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D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 1 DISPOSITIVI DI AMPLIFICAZIONE Corsi di DIPLOMA UNIVERSITARIO corso integrato di AUDIOPROTESI III°

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Presentazione sul tema: "D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 1 DISPOSITIVI DI AMPLIFICAZIONE Corsi di DIPLOMA UNIVERSITARIO corso integrato di AUDIOPROTESI III°"— Transcript della presentazione:

1 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 1 DISPOSITIVI DI AMPLIFICAZIONE Corsi di DIPLOMA UNIVERSITARIO corso integrato di AUDIOPROTESI III° MISURE ELETTRICHE TECNICO AUDIOMETRISTA TECNICO AUDIOMETRISTA TECNICO AUDIOPROTESISTA TECNICO AUDIOPROTESISTA corso integrato di FISICA, STATISTICA, INFORMATICA STRUMENTAZIONE ELETTRONICA DI MISURA TECNICO DI LABORATORIO BIOMEDICO corso integrato di FISICA, STATISTICA, INFORMATICA MISURE ELETTRICHE

2 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA INTRODUZIONE 2 d.d.p. lavoro (meccanico) potenza se insufficiente necessario dispositivo che aumenta potenza di un segnale elettrico: 1 AMPLIFICATORE potenza W = V i (watt) componente attiva del circuito amplificazione V, i, V e i

3 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 3 2 INTRODUZIONE RGRG RSRS sensore V circuito di prelievo del segnale V o G V RSRS resistenza ingresso RGRG resistenza interna generatore (sensore) V = V o RSRS R S + R G R S >> R G V V o R S 100 R G RSRS R S + R G fattore di attenuazione del segnale partitore di tensione

4 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 4 DISPOSITIVI 1 DISPOSITIVI FONDAMENTALI tubi a vuoto (diodo, triodo) semiconduttori: germanio (Ge), silicio (Si) stato puro: dielettrici drogati (P, Ar, An) regione N (cariche negative) drogati (Al, Ga, In) regione P (cariche positive - lacune) giunzione P-N polarizzazionebarriera di potenziale d.d.p. esterna: polarizzazione inversa polarizzazione diretta diodi transistors

5 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 6 AMPLIFICAZIONE A (dB) = 10 Log W out W in W out = 1000 W in A = 10 Log 1000 = 30 decibel amplificazione in potenza: decibel (dB) aumento di ampiezza del segnale (guadagno) W out W in = V out R 2 V in R 2 = V out 2 V in 2 A (dB) = 20 Log V out V in V out = 1000 V in A = 20 Log 1000 = 60 decibel guadagno in tensione:

6 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 7 RETROAZIONE caratteristiche di lavoro dispositivo attivo modificabili da: variazioni di temperatura, di tensione della batteria 1 guadagno dipendente solo da elementi passivi retroazione segnale uscita in parte portato in ingresso retroazione positiva: V in e V out in fase V in e V out in opposizione di fase retroazione negativa: saturazione amplificatore stabilizzazione del segnale di uscita (tramite resistenza)

7 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 8 RETROAZIONE 2 x(t) = segnale in ingresso y(t) = segnale in uscita = frazione segnale uscita portata in ingresso guadagno A r = y(t) x(t) guadagno dispositivo originale = A y(t) x(t) retroazione negativa: y(t) = A [ x(t) – y(t)]A x(t) = y(t) [1 + A ] = A [1 + A ] per A >> 1 = A r (A >> 1) A r = 1 resistenza di retroazione guadagno stabile

8 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 9 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI 1 amplificatore con retroazione circuiti integrati amplificatori operazionali unità complessa (molti transistors miniaturizzati) – + V out V in ingresso invertente ingresso non invertente resistenza molto elevata resistenza molto bassa amplificazione di tensione molto elevata tensione d'ingresso V diff molto bassa

9 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 10 2 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI amplificatore invertente I = V in R in I = – V out RfRf V in = – RfRf R in guadagno A V = – RfRf R in segnale in uscita invertito – + V out V in RfRf R in R in < R f amplificazione R in > R f attenuazione

10 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 13 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI 35 amplificatore sommatore di segnali – + V out V in1 V in2 RfRf R2R2 R1R1 V out = – [ RfRf R2R2 V in2 RfRf R1R1 V in1 + ] R 1 = R 2 = R in V out = – RfRf R in (V in1 + V in2 ) guadagno A V = – RfRf R in

11 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 14 RISPOSTA AMPLIFICATORE risposta in ampiezza 1 intervallo operatività ampiezza (segnale) in ingresso ampiezza (segnale) in uscita limite inferiore: rapporto segnale/rumore limite superiore: distorsione segnale in uscita V in V out o zona di saturazione zona lineare

12 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA 15 RISPOSTA AMPLIFICATORE risposta in ampiezza 2 intervallo (range) dinamico R (deciBel) : R = massimo segnale amplificabile (senza saturazione) minimo segnale distinguibile dal rumore di fondo V in V out o zona di saturazione zona lineare range dinamico

13 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA RISPOSTA AMPLIFICATORE risposta in frequenza 4 riproduzione ampiezze armoniche componenti il segnale capacità parassite capacità (eliminazione c.c.) impedenza Z C attenuazione e sfasamento ampiezze armoniche 17 V out frequenza o taglio inferiore taglio superiore banda passante 1 1 2

14 D.S. ottobre 99 AMPLIFICATORE STRUMENTAZIONE BIOMEDICA RISPOSTA AMPLIFICATORE 5 risposta in frequenza banda passante sufficiente a prelevare tutta l'informazione diagnostica alterazione banda passante per eliminare rumore eliminazione rumore bassa e alta frequenza filtri 18 V out frequenza o taglio inferiore taglio superiore banda passante 1 2 1


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