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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik EKG funktioniert mit 1 M am Eingang viel besser


Autor: Pappi (Gast)
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Hallo,

ich hab ein EKG gebaut, wo die Elektroden direkt ohne irgendwas 
dazwischen direkt an die Eingänge eines AD620 kommen. Funktioniert so 
lala. Wenn ich aber von jeder Elektrode einen Widerstand von 1 MOhm nach 
Gnd ziehe ist auf einmal nahezu alles 50 Hz Brummen weg und ich habe ein 
1a Signal. Wieso das? Wieso funktiniert diese Billigschaltung besser als 
alles was AD und TI in ihren AppNotes haben?

Pappi

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Schaltung? ...Glaskugel?

Autor: Pappi (Gast)
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Hier isser

Autor: Pappi (Gast)
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Wenn die beiden Widerstände da sind ist es super, wenn nicht totaler 
Müll

Autor: Fritz (Gast)
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hallo Pappi
Falls die Widerstände eingebaur sind ist die Eingangsstannung in einem 
Bereich, in dem die Verstärkung funktioniert.
Eine Alternative ist, den Fuß (mit 47k) auf Masse zu legen. Auch dadurch 
geht das EKG Signal in den (eingangsseitig) verarbeitbaren 
Spannungsbereich.
Gruß
Fritz

Autor: Tom (Gast)
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Meine Theorie:
Durch die 1 MOhm-Widerstände werden kapazitiv (=hochohmig) angekoppelte 
50-Hz-Störungen abgeleitet.

Irgendwann würde ich mal eine galvanische Trennung einbauen, denn wenn 
am Ausgang z.B. ein Oszi hängt und das hat einen Isolationsfehler, dann 
kannst du dir 220 Volt nahezu optimal in den Körper einspeisen.

Autor: Pappi (Gast)
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Isolationsverstärker hängt dahinter. Aber es gibt ja bereits eine 
Elektrode die an Gnd hängt. Die Eingangsspannung ist auf keinen Fall ein 
Problem, die ist maximal .5V p-p mit Brummen.

Autor: Neubi (Gast)
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du bist dir sicher das du einen herzschlag von nahezu 50hz hast ???? 
.... oder könnte vielleicht da auch ein wenig von den 50hz der 
netzfrequenz (230vac) mit hineinspielen ???? (emv)

Autor: Joe (Gast)
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Das ist keine optimale Ableitung, vertausche mal 2 mit 3, dann mißt du 
über der Herzachse.

Insgesamt ist die Schaltung extrem minimalistisch, bei EKG Verstärkern 
verwendet man erheblich aufwendigere Eingangsbeschaltung nebst Tiefpaß 
sowie 50 Hz Filtern. Hoffe das Ganze ist nur für Experimente gedacht 
?!?!

Autor: Pappi (Gast)
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Das ganze ist nicht für Menschen. Ich bezweifle aber, dass ein richtiges 
EKG einen Tiefpass mit nennenswerter Frequenz oder einen 50 Hz Notch am 
Eingang hat. Ein richtiges EKG hat maximal noch ein paar Widerstände in 
Serie und ein paar Cs gegen EMV. Von 50Hz Herzschlag hab ich auch gar 
nichts gesagt. Es geht ja eben darum, dass mit den Widerständen die 50 
Hz extrem reduziert werden und der Herzschlag trotzdem noch da ist. Wär 
auch cool wen jemand die Eingangsbeschaltung eines "richtigen" EKGs mal 
posten könnte. Ich denke das wär für viele hier interessant.

Autor: Joe (Gast)
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>> Ich bezweifle aber, dass ein richtiges EKG einen Tiefpass mit nennenswerter >> 
Frequenz oder einen 50 Hz Notch am Eingang hat.

So ist es aber, überlege mal, du hast in Ruhe einen Herzschlag von
60 / Minute, mit anderen Worten = 1 Hz. In der Regel verwendet man am 
Eingang 2 Impedanzwandler gefolgt von einem Differenzverstärker. 
Anschließend 50 Hz Notch Filter, dann einen TP und ab auf nen ADC.

Google mal nach EKG, da läßt sich einiges finden.

Autor: Joe (Gast)
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2ter Treffer Google, siehe Anhang.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Jeder Operationsverstärkereingang hat einen Bias-Strom, den mußt Du 
ableiten, sonst kommst Du aus dem Arbeitspunkt heraus.

Die 1M sind also unbedingt notwendig.

Gleichzeitig leiten sie auch kleinere Störströme ab (50Hz).

Sie bilden mit der Körperkapazität (einige pF) einen Hochpaß.


Peter

Autor: Pappi (Gast)
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Ähm der Herzschlag erfolgt nicht mit 1 Hz sondern mit bis zu 100 Hz je 
nach Komponente. Aber bis 20 hz brauchst Du auf jeden Fall. Und wie soll 
denn ein 50 Hz Notch vor einem InAmp Eingang aussehen? Der Sinn des Inas 
ist doch gerade dass er ein tolles Frontend ist mit dem sich die Cie 
Common Mode Spannung +-eliminieren lässt. Solch ein Filter kommt IMMER 
nach dem InAmp. Und in dem was Du gepostet hast sehe ich auch keinen 50 
Hz Notch am Eingang. Dort sind nur die Dioden, eben nicht die beiden 
Widerstände um die es hier geht! Fließt der Bias Strom nicht über die 
Elektrode ab? Nirgendwo in den App Notes habe ich solche 1 M Widerstände 
gesehen! Siehe:
http://designer.mech.yzu.edu.tw/article/articles/t...
 oder
http://focus.ti.com/graphics/vf/medical/medical_ecg.gif

Aber mit den Widerständen geht es viel besser als nur mit dem 
Invertierenden Verstärker der die Common Mode Spannung invertiert und 
zurückschickt!

Autor: Pappi (Gast)
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Autor: whatson (Gast)
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Hier ist auch so ein Beispiel wo es keine Widerstände nach Gnd gibt:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/6801/ekg.gif

Autor: Wolfgang (Gast)
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@Pappi 0 Uhr15
die angeführte Schaltung enthält zur Unterdrückung des Netzbrumm aber 
etwas mehr (OP97)
bau die Schaltung richtig nach und das Problem ist gelöst

Autor: Pappi (Gast)
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Eben nicht. Ich habe alle Arten solcher Schaltungen gebaut und an die 
Qualität der einfachen kommen die aus den AppNotes nicht ran.

Autor: Martin (Gast)
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Vielleicht hilft es dir weiter:
Ich habe ein elektrisches Heizkissen, dass sehr gut isoliert ist.
Wenn ich mich drauf setze, zeigt mein Messgerät trotz der guten
Isolierung eine Spannung von 110V an (Spannung zwischen mir und der
Erde, also Rohrleitung)
Das 230V-Netz hat also einen sehr großen Störeinfluß. Wenn ich zwischen
mir und der Masse einen hochohmigen Widerstand schalte, so habe ich
nur noch eine Spannung von unter 1V.

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

naja...
1. spricht dafür, daß der kapazitive Widerstand des Kondensators, den Du 
mit dem Heizkissen zusammen bildest, klein gegen den Innenwiderstand des 
Meßgerätes ist. :)

2 bedeutet, da0 Du soeben den Spannungsteiler aus hochohmigem Widerstand 
und dem Innenwiderstand es Meßgerätes entdeckt hast. :)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Pappi (Gast)
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Hä? Der Widerstand in seinem Fall geht doch gegen Masse nicht zum 
Verstärker, d.h. es gibt keinen Spannungsteiler. Das wär nur der Fall 
wenn die Quellenimpedanz sehr hoch werden würde, oder irr ich mich?

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

naja, wohl zu warm heute hier... ;)
Ist bei ihm ja anders gemeint. Den hochohmige Widerstand hängt er ja 
parallel zum Meßgerät. Zeigt beides, daß das Meßgerät sehr hochohmig 
ist, sonst würde die Parallelschaltung des Widerstandes die 
Spannungsverhältnisse nicht so stark ändern.

Ich wollte ja nur darauf hinaus, daß es Deinen Effekt mit den 1M 
Widerständen dem nicht direkt entspricht, Du schaltest Deine Meß-(und 
damit wohl auch Störspannung) ja direkt relativ niederohmig parallel zu 
1M und Verstärkereingang, er hat eine Reihenschaltung mit einer kleinen 
Kapazität.

Das Verhalten dürfte nicht direkt vergleichbar sein.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Martin (Gast)
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Sorry, ich habe mich falsch ausgedrückt.
Mit hochohmig meinte ich 100k, also niederohmig im Vergleich
zum Messgerät.
Wie ist eigentlich die Stromversorgung?
Wenn du nur Batterien benutzt, und keine 230V in der Nähe sind, hast
du dann immer noch Störungen?
Laut Datenblatt hat der AD620 einen Eingangswiderstand von über 10G,
d.h. jedes elektrische Wechselfeld führt zu Störungen.

Autor: Pappi (Gast)
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Jepp Batterien nehm ich. Aber selbst mit nem Isolationsverstärker 
dahinter braucht es anscheinend die Widerstände sonst ist die Common 
Mode Rejection nicht so sichtbar... Hat jemand von euch ein 
Bioinstrumentationsbuch?

Pappi

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