低成本32通道EEG无线设备分析

原创 云深之无迹 2024-09-18 23:02

这个脑电设备32通道,大概1W的样子,今天到手来学习一下设计思路,后面研发的时候用得上。

以 128 Hz 的频率传输无线数据

取样方法:顺序采样,单ADC
采样率:1024 内部下采样至 128 SPS。
分辨率:14 位,1 LSB = 0.51μV(16 位 ADC,丢弃 2 位仪器本底噪声),每个样本压缩最大压摆率为 32uV。
本底噪音就是ADC最敏感的时候可以检测到的电信号,这个电信号使得ADC的量化数不满。
带宽:0.16 – 43Hz,50Hz和60Hz数字陷波滤波器

看右边就可以看到有噪音的情况下,心电信号什么也看不见

陷波滤波器是一种削弱小范围频率信号并支持所有其他频率信号原样通过的滤波器。陷波滤波器可有效去除特定频率的干扰信号。在音频和其他信号应用中,电网产生的背景嗡嗡声(通常为 60 Hz)可以通过针对该频率设计陷波滤波器来去除。在软件无线电中,干扰性调频广播信号亦可通过陷波滤波器去除。陷波滤波器是一种带阻滤波器,由高通和低通滤波器组合而成。陷波滤波器也称为“带抑制滤波器”。

动态范围(参考输入):8400 μV(pp)

Emotiv Epoc X便携脑电仪,这个是另外一款内置的滤波器

耦合方式:交流耦合
特别的,其实这个仪器还可以测量肌电和眼电

这个是肌电的电极位置,这个板子之后也会做出来

这个示意图展示了肌肉变化带来的电位影响

眼电也可以,但是注意是有两个参考电极的

一篇论文中更加精细的给出了眼球的转动和电压信号之间的时序关系

论文里面也给了框图,可以一看

比较有创意的是使用毛毡电极

就是这样

可以安装在后脑勺

也可以在头顶

就在这里

两种示意图

主要使用了一颗来自PIC的DSP,一点也不熟悉,无线传输是使用的BLE,上下层之间通过插针连接的,叠起来就可以让体积变小。还有一颗TI芯片负责充电。可以看到布局是非常好看的,疏密有致,中间的看样子是为DSP和BLE烧录固件留的插针口。

BLE

DSP,强大的数字信号处理器

叠层让PCB的体积更小

两面

aDataFlow-设计札记,这个文章里面也是可以看到叠层的巧妙用处。

背板的芯片丝印不好找,全靠经验

这个板子的后面的芯片丝印查不出来,然后按走线是走了等长的信号线,应该是和USB有关系。

一模一样

先查出来是这个,是IIC的

然后后缀就出现了这个

没错了就是USB的芯片

上面有五个端口,也就是说可以聚合五个设备在一个USB口传输

就是DSP芯片处理完的数据可以通过SPI给USB,USB可以直接来读取EEG数据。

然后电源是比较低的

这也就是为什么使用了这个IIC的转换器的原因

一个简单的示意图

下面完全就是放大器的天下了,但是有两个芯片没法确认只能通过猜测了。

使用的ADC是ADS1115(看参数是符合的)

这几颗ADC的区别就是这些

算了,这个ADC还是没有找对,但是大致就是这几个里面的,但是这个封装只有8个脚,我没有对应上。

正面

背面

每一个通道上面有一个微小的低成本的OP:

就这样的,我也懒得测这就几个引脚之间的关系,无非就是缓冲以及放大以及滤波。

这么大的钽电容后级应该是有个低通滤波:

还有ESD管子,来保护后级

这个噪音确实挺低的

电压很宽

  1. 高输入阻抗: 为了尽可能减少对微弱脑电信号的影响,要求运放具有极高的输入阻抗,一般应大于10MΩ。
  2. 低噪声: 运放的噪声直接影响信噪比,应选择低噪声的运放,如精密运算放大器。
  3. 高共模抑制比(CMRR): 脑电信号中往往混有大量的共模干扰,如工频干扰。因此,运放的CMRR应足够高,以有效抑制共模干扰。
  4. 宽带噪声低: 脑电信号的频带较宽,因此要求运放的宽带噪声较低。
  5. 低失真: 运放的非线性失真会对信号产生畸变,应选择失真较小的运放。
  6. 低漂移: 运放的输入失调电压漂移会引起基线漂移,影响信号的稳定性,应选择低漂移的运放。
应该是做缓冲+放大+滤波可以一起做了。

这个我觉得是二级放大,因为脑电信号微弱

还有两颗OPAx373

但是看布局有一颗做缓冲有点远

就是这样

然后这个是16C x 2 的32通道,就是使用电子刀来切换的

大概点评一下,学习一下。首先成本够低,只用了一颗外置的ADC,就完成了转换,然后多通道上面是使用了电子开关,这个扩展64或者更多都是可以的。

但是每一个通道上面要加足够多的运放来做调理电路,比如一开始的缓冲级,因为皮肤的阻抗很大,接着就是要加一级放大,要小一些,一般不超过20倍,然后再构成一个简单的低通滤波器来压压工频干扰。后级就是二次放大来让ADC的输入满偏,之后就是在输入ADC之前还有一个ADC的驱动OP,我不知道这种模式有没有什么要进行通道保持的事项,我还不是很懂。往上就是直接给到了DSP,与此同时还有IMU什么的,一起融合进USB的通道中输出。总的来说很有学习的价值。

感觉任老师借我仪器让我大饱眼福

评论 (0)
  • 职场之路并非一帆风顺,从初入职场的新人成长为团队中不可或缺的骨干,背后需要经历一系列内在的蜕变。许多人误以为只需努力工作便能顺利晋升,其实核心在于思维方式的更新。走出舒适区、打破旧有框架,正是让自己与众不同的重要法宝。在这条道路上,你不只需要扎实的技能,更需要敏锐的观察力、不断自省的精神和前瞻的格局。今天,就来聊聊那改变命运的三大思维转变,让你在职场上稳步前行。工作初期,总会遇到各式各样的难题。最初,我们习惯于围绕手头任务来制定计划,专注于眼前的目标。然而,职场的竞争从来不是单打独斗,而是团队协
    优思学院 2025-04-01 17:29 250浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍步入 2025 年,国家进一步加大促消费、扩内需的政策力度,家电国补政策将持续贯穿全年。这一利好举措,为行业发展注入强劲的增长动力。(详情见:2025:消费提振要靠国补还是“看不见的手”?)但与此同时,也对家电企业在战略规划、产品打造以及市场营销等多个维度,提出了更为严苛的要求。在刚刚落幕的中国家电及消费电子博览会(AWE)上,家电行业的竞争呈现出胶着的态势,各大品牌为在激烈的市场竞争中脱颖而出,纷纷加大产品研发投入,积极推出新产品,试图提升产品附加值与市场竞争力。
    华尔街科技眼 2025-04-01 19:49 255浏览
  • 据先科电子官方信息,其产品包装标签将于2024年5月1日进行全面升级。作为电子元器件行业资讯平台,大鱼芯城为您梳理本次变更的核心内容及影响:一、标签变更核心要点标签整合与环保优化变更前:卷盘、内盒及外箱需分别粘贴2张标签(含独立环保标识)。变更后:环保标识(RoHS/HAF/PbF)整合至单张标签,减少重复贴标流程。标签尺寸调整卷盘/内盒标签:尺寸由5030mm升级至**8040mm**,信息展示更清晰。外箱标签:尺寸统一为8040mm(原7040mm),提升一致性。关键信息新增新增LOT批次编
    大鱼芯城 2025-04-01 15:02 232浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍不久前,中国发展高层论坛 2025 年年会(CDF)刚刚落下帷幕。本次年会围绕 “全面释放发展动能,共促全球经济稳定增长” 这一主题,吸引了全球各界目光,众多重磅嘉宾的出席与发言成为舆论焦点。其中,韩国三星集团会长李在镕时隔两年的访华之行,更是引发广泛热议。一直以来,李在镕给外界的印象是不苟言笑。然而,在论坛开幕前一天,李在镕却意外打破固有形象。3 月 22 日,李在镕与高通公司总裁安蒙一同现身北京小米汽车工厂。小米方面极为重视此次会面,CEO 雷军亲自接待,小米副董
    华尔街科技眼 2025-04-01 19:39 251浏览
  • 随着汽车向智能化、场景化加速演进,智能座舱已成为人车交互的核心承载。从驾驶员注意力监测到儿童遗留检测,从乘员识别到安全带状态判断,座舱内的每一次行为都蕴含着巨大的安全与体验价值。然而,这些感知系统要在多样驾驶行为、复杂座舱布局和极端光照条件下持续稳定运行,传统的真实数据采集方式已难以支撑其开发迭代需求。智能座舱的技术演进,正由“采集驱动”转向“仿真驱动”。一、智能座舱仿真的挑战与突破图1:座舱实例图智能座舱中的AI系统,不仅需要理解驾驶员的行为和状态,还要同时感知乘员、儿童、宠物乃至环境中的潜在
    康谋 2025-04-02 10:23 197浏览
  • 在智能交互设备快速发展的今天,语音芯片作为人机交互的核心组件,其性能直接影响用户体验与产品竞争力。WT588F02B-8S语音芯片,凭借其静态功耗<5μA的卓越低功耗特性,成为物联网、智能家居、工业自动化等领域的理想选择,为设备赋予“听得懂、说得清”的智能化能力。一、核心优势:低功耗与高性能的完美结合超低待机功耗WT588F02B-8S在休眠模式下待机电流仅为5μA以下,显著延长了电池供电设备的续航能力。例如,在电子锁、气体检测仪等需长期待机的场景中,用户无需频繁更换电池,降低了维护成本。灵活的
    广州唯创电子 2025-04-02 08:34 185浏览
  • 退火炉,作为热处理设备的一种,广泛应用于各种金属材料的退火处理。那么,退火炉究竟是干嘛用的呢?一、退火炉的主要用途退火炉主要用于金属材料(如钢、铁、铜等)的热处理,通过退火工艺改善材料的机械性能,消除内应力和组织缺陷,提高材料的塑性和韧性。退火过程中,材料被加热到一定温度后保持一段时间,然后以适当的速度冷却,以达到改善材料性能的目的。二、退火炉的工作原理退火炉通过电热元件(如电阻丝、硅碳棒等)或燃气燃烧器加热炉膛,使炉内温度达到所需的退火温度。在退火过程中,炉内的温度、加热速度和冷却速度都可以根
    锦正茂科技 2025-04-02 10:13 111浏览
  • 探针本身不需要对焦。探针的工作原理是通过接触被测物体表面来传递电信号,其精度和使用效果取决于探针的材质、形状以及与检测设备的匹配度,而非对焦操作。一、探针的工作原理探针是检测设备中的重要部件,常用于电子显微镜、坐标测量机等精密仪器中。其工作原理主要是通过接触被测物体的表面,将接触点的位置信息或电信号传递给检测设备,从而实现对物体表面形貌、尺寸或电性能等参数的测量。在这个过程中,探针的精度和稳定性对测量结果具有至关重要的影响。二、探针的操作要求在使用探针进行测量时,需要确保探针与被测物体表面的良好
    锦正茂科技 2025-04-02 10:41 125浏览
  • 北京贞光科技有限公司作为紫光同芯授权代理商,专注于为客户提供车规级安全芯片的硬件供应与软件SDK一站式解决方案,同时配备专业技术团队,为选型及定制需求提供现场指导与支持。随着新能源汽车渗透率突破40%(中汽协2024数据),智能驾驶向L3+快速演进,车规级MCU正迎来技术范式变革。作为汽车电子系统的"神经中枢",通过AEC-Q100 Grade 1认证的MCU芯片需在-40℃~150℃极端温度下保持μs级响应精度,同时满足ISO 26262 ASIL-D功能安全要求。在集中式
    贞光科技 2025-04-02 14:50 236浏览
  • 提到“质量”这两个字,我们不会忘记那些奠定基础的大师们:休哈特、戴明、朱兰、克劳士比、费根堡姆、石川馨、田口玄一……正是他们的思想和实践,构筑了现代质量管理的核心体系,也深远影响了无数企业和管理者。今天,就让我们一同致敬这些质量管理的先驱!(最近流行『吉卜力风格』AI插图,我们也来玩玩用『吉卜力风格』重绘质量大师画象)1. 休哈特:统计质量控制的奠基者沃尔特·A·休哈特,美国工程师、统计学家,被誉为“统计质量控制之父”。1924年,他提出世界上第一张控制图,并于1931年出版《产品制造质量的经济
    优思学院 2025-04-01 14:02 159浏览
  • 引言在语音芯片设计中,输出电路的设计直接影响音频质量与系统稳定性。WT588系列语音芯片(如WT588F02B、WT588F02A/04A/08A等),因其高集成度与灵活性被广泛应用于智能设备。然而,不同型号在硬件设计上存在关键差异,尤其是DAC加功放输出电路的配置要求。本文将从硬件架构、电路设计要点及选型建议三方面,解析WT588F02B与F02A/04A/08A的核心区别,帮助开发者高效完成产品设计。一、核心硬件差异对比WT588F02B与F02A/04A/08A系列芯片均支持PWM直推喇叭
    广州唯创电子 2025-04-01 08:53 228浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦