Hallo, ich habe nun bereits zum zweiten mal den EKG Verstaerker aus dem INA121 Datenblatt nachgebaut, aber das Mistvieh geht nicht. Ich habe zwei 9V Batterien als symetrische Spannugsquelle und anstatt des OPA sowieso zwei TL071 und als Verstaerkung 50 statt 10. Das Problem ist dass man zwar mit dem INA121 einen Puls verzerrt erkennen kann, aber er ist von einem sehr sehr hochfrequenten Signal ueberlagert. Zudem gibt es einmal pro 50tel Sekunde (Netzbrummen) eine grosse Stoerspitze, das scheint je nachdem besser zu werden je gleicher die Elektroden platziert sind. Ist eine schlechter verschlimmern sich diese Spitzen drastisch. Meine Vermutung ist dass irgendwie der INA schwingt, denn mit einem INA111 ist es komplett aussichtslos. Irgendwer ne Ahnung wo das Problem liegt? Gruesse, Micha
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Bei so empfindlichen Verstärker wird das Platinenlayout und das Gehäuse, für ein Funktionieren entscheident sein.
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für das 50Hz Brummen wird in dieser EEG Schaltung ein Besselworth 3ter Ordnung eingestetzt (für 59Hz dimensioniert). http://openeeg.sourceforge.net/doc/modeeg/modeeg.html Ebenfalls wäre es vielleicht besser aktive Elektroden einzusetzen um die Einstreuung über das Kabel zu minimieren... http://bioera.net/ae/active_prototype3.html (hab selbst keine Erfahrung damit)
Also ich habe hier einen EKG Verstaerker aus zwei LM356. Und wenn das geht, dann wird es mit einem teuren INA doch irgendwie auch zu schaffen sein ohne allzu grossen Aufwand zu betreiben, oder? Komisch, wofuer haben die die Dinger wenn se Schaltplaene drucken die nicht gehen.
TL071 statt OPA2604 ist mutig. Der ist bei dieser Beschaltung weder stabil noch sonst irgendwie geeignet. Robert
Wiebitte? Warum das denn? Was kann er nicht: Impedanzwandler oder invertierenden Verstaerker? Was ist der kritische Punkt den der OPA koennen muss?
@ Robert Schade, dass Du nicht ausführlicher in die Diskussion einsteigst. Für mich als Anfänger und Mitleser ist "Datenblatt lesen" nicht so der Bringer. Schöner wäre es, wenn ein Erfahrener mich mit der Nase draufstubst, welche der dreizillionen Parameter aus den Datenblättern für diese Applikation kritisch ist und warum. Stefan
@Robert Mich würde allerdings auch mal interessieren, weshalb der TL071 so nicht stabil sein sollte! Ich designe im Moment an einer etwas komplexeren Schaltung herum (noch auf dem Papaier) und offenbar gibt es nun etwas, was auch ich nicht beachtet habe... Gruß Johannes
Dass ein TL074 (das sind vier Stück TL071 in einem Gehäuse) wie wild schwingt statt zu verstärken, ist mir auch schon passiert. Meine Schaltung läuft mit dem TL074ACN problemlos, setzt man stattdessen den TL074CN ein, dann fängt sie (manchmal, also nicht einmal reproduzierbar) zu schwingen an. Es ist eine bekannte Tatsache, dass manche OPs unter bestimmten Bedingungen solches Verhalten zeigen (z.B. bei starker Rückkopplung oder kapazitiver Last). Gruß, Michael
@MSE Du hast natürlich recht, aber der der TL071 ist doch unity gain stable, der Phasenrand ist riesig! Ist es hier die Kapazität der Leitungsabschirmung gegen Erde, die alles kaputtmacht? Dann wäre vielleicht ein AD817, LT1360 oder LT1813 geeignet? Wie ist denn das - wenn ein Verstärker stabil ist bei G=1, ist er dann auch bei G=(-1) stabil? Wie kann ich anhand des Datenblattes beides herausfinden? Aus der Kurve mit Open Loop Gain und Phase? Danke für jede Info Johannes
Also ich habe jetzt den OPA hier und wehe wenn der nicht geht ;-) Es waere aber wirklich sehr interessant was denn an diesem TL071 das Problem ist.
Hast du die Schaltung auf einer Lochrasterplatte oder als richtige Schaltung aufgebaut? Es fließen nur einige pA. Das kann einen Menge reinspucken.
Wie lange sind denn die Kabel und damit die kapazitive Last des TL071. Das könnte wesentlich zu viel sein, denn gemessen wird er mit 100pF parallel zu 2kOhm. Arno
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Hallo, ich will auch einen EKG Verstärker bauen und hab folgende Fragen. Ich werde mich wahrscheinlich nach dem Schaltplan aus den Texas Instruments Richtlinien für medizinische Anwendungen richten, da das einer der wenigen Verstärker ist der ohne negative Spannung auskommt. Zu dem angehängten Schaltplan hab ich aber noch folgende Frage: Es sollte doch möglich sein den rot umrandeten Teil wegzulassen und einen AVR mit seinem 10-bit AD-Wandler an den Ausgang von OP A3 anzuschließen?? Weiß irgendjemand woher ich die Bauteile INA326 und OPA2335 beziehen kann? Bei Farnell ist der INA326 komischerweise als Auslaufmodell gelistet und sonst hab ich keinen Shop gefunden der den anbietet... Ich wäre wirklich Dankbar für Antworten!! Gruß Pepe
Hallo, ja, das geht, ich hab die Schaltung in meiner Diplomarbeit anfangs auch versucht einzusetzen. Da hab ich das genauso gemacht. Auch die Referenzerzeugung hat bei mir ein MSP430 übernommen. Kann dir allerdings nicht sagen, ob die Schaltung funktioniert, meine Anwendung musste mit nur zwei Elektroden auskommen und da war das Ding gänzlich ungeeignet. Mit drei sollte es aber schon klappen ... Die Bausteine hab ich gesampelt, das geht bei TI recht schnell. Grüße, Mario
Hallo @Mario ist Deine Diplpmarbeit public (verfügbar)? Eine Lösung für 2 Elektroden wäre super. Welch Erfahrungen hast Du da gemacht? Falls möglich mehr Infos zum Nachbau. Viele Grüße Achim
Hallo Achim / Pepe, mmmhhh, also die Arbeit geb ich eigentlich ungern raus, zumal die auch noch nicht ganz abgeschlossen und abgegeben ist. Aber was den EKG-Verstärker angeht, kann ich schon gerne weiterhelfen. Der ist eigentlich ganz einfach aus zwei Stufen aufgebaut, zuerst der Instrumentierungsverstärker mit einer Verstärkung von G=5 (ich hab einen INA321 genommen, der braucht nur 40µA !), und nach einem Hochpass (1µF / 1MOhm) folgt eine zweite OpAmp-Verstärkerstufe, die das ganze nochmal um etwa 12dB anhebt. Ziemlich einfacher Aufbau, aber funktioniert recht zufriedenstellend :-) Grüße, Mario
Hallo Mario, danke für deine Antwort ich werde wohl eher bei dem INA326 bleiben, da mir das mit dem +5V Single Supply echt gut gefällt. Das vereinfacht die Schaltung wesentlich... (naja mit Baterien ist es auch nicht soo schwer ne negative Spannung bereitzustellen) Wenn du dich schon näher damit beschäftigt hat hab ich noch ne kleine Frage: Was ist das dann für ne Ableitung?? Einthoven I?? Was leitest du mit deinem EKG ab bzw. wo befinden sich die 2 Elektroden?? Mich als Medizinstudent würde mal brennend interessieren was du da mit dem EKG treibst.. Besondere Auswertung??? Wenn du nix darüber sagen willst ists aber auch gut... Gruß Pepe
Hallo, mich würde interessieren wie die Leitungen geschirmt sind mit denen du ableitest. Was für Elektrodenkabel verwendest du? Grüße, Dierk
Hallo vielen Dank für die Antwort(en). Ich möchte sowas wie einen Pulsgurt mit nem Atmel und ner SD Karte bauen (bzw. Butterfly) um die Herzfrequenzvariabilität zu messen bzw. die Herztöne beim Joggen aufzeichnen. Könnt ihr mal ne konkrete Schaltung, welche von euch erprobt ist, reinstellen. Bin da nicht so der Profi was Hardware anbetrifft und wo bekommt man die Bauteile. Reichelt wäre mir natürlich am liebsten. MfG Achim
Hallo zusammen, @Pepe: Auch der INA321 ist ein Single-Supply-Typ, der sogar mit 3V arbeitet. Der große Vorteil gegenüber dem INA326 ist eben die geringe Stromaufnahme, was gerade bei Batteriebetrieb wichtig ist. Die Ableitung mach ich über einen "normalen" Brustgurt, wie er auch bei der Pulsmessung verwendet wird. Das funktioniert relativ gut. Meine Aufgabe ist die Übertragung des EKGs per Funk, deshalb muss natürlich der Empfänger möglichst klein und stromsparend (Knopfzelle) sein, und soll irgendwann mal in den Brustgurt reinpassen (tut er momentan noch nicht ;-)). Ne Besondere Auswertung etc. hab ich nicht, das Signal wird einfach nur aufgenommen, übertragen und am Rechner angezeigt. @Dierk: Wie gesagt, es ist ein Brustgurt, in dem die zwei Elektroden integriert sind. Von deren Anschlüssen geht's mit einem kurzen Stück normaler Litze zu meiner Platine. Keine besondere Schirmung. Eigentlich überhaupt keine ;-) @Achim: Schaltung geb ich wie bereits erwähnt nur ungern raus, aber ich hab ja weiter oben schon die ungefähre Struktur beschrieben, das sollte dir schon weiterhelfen. Ist wirklich nicht allzu komplex. Schöne Grüße, Mario
@Mario <Die Ableitung mach ich über einen "normalen" Brustgurt, wie er auch bei der Pulsmessung verwendet wird. Das funktioniert relativ gut.> Was verstehst Du unter funktioniert relativ gut. Ich hab mal einen Datenschreiber mit SmartMedia Karte, MSP430 und einen LM324 (als EKG-Verstärker) gebaut, hatte aber das Problem, dass bei Körperbewegungen (Rad fahren) trotz eingebauter Nulllinienregelung die Kurve oftmals am oberen oder unteren Bildrand verschwand. Als Elektroden wurden Klebeelektroden verwendet. Bei den geringen zu messenden Spannungen stören offensichtlich schon kleine Potentialverschiebungen an den Elektroden. Für die Elektroden und den Hautkontakt bin ich immer noch auf der Suche nach einer besseren Lösung. Die gesamte Messeinrichtung ist zwar nicht so klein, dass sie in einen Brustgurt passt, aber in der Hosentasche lässt sie sich mitführen. Eine 32MB Karte reicht für über 20h und zur Stromversorgung können 3x NiCd Microzellen verwendet werden. (Evtl. auch eine 3V Lithiumzelle) MfG Wolfgang
Hallo @Wolfgang, wieder einmal die ätzende Frage: Kannst Du die Schaltung Deines "erprobten" Aufbaues hier veröffentlichen bzw. näher beschreiben. Ich habe das Ziel, sowas an einen Brustgurt zu hängen um die Impulse auf eine SD Karte aufzuzeichnen um die Herzfrequenz bzw. die Variabilität zu messen (Joggen). Später soll dann noch ne GPS Mouse dran. Leider habe ich zu Hause nicht so das Equipment um einen guten EKG Verstärker aufzubauen. Einen Brustgurt habe ich schon geschlachtet um das dort einzubauen. Bisher zeichne ich das EKG Signal mit einem MP3 Player mit einem LineIn Eingang, an dem eine Relaispule hängt auf. Die die Spule habe ich auf einen "Lidl" Brustgurt aufgepfropft. Das Ganze funzt ganz gut. Nur fehlt noch die Auswertesoftware. Anhang: Kleiner aufgezeichneter WAV File den man gut mit Audacity anschauen kann. Bin für jeglichen konkreten Beitrag dankbar. MfG Achim
Hallo, ja, leider, das Phänomen, dass die Kurve mal an die Aussteuerungsgrenze schlägt, hab ich auch schon bemerkt. Wir haben noch nicht genau getestet, woran das liegt, an einer Körperbewegung kann ich es nicht unbedingt festmachen. Unsere ersten Versuche mit EKG-Klebeelektroden waren jedenfalls sehr gut, da war kein Ausschlag festzustellen. Nur bei Bewegung wurde das EKG ein wenig unruhiger, aber trotzdem noch gut erkennbar. Lag wohl an den von den Muskelkontraktionen ausgelösten, überlagerten Spannungen. Sorry, was EKGs angeht, bin ich nicht unbedingt ein großer Profi, die EKG-Aufnahme ist ja in meiner Arbeit auch nur ein Beiwerk, meine Hauptaufgabe ist die anschließende Funkübertragung. Aber ich tu mein Bestes, Eure Fragen so gut wie möglich zu klären :-) Grüße, Mario
Hallo, wenn man nur die Herzfrequenz aufzeichnen möchte geht es viel einfacher. Man nimmt einen uncodierten Brustgurt. Es gibt dafür kleine Adapter 0,8*2*3 cm groß auf Stereo-Klinkensteckerbasis für Ergometer. Sie enthalten die gesamte Empfangselektronik. Es ist lediglich eine Spannungsversorgung notwendig. Je nach Typ sind das entweder 5 V oder 3,3 Volt. Immer wenn der Brustgurt ein QRS-Impuls erkennt, triggert er einen Funkimpuls. Dieser Funkimpuls wird von dem Adapter empfangen und toggelt den Ausgang des Steckers während 10 ms (TTL-Level). Man muß also nur diesen Ausgang mit der Logging-Hardware verbinden. Das kann der Parallelport eines Notebooks oder ein µP sein. Da jeder QRS Komplex einzeln als Funkimpuls übertragen wird kann man auch die Herzfrequenzvariabilität bestimmen.
Hallo @Dierk hast Du ne Bezugsquelle von solchen "uncodierten Brustgurt" mit den entsprechenden Adaptern (Empfangsmoduln)
@Achim das Set (Brustgurt + Empfänger mit Stereo-Klinke) findest du beispielsweise hier: http://www.sport-tiedje.de/sporttiedje/cardioset.htm
Hallo @Dierk, vielen Dank. Hast Du so ein "Ding" schon mal an einen MC angeschlossen? Ist da wirklich Funk oder etwa Infrarot - Übertragung? Falls möglich bitte um Aufklärung. Leider findet man da keine technische Doku.
@Achim, ich könnte die Schaltung mal anhängen, bin mir aber nicht mehr sicher, was Du wirklich brauchst. Wenn Du nicht die Kurve als Langzeit- EKG aufzeichnen willst, sondern nur die Herzfrequenz speichern willst, dann kannst Du Dir eine Menge Arbeit sparen. EKG und Herzfrequenz sind zwei völlig verschieden Dinge. Natürlich kann man auch aus einem EKG die Herzfrequenz bestimmen (läuft bei mir am Notebook an LPT; da kann man sogar auf eine separate Stromversorgung verzichten). @dose zur Eingangsspannung: die Gesamtverstärkung ist so eingestellt, dass am Ausgang des EKG-Verstärkers 2V nicht überschritten werden. Der 1. OPV läuft als Differenzverstärker mit einer Verstärkung von 2,3, der 2. OPV ist ein 50Hz Filter, der 3. OPV bringt eine Verstärkung von 140 und der 4 OPV sorgt für die Nulllinienregelung. ca. 6mV Eingangsspannung MfG Wolfgang
Hallo @Wolfgang das mit dem Unterschied von Herzfrequenz und EKG ist schon klar. Falls möglich, hänge doch mal Deine Schaltung (EKG) dran. Vielen Dank Achim
Hier der Schaltplan des EKG-Verstärkers mit dem OPV LM324. Da vermutlich nur wenige Target.2000 lesen können, eine Kopie als *.bmp-Datei. Durch das Umkopieren ist einiges schlecht lesbar, aber das Schaltungsprinzip sollte trotzdem erkennbar sein. MfG Wolfgang
Hallo Dierk, kannst Du mir bitte die Steckerbelegung für den "Polar-Empfänger mit Stereo-Klinke" nennen. Hab leider nichts dazu gefunden. Wo muss die Spannungsversorgung ran, welches ist der Ausgang?
>Steckerbelegung für den "Polar-Empfänger mit Stereo-Klinke"
Wenn ich den Kettler/Polar-Empfänger an meinen Kettler-Hometrainer
anschließe, kommt folgendes raus:
Der äußere Ring ist Masse.
Die Spitze ist Betriebsspannung, +1.8V=, Stromverbrauch ca. 0.5mA
Der mittlere Ring liefert (bei abgetrenntem Hometrainer!) jeweils einen
sauberen ca. 30ms langen Rechteck-Impuls (1.6V-Pegel bei VCC=1.8V) pro
Herzschlag.
1.8V Betriebsspannung sind ja etwas unpraktisch, ich weiß nicht, ob man
da auch z.B. mit 3.3V oder 5V rankönnte. Vorsichtshalber würde ich es
erstmal bei den 1.8V belassen und den 1.6V-Impuls am µC z.B. per
Komparator oder Pegelwandler einlesen.
MfG Olaf
Ohne dass ich jeden Beitrag gelesen habe: Ich kenne eine sehr einfach Schaltung die im Grunde auch hier angesprochen wurde. Man verwendet einen Instrumentationsverstaerker, sagen wir einen AD620, INA111, etc. und setzt die Verstaerkung auf einen sehr niedrigen Wert. Z.B. 10. Die Eingaenge und den Patienten davor schuetzt man mit der Vorschaltung wie sie auch in dem OpenEEG Projekt verwendet wird. Bei 0,6 V Durchbruchsspannung und 10 V Verstaerkung kommt man am Ausgang also nie auf mehr als 6 Volt. Direkt dahinter kommt ein ganz simpler RC-Hochpass mit zB 0.5 Hz Grenzfrequenz (etwas mehr oder weniger schadet nicht...). U.u. packt man gleichzeitig noch einen 50 Hz Bandsperrenfilter dazu. Davon rate ich aber eher ab. Sollte man nur verwenden wenn das Signal allein nicht sauber genug ist. Jetzt kommt der egtl. Trick. Ein simpler OPamp verstaerkt das Signal nochmal 100 bis 200 fach. (Am besten man baut was variables, die notwendige exakte Verstaerkung haengt von der Guete der Elektroden ab). Aber 1000 bis 2000 als Systemverstaerkung duerften ok sein. Hinter diesen OP kommt noch ein Hochpass gegen Offsetstoerungen (man kann es auch in 2 Stufen ausfuehren, je nach Guete der OPAs) und ein Tiefpass bei 100 Hz gegen Rauschen. E voila, da isses, das EKG. Mit etwas Glueck kann man allerdings bereits mit einem simplen INA116 ohne weitere Verstaerker das EKG ableiten, braucht halt nur nen HP am Ausgang und ein Oszi (oder keinen HP und Oszi im AC Betrieb). Die Verstaerkung sollte dann aber 200 nicht ueberschreiten, sonst uebersteurt der INA. Die Schaltung von TI ist zwar bekannt wie Baer, aber kompletter Mist. Es gibt Leute da geht sie, bei anderen nicht, bei mir ging sie auch nicht. Lasst die Finger davon, das ist die Zeit nicht wert. Bitte denkt aber an alle notwendigen Schutzmassnahmen! Gerade Notebooks sollten auf keinen Fall mit Netzteil betrieben und dann an den Verstaerker angeschlossen werden. Euer Notebook steht gegen Erde unter 220 V Wechselspannung (an 1 MOhm)! Deshalb: Nur Batterien zur Stromversorgung, Dioden/Transistor zum Schutz des Patienten gegen Ueberspannung und optische Trennung des Ausgangs von allen anderen Schaltungen. Auf keinen Fall die Schaltung erden! (Kommt der Patient sonst mit Strom in Beruehrung fliesst der ueber das EKG ab)
Achja, ich hafte natuerlich nicht fuer Schaeden die aus dem nachbau entstehen. Wer keine entsprechende Berechtigung fuer sowas hat laesst es bitte.
Hi Olaf, dank deinen Informationen ist es mir gelungen, mein Puls-Mess-Projekt auf die Beine zu stellen, danke! Es geht um das Wechselspiel zwischen Puls und Musik, mehr Informationen gibts unter http://lordi.styleliga.org/Heartfreaquenz. Fjodor H.
Olaf K. schrieb: > 1.8V Betriebsspannung sind ja etwas unpraktisch, ich weiß nicht, ob man > da auch z.B. mit 3.3V oder 5V rankönnte. Vorsichtshalber würde ich es > erstmal bei den 1.8V belassen und den 1.6V-Impuls am µC z.B. per > Komparator oder Pegelwandler einlesen. hat zufällig jemand schon getestet ob der auf mit 3,3V funktioniert? Möchte meinen nämlich ungern schrotten :-) Gruß Stefan
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Hallo, hm hab schon ne weile drüber nachgedacht, aber verstehe die Schaltung trotzdem nicht ganz. Der INA ist klar mit den Rg's wird man wohl die Verstärkung einstellen denk ich aber: was machen die beiden OPA's? wie kommen die auf die 2x390kOhm 10kOhm? sorry, bin in Schaltungstechnik keine Leuchte
naja der erste (rechte) OPV ist ein Spannungsfolger. Er puffert die Mittelspannung der beiden Ableitungselektroden. (Das macht man mit dem Trick, dass Gainwiderstand in 2 Hälften geteilt wird.) Der zweite OPV ist negativer Verstärker mit dem Faktor -39. (390k/10k) Der andere 390k Widerstand ist nur zum Schutz da. Die ganze Schaltung nennt sich: RDL oder Right Driven Leg. In Kürze .. wie ich das verstehe ... Es gibt eine permanente elektromagenische Einstrahlung auf den Körper, die auf der Körperoberfläche zur einer störenden Potentialverteilung führt. (Denke an Impulse beim zu/ab-Schalten der starken Verbraucher in der Nähe) Diese Störpotentiale sind als Gleichtaktanteil in beiden Signalen enthalten. Geht es hoch, wird im Rückkoplungspfad ein abgleitetes Signal *-39 multipliziert .. und drückt sie nach unten.
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