बीएमई 305 ईईजी: 4 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

एक इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) एक उपकरण है जिसका उपयोग किसी विषय की विद्युत मस्तिष्क गतिविधि को मापने के लिए किया जाता है। ये परीक्षण विभिन्न मस्तिष्क विकारों के निदान में बहुत उपयोगी हो सकते हैं। ईईजी बनाने की कोशिश करते समय, अलग-अलग पैरामीटर होते हैं जिन्हें वर्किंग सर्किट बनाने से पहले ध्यान में रखा जाना चाहिए। खोपड़ी से मस्तिष्क की गतिविधि को पढ़ने की कोशिश करने के बारे में एक बात यह है कि एक बहुत छोटा वोल्टेज होता है जिसे वास्तव में पढ़ा जा सकता है। एक वयस्क ब्रेनवेव के लिए एक सामान्य सीमा लगभग 10 uV से 100 uV तक होती है। इतने छोटे इनपुट वोल्टेज के कारण, सर्किट के कुल आउटपुट पर एक बड़ा प्रवर्धन होना चाहिए, अधिमानतः इनपुट के 10,000 गुना से अधिक। एक और बात जो ईईजी बनाते समय ध्यान में रखने की आवश्यकता है, वह यह है कि हमारे आउटपुट की विशिष्ट तरंगें 1 हर्ट्ज से 60 हर्ट्ज तक होती हैं। यह जानने के लिए, अलग-अलग फिल्टर होने की आवश्यकता होगी जो बैंडविड्थ के बाहर किसी भी अवांछित आवृत्ति को कम कर देंगे।

आपूर्ति

-LM741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर (4)

-8.2 kOhm रोकनेवाला (3)

-820 ओम रोकनेवाला (3)

-100 ओम रोकनेवाला (3)

-15 kOhm रोकनेवाला (3)

-27 kOhm रोकनेवाला (4)

-0.1 यूएफ संधारित्र (3)

-100 यूएफ संधारित्र (1)

-ब्रेडबोर्ड (1)

-अरुडिनो माइक्रोकंट्रोलर (1)

-9वी बैटरी (2)

चरण 1: इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर

ईईजी बनाने में पहला कदम अपना खुद का इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर (आईएनए) बनाना है जिसका उपयोग दो अलग-अलग सिग्नल लेने के लिए किया जा सकता है, और एक एम्प्लीफाइड सिग्नल आउटपुट कर सकता है। इस INA के लिए प्रेरणा LT1101 से आई है जो सिग्नल को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक सामान्य इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर है। अपने LM741 परिचालन एम्पलीफायरों में से 2 का उपयोग करके, आप ऊपर दिए गए सर्किट आरेख में दिए गए विभिन्न अनुपातों का उपयोग करके INA बना सकते हैं। हालाँकि, आप इन अनुपातों की विविधता का उपयोग कर सकते हैं, और यदि अनुपात समान है तो भी वही आउटपुट प्राप्त कर सकते हैं। इस सर्किट के लिए, हमारा सुझाव है कि आप R के लिए 100 ओम रेसिस्टर, 9R के लिए 820 ओम रेसिस्टर और 90R के लिए 8.2 kOhm रेसिस्टर का उपयोग करें। अपनी 9वी बैटरी का उपयोग करके आप परिचालन एम्पलीफायरों को शक्ति प्रदान करने में सक्षम होंगे। V+ पिन को पावर देने के लिए एक 9V बैटरी और दूसरी 9V बैटरी को सेट करके ताकि यह V-पिन में -9V इनपुट करे। यह इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर आपको 100 का लाभ देना चाहिए।

चरण 2: फ़िल्टरिंग

जैविक संकेतों को रिकॉर्ड करते समय, उस सीमा को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है जिसमें आप रुचि रखते हैं और शोर के संभावित स्रोत हैं। फ़िल्टर इसे हल करने में मदद कर सकते हैं। इस सर्किट डिजाइन के लिए, इसे प्राप्त करने के लिए एक सक्रिय नॉच फिल्टर के बाद एक बैंड पास फिल्टर का उपयोग किया जाता है। इस चरण के पहले भाग में एक हाई पास फिल्टर और फिर एक लो पास फिल्टर होता है। इस फ़िल्टर के मान 0.1Hz से 55Hz तक की फ़्रीक्वेंसी रेंज के लिए हैं, जिसमें EEG सिग्नल फ़्रीक्वेंसी रेंज ऑफ़ इंटरेस्ट शामिल है। यह इच्छा सीमा के बाहर से आने वाले संकेतों को फ़िल्टर करने का कार्य करता है। एक वोल्टेज फॉलोअर तब नॉच फिल्टर से पहले बैंड पास के बाद बैठता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि नॉच फिल्टर में आउटपुट वोल्टेज कम प्रतिबाधा है। नॉच फिल्टर को 60Hz पर शोर को फिल्टर करने के लिए सेट किया गया है, जिसमें कम से कम -20dB सिग्नल में कमी होती है, क्योंकि इसकी आवृत्ति पर बड़े शोर विरूपण के कारण होता है। अंत में इस चरण को पूरा करने के लिए एक और वोल्टेज अनुयायी।

चरण 3: नॉन-इनवर्टिंग ऑपरेशनल एम्पलीफायर

इस सर्किट का अंतिम चरण लगभग 99 के लाभ के साथ फ़िल्टर किए गए सिग्नल को 1-2V रेंज तक बढ़ाने के लिए एक गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायर से बना है। मस्तिष्क तरंगों से बहुत कम इनपुट सिग्नल शक्ति के कारण, यह अंतिम चरण है एक आउटपुट तरंग उत्पन्न करने के लिए आवश्यक है जो संभावित परिवेश शोर की तुलना में प्रदर्शित करना और समझना आसान है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि गैर-इनवर्टिंग एम्पलीफायरों से डीसी ऑफसेट सामान्य है और अंतिम आउटपुट का विश्लेषण और प्रदर्शित करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।

चरण 4: डिजिटल रूपांतरण के अनुरूप

एक बार जब पूरा सर्किट समाप्त हो जाता है, तो जिस एनालॉग सिग्नल को हमने पूरे सर्किट में बढ़ाया है, उसे डिजिटाइज़ करने की आवश्यकता है। शुक्र है, यदि आप एक arduino माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करते हैं, तो पहले से ही डिजिटल कनवर्टर (ADC) के अनुरूप एक अंतर्निहित है। Arduino में निर्मित छह एनालॉग पिनों में से किसी के लिए अपने सर्किट को आउटपुट करने में सक्षम होने के कारण, आप माइक्रोकंट्रोलर पर एक आस्टसीलस्कप को कोड करने में सक्षम हैं। ऊपर दिखाए गए कोड में, हम एनालॉग वेवफॉर्म को पढ़ने और इसे डिजिटल आउटपुट में बदलने के लिए A0 एनालॉग पिन का उपयोग करते हैं। इसके अलावा, चीजों को पढ़ने में आसान बनाने के लिए, आपको वोल्टेज को 0 - 1023 की रेंज से 0V से 5V की रेंज में बदलना चाहिए।