möglichst kleine Super Low Frequency (unter 100Hz) - Antenne

Du kannst eine Spule nehmen, die auf das Magnetfeld reagiert, oder eine 
elektrische Antenne, die auf das elektrische Feld reagiert. Dahinter ein 
Verstärker. Ob das für deine Anwendung funktioniert hängt dann nur vom 
Signal/Rauschverhältnis ab. Was willst du denn bei 30 oder 80 Hz 
empfangen?

was ich probieren will habe ich noch nirgends gelesen, daher weiß ich 
noch nicht inwiefern es "sinnvoll" ist, es geht darum biosignale 
körpernah aufzufassen. die antenne wäre ein elektrodenersatz. das 
problem dabei aber eben: Größe, Gewicht etc.

Für das elektrische Feld müsste die Antenne ja in der größenordnung der 
halben wellenlänge liegen - also immernoch l= c/2*80Hz - meines 
erachtens bisher auf der welt in der größe wie ich sie bräcuhte nicht 
wickelbar oder? :p

Die "Antenne" sollte schon resonnieren können, das ist der clou bei der 
sache. das SNR kann in dem fall (wenn ich richtig liege) nur besser 
werden als mit einer normalen isolierten elektrode. das wär also schon 
super.

>Die Spezial(-Ferrit-)antennen fangen erst bei 20 kHz an.

Neeee, die gehen auch schon mit NF, wie zB 50 Hz...

Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Die Spezial(-Ferrit-)antennen fangen erst bei 20 kHz an.
> http://www.spezialantennen.eu/ferritantennen/index.php

dankesehr! Auch die sind aber leider schon zu groß. Kann gut sein dass 
ich mit meinen Anforderungen inds nirgendwo laufe, das ganze müsste aber 
in Elektrodengröße (bitte nicht lachen) sein, damit es überhaupt sinn 
macht.

> Ein Spezialist für dem Empfang niedriger Freqenzen ist Wolfgang Friese:
> http://www.sfericsempfang.de/
> http://www.sfericsempfang.de/elfempfangssystem.html

Danke, ich habe ihm eine Mail geschrieben, bin ja mal gespannt!

Lothar Miller schrieb:
> Alex schrieb:
>> Die "Antenne" sollte schon resonnieren können, das ist der clou bei der
>> sache.
> Hört sich extrem esoterisch und wenig aussichtsreich an...

Haha solange du EMG messungen esoterisch findest...
wenig aussichtsreich kann sein, ich gehe momentan ja nur einem Gedanken 
nach.

Alex schrieb:
> Haha solange du EMG messungen
Das heisst du willst die elektromagnetische Stahlung von 
Muskelpotentialdifferenzen messen, die gerade mal ein paar Millivolt 
groß und im ein oder max. 2 stelligen Hertzbereich sind?
Viel Spass

korrekt. wenn auch auf andere weise macht man bei biosignalmessungen ja 
sonst auch nicht viel anders. Die idee lag darin die normale 
elektrodenkapazität (die messung soll ohnehin kapazitiv, also kontaktlos 
passieren)durch ein paar (geometrische etc) ansätze so zu optimieren 
dass das SNR für die gewünschten Frequenzen besser wird als bei 
herkömmlich kapazitiver Messung.
Vielleicht liege ich ja durchaus falsch, der herzsche dipol war aber 
nach meiner Schulbildung auch nichts anderes als ein draht mit kapazität 
deren kondensatorplatten allerdings "auseinandergeklappt" sind.

Alex schrieb:
> EMG messungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromyografie

Man liest da: Die Potenzialquelle des EMG ist das Membranpotenzial der 
Muskelzelle, innen -70 mV gegenüber außen ...

1.Die allgemeine Störstrahlung Deiner anderen Elektrogeräte wird Dir bei 
solch geringen Meßgrößen noch manches Wunder bescheren.
2.Wahrscheinlich ist ein offener E-Kern mit einigen 1000 Windungen und 
geeignetem Dynamoblech noch die hoffnungsvollste Variante solange keinen 
Nadeln zur Messung zum Einsatz kommen?

oszi40 schrieb:
> Alex schrieb:
>> EMG messungen
> http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromyografie
>
> Man liest da: Die Potenzialquelle des EMG ist das Membranpotenzial der
> Muskelzelle, innen -70 mV gegenüber außen ...

das stimmt, man misst aber ja das überlagerte Summenpotential. Mit EMG 
selber habe ich mich und werde ich mich noch genug beschäftigt/en, die 
Störstrahlung:

> 1.Die allgemeine Störstrahlung Deiner anderen Elektrogeräte wird Dir bei
> solch geringen Meßgrößen noch manches Wunder bescheren.

... habe ich auch bei herkömmlicher Messung mit Elektrolytelektroden, 
sowieso bei kapazitiver Messung. das Problem habe ich also ohnehin, das 
gehört aber zum Grundproblem der EMG messung.

> 2.Wahrscheinlich ist ein offener E-Kern mit einigen 1000 Windungen und
> geeignetem Dynamoblech noch die hoffnungsvollste Variante solange keinen
> Nadeln zur Messung zum Einsatz kommen?

es kommen keine Nadeln zum Einsatz, nur Elektroden.

klingt ein paar nummern zu groß aber bisher sehe ich auch bis auf die 
größe der antenne (und ok: wahrscheinlich ist das ein großes problem) 
nicht den bedarf - ich wette die physiker mit ihren Squids und dem 
(GROßEN) heliumgekühlten Gerät vermessen auch nicht lediglich nur ein 
paar stochastisch feuernde Muskelfasern um schlechtestenfalls ein 
"an/aus" und bestenfalls die Myointensität des feststellen zu können? ;)

Ich will hier ja kein zweites MRT bauen...

WENN ich Physiker wäre, würde ich aus Übermut die Brauchbarkeit von 
Hall-Elementen testen.

Danke soweit schon einmal für die Kritiken und Gedanken.

Um den Kern meiner Idee als Frage zu formulieren (vielleicht gibt es ja 
da doch noch ein paar andere Ansätze):

(Wie) ist es möglich eine kapazitive Elektrode in Ihrer Empfindlichkeit 
bei Frequenzen unter 100Hz zu verbessern?

Ich dachte da vorhin eben an Resonanz, einen LC kreis kann ich aber 
schon wegen dem benötigten L (viele kHenry bei einigen pF 
Elektrodenkapazität) so vergessen.
Stehende Wellen würden eine Elektrodengröße benötigen von der ich gar 
nicht anfangen will.
Bandpassfilter sind nicht meine Frage, die kommen wegen 50Hz Netzbrummen 
etc ohnehin hinter die Elektrode.

gibt es da nichts?

Nur eine Anmerkung:
Die Feuerrate von Nervenzellen ist in der Groessenordnung von 60Hz. Das 
heisst aber ueberhaupt nicht, dass man mit einer auf 60Hz optimierten 
Antenne da etwas empfangen kann!

IMO bestimmt die Anstiegszeit des Signals die Frequenz. Diese ist um ein 
vielfaches hoeher. Dazu wird nich ein einzelnes 'tick' ausgesendet, 
sondern ein ganzer burst.

Und dieser burst wird auch nicht ausgesendet, wenn es tatsaechlich 
Informationen gibt, sondern auch in Ruhelage. Lediglich die Haeufigkeit 
dieser bursts aendert sich um Informationen wieder zu geben.

Nur so ist ein stabiles System moeglich.

@Alex wenn dir diese Fakten nicht vorher bekannt gewesen sind, dann 
wuerde ich es auch nicht weiter versuchen. Wenn doch wuesste ich gerne, 
wie du auf die genannten Frequenzen kommst bzw. wo in meinen Gedanken 
der Fehler ist.

Die Spektralanalyse von EMG signalen (und zwar bei Anspannung des 
Muskels) ergibt (ich weiß es momentan nur ungefähr, also bitte nicht 
drauf festklopfen) maxima bei einmal ca 30 und einmal ca 80 Hz.
Auf diese Maxima beziehen sich meine Gedanken.

Beantwortet das deine Frage oder liegts bei mir?

Hex Oschi schrieb:
> So eine Biomessung gibt es schon. Dazu verwendet man Squids, magnetische
> Flussquantenschlaufen. Die laufen im fluessigen Helium, der ganze
> Apparat ist dann in einem Faradaykaefig. Wenn du jetzt Physiker mit
> Erfahrung und Beziehungen bist, kannste das Ganze fuer 20kEuro
> zusammenkloppen, wenn nicht brauchts noch mindestens eine Null mehr.

Dazu kommen dann noch die Kosten für den magnetisch abgeschirmten Raum.
Schon für normale EEG-Messungen mit Elektroden Hat man ja zumindest
früher mit Kupferblech ausgeschlagene Räume benutzt. Messungen mit
Sqids macht ja u.a. auch die PTB. Vielleicht findet man auf deren Seiten
noch was passendes.
Gruss
Harald

Bei den Squids gibt es auch schon welche aus Hochtemperatursupraleitern, 
da reicht dann flüssiger Stickstoff. Die sind zwar nicht so empfindlich 
wie die Helium gekühlten, es sollte aber noch reichen. Wenn man 
experimentieren will dann schon eher ein GMR Sensor (so wie in den 
Festplatten) statt einem Hall Sensor. Die sind von SNR schon deutlich 
besser, aber wohl noch nicht ausreichend.  Eine gute Abschirmung ist 
aber schon Voraussetzung, egal wie man misst.

Wegen der Nähe zu den 50 Hz ist eine resonante Antenne eher unpraktisch. 
Bei den Niedrigen Frequenzen ist eine LC Resonanz ohnehin eher 
unrealistisch, vor allem wenn man bedenkt, dass ein Ferromagnetischer 
Kern auf Schall reagiert und daher vermieden werden sollte.  Die 
Kapazitive Antenne ist auch relativ hochohmig, so das man auch resonant 
nicht viel gewinnt.

hi, also:
Ich entwickele hier für ein Projekt eine kapazitive Elektrode die über 
EMG Messung eine orthese steuern soll.
Momentan suche ich lediglich nach NEUEN möglichkeiten (die oben 
verwiesene literatur zu kapazitiven elektroden habe ich schon 
stundenlang durchgearbeitet) das SNR der kapazitiven elektroden die es 
schon gibt noch weiter zu verbessern.

Meine ersten Gedanken waren eben die Elektrode auf irgendeine art und 
weise für den hier interessanten frequenzbereich (bzw einzelne 
frequenzen) "sensibler" zu machen (Antenne, Resonanz, Material - ich 
suche ja gerade noch) als für alle anderen frequenzen und damit das SNR 
noch zu verbessern.

Dass man dafür auch mal "rumspinnen" muss ist wohl klar, natürlich gibt 
es nur wirklich neue ansätze wenn man auch mal dinge durchdenkt die 
erstmal sinnlos erscheinen. Insofern verstehe ich die teilweise leicht 
grantige stimmung hier nicht ;)

Squids sind toll, werden aber bei mir wohl zu nichts führen. Auch eine 
Preis-/Anwendungsfrage.

Beste Grüße

Alex

Lothar Miller schrieb:
> Das hört sich nach Schwingkreis (=Filter) an. Mit einer richtigen Spule
> wirst du da aber sicher keine Chance haben, denn ich vermute, dass die
> Kapazität der Elektroden recht gering ist. Und du deshalb eine große
> Induktivität bräuchtest (die dann wieder irgendwelche Störwechselfelder
> auffangen würde).

das stimmt, die kapazitäten liegen im bereich von einigen pF, die 
Induktivität müsste bei meiner Frequenz also einige kHenry betragen ;) 
... wird nix.

ich hoffe ja momentan noch darauf, dass es metalle mit 
resonanzeigenschaften im von mir benötigten Frequenzbereich gibt, die 
man verwenden könnte..

Hallo Mike,
sorry aber das hilft nicht unbedingt weiter und qualifiziert war es auch 
nur bedingt:
Der Ansatz der kapazitiven Messung von Muskelpotentialen für 
Prothesensteuerung ist definitiv nicht "sinnlos", es gibt immer mehr 
Arbeitsgruppen (siehe diverse IEEE papers) die genau zum gegenteiligen 
Ergebnis kommen. Tatsache ist: Wenn ein Querschnittsgelähmter von der 
chronischen Verwendung von klebe/elektrolytelektroden Ausschlag und 
Hautirritationen bekommt, ist die idee vielleicht gar nicht so doof ein 
gering schlechteres Signal in kauf zu nehmen, dafür die Elektroden aber 
in eine Jacke und ohne hautkontakt integrieren zu können (-> auch keine 
aufwändige Elektrodenanbringung)? Nur mal so als Anstoß.

Mit Signalanalyse etc. beschäftigen sich andere Arbeitsgruppen hier.

Ich suche gerade lediglich nach Möglichkeiten über das richtige Material 
der kap. Elektroden noch über das SNR der bereits existierenden 
Elektroden hinauszukommen, in dem ich sie auf den hier verwendeten 
Frequenzbereich abstimme.

Winfried J. schrieb:
> Korrelationsempfang (Autokorrelation) gewärleistet Signalauswertung bei
> SNR < 1

Hi Winfried,
ja, an Korrelation hatte ich auch schon gedacht - mehr dazu!
Mir war dann nämlich, nachdem ich "Auto-/Kreuzkorrelation" gedacht 
hatte, nicht eingefallen, was ich sinnvollerweise mit dem EMG-Signal 
korreliere!
Einen 80Hz Sinus? Wäre es dann nicht leichter, gleich nach der 
Spektralanalyse einen Threshold für die Leistungsdichte bei 80Hz 
einzurichten?

Wenn du da Ansätze hast, würde ich mich sehr freuen!

mal rein aus Interesse weil ich hier mitlese:  was ist eigentlich die 
höchste im Menschlichen Organismus natürlich vorkommende Spannung/Strom?

Die größten Werte kann ich dir nicht beantworten, lediglich:
Nerven-Aktionspotentiale liegen im Bereich mV (Ruhepotential von Zellen 
~ -80 bis -100mV (gegen Zellinneres gemessen)), Muskelpotentiale ebenso, 
EEG-Neuropotentiale kommen auf der Kopfhaut mit einigen µV an.
Hautdehnung erzeugt Spannungen im maximale mV-Bereich.

Ich würde also Schätzen: Maximal im mV Bereich :P

danke, klingt gut, ist notiert.