Комментарии 46
Высокие частоты, которые убрали эквалайзером, это только шумы техники или характеристика самих ЭК потенциалов тоже?
Про получение ЭЭГ будет интересно почитать.
Про получение ЭЭГ будет интересно почитать.
0
Эти частоты приходятся на частоту 50 Гц, а это частота питания сети 220 вольт. Данная наводка не связана с организмом, и её убирают. А про ЭЭГ хочу здесь услышать советы, может кто что делал.
0
Как минимум рекомендую автомобильный аккумулятор как источник питания. Сразу минус наводки по сети.
+1
А давай про танцы с бубном по звуковой карте? Я тоже собирался её как АЦП использовать.
0
А конкретно вопрос в чем? Используй как АЦП. Что не получается?
0
Ещё не пробовал по факту. Какое предельное напряжение на line in? У меня сниматься сигнал с пьезо-пленки будет.
+1
На микрофонном входе (большинство карт) максимум порядка 0.7V, на линейном по идее должно быть побольше. Говорят, что карты обычно спокойно переживают пару-тройку вольт, больше – есть риск спалить.
Я делал «осциллограф» на звуковой карте (чтобы не рисковать ноутбуком, брал внешнюю USB), в целом для некоторых задач полезно, но полезная полоса очень узкая. У звуковух обычно встроено автоматическое выравнивание «нуля» (bias), поэтому низкочастотные сигналы эта хрень здорово искажает. Сверху, понятно, ограничено из-за низкой частоты дискретизации (на 44kHz реально можно разглядывать сигнал до 5kHz).
И да, ноутбук – это единственный вариант, ибо при питании от сети даже без усиления от 50Гц наводки жуткие, а если там 1000-кратное усиление, я представляю что это будет.
Я делал «осциллограф» на звуковой карте (чтобы не рисковать ноутбуком, брал внешнюю USB), в целом для некоторых задач полезно, но полезная полоса очень узкая. У звуковух обычно встроено автоматическое выравнивание «нуля» (bias), поэтому низкочастотные сигналы эта хрень здорово искажает. Сверху, понятно, ограничено из-за низкой частоты дискретизации (на 44kHz реально можно разглядывать сигнал до 5kHz).
И да, ноутбук – это единственный вариант, ибо при питании от сети даже без усиления от 50Гц наводки жуткие, а если там 1000-кратное усиление, я представляю что это будет.
0
Для линейного входа — 0.7В RMS, это амплитудное 1В для синуса или 2В пик-пик для других сигналов. Микрофонный вход — это чувствительность 20мВ и 2мВ если поставить галочку «усиление микрофона» но это как правило бесполезно — при 24битах оцифровки количество полезного сигнала не добавляется, только растут шумы.
От 50Гц можно избавится режекторным фильтром высокого порядка… но они все искажают сигнал, да и сам тракт звуковой карты очень далёк от идеала — очень неровная АЧХ.
Использовать звуковую карту в качестве АЦП можно для низкочастотных сигналов, промодулировав его опорной частотой по амплитуде как это делается в УПТ с МДМ.
От 50Гц можно избавится режекторным фильтром высокого порядка… но они все искажают сигнал, да и сам тракт звуковой карты очень далёк от идеала — очень неровная АЧХ.
Использовать звуковую карту в качестве АЦП можно для низкочастотных сигналов, промодулировав его опорной частотой по амплитуде как это делается в УПТ с МДМ.
0
У меня пьезоэлемент. Токи мизерные, но размах напряжения большой. Чем защитить? По идее просто резистор потушит без проблем, там вроде микроамперы. Что-то типа стабилитрона поставить для отсекания выше порогового? Пусть тупо сигнал в насыщение уйдёт.
0
Трансформатор? Плюс будет в том, что во сколько раз напряжение снизим, во столько станет больше ток.
0
Эмм… Как-то глобально. Мне бы тупо отсечь.
0
Не знаю, взять горелую лампу-энергосберегайку — там ферритовый сердечник всегда есть, да и намотать. Хоть и монтажным проводом.Просто мне кажется, так весь диапазон будет виден, а если отсекание — то будет сильно искажать сигналы в верхней части. Ну Вам виднее, что в опыте требуется.
0
Видите ли, если Вас интересует изменение уровня выходного сигнала во всем диапазоне — то трансформатор нужен, если же Вы подключите пару резистор-стабилитрон, то Выше определённого напряжения линейность передаточной характеристики будет меняться. Причём я не уверен, что на очень малых токах (как от пьезодатчика) стабилитрон будет нормально работать. Вам, вероятно, придётся пользоваться буферным усилителем? Тогда его можно сделать нелинейным. Видел схемы логарифмических усилителей на ОУ. А если волнует сугубо наличие/отсутствие сигнала — то оптопара (оптрон)?
0
Можно после делителя напряжения поставить встречно направленные диоды (пример тут) – при превышении напряжения открытия они будут открываться и «сбрасывать» излишки накоротко. Если нужно ограничить большим напряжением, можно несколько диодов последовательно.
0
Усилитель-повторитель нужен на полевиках, это как бы само собой.
А защита… два стабилитрона(в обе стороны) включенные параметрическим стабилизатором, т.е. на них должно поддерживаться напряжение порога ограничения и диодами подключить ко входу.
Напрямую стабилитронами гасить сигнал НЕ СТОИТ, у них характеристика не такая уж крутая и они начинают проводить ваши микроамперы задолго до порогового напряжения, учитывая что у вас токи и так мизерные — стабилитрон будет сильно искажать напряжение на входе задолго до порога. Я на эти грабли уже наступил.
А так идея очень простая — пока напряжение меньше порога — диод закрыт и имеет очень большое сопротивление(Гигаомы даже для 1N4148) не влияя на измеряемое напряжение. Как только напряжение перевалит за напряжение стабилитрона, диод потихоньку откроется и по меньшей мере на Uст+0.5В будет уже полностью открыт. Смотря на выходное сопротивление пьезоэлемента, ток с него можно и не ограничивать.
Но вообще надо учесть что такое ограничение скажется на самом пьезоэлементе обраткой… как бы это не повлияло на сам эксперимент.
А защита… два стабилитрона(в обе стороны) включенные параметрическим стабилизатором, т.е. на них должно поддерживаться напряжение порога ограничения и диодами подключить ко входу.
Напрямую стабилитронами гасить сигнал НЕ СТОИТ, у них характеристика не такая уж крутая и они начинают проводить ваши микроамперы задолго до порогового напряжения, учитывая что у вас токи и так мизерные — стабилитрон будет сильно искажать напряжение на входе задолго до порога. Я на эти грабли уже наступил.
А так идея очень простая — пока напряжение меньше порога — диод закрыт и имеет очень большое сопротивление(Гигаомы даже для 1N4148) не влияя на измеряемое напряжение. Как только напряжение перевалит за напряжение стабилитрона, диод потихоньку откроется и по меньшей мере на Uст+0.5В будет уже полностью открыт. Смотря на выходное сопротивление пьезоэлемента, ток с него можно и не ограничивать.
Но вообще надо учесть что такое ограничение скажется на самом пьезоэлементе обраткой… как бы это не повлияло на сам эксперимент.
0
Промодулировать НЧ сигнал – интересная идея, но разве это поможет обмануть алгоритмы bias adjust, которые все портят? Насколько я понимаю, они тупо смотрят «накопленный» средний уровень и сводят его к нулю – если они так делают на чистом НЧ-сигнале, то добавление ВЧ средний уровень не изменит. Но попробовать можно.
0
При частоте в 44 кГц частота Найквиста 22 кГц по теории. Не знаю как на практике.
Про напряжение на входе микрофона размышления были такие:
У нас выставляется в драйвере опорное напряжение на микрофон 2.5 \ 3.2 \ 4.2 В. Относительно этого напряжения и происходят колебания в плюс и в минус. Я выставлял 2.5 вольт на звуке, на устройстве своем тоже 2.5 вольт. А размах у меня шел rail-to-rail и ограничивался питающим напряжением. У второго усилителя до +5 вольт на выходе по идее должно было быть. Я предполагал звуковой чип должен оцифровывать диапазон от 0 до 5 вольт и давал ему этот диапазон. Может я еще чего не понимаю, но со звуком ничего не случилось, возможно потому, что мощность сигнала слабая.
Про напряжение на входе микрофона размышления были такие:
У нас выставляется в драйвере опорное напряжение на микрофон 2.5 \ 3.2 \ 4.2 В. Относительно этого напряжения и происходят колебания в плюс и в минус. Я выставлял 2.5 вольт на звуке, на устройстве своем тоже 2.5 вольт. А размах у меня шел rail-to-rail и ограничивался питающим напряжением. У второго усилителя до +5 вольт на выходе по идее должно было быть. Я предполагал звуковой чип должен оцифровывать диапазон от 0 до 5 вольт и давал ему этот диапазон. Может я еще чего не понимаю, но со звуком ничего не случилось, возможно потому, что мощность сигнала слабая.
0
В каком драйвере выставляется опорное напряжение? там банальный подтягивающий резистор или источник тока для питания транзистора электретного микрофона, дальше идёт развязывающий по постоянке конденсатор, предусилитель и оцифровка в АЦП. Для микрофонного входа чувствительность 2мВ/20мВ а не 5 вольт. Можно конечно дать 5В но это приведёт к перегрузке предусилителя и соответственно клипингу и не будет разницы подадите туда сигнал амплитудой 100мВ или 5В.
0
1. Из датащита: Software selectable 2.5 \ 3.2 \ 4.2 VREFOUT as bias voltage for analog input.
2. Programmable +10\+20\+30 dB boost gain for analog microphone. Вот это выбирается в драйвере звукового уст-ва точно. Так предполагаю они взаимосвязаны.
Также посчитал, что период удара сердца на графике составляет 1\12 секунды. То есть частота ударов сердца, если их соединить, составит 12 Гц. На частоте 10 Гц у АЦП усиление составляет -3dB. Если перевести в разы, то сигнал на этой частоте умножается на 0.78. То есть при входящем напряжении в 1 вольт у нас запишется амплитуда 0.78 вольт, что считаю не критичным.
Фух, как трудно общаться через переписку. На словах куда удобнее объяснять, а так каждое слово приходится обдумывать.
2. Programmable +10\+20\+30 dB boost gain for analog microphone. Вот это выбирается в драйвере звукового уст-ва точно. Так предполагаю они взаимосвязаны.
Также посчитал, что период удара сердца на графике составляет 1\12 секунды. То есть частота ударов сердца, если их соединить, составит 12 Гц. На частоте 10 Гц у АЦП усиление составляет -3dB. Если перевести в разы, то сигнал на этой частоте умножается на 0.78. То есть при входящем напряжении в 1 вольт у нас запишется амплитуда 0.78 вольт, что считаю не критичным.
Фух, как трудно общаться через переписку. На словах куда удобнее объяснять, а так каждое слово приходится обдумывать.
0
Для ЭКГ нижний частотный диапазон вроде 0.4Гц или нет?
Какая-то не очень стандартная звуковая карта, обычно напряжение питания микрофона не выбирается никак, и предназначен этот BIAS только для питания микрофона, на АЦП подаётся сигнал без этого смещения за счет конденсатора отсекающего постоянную составляющую. Усиление 10...20...30дБ это уже после отсечения постоянной составляющей и до подачи на АЦП. И еще, кстати, сигнал проходит аттенюатор который может понижать чувствительность микрофона.
Какая-то не очень стандартная звуковая карта, обычно напряжение питания микрофона не выбирается никак, и предназначен этот BIAS только для питания микрофона, на АЦП подаётся сигнал без этого смещения за счет конденсатора отсекающего постоянную составляющую. Усиление 10...20...30дБ это уже после отсечения постоянной составляющей и до подачи на АЦП. И еще, кстати, сигнал проходит аттенюатор который может понижать чувствительность микрофона.
0
Если закоротить конденсатор по входу звуковой карты (проверял на RTL кодеке старой материнки), то можно регистрировать любые сигналы, хоть постоянку. Но эта игрушка работала в «биполярном» режиме, когда массой служит не общий провод (корпус ПК), а аналогичный вход второго канала (тоже с закороченным кондёром). При этом требуется вести запись стерео. L-R сигналы будут одинаковые, но в противофазе. Если брать относительно общей массы, то будет много шумов. Наверно, можно поставить на вход ОУ и использовать его ± входы как сигнальные. Масса будет изолирована. А частота дискретизации для этих целей должна действительно быть на порядок выше максимальной частоты измеряемого сигнала.
0
Фильтры из схемы можно убрать или это принципиально для функционирования? Для ЭЭГ имеет смысл брать диапазон по-выше, например на не очень хорошем усилителе я беру 0.5-45 Гц, НО это уже цифровой фильтр. Лично я за то чтобы сигнал шёл как можно менее фильтрованным — разные алгоритмы требуют разных полос, фильтрануть всегда можно и потом.
Для теста предлагаю нулевую точку на лоб (под самую кромку волос) а электроды на Cz и Pz, после этого пишем 2 записи — просто сидим смотрим в монитор и сидим с закрытыми глазами расслабившись. Дальше давим 50Гц и полосу типо того что я написал (хотя возможны варианты, возможно даже в вашей полосе получится). На отдыхе будет виден веретёнообразный сигнал называемый альфа-ритм, частота 10-12 Гц. Для успеха нужно точно снижать сопротивление с кожей, протирайте спиртом, крутой раствор соли помогает, но лучше не алюминий а медь (серебро, золото, Ag/Ag-Cl но добыть их сложнее, медяха пойдёт но будет портиться солью), можете попробовать использовать в роли электрода туго свёрнутую ватку пропитанную солевым раствором.
И как верно заметил Meklon — питайтесь от батареи (и без воткнутого Ethernet), иначе там будет одна наводка.
Если есть вопросы или запишете сигнал — скиньте пожалуйста, интересно что можно получить на такой схеме :)
Для теста предлагаю нулевую точку на лоб (под самую кромку волос) а электроды на Cz и Pz, после этого пишем 2 записи — просто сидим смотрим в монитор и сидим с закрытыми глазами расслабившись. Дальше давим 50Гц и полосу типо того что я написал (хотя возможны варианты, возможно даже в вашей полосе получится). На отдыхе будет виден веретёнообразный сигнал называемый альфа-ритм, частота 10-12 Гц. Для успеха нужно точно снижать сопротивление с кожей, протирайте спиртом, крутой раствор соли помогает, но лучше не алюминий а медь (серебро, золото, Ag/Ag-Cl но добыть их сложнее, медяха пойдёт но будет портиться солью), можете попробовать использовать в роли электрода туго свёрнутую ватку пропитанную солевым раствором.
И как верно заметил Meklon — питайтесь от батареи (и без воткнутого Ethernet), иначе там будет одна наводка.
Если есть вопросы или запишете сигнал — скиньте пожалуйста, интересно что можно получить на такой схеме :)
0
Возможно, проще всего откалибровать ЭЭГ будет по альфа-ритму. Он наблюдается почти у всех, постоянно, имеет приличную амплитуду и известны частоты.
0
OpenEEG
У них сделана гальваническая развязка от сети.
У них сделана гальваническая развязка от сети.
0
Третий конец подстроечников хорошо бы подключить к средним выводам.
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь — не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс — кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв. (С)
+2
Промахнулся немного постом, но пофиг.
есть такой проект https://github.com/OpenBCI, они тоже типа разрабатывают open hardware для снятия eeg
есть такой проект https://github.com/OpenBCI, они тоже типа разрабатывают open hardware для снятия eeg
0
У тебя написано про другие подстроечные резисторы. " искрение и выгорание графитовой дорожки резистора" эти резисторы я не использую, потому что одни проблемы с ними
0
Точняк. Я всегда считал, что это одно и то же. Но это с электротехнической, а не с практической точки зрения.
0
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Очень познавательная статья, надеюсь, когда-нибудь дойдут руки до того, чтобы ею воспользоваться. Но я вас умоляю — никогда не растягивайте рисунки (да и фотографии тоже) в растровом графическом редакторе! Во-первых, это некрасиво, во-вторых, хабр сам растягивает, когда надо, в крайнем случае можно размер в ХТМЛ прописать. И рисунки лучше в ПНГ выкладывать.
0
Изображения не растягивал. Это хабр. Так изображения маленькие и большие аккуратные были, а он растянул. Про задавать размеры не подумал, попробую отредактировать завтра статью.
0
Ну вот, например, здесь не растянул: geektimes.ru/post/267986 И в моих статьях не растягивал. И вообще я не помню, чтобы кто-то на такое жаловался. Посему я сомневаюсь, что это хабр виноват.
0
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Получение сигнала ЭКГ на ПК и задел на ЭЭГ