sEMG с ADS1299 от TI

При более внимательном рассмотрении ваш вопрос звучит так: «Содержит ли ADS1299 все, что мне нужно, или мне нужно больше обработки сигнала перед ним». Функции ADS1299 в общих чертах обсуждаются в этой статье: http://www.ti.com/solution/ecg_electrocardiogram . Параграф, относящийся к вашему вопросу, находится под заголовком «Проблемы с получением сигнала», который я раскрою здесь:

«Некоторые синфазные помехи 50 Гц/60 Гц можно устранить с помощью инструментального усилителя с высоким входным импедансом (INA), который устраняет шум линии переменного тока, характерный для обоих входов».

Это касается «коэффициента подавления синфазного сигнала» самих усилителей, используемых вместе друг с другом. Предполагается, что шумовой сигнал, поступающий от внешнего источника (скажем, шум линии электропередачи 50 Гц, связанный с телом пациента через емкость между телом и близлежащими проводами питания), создаст одинаковый сигнал на каждом электроде, который следует вычесть, поскольку используются для измерения напряжения между электродами. Однако различия в импедансе или усилении между усилителями будут означать, что не совсем одинаковый большой шумовой сигнал на двух разных усилителях будет вычитаться до разницы, которая является значительной по сравнению с небольшим полезным сигналом ЭКГ/ЭМГ. «Инструментальные усилители» спроектированы с хорошим согласованием, чтобы иметь хорошую способность вычитать (отклонять) этот большой «синфазный» сигнал.

«Чтобы еще больше подавить шум сети, сигнал инвертируется и возвращается к пациенту через правую ногу с помощью усилителя».

Чтобы уменьшить фактический общий шумовой сигнал, который видят все электроды, ADS1299 включает в себя возможность обнаружения общего шумового сигнала и применения инверсии этого сигнала к телу пациента («привод правой ноги, RLD»: http://www . .ti.com/lit/an/sbaa188/sbaa188.pdf ). Если бы эта стратегия была полностью успешной, шум линии электропередачи уменьшился бы до нуля, и не было бы шума, о котором можно было бы беспокоиться. Очевидно, что это невозможно, но, по крайней мере, это значительно улучшает ситуацию.

«Требуется всего несколько микроампер или меньше, чтобы добиться значительного улучшения CMR и оставаться в пределах предела UL544». ... и подача на пациента сигнала шумоподавления РЛД не нарушает правил безопасности.

«Кроме того, цифровые режекторные фильтры 50/60 Гц используются для дальнейшего уменьшения этих помех».

После того, как данные оцифрованы, вы всегда можете применить цифровую (программную или DSP) фильтрацию. Это не является частью ADS1299 как таковой, однако функции ADS1299 помогают сделать это возможным следующим образом. В некоторых системах цифровая фильтрация невозможна, если сигнал с частотой 50 Гц большой, потому что это потребует уменьшения усиления усилителя, чтобы большой входной сигнал все еще находился в пределах диапазона аналого-цифрового преобразователя. Это, в свою очередь, будет означать, что требуемый сигнал ЭКГ/ЭМГ будет пропорционально меньше, возможно, настолько мал, что его нельзя будет использовать после оцифровки. В предыдущем абзаце упоминались преимущества 24-битного аналого-цифрового преобразования по сравнению с 16-битным, и здесь оно вступает в игру. Дополнительные 8 бит обеспечивают хорошее разрешение слабых сигналов, даже если они сопровождают какой-то сильный сигнал.

Мой вывод таков, что это устройство предназначено для использования без дополнительной предварительной обработки (т.е. фильтров помех 50 Гц). Конечно, это следует рассматривать в свете сигналов, которые вы ожидаете - напряжения вашего сигнала относительно сигналов ЭКГ или ЭЭГ. Кроме того, вы захотите оценить, подходит ли частота дискретизации к формам импульсов, которые вы видите на ЭМГ (в отличие от более непрерывных низкочастотных сигналов ЭКГ и ЭЭГ).

Надеюсь, это поможет.

Необработанные данные ЭМГ намного выше, чем 60 Гц. Думайте об ЭМГ как о низкочастотном сигнале, огибающем высокочастотный необработанный сигнал. Усилитель биопотенциала должен работать. В него встроены фильтры нижних частот и фильтры верхних частот, но не используйте фильтр нижних частот на частоте менее 500 Гц.

После того, как вы получили выборку данных, вы можете захотеть дополнительно обработать сигнал, чтобы получить данные, которые вы хотите увидеть. Если вы просто отфильтруете низкие частоты на частоте 60 Гц, ваш сигнал исчезнет, ​​так как это высокочастотный сигнал переменного тока, который в среднем будет равен нулю. Часто такие сигналы выпрямляются, а затем фильтруются низкими частотами, чтобы получить огибающую высокочастотного ЭМГ-сигнала.

Обязательно поищите заметки и руководства по приложениям, которые относятся к этой теме — производители уже разработали множество решений, так что вы можете учиться у них, а не изобретать велосипеды. Например: http://www.ti.com/lsds/ti/data-converters/precision-adc-less-10msps-medical-afes.page?DCMP=hpa_amp_ads1293_en&HQS=amp-ads1293-b-en#ads1293 .. , показывает Руководство по медицинскому применению и Руководство по цепям аналоговых сигналов, которые кажутся полезными для вашей ситуации, и, несомненно, есть и другие.