师徒互电,眼冒金星,采集系统变电刺激系统!

2024-03-22 23:20

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电的我眼冒金星,以为自己被三体召唤,整个世界为我闪烁。

事情是这样的,最近我们在做一套人体电信号采集系统,那天我自己做实验,为了方便操作(其实是自己懒),就把电极贴到了头部前额位置,见下图,这样我就可以空出双手来进行试验操作了。

这一次试验是为了验证自研设备和进口设备的性能差异,就把两台设备同时接到人体了,线一多,就容易连错,这一点徒弟可比我认真多了,但是现在我是自己。

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开机上电,那一瞬间,我仿佛听到了“啪”的一声,感觉整个宇宙闪烁白光。

紧接着,电极位置传来刺痛的感觉,不好,这就是电刺激!

赶紧关闭电源,这感觉才消失。

又开关电源试了几下,复现了上面的现象。

这是怎么回事呢?明明是采集系统,为什么会变成了电刺激系统?生理信号采集中,如何保证安全性呢?

下面开始复盘,怀疑是某个地方形成了电流回流,这就是经验,搞硬件需要有直觉。

连线非常多,仔细想想,大概率是右腿驱动与电路的地形成了回路。

右腿驱动电路的结构,可以参考下图的红线框图部分。

本来,生理信号采集时,人体和电路的地是浮空的,因此不会有回流。但是,那天连线太多,恰好进口设备的GROUND和右腿驱动又是混着标注的,因此我大概率是右腿驱动和电路的地连接错了。

有怀疑的方向,就要验证猜测是否正确。

嘿嘿嘿,拉来了徒弟,拆除所有其余设备,单独留共模信号传导电极、右腿驱动电极和电路的地电极,这次学精了,电极放在手腕,而不是额头。

先按下图方式连接,和预期一样,一切正常,非常丝滑。

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然后按照猜测,进行下面的连接。

果然,那熟悉的阵痛在手腕处传来,非常酸爽,就是右腿驱动与地形成了回路,产生了电刺激的效果。

但这次没有眼冒金星的感觉,因为电极没有放在额头靠近眼睛的位置。

不行,我不能自己酸爽,必须得让徒弟跟我一起爽一爽,让他深切体会一下电路设计的严谨性,体会一下参数设计的影响。

我真是个好师傅啊!当然,徒弟也是一脸“感激”的表情。

右腿驱动为什么要在输出增加一个电阻呢?这个电阻越小,则右腿驱动功能越好。

幸亏当时自己没有作死去追求更好的性能,还是按照常规设计预留了安全电阻,否则后果真是难以想象。

小提示,很多人体信号采集设备,把右腿驱动叫做地,其实是一种非常规的称呼,因为这个所谓的“地”电极,并没有与电路的地连接到一起。

有人反对说,这个“地”连接的是模拟地,不是数字地,其实这也是片面的认识。只有少数设备把“地”电极连接到了模拟地,大部分设备还是连接到了右腿驱动,或者是共模反馈引脚。


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