10. SınıfBiyomedikal Cihaz Teknolojileri

Biyoelektrik Sinyaller — Çalışma Sayfası

Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.

Bu konuda öğrenecekleriniz

Biyopotansiyelin oluşumunu ve vücut yüzeyine ulaşırken zayıflamasını açıklar.
Elektrot ile doku arayüzündeki yarım hücre potansiyelini ve elektrot empedansının ölçüm etkisini yorumlar.
Fark ölçümü, CMRR ve ekranlama ile ortak kipli gürültünün nasıl bastırıldığını hesaplar.
Nyquist kuralını ve ADC kademe değerini verilen bir kanal için hesaplar.
Yanlış örnekleme koşullarını tespit eder ve giderici önlemi belirler.
ESD koruma kurallarına uyarak elektronik kart üzerinde ölçüm yapar.

Vücut yüzeyinde ölçülen biyopotansiyel kaynağından çok daha küçüktür: EKG mV, EEG ile EMG µV mertebesindedir.
Elektrot ile deri empedansı yüksekse gürültü artar; temizlik ve jel ölçümün ilk şartıdır.
Örnekleme frekansı üst frekansın iki katının altına düşerse sahte frekanslar oluşur ve bunlar dijital filtreyle geri getirilemez.
ADC bit sayısı arttıkça kademe değeri küçülür; kademe sinyal genliğinden küçük olmalıdır.
Şebeke gürültüsü ortak kipli geldiğinden çözümü yüksek CMRR ve ters kuvvet devresindedir.
Elektronik kart servisinde bileklik ve topraklı minder kullanımı ESD kaynaklı arızaları önler.

Nyquist kuralı: fs ≥ 2 × f üst; yanlış örnekleme sahte frekansı mutlak değer |f − fs| ile görünür.
Kademe değeri: LSB = Vref / 2 üzeri n (12 bit ve 5 V için LSB ≈ 1,22 mV).
Kuantalama sinyal gürültü oranı: SNR ≈ 6,02 × n + 1,76 dB.
CMRR bağıntısı: CMRR (dB) = 20 × log10(Ad / Ac); 80 dB = 10000, 100 dB = 100000.
Diferansiyel eşdeğer hata = Ortak kipli gerilim / CMRR.
Fark ölçümü çıkışı: Vçıkış = Ad × (V1 − V2) + Ac × Vcm.
Ag/AgCl elektrot yarım hücre potansiyeli yaklaşık +0,222 V'dur.

Örnekleme frekansını sinyalin frekansına eşit seçmek: fs en az iki kat olmalıdır; eşitlenirse Nyquist sınırı ihlal edilir ve sinyal sahte frekansa bürünür.
Elektrottan önce cildi hazırlamamak: Ter ve ölü deri empedansı yükseltir; gürültü artar, ölçüme zamanlama ve jak artefaktı girer.
LSB hesabında 2 üzeri n yerine n ile bölmek: Kademe değeri Vref / 2 üzeri n ile bulunur; 12 bit için bölen 4096'dır, 12 değildir.
Kuantalama sinyal gürültü oranını bit sayısıyla doğrusal sanmak: Bağıntı logaritmiktir; bit iki katına çıktığında SNR yalnızca yaklaşık 6 dB artar.
Ölçüm yapmadan önce kartın ESD korumasını atlamak: Vücutta biriken birkaç bin voltluk boşalma ince film devreleri bozar; bileklik ve minder şarttır.

Nyquist sorularında iki büyüklüğü karşılaştır: fs ile 2 × üst frekans; hangisi küçükse karar ona göre verilir.
Bit sorularında 2 üzeri n değerini hemen yaz: 8 bit 256, 10 bit 1024, 12 bit 4096; sonra referans gerilimi böl.
CMRR dB olarak verilmişse 20 log kuralıyla katsayıya çevir, sonra Vcm / CMRR işlemini uygula.
Artefakt sorularında önce elektrot ile deri arayüzünü, sonra kablo ve ekranlamayı ele al.
Serviste ESD korumasını kural değil güvenlik olarak uygula; kartı açmadan bileklik kontrol edilir.
Referans gerilimindeki birkaç yüzde sapmasının tüm ölçümü kaydırdığını unutma, ölçüm öncesi referansı teyit et.

Bu sayfayı okuduktan sonra konu anlatımını tekrar oku ve kendi cümlelerinle özetle.