable design of the analogue amplifier part described, the tuning properties are degraded in the latter due to the lack of the possibility of automatic tuning channel filters.

Китайская усилительная система электроэнцефалографа (см. патент CN 105193410 (А), A61B 5/0476, 2015) построена на аналоговом усиливающем модуле, имеющем в своем составе 36 канальных монополярных усилителей и 4 канальных биполярных усилителей на основе схемного исполнения, направленного на наблюдение расширенной группы различных функций области мозга и сужающего область его применения.The Chinese electroencephalograph amplification system (see patent CN 105193410 (A), A61B 5/0476, 2015) is built on an analog amplifying module, comprising 36 channel monopolar amplifiers and 4 channel bipolar amplifiers based on a circuit design aimed at observing an extended group various functions of the brain area and narrowing the scope of its application.

В качестве прототипа предлагаемого многоканального аналогового усилителя выбрана аналоговая усилительная часть электроэнцефалографа (см. книгу авторов Зенкова Л.Р. и Ронкина М.А. «Функциональная диагностика нервных болезней. Руководство для врачей». М., МЕДпресс-информ, 2013. с. 17, рис. 1.5), содержащая блок коммутации, имеющий многоканальный вход от отводящих электродов и многоканальный выход, соединенный своими выходами с входами многоканального блока усиления и фильтрации, выполненного с возможностью подключения к многоканальному регистрирующему устройству, и предусматривающая блок питания.As a prototype of the proposed multichannel analog amplifier, the analog amplifier part of the electroencephalograph was selected (see the book by the authors Zenkov LR and Ronkin MA "Functional diagnosis of nervous diseases. A guide for doctors." M., MEDpress-inform, 2013. p. 17, Fig. 1.5), containing a switching unit having a multi-channel input from the discharge electrodes and a multi-channel output connected to its outputs with the inputs of a multi-channel amplification and filtering unit, configured to connect to a multi-channel register device, and providing a power supply.

Указанный прототип имеет блок-схемное выполнение, не предусматривающее узлы борьбы с помехами и предназначенное для стационарного исполнения.The specified prototype has a block diagram of the implementation, not providing nodes to combat interference and intended for stationary execution.

Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - повышение помехозащищенности за счет использования в первых каскадах канальных первичных усилений инструментального прецизионного усилителя в сочетании с использованием режекторного фильтра в канальных блоках вторичного усиления и фильтрации и обеспечение возможности малогабаритного исполнения на микросхемной основе.The technical result from the use of the proposed utility model is to increase the noise immunity due to the use of a precision instrumentation amplifier in the first stages of channel primary amplifications in combination with the use of a notch filter in channel blocks of secondary amplification and filtering and providing the possibility of small-sized performance on a microcircuit.

Кроме того, предлагаемый многоканальный аналоговый усилитель расширяет арсенал аналоговых усилительных средств в широкой области современной электроэнцефалографии, базирующейся на мозг-машинных интерфейсах.In addition, the proposed multichannel analog amplifier expands the arsenal of analog amplifiers in a wide field of modern electroencephalography based on brain-machine interfaces.

Для достижения указанного технического результата в многоканальном аналоговом усилителе для электроэнцефалографии, содержащем блок коммутации, имеющий многоканальный вход от отводящих электродов и многоканальный выход, соединенный своими выходами с входами многоканального блока усиления и фильтрации, выполненного с возможностью подключения к многоканальному регистрирующему устройству, и блок питания, предлагаемый многоканальный блок усиления и фильтрации состоит из канальных блоков детектирования первичного усиления, подсоединенных своими выходами к сигнальным входам соответствующих канальных блоков вторичного усиления и фильтрации, имеющих входы тактирования, соединенные с общим выходом блока тактирования, и выходы, выполненные с возможностью подключения к соответствующим входам многоканального регистрирующего устройства, причем каждый канальный блок детектирования первичного усиления выполнен на основе двухкаскадной схемы усиления с первым каскадом усиления, представляющим собой инструментальный прецизионный усилитель, каждый канальный блок вторичного усиления и фильтрации состоит из последовательно соединенных между собой через операционный усилитель режекторного фильтра и фильтра нижних частот на переключаемых конденсаторах, блок тактирования выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, и блок питания подключен к внешней шине питания, при этом упомянутые блоки детектирования и первичного усиления, блоки вторичного усиления и фильтрации, блок тактирования и блок питания выполнены на микросхемной основе.To achieve the specified technical result in a multi-channel analog amplifier for electroencephalography, containing a switching unit having a multi-channel input from the discharge electrodes and a multi-channel output connected to its outputs with the inputs of a multi-channel amplification and filtering unit, configured to connect to a multi-channel recording device, and a power supply, the proposed multichannel amplification and filtering unit consists of channel units for detecting primary amplification, connected their outputs to the signal inputs of the corresponding channel blocks of secondary amplification and filtering having clock inputs connected to a common output of the clock block and outputs configured to connect to the corresponding inputs of a multichannel recording device, and each channel block of primary gain detection is made on the basis of a two-stage gain circuits with the first amplification stage, which is a precision instrumentation amplifier, each channel block is secondary amplification and filtering consists of a notch filter and a low-pass filter connected in series through an operational amplifier on switched capacitors, the clock unit is made in the form of a rectangular pulse generator, and the power unit is connected to an external power bus, while the mentioned detection and primary amplification units, secondary amplification and filtering units, a clock unit and a power supply unit are made on a microchip basis.

В частных случаях осуществления предлагаемого многоканального аналогового усилителя:In special cases, the implementation of the proposed multichannel analog amplifier:

блок коммутации может содержать схему согласования отводящих электродов с входами многоканального блока усиления и фильтрации;the switching unit may include a matching circuit of the outlet electrodes with the inputs of the multi-channel amplification and filtering unit;

первый каскад каждого канального блока детектирования и первичного усиления может быть выполнен на основе инструментального прецизионного усилителя типа AD8220;the first stage of each channel block for detecting and primary amplification can be performed on the basis of an instrument precision amplifier like AD8220;

каждый канальный блок вторичного усиления и фильтрации может быть выполнен на основе прецизионного двухканального операционного усилителя типа ОР2177 и фильтра низких частот на переключаемых конденсаторах со встроенным операционным усилителем типа МАХ291;each channel block of secondary amplification and filtering can be made on the basis of a precision two-channel operational amplifier type OP2177 and a low-pass filter on switched capacitors with a built-in operational amplifier type MAX291;

блок тактирования может быть выполнен на основе прецизионного двухканального операционного усилителя типа ОР2177;the clocking unit can be made on the basis of a precision two-channel operational amplifier type OP2177;

блок питания может быть выполнен на основе импульсного преобразователя напряжения типа TMA0505D.the power supply can be made on the basis of a voltage converter type TMA0505D.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого многоканального аналогового усилителя для электроэнцефалографии; на фиг. 2 - блок-схема одного из канальных блоков вторичного усиления и фильтрации (фиг. 2а) и электрическая схема блока тактирования (фиг. 2б) на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема блока питания на фиг. 1 и на фиг. 4 - спектральная характеристика усиленного сигнала, снятого с области зрительной коры при закрытых глазах, подтверждающая работоспособность опытного образца усилителя на фиг. 1.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed multichannel analog amplifier for electroencephalography; in FIG. 2 is a block diagram of one of the channel blocks of the secondary amplification and filtering (FIG. 2a) and the electrical circuit of the clock unit (FIG. 2b) in FIG. one; in FIG. 3 is an electrical diagram of a power supply unit in FIG. 1 and in FIG. 4 is a spectral characteristic of an amplified signal taken from the visual cortex with closed eyes, confirming the operability of the prototype amplifier in FIG. one.

Предлагаемый многоканальный аналоговый усилитель (см. фиг. 1) содержит блок коммутации 1, имеющий многоканальный вход от отводящих электродов (на фигурах не показаны) и многоканальный выход, соединенный своими выходами с входами многоканального блока усиления и фильтрации, состоящего из канальных блоков детектирования и первичного усиления 2-9, подсоединенных своими выходами к сигнальным входам соответствующих канальных блоков вторичного усиления и фильтрации 10-17, имеющих входы тактирования, соединенные с общим выходом блока тактирования 18, и выходы 19, выполненные с возможностью подключения к соответствующим входам многоканального регистрирующего устройства (на фигурах не показано), и блок питания (20), подключенный к внешней шине питания.The proposed multi-channel analog amplifier (see Fig. 1) contains a switching unit 1 having a multi-channel input from the outlet electrodes (not shown in the figures) and a multi-channel output connected to its outputs with the inputs of the multi-channel amplification and filtering unit, consisting of channel detection and primary units amplifiers 2-9, connected by their outputs to the signal inputs of the corresponding channel blocks of secondary amplification and filtering 10-17, having clock inputs connected to the common output of the block is clocked I 18, and outputs 19 arranged to connect to respective inputs of a multi-channel recording apparatus (not shown in the figures), and a power supply (20) connected to an external power rail.

Блок коммутации (1) содержит не показанные на фигурах гнезда соединения с отводящими электродами, входные высокоимпедансные фильтры, а также диодные сборки.The switching unit (1) contains sockets for connecting to the discharge electrodes (not shown in the figures), input high-impedance filters, and also diode assemblies.

Первый каскад каждого блоков детектирования и первичного усиления 2-9 выполнен на основе инструментального прецизионного усилителя типа AD8220 (на фигурах не показан).The first stage of each detection and primary amplification units 2–9 is based on an AD8220 type instrument precision amplifier (not shown in the figures).

Каждый из блоков вторичного усиления и фильтрации 10-17 (см. фиг. 2а) состоит из последовательно соединенных между собой через операционный усилитель 21 типа ОР2177, режекторного фильтра 22 и фильтра нижних частот 23 на переключаемых конденсаторах со встроенным операционным усилителем типа МАХ291.Each of the secondary amplification and filtering units 10-17 (see Fig. 2a) consists of series-connected to each other through an operational amplifier 21 of the OP2177 type, a notch filter 22, and a low-pass filter 23 on switched capacitors with a built-in operational amplifier of the MAX291 type.

При этом блок тактирования 18 и блок питания 20 (см. фиг. 3) имеют электрические схемы, соответственно выполненные на основе прецизионного двухканального операционного усилителя 24 (см. фиг. 2б) типа ОР2177 и импульсного преобразователя напряжения 25 (см. фиг. 3) типа TMA0505D.In this case, the clock unit 18 and the power supply unit 20 (see Fig. 3) have electrical circuits, respectively, based on a precision two-channel operational amplifier 24 (see Fig. 2b) of the OP2177 type and a pulse voltage converter 25 (see Fig. 3) type TMA0505D.

Предлагаемый многоканальный аналоговый усилитель для электроэнцефалографии работает следующим образомThe proposed multi-channel analog amplifier for electroencephalography works as follows

Основные задачи блока коммутации 1 заключаются в соединении отводящих электродов, регистрирующих сигналы, с соответствующими входами канальных блоков детектирования и первичного усиления 2-9, фильтрации сигналов от высокочастотных наводок, а также в защите канальных блоков детектирования и первичного усиления 2-9 от превышения напряжения по входу и статики.The main tasks of switching unit 1 are to connect the output electrodes that register the signals with the corresponding inputs of the channel units for detecting and primary amplification 2-9, filtering signals from high-frequency interference, and also to protect the channel units for detecting and primary amplification 2-9 from overvoltage input and statics.

Основная функциональная задача канальных блоков детектирования и первичного усиления 2-9, регистрация сигналов, поступающих с отводящих электродов, расположенных на коже, удаление из сигналов синфазных наводок, а также предусиление сигналов для изменения соотношения сигнал/шум.The main functional task of the channel blocks for detecting and primary amplification is 2–9, registering signals coming from the discharge electrodes located on the skin, removing common mode pickups from the signals, and also pre-emitting the signals to change the signal-to-noise ratio.

Входной каскад инструментального прецизионного усилителя типа AD8220 на полевых транзисторах в каждом канальном блоке детектирования и первичного усиления 2-9 позволяет снизить требования к качеству контакта отводящих электродов с кожей и уменьшает уровень шумов и увеличивает уровень помехозащищенности.The input stage of the AD8220 type instrumentation amplifier with field-effect transistors in each channel detection and primary amplification unit 2-9 reduces the requirements for the quality of the contact of the output electrodes with the skin and reduces the noise level and increases the noise immunity level.

Такой инструментальный прецизионный усилитель в блоках 2-9 имеет коэффициент усиления по напряжению, равный 16, при таком коэффициенте усиления влияние колебания проводов, соединяющих отводящие электроды с входами блока коммутации 1, минимально.Such a precision instrumentation amplifier in blocks 2–9 has a voltage gain of 16, with such a gain, the influence of oscillation of the wires connecting the lead electrodes to the inputs of switching unit 1 is minimal.

Для выделения сигнала на фоне шума каждый блок 2-9 производит вычитание напряжения, полученного с отводящего электрода, расположенного в области, где потенциально есть сигналы, из напряжения с отводящего электрода, расположенного в области, где потенциально нет сигнала. Исходя из такого метода регистрации можно использовать всего один электрод для области без сигналов и необходимое число электродов для областей с сигналами.To isolate the signal against the background of noise, each unit 2–9 subtracts the voltage obtained from the outlet electrode located in the region where there are potential signals from the voltage from the outlet electrode located in the region where there is potentially no signal. Based on this registration method, you can use only one electrode for the area without signals and the required number of electrodes for areas with signals.

Основная задача канальных блоков вторичного усиления и фильтрации 10-17, дополнительное усиление сигналов с выходов канальных блоков 2-9, а также фильтрация этих сигналов.The main task of the channel blocks of secondary amplification and filtering 10-17, additional amplification of the signals from the outputs of channel blocks 2-9, as well as filtering these signals.

Коэффициент усиления каждого блока, 10-17 5000 раз по напряжению. Вход операционного усилителя 21 каждого блока 10-17 подключен к выходу соответствующего блока 2-9 через фильтр верхних частот первого порядка (на фигурах не показан), что предотвращает попадание постоянного смещения на вход операционного усилителя 21, тем самым повышая общую стабильность предлагаемого многоканального аналогового усилителя. Далее выход операционного усилителя 21 подключен ко входу фильтра нижних частот 23. Фильтр 23 имеет внешнее тактирование с помощью блока тактирования 18 и настроен на частоту среза, равную 20 Гц.The gain of each block, 10-17 5000 times the voltage. The input of the operational amplifier 21 of each block 10-17 is connected to the output of the corresponding block 2-9 through a first-order high-pass filter (not shown in the figures), which prevents a constant bias from entering the input of the operational amplifier 21, thereby increasing the overall stability of the proposed multi-channel analog amplifier . Next, the output of the operational amplifier 21 is connected to the input of the low-pass filter 23. The filter 23 has external clocking using the clock unit 18 and is tuned to a cutoff frequency of 20 Hz.

При этом режекторный фильтр 22 в каждом из блоков вторичного усиления и фильтрации 10-17 увеличивает помехозащищенность, за счет вырезания 50 Гц из сигналов в указанных блоках.In this case, the notch filter 22 in each of the secondary amplification and filtering units 10-17 increases the noise immunity by cutting 50 Hz from the signals in these blocks.

Основная задача блока тактирования 18, создавать сигнал тактирования нужной частоты для управления фильтрами нижних частот 23 на переключаемых конденсаторах.The main task of the clock unit 18 is to create a clock signal of the desired frequency to control the low-pass filters 23 on the switched capacitors.

Основная задача блока питания 20, обеспечение постоянным напряжением всех каскадов усиления блоков 2-9 и 10-17, а также его гальваническая развязка от источника питания (малогабаритный аккумулятор), что позволяет его защитить от статического напряжения и помех в цепи питания.The main task of the power supply unit 20 is to provide constant voltage to all amplification stages of units 2-9 and 10-17, as well as its galvanic isolation from the power source (small battery), which allows it to be protected from static voltage and interference in the power circuit.

В схеме блока питания 20 (см. фиг. 3) введены два фильтра: на выходе, образованный дросселями и конденсаторами, и на входе, образованный конденсаторами. Задача данных фильтров, снижение негативного влияния широтно-импульсного модулятора преобразователя напряжения 25 на блоки 2-9 и 10-17.Two filters are introduced in the circuit of the power supply unit 20 (see FIG. 3): at the output, formed by chokes and capacitors, and at the input, formed by capacitors. The task of these filters is to reduce the negative impact of the pulse-width modulator of the voltage converter 25 on blocks 2-9 and 10-17.

В настоящее время освоение предлагаемого многоканального аналогового усилителя находится на этапе испытания опытного образца, изготовленного с массогабаритными показателями: с массой ~100 г и габаритами (длина, ширина и высота) 90×56×23 мм.Currently, the development of the proposed multichannel analog amplifier is at the test stage of a prototype made with mass and dimensions: with a mass of ~ 100 g and dimensions (length, width and height) 90 × 56 × 23 mm.

Работоспособность указанного опытного образца подтверждается спектральной характеристикой усиленного сигнала, снятого с области зрительной коры при закрытых глазах, представленной на фиг. 4.The performance of this prototype is confirmed by the spectral characteristic of the amplified signal taken from the visual cortex with eyes closed, shown in FIG. four.

Таким образом схемное устройство предлагаемого многоканального аналогового усилителя для электроэнцефалографии обеспечивает повышение помехозащищенности и возможность малогабаритного исполнения на микросхемной основе.Thus, the circuit device of the proposed multichannel analog amplifier for electroencephalography provides increased noise immunity and the possibility of small-sized performance on a microcircuit basis.

Claims (6)

1. Многоканальный аналоговый усилитель для электроэнцефалографии, содержащий блок коммутации, имеющий многоканальный вход от отводящих электродов и многоканальный выход, соединенный своими выходами с входами многоканального блока усиления и фильтрации, выполненного с возможностью подключения к многоканальному регистрирующему устройству, и блок питания, отличающийся тем, что многоканальный блок усиления и фильтрации состоит из канальных блоков детектирования и первичного усиления, подсоединенных своими выходами к сигнальным входам соответствующих канальных блоков вторичного усиления и фильтрации, имеющих входы тактирования, соединённые с общим выходом блока тактирования, и выходы, выполненные с возможностью подключения к соответствующим входам многоканального регистрирующего устройства, причём каждый канальный блок детектирования первичного усиления выполнен на основе двухкаскадной схемы усиления с первым каскадом усиления, представляющим собой инструментальный прецизионный усилитель, каждый канальный блок вторичного усиления и фильтрации состоит из последовательно соединённых между собой через операционный усилитель режекторного фильтра и фильтра нижних частот на переключаемых конденсаторах, блок тактирования выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, и блок питания подключён к внешней шине питания, при этом упомянутые блоки детектирования и первичного усиления, блоки вторичного усиления и фильтрации, блок тактирования и блок питания выполнены на микросхемной основе.1. A multi-channel analog amplifier for electroencephalography, comprising a switching unit having a multi-channel input from the discharge electrodes and a multi-channel output connected to its outputs with inputs of a multi-channel amplification and filtering unit, configured to connect to a multi-channel recording device, and a power supply, characterized in that multichannel amplification and filtering unit consists of channel detection and primary amplification units connected by their outputs to signal inputs corresponding channel blocks of secondary amplification and filtering having clock inputs connected to the common output of the clock block and outputs configured to connect to the corresponding inputs of a multi-channel recording device, and each channel block of primary amplification detection is made on the basis of a two-stage amplification circuit with a first amplification stage , which is a precision instrumentation amplifier, each channel block of secondary amplification and filtering consists of interconnected through an operational amplifier of a notch filter and a low-pass filter on switched capacitors, the clock unit is made in the form of a rectangular pulse generator, and the power unit is connected to an external power bus, while the mentioned detection and primary amplification units, secondary amplification and filtering units, the clock unit and the power supply are made on a microcircuit basis. 2. Многоканальный аналоговый усилитель по п. 1, отличающийся тем, что блок коммутации содержит схему согласования отводящих электродов с входами многоканального блока усиления и фильтрации2. The multi-channel analog amplifier according to claim 1, characterized in that the switching unit comprises a matching circuit of the outlet electrodes with the inputs of the multi-channel amplification and filtering unit 3. Многоканальный аналоговый усилитель по п. 1, отличающийся тем, что первый каскад каждого канального блока детектирования и первичного усиления выполнен на основе инструментального прецизионного усилителя типа AD8220.3. The multichannel analog amplifier according to claim 1, characterized in that the first stage of each channel block for detecting and primary amplification is made on the basis of an instrument precision amplifier type AD8220. 4. Многоканальный аналоговый усилитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый канальный блок вторичного усиления и фильтрации выполнен на основе прецизионного двухканального операционного усилителя типа ОР2177 и фильтра низких частот на переключаемых конденсаторах со встроенным операционным усилителем типа МАХ291.4. The multi-channel analog amplifier according to claim 1, characterized in that each channel secondary amplification and filtering unit is based on a precision two-channel operational amplifier type OP2177 and a low-pass filter on switched capacitors with a built-in operational amplifier type MAX291. 5. Многоканальный аналоговый усилитель по п. 1, отличающийся тем, что блок тактирования выполнен на основе прецизионного двухканального операционного усилителя типа ОР2177.5. The multi-channel analog amplifier according to claim 1, characterized in that the clock unit is based on a precision two-channel operational amplifier of the OP2177 type. 6. Многоканальный аналоговый усилитель по п. 1, отличающийся тем, что блок питания выполнен на основе импульсного преобразователя напряжения типа TMA0505D.6. The multichannel analog amplifier according to claim 1, characterized in that the power supply unit is made on the basis of a voltage converter type TMA0505D.
RU2016148015U 2016-12-07 2016-12-07 MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY RU170673U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148015U RU170673U1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148015U RU170673U1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU170673U1 true RU170673U1 (en) 2017-05-03

Family

ID=58697069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148015U RU170673U1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU170673U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797571C1 (en) * 2023-02-01 2023-06-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" (АО "НПП "Салют") Method for constructing linear power amplifiers for microwave frequencies and a device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076625C1 (en) * 1993-03-01 1997-04-10 Сергей Михайлович Захаров Device for examination of brain biological activity
RU2415642C1 (en) * 2009-09-03 2011-04-10 Российская Федерация, в лице которой выступает Министерство образования и науки Российской Федерации Method of classification of electroencephalographic signals in interface brain-computer
EP2819306A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Imec Instrumentation amplifier and signal amplification method
US20150065813A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 SILVERMEDIA Spolka z ograniczona odpowiedzialnoscia System for recording and processing signal for diagnosing auditory system and method for recording and processing signal for diagnosing auditory system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076625C1 (en) * 1993-03-01 1997-04-10 Сергей Михайлович Захаров Device for examination of brain biological activity
RU2415642C1 (en) * 2009-09-03 2011-04-10 Российская Федерация, в лице которой выступает Министерство образования и науки Российской Федерации Method of classification of electroencephalographic signals in interface brain-computer
EP2819306A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Imec Instrumentation amplifier and signal amplification method
US20150065813A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 SILVERMEDIA Spolka z ograniczona odpowiedzialnoscia System for recording and processing signal for diagnosing auditory system and method for recording and processing signal for diagnosing auditory system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797571C1 (en) * 2023-02-01 2023-06-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" (АО "НПП "Салют") Method for constructing linear power amplifiers for microwave frequencies and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080159365A1 (en) Analog Conditioning of Bioelectric Signals
CN102694509B (en) An integrated electro-physiological signal amplifier with an AC excitation function
JP2011504793A (en) Non-contact type biopotential sensor
CN110840454B (en) Electroencephalogram signal acquisition device and method
Komensky et al. Ultra-wearable capacitive coupled and common electrode-free ECG monitoring system
KR20180018922A (en) Improved bio-potential measurement system
CN112617866A (en) EMG (electromagnetic EMG) electromyographic signal digital acquisition circuit and system
CN103705230B (en) Pre-stage circuit in bioelectricity detection
CN110840453A (en) Circuit for collecting electroencephalogram signals and anti-interference method
RU170673U1 (en) MULTI-CHANNEL ANALOGUE AMPLIFIER FOR ELECTROENCEPHALOGRAPHY
Mahajan et al. Performance analysis of a DRL-less AFE for battery-powered wearable EEG
Jadhav et al. Design and development of smart phone based ECG monitoring system
Szakacs-Simon et al. Signal conditioning techniques for health monitoring devices
Kesto Electrocardiography circuit design
KR20140144009A (en) Apparatus for measuring bioelectric signal
Whitchurch et al. Design of a compact amplifier and signal conditioning module for wireless EEG monitoring
CN105640550A (en) Electroencephalogram collecting front-end design based on INA128
Ji et al. An active electrode design for weak biosignal measurements
Friganović et al. Brain-computer interface based on steady-state visual evoked potentials
TWI434670B (en) Multi-channel physiological signal measure system and method thereof
CN110338783A (en) A kind of ECG signal Acquisition Circuit of super low-power consumption
Tan et al. Two electrodes low voltage input EEG amplifier for brain-computer-interface
RU197456U1 (en) Portable electroencephalograph
Xu et al. Low-Cost Circuit Design for EEG Signal Amplification and Extraction
CN219109475U (en) Brain double-frequency index monitoring system