Das EMG-Biofeedback-Gerät

Die Neurophysiologie befasst sich mit der Funktionsweise des Nervensystems. Im Bereich der Muskeln gilt die Betrachtungsweise der Motorischen Einheiten. Der erste Link in diesem Elektronik-Minikurs erklärt dies u.v.a. genauer.

Gewisse Kenntnisse in diesem Gebiet empfehlen sich, wenn man mit elektronischen Schaltungen zu tun hat, die dem Studium oder einer praktischen Anwendung messtechnischer Art dienen. Dazu zählen die Analyse von Myopathien (Muskelerkrankungen) und die Behandlungen mittels EMG-Biofeedback mit akustischem oder optischem Feedback. Betreffs Analyse von Myopathien, messbar mit Oberflächenelektroden oder mittels feinen Drähtchenelektroden intramuskulär in der Nähe der Nervenbahnen. Je nach dem was man messen will.

Für diesen Bereich entwickelte ich zur Forschung und zur praktischen Anwendung die dazu notwendigen Geräte. Dies brachte mich auf die Idee für Studierende im Bereich der Elektrotechnik ein Praktikum zu realisieren. Nachdem ich pensioniert wurde, kam ich auf die weitere Idee diesen speziellen Elektronik-Minikurs zu schreiben. Dabei lernt man alle Elektronik-Minikurse kennen, die es längst gibt, die auch mit EMG etwas zu tun haben. Auf diese Weise ist dieser Elektronik-Minikurs mit diesen andern mit lokalen Links vernetzt. Diese andern Minikurse dienen als Grundlagen, die aber bereits allgemeine Grundlagen der Elektronik voraussetzen.


UPDATE: Echter Differenzverstärker III

Neu in der Einleitung: Die zum Experimentieren und Gebrauch empfohlenen gut bekannten JFET-Operationsverstärker TL061…TL064, TL71…TL074, TL081…TL084 und LF356 werden mit Datenblattzugriff vorgestellt und in den hier wichtigen Daten miteinander verglichen. Das sind die äquivalente Rauschspannungsdichte in nV/root(Hz), die Unity-Gain-Bandbreite in MHz und die Slewrate in V/µs.

Das neue Kapitel lautet „DAS GEGENTEIL DES INSTRUMENTATIONSVERSTÄRKERS“. Dies hat mit der Funktionsumkehr zu tun. Der Instrumentationsverstärker bezieht eine symmetrische (differenzielle) Eingangsspannung und liefert in der Regel eine asymmetrische Ausgangsspannung, bezogen auf GND, bei symmetrischer Speisung (±Ub) der Schaltung. Das Gegenteil davon ist eine Schaltung die eine asymmetrische Spannung bezieht und eine symmetrische Spannung liefert. Für beides gibt es fertige integrierte Bausteine. Uns interessiert hier, wie man auch das „Gegenteil“ selbst realisieren kann mit herkömmlichen und leicht erhältlichen Opamps.

Man beachte dazu das Titelbild. Teilbild 1 zeigt den typischen Instrumentationsverstärker. Den ersten Teil davon fokussieren wir in Teilbild 2. In Teilbild 3 verschwindet Ue2 am nichtinvertierenden Eingang (Opamp A2). Dieser wird mit GND verbunden. Damit haben wir das was wir wollen, ein Asymmetrie/Symmetrie-Wandler mit frei dimensionierbarer Verstärkung. Allerdings eignet sich diese Schaltung nur für fix dimensionierte Verstärkung. Ein Beispiel mit Verstärkung 10 zeigt Teilbild 4. Warum es diese Einschränkung gibt und weshalb bei variabler Verstärkung eine andere Schaltung zum Einsatz kommen muss, erklärt das neue Kapitel in diesem Elektronik-Minikurs. Viel Spass beim Lesen!

Gruss Euer
ELKO-Thomas