¿Cómo funciona este circuito de EEG que amplifica y filtra la entrada correctamente?

ADS1299 es un extremo delantero analógico completo, con opamps geniales y ADC en un solo paquete. enlace .

Es mejor hacer el filtrado en el dominio digital, donde puedes aplicar cualquier filtro y puedes tenerlo fácilmente, por ejemplo. Un décimo orden de filtro con una curva de corte muy pronunciada. En contraste, la solución de bricolaje utiliza una gran cantidad de circuitos analógicos para obtener un filtro de 60Hz de 2do orden simple, lo que hace una atenuación notable de 20Hz.

El diseño de openBCI es aún mejor, ya que utiliza un sesgo flotante en el paciente, consulte la hoja de datos y ofrece una resolución de 24 bits.

Tenga en cuenta que en el openBCI puede que no vea los filtros de paso alto (que forman parte de la red de protección ESD), ni un amplificador de instrumentación. Como todo funciona con baterías, no tiene sentido usar un amplificador de instrumentación. En lugar de aislar los cables de prueba con un amplificador de instrumentación, la solución openBCI aísla todo el dispositivo de la computadora mediante el uso de Bluetooth a la vez.

Hablando de ESD, la solución de bricolaje no intenta solucionarlo, por lo que básicamente es realmente sensible y puedes matarlo con ropa de nylon en poco tiempo :(

Ah, y finalmente, la solución openBCI es una verdadera solución multicanal, en lugar del componente infierno del bricolaje.

No veo un amplificador de instrumentación ahí. Los circuitos integrados TPD4E1B06 son para protección ESD. Los filtros R-C se parecen más a los filtros de techo que a los filtros de paso bajo adecuados. No veo filtros de paso alto.

El diseño de OpenBCI se basa en el ADS1299 , que es un IC de subsistema ADC multicanal de 24 bits. Diseñado para EEGs. Aquí está el diagrama de bloques de la página web :

Elchipofreceentradasdiferencialesconunamplificadordegananciaprogramable,queeliminalanecesidaddeunamplificadordeinstrumentaciónseparado.Elfiltradodepasoalto(paraanti-aliasing,enestecaso)esmanejadoporelmoduladordelta-sigmaenelADC.Encuantoalosfiltrosdemuesca,enlahojadedatosen"Funciones específicas de EEG" hay una sección llamada Bias Drive, que dice que:

  

El circuito de polarización se usa como un medio para contrarrestar la interferencia de modo común en un sistema EEG como resultado de las líneas eléctricas y otras fuentes, incluidas las luces fluorescentes. El circuito de polarización detecta el modo común de un   selecciona el conjunto de electrodos y crea un circuito de retroalimentación negativa al conducir el cuerpo con una señal de modo común invertida. El bucle de retroalimentación negativa restringe el movimiento en modo común a un rango estrecho, dependiendo de la ganancia del bucle. La estabilización de todo el bucle es específica del sistema de usuario individual basado en los diversos polos del bucle. El ADS1299 integra los muxes para seleccionar el canal y un amplificador operacional. Todos los terminales del amplificador están disponibles en los pines, lo que permite al usuario elegir los componentes para el bucle de realimentación. El circuito en la Figura 52 ilustra la conectividad funcional general para el circuito de polarización.

Entre las buenas especificaciones de ruido y distorsión y la alta precisión del ADC en sí, creo que este IC es mucho mejor que un circuito discreto. Es posible que pueda hacerlo mejor con componentes de muy alta calidad y una cuidadosa atención al ruido y la distorsión, pero no creo que el proyecto DIY sea un diseño de este tipo. (Por otra parte, el componente más costoso en el proyecto de bricolaje es un amplificador de $ 8 frente a $ 56 para el ADS1299 ($ 5 y $ 40 en grandes cantidades), y este último requiere un PCB. ¡Un kit de placa OpenBCI aparece a un costo de $ 500! En cualquier caso, un buen diseño de PCB es vital para lograr el mejor rendimiento posible.

Si está dispuesto a gastar mucho más dinero para OpenBCI, entonces hágalo. O pruebe el proyecto de bricolaje barato primero y vea si es lo suficientemente bueno para sus necesidades.

[Revelación completa: soy un empleado de TI, pero no trabajo en el grupo que hace el ADS1299. Esta respuesta no es una declaración oficial de TI.