kapazitive EMG - Messung - Guard Ring

[Alex (Gast)]

Hallo zusammen, ich arbeite mich gerade in die Messung von Biosignalen 
mit kapazitiven Elektroden ein und bin bei meiner Recherche auf den 
Hinweis gestoßen, dass der Eingangspin der kapazitiven Elektrode mit 
einem Guard Ring geschützt werden muss, damit wegen der hohen 
Eingangsimpedanz des OPAmps von ca 10^15 Ohm keine Signalverfälschung 
durch Ausgleichsströme über das platinenmaterial von anderen Pins 
entstehen kann.

Mir ist nun noch nicht so ganz klar, auf welches Potenzial dieser Guard 
Ring soll - wenn ich ihn auf Masse oder Versorgungsspannung lege kann es 
doch immernoch zu Strömen kommen, weil mein Eingangssignal ja ungleich 
0V/VCC ist oder?

für jeden Hinweis dankbar

beste Grüße

Alex

[coolcoker (Gast)]

Schau dir mal Seite 17 an:

http://www.national.com/an/AN/AN-29.pdf

Das Guard Potential muss entsprechend Deiner Schaltung gewählt werden.

[Alex (Gast)]

Danke, ich hatte es auch gerade woanders gelesen - die Lösung ist ja 
eigentlich recht logisch:

Das Guard-Potenzial ist das Impedanzgewandelte Eingangssignal, also zB 
das Ausgangssignal eines Spannungsfolgers.

Auf den SF bin ich irgendwie gedanklich nicht gekommen...

[Ronny S. (ronnysc)]

Na dann mal willkommen im Boot. Ich (wir) sind auch gerade dabei 
Biosignale mittels kapazitiver Elektroden zu messen. Der Guardring kommt 
eigentlich als Zwischenlage zwischen Elektrodenfläche und Elektronik. Es 
geht aber auch ohne Guardring. Wichtig ist ein sehr hochohmiger 
Eingangs-OPV. Ich empfehle die Dissertation des Herrn Dr. Oehler mal zu 
lesen, Aachen hatte da auch mal was am Laufen mit einem Stuhl.
Funktionieren tut unsere Schaltung schonmal. Die vielen elektrischen 
Störungen machen uns noch etwas zu schaffen. Können aber gern via PN in 
Kontakt bleiben für weiteren Gedankenaustausch.
Gruß
Ronny

[Tilo (Gast)]

Wobei der Stuhl EKG war. EMG ist nochmal eine andere Baustelle, deutlich 
empfindlicher.
Bei EMG wirds mit der Gleichtaktstörung richtig eklig. Ein paar pF 
unterschied können Eingangsseitig schon eine so große Phasendrehung 
machen, dass man selbst mit einem Idealen OP richtig Netzbrummen drauf 
hat.
Den Guard hat man auch weniger wegen Ausgleichströmen etc. auf der 
Platine. Die sind in erster Näherung konstant und machen nur einen 
Offset. Das Problem ist eher die Zuleitung bestehend aus Signal und 
Schirm drum rum. Das Kabel wirkt als Kondensator und verfälscht das 
Signal. Deshalb wird zwischen Signal und Schirm noch ein Guard gelegt. 
Da Signal und Guard auf gleichem Potential liegt, wird dadurch die 
Kapazität neutralisiert.