Acerca de los circuitos integrados opamp duales y cuádruples : las especificaciones de rendimiento como el voltaje de compensación, la ganancia de bucle abierto y el producto de ancho de banda de ganancia se proporcionan para una opamp.
Acerca de la ganancia del amplificador de instrumentación : debe saber cuánta compensación de CC y cuánta se pueden esperar señales de los sensores en su aplicación. Estos son los datos muy básicos para un diseño exitoso. Debe hacer experimentos y mediciones para ellos si no puede encontrarlo en fuentes confiables. La mayoría de nosotros no sabemos lo suficiente sobre EMG para una buena respuesta numérica. Creo que sería útil incluir un preamplificador con salida diferencial en el sensor. Pero eso es solo una opinión, no tengo datos numéricos.
Sobre el filtro:
Los filtros de segundo orden en cascada para obtener un filtrado de orden superior es una buena idea, ya que proporciona un buen control sobre los efectos de las tolerancias de los componentes y posibilita la inclinación pronunciada de los filtros. Los filtros de primer orden en cascada no pueden proporcionar un filtrado pronunciado. Eso es un hecho matemático. Para verlo, uno debe ser capaz de entender las funciones de transferencia con números complejos.
La conexión en cascada de varios filtros idénticos bien diseñados no es la forma correcta de lograr un buen rendimiento. Puede ser útil si no puede realizar los procedimientos de diseño adecuados o las especificaciones son demasiado confusas. Es posible iterar hacia un buen resultado experimentando, aunque no hay garantía de ello. La simulación hace posible el desarrollo exitoso mediante experimentos en la práctica.
La ganancia total de los bloques de filtros en cascada es el producto de las ganancias de un solo bloque, asumiendo que el efecto de las variaciones de carga puede negarse (en decibeles, las ganancias deben sumarse). Si tiene circuitos pasivos, la carga varía radicalmente y la ganancia resultante es muy compleja de calcular.
El diseño del filtro comienza desde el efecto de filtrado deseado. Para poder especificarlo, debe tener buenos datos de las señales de ruido de interferencia esperadas y de la señal que desea mantener limpia. La especificación del efecto de filtrado deseado es numérica:
- frecuencia límite de banda de paso
- permitida la variación de ganancia de banda de paso
- frecuencia límite de banda de parada
- atenuación mínima deseada de la banda de parada
- desea atenuaciones especiales de frecuencia (por ejemplo, seguramente desea especificar algún tratamiento especial para la frecuencia de la red eléctrica principal)
- permitida la no linealidad de la fase de paso
Estas son las especificaciones de límite para la función de transferencia matemática deseada. Se han desarrollado muchos buenos modelos de función de transferencia (Butterworth, Tsebychev, Bessel, Elliptic) y debe seleccionar los que se ajusten a sus especificaciones y calcular los parámetros para ello. Todo esto es algo muy básico que ha sido bien documentado en los libros de texto de síntesis de filtros hace decenas de años. También puede encontrar un montón de software para hacer todos los cálculos. Hay un software que también ayuda en el siguiente paso.
La función de transferencia debe dividirse en bloques de segundo orden que pueden construirse utilizando circuitos de filtro opamp comunes. También hay disponibles circuitos integrados especiales para filtros.
Finalmente, debe simular el diseño, especialmente el efecto de las tolerancias y el ruido de los componentes. El ruido también se puede medir desde un circuito de prueba, pero las tolerancias deben simularse si se van a construir varias unidades.