Biomedical Electronics Biomedical Amplifiers EEET0470 Biomedical Electronics Biomedical Amplifiers Part : 1 สุริยา วิทยาประดิษฐ์ suriya@mut.ac.th w.suriya@yahoo.co.th Mobile : 089-788-6242 082-707-3375

วัตถุประสงค์ การใช้ออปแอมป์ในการขยายสัญญาณ Copyright © S.Witthayapradit 2012 การใช้ออปแอมป์ในการขยายสัญญาณ ชนิดของการขยายสัญญาณโดยใช้ออปแอมป์ ช่วงการตอบสนองความถี่ของวงจรขยายสัญญาณ ตัวอย่างการใช้งานทางชีวแพทย์

Biomedical Amplifier มีอัตราขยายสัญญาณคงที่ Copyright © S.Witthayapradit 2012 มีอัตราขยายสัญญาณคงที่ มีช่วงการทำงานทางความถี่กว้าง มีความต้านทานทางอินพุตสูงมาก มีความต้านทานทางเอาต์พุตต่ำ

Amplifier BJT JFET MOSFET Op-Amp etc. Copyright © S.Witthayapradit 2012 BJT JFET MOSFET Op-Amp etc.

Operational Amplifier ; Op-Amp Copyright © S.Witthayapradit 2012 VCVS - Equivalent Ideal Op-Amp อัตราขยายวงรอบเปิดเป็นอนันต์(AOL=) ความต้านทานทางอินพุตสูงเป็นอนันต์ (Rin=) ความต้านทานทางเอาต์พุตเท่ากับศูนย์ (Rout=0) แรงดันระหว่างขั้วเข้าทั้งสองเท่ากับศูนย์ (Vid=0)

Amplifiers Inverting Amplifier Non-Inverting Amplifier Copyright © S.Witthayapradit 2012 Inverting Amplifier Non-Inverting Amplifier Summing Amplifier Difference Amplifier Instrumentation Amplifier Isolated Instrumentation Amplifier

Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Inverting Amplifiers Vin -500mV 0V 500mV V(U1:OUT) -2.0V 2.0V 200k Copyright © S.Witthayapradit 2012 Vin -500mV 0V 500mV V(U1:OUT) -2.0V 2.0V 200k 1meg 500k

Inverting Amplifiers Frequency Phase Amplitude 1.0Hz 100Hz 10KHz Copyright © S.Witthayapradit 2012 Frequency 1.0Hz 100Hz 10KHz 1.0MHz 1 VDB(R2:2) 2 vp(R2:2) -20 -10 10 20 >> -190d 0d 180d Phase Amplitude

Inverting Amplifiers Phase Frequency 100 180d 1 2 60dB 40dB 20db 90d Copyright © S.Witthayapradit 2012 Phase 100 180d 1 2 60dB 40dB 20db 90d >> -100 0d 1.0Hz 100Hz 10KHz 1.0MHz 1 VDB(R2:2) 2 vp(R2:2) Frequency

Inverting Amplifiers Triangle wave volt = 6 vP-P Freq = 100Hz Copyright © S.Witthayapradit 2012 Triangle wave volt = 6 vP-P Freq = 100Hz

Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012 CH.1 CH.2

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012 2.0V 0V 100k 400k 900k -2.0V -500mV 0V 500mV V(R:2) V_V3

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012 Frequency 1.0Hz 10KHz 10MHz 1 VDB(R2:2) 2 Vp(R:2) -20 -10 10 20 -100d -50d 0d 50d 100d >>

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012 Time 0s 1.0ms 2.0ms 3.0ms V(R2:2) V(Vin) -2.0V 0V 2.0V

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012

Non-Inverting Amplifiers Copyright © S.Witthayapradit 2012 Photo-Plethysmography;PPG

Summing Amplifiers KCL ที่ node R1 = R2 = R Copyright © S.Witthayapradit 2012 KCL ที่ node R1 = R2 = R

Summing Amplifiers[SPAN] Copyright © S.Witthayapradit 2012 Vin1 -200mV 0V 200mV V(RF:2) -1.0V 1.0V -0.2V ~ +0.2V 4M 2M , 4M , 6M 6M 2M 0V

Summing Amplifiers[ZERO] Copyright © S.Witthayapradit 2012 VAR= 6MW -0.2V ~ +0.2V Vin1 -200mV 0V 200mV V(RF:2) -2.0V 2.0V 0 , -0.3 , -0.6 1

วิเคราะห์ปัสสาวะ(Urinalysis) Copyright © S.Witthayapradit 2012 การตรวจคุณสมบัติทางกายภาพ สี(color) , ความขุ่น(turbidity) , ความถ่วงจำเพาะ(Specific Gravity) การตรวจคุณสมบัติทางเคมี pH , โปรตีน , น้ำตาล , คีโตน , เม็ดเลือด , บิลิรูบิน การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ เซลล์ , คาสท์ , ผลึก , ตะกอน

pH Electrode Copyright © S.Witthayapradit 2012

pH Electrode Copyright © S.Witthayapradit 2012

pH Measurement Vin2 = 0V Vin1 -500mV 0V 500mV V(RF:2) V(Vin1) -1.0V Copyright © S.Witthayapradit 2012 Vin2 = 0V Vin1 -500mV 0V 500mV V(RF:2) V(Vin1) -1.0V 1.0V

pH Measurement Vin2 = -700mV Vin1 -500mV 0V 500mV V(RF:2) 0.5V 1.0V Copyright © S.Witthayapradit 2012 Vin2 = -700mV Vin1 -500mV 0V 500mV V(RF:2) 0.5V 1.0V 1.5V

Reference Copyright © S.Witthayapradit 2012 [1] John G.Webster , “Medical Instrumentation Application and Design” , Third edition , JOHN WILET & SONS. ,1998 [2] Sergio Franco , “Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits” , Third edition , McGraw-Hill , 2002. [3] Muhammad H.Rashid , “Microelectronic Circuits : Analysis and Design“, PWS Publishing , 1999. [4] Thomas L.Floyd ,”Electronic Devices” , International Edition , Prentice Hall , 2005. [5] Donald A.Neamen , “Electronic Circuit Analysis and Design” , McGraw-Hill , 1996.

Biomedical Amplifiers EEET0470 Biomedical Electronics Biomedical Amplifiers Part : 1 The End Q & A สุริยา วิทยาประดิษฐ์ suriya@mut.ac.th w.suriya@yahoo.co.th Mobile : 089-788-6242 082-707-3375

Exercises 1. ถ้าให้ vin2 = 0 จงหาค่า vout1 กับ vout2 และ vout Copyright © S.Witthayapradit 2010 1. ถ้าให้ vin2 = 0 จงหาค่า vout1 กับ vout2 และ vout vout1 = _______ vout2 = _______ vout = _______