[OT] Audiostecker 3,5 mm - Differenzverstärker 0-10mV

[Guido Merkel]

Moin,

Ich hab hier nen Differenzverstärker, welcher mir ein
niederfrequentes Signal (Herzschlag) verstärkt.
Den Anschluss würde ich gerne über einen 3,5mm
Klinkenstecker realisieren, weil billig und sogar geschirmt.

Jetzt habe ich bei Raichölt [1] ein Kabel für knapp 90 Cent
gefunden. Das Kabel ist 5 Meter lang. Jetzt frage ich mich gerade,
ob sich ein solches _langes_ Kabel wohl noch für ein EKG-Signal
eignet. Meine Befürchtung ist nicht dass der Widerstand des Kabels
zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt. Was meint ihr dazu?
Kann man es nehmen? Ich würde gerne noch wenigstens eine
weitere Meinung dazu hören, bevor ich mir das bestelle

Mal zum Vergleich: 2 mal 1,5 Meter Netzwerkkabel kann man einwandfrei
benutzen.

lg,

Markus - http://www.pSCIT.com



[1]
http://www.reichelt.de/index.html?SID=15zaqD0qwQAREAAE0ffJo2d5fcf5c9b2055484337808ad1348bb9;LASTACTION=3;SORT=artikel.artnr;WG=0;SUCHE=klinkenstecker%203%2C5%20stereo;ARTIKEL=AVK%20119-5;START=0;END=16;FAQSEARCH=2x%203%2C5mm%20Stereo-Klinkenstecker%2C%205%20Meter;FAQTHEME=-1;FAQSEARCHTYPE=0;STATIC=0;FC=670;PROVID=0;TITEL=0;ARTIKELID=30806;FAQAUTO=1;ACTION=3;GRUPPE=I32

 

[Philip Herzog]

Guido Merkel wrote:

ein Kabel für knapp 90 Cent

So sehr ich Reichelt-Fan bin, das letzte 3,5mm-Klinke->Cinch-Kabel, das
ich da gekauft und zerlegt habe, war jämmerlich abgeschirmt.

- Philip
--
Wenn ich Mercedes fahren will, ruf' ich mir ein Taxi.
(Ralf Duwenbeck)

 

[Ingo Liebe]

Hallo,

"Guido Merkel" <lulatsch@spamtrap.de> schrieb im Newsbeitrag
news:43340ea0$0$16484$9b4e6d93@newsread4.arcor-online.net...

eignet. Meine Befürchtung ist nicht dass der Widerstand des Kabels
zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt.

Hmm, rechne mal bitte nach, wie groß die Kapazität des Kabels
sein müßte, um diese Frequenzen kurzzuschließen...

Ich gehe mal von 90 Schlägen / Minute aus. Das macht bei mir
1,5Hz. Falls mich meine lange verschollenen Formelkenntnisse nicht
ganz im Stich lassen, komme ich nach Umstellung von 1/ 2Pi f C
auf etwa 100mF. Man knnte noch den Widerstand der Leitung mit einbeziehen,
aber ich denke, das kann man in diesem Fall vernachlässigen.

Falls ich falsch liege, bitte berichtigen.

Gruß Ingo

 

[Ingo Liebe]

Hallo nochmal,

doch fälschlicherweise die Formel verstümmelt...

f=1/2Pi RC

angenommen, das Kabel hat 1 Ohm, komme ich auf eine Kapazität von
106mF.

Ich glaube, das Kabel hat eine niedrigere Kapazität ;-)

Gruß Ingo


"Ingo Liebe" <Ingo-L@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dh13qg$vh2$00$1@news.t-online.com...

Hallo,

"Guido Merkel" <lulatsch@spamtrap.de> schrieb im Newsbeitrag
news:43340ea0$0$16484$9b4e6d93@newsread4.arcor-online.net...

eignet. Meine Befürchtung ist nicht dass der Widerstand des Kabels
zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt.

Hmm, rechne mal bitte nach, wie groß die Kapazität des Kabels
sein müßte, um diese Frequenzen kurzzuschließen...

Ich gehe mal von 90 Schlägen / Minute aus. Das macht bei mir
1,5Hz. Falls mich meine lange verschollenen Formelkenntnisse nicht
ganz im Stich lassen, komme ich nach Umstellung von 1/ 2Pi f C
auf etwa 100mF. Man knnte noch den Widerstand der Leitung mit einbeziehen,
aber ich denke, das kann man in diesem Fall vernachlässigen.

Falls ich falsch liege, bitte berichtigen.

Gruß Ingo

 

[Marte Schwarz]

Hallo Ingo,

zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt.

Hmm, rechne mal bitte nach, wie groß die Kapazität des Kabels
sein müßte, um diese Frequenzen kurzzuschließen...

die Rechnung geht ans falsche Ende. Es geht nicht darum, das Signal zu
verfälschen, sondern ie Gleichtaktunterdrückung des EKG-VV zu untergraben.
Da die EKG-Elektroden unterschiedliche Impedanzen aufweisen werden, macht
sich mit dem Innenwiderstand und der Schirmkapazität an beiden Eingängen
einen unterschiedlichen Spannungsteiler auf, dessen Ungleichheit umso
fataler sich auswirkt, je niedriger die Impedanz des Eingangs bzw der
Parallelkapazität ist. und hier ist dann gleich alles zu spät. Um die
Kabelkapazität für das 50 Ohm Gleichtaktsignal zu minimieren (wir reden um
Eingangswiderstände von deutlich über 10 MOhm) treibt man typischerweise den
Schirm mit dem Gleichtaktsignal. Dann stört die Kabelkapazität nur noch
weniger. Aber übertreiben sollte man das dennoch nicht.

Marte

 

[Marte Schwarz]

Hi Guido,

Ich hab hier nen Differenzverstärker, welcher mir ein
niederfrequentes Signal (Herzschlag) verstärkt.
Den Anschluss würde ich gerne über einen 3,5mm
Klinkenstecker realisieren, weil billig und sogar geschirmt.

Willst Du pro Elektrode einen Stecker verwenden? Ich kenn die Dinger z.B.
mit D-Sub 15. Da kannst Du gleich alle 10 dransetzen, ist schirmtauglich,
recht robust einfach zu montieren und billig.

ob sich ein solches _langes_ Kabel wohl noch für ein EKG-Signal

Standard-EKG-Kabel sind zwischen 1,5 - 2 m, das ist nicht das Problem.
Ich würde aber sehr darauf achten, dass es ein hochflexibles Kabel ist,
sonst machen die Kabel bei heder kleinsten Bewegung einen riesen Zug auf die
Elektroden, verbunden mit den dazugehörenden Fehlerspannungen.

zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt.

s. mein anderen Kommentar.

Mal zum Vergleich: 2 mal 1,5 Meter Netzwerkkabel kann man einwandfrei
benutzen.

das willst Du Dir wirklich antun? Sperriger gehts ja kaum. Wenn Du nicht
gerade im Plattenkondensator sitzt, reichen evtl schon ungeschirmte Kabel.
Über die Kabel fängst Du Dir nämlich weniger ein, als Du denkst. Und wenn
schon, dann verdrill die Teile so weit es geht, damit die Leiterschleife,
mit denen Diu Magnetfelder einfängst möglichst klein wird. Dann wirst Du
wieder feststellen, dass Flexibilität Trumpf ist.

Marte

 

[Udo Piechottka]

Ingo Liebe schrieb:

f=1/2Pi RC

Allerdings liegt f deutlich höher als 1.5Hz , da der Puls lediglich die
Grundfreuenz darstellt. Will man eine Kurvenform abbilden, die deutlich
von der Sinusform der Grundwelle abweicht, darfs gerne mal etwas mehr
sein.. Soweit ich weiss dienen EKG-Geräte nicht nur zur aufwendigen
Bestimmung der Pulsfrequenz

Gruss Udo

 

[Ingo Liebe]

Hallo,

"Udo Piechottka" <ifmd.messdatensysteme@t-online.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dh2qdg$sao$02$1@news.t-online.com...

Ingo Liebe schrieb:

f=1/2Pi RC

Allerdings liegt f deutlich höher als 1.5Hz ,

wieviel ist deutlich höher?

Gruß Ingo

 

[Udo Piechottka]

Ingo Liebe schrieb:

wieviel ist deutlich höher?

Keine Ahnung, schätze mal die Bandbreite auf 20Hz..200Hz.

Allzu steilflankig sind Nervenimpulse ja nun nicht, soweit ich weiss.
Hier gibts bestimmt jemanden, der die erforderliche Bandbreite der
EKG-Verstärker weiss..

Gruss Udo

 

[|\\/|@RK|_|5 Gr0|\\|0tt3]

"Marte Schwarz"

Hallo Marte,

Mal zum Vergleich: 2 mal 1,5 Meter Netzwerkkabel kann man einwandfrei
benutzen.

das willst Du Dir wirklich antun? Sperriger gehts ja kaum.

Das ist wahr, aber das waren die einzigen geschirmten Kabel, die ich zum
Testen dahatte.

Wenn Du nicht gerade im Plattenkondensator sitzt, reichen evtl schon ungeschirmte Kabel. Über die Kabel fängst Du Dir nämlich
weniger ein, als Du denkst. Und wenn schon, dann verdrill die Teile so weit es geht, damit die Leiterschleife, mit denen Diu
Magnetfelder einfängst möglichst klein wird. Dann wirst Du wieder feststellen, dass Flexibilität Trumpf ist.

Ja. Ungeschirmte Kabel reichen aus. Aber bei einer ungünstigen Positionierung
der Kabel versagt dann die analoge Notchfilterschaltung 4. Ordnung für die 50/100 Hz,
deshalb bin ich auf Schirmung angewiesen. Ich werde das mit den Audiokabeln einfach
mal testen. Wenn es dennoch nicht klappt, ists halt Pech und ich muss teureres
Kabel benutzen und selbercrimpen.

lg und Danke an alle,

Markus

 

[|\\/|@RK|_|5 Gr0|\\|0tt3]

"Marte Schwarz"

zu hoch wird sondern eher, dass die Schirmung eine Kapazität
ergibt, welche mir das Signal verschluckt.

Hmm, rechne mal bitte nach, wie groß die Kapazität des Kabels
sein müßte, um diese Frequenzen kurzzuschließen...

die Maximalfrequenz liegt bei ca 240 Hz.

die Rechnung geht ans falsche Ende. Es geht nicht darum, das Signal zu verfälschen, sondern ie Gleichtaktunterdrückung des EKG-VV
zu untergraben. Da die EKG-Elektroden unterschiedliche Impedanzen aufweisen werden, macht sich mit dem Innenwiderstand und der
Schirmkapazität an beiden Eingängen einen unterschiedlichen Spannungsteiler auf, dessen Ungleichheit umso fataler sich auswirkt,
je niedriger die Impedanz des Eingangs bzw der Parallelkapazität ist. und hier ist dann gleich alles zu spät. Um die
Kabelkapazität für das 50 Ohm Gleichtaktsignal zu minimieren (wir reden um Eingangswiderstände von deutlich über 10 MOhm) treibt
man typischerweise den Schirm mit dem Gleichtaktsignal. Dann stört die Kabelkapazität nur noch weniger. Aber übertreiben sollte
man das dennoch nicht.

Meine Eingangswiderstände liegen bei 250 Hz bei ca. 500 Ohm und bei 0 Hz bei ca. 5 MOhm.

lg,

Markus

 

[Michael Roth]

Udo Piechottka wrote:

Hier gibts bestimmt jemanden, der die erforderliche Bandbreite der
EKG-Verstärker weiss..

Hmm, Google weiß, wer das weiß... So gibt es da wohl zwei verwendete
Bandbreiten. Einmal ca. 75 Hz für die einfachen Ableitungen (mit drei
Elektroden) und dann wird so ca. 140 Hz für Ableitungen mit mehreren
Elektroden verwendet.

Quellen (quick & dirty):

1.) http://www.reco-medical.de/german/vitascope.html
2.) http://www.acc-ag.com/Deutsch/Produkte/Holter/frameset.htm

 

[Johannes Bauer]

Udo Piechottka wrote:

Ingo Liebe schrieb:

wieviel ist deutlich höher?

Keine Ahnung, schätze mal die Bandbreite auf 20Hz..200Hz.

Allzu steilflankig sind Nervenimpulse ja nun nicht, soweit ich weiss.
Hier gibts bestimmt jemanden, der die erforderliche Bandbreite der
EKG-Verstärker weiss..

Das Aktionspotential einer Nervenreizleitung ist schon etwas steiler:

http://de.wikipedia.org/wiki/Aktionspotenzial

Um so ein Signal gescheit abzutasten würde ich sagen 1 Sample/0,5ms,
also 2kHz.

Gruß,
Johannes

 

[Marte Schwarz]

Hi Markus,

"|\/|@RK|_|5 Gr0|\|0tt3" <lulatsch@spamtrap.de> schrieb im Newsbeitrag
news:4334f6e6$0$26229

Warum postest Du eigentlich unter 2 Adressen?

die Rechnung geht ans falsche Ende. Es geht nicht darum, das Signal zu
verfälschen, sondern die Gleichtaktunterdrückung des EKG-VV zu
untergraben. Da die EKG-Elektroden unterschiedliche Impedanzen aufweisen
werden, macht sich mit dem Innenwiderstand und der Schirmkapazität an
beiden Eingängen einen unterschiedlichen Spannungsteiler auf, dessen
Ungleichheit umso fataler sich auswirkt, je niedriger die Impedanz des
Eingangs bzw der Parallelkapazität ist. und hier ist dann gleich alles zu
spät. Um die Kabelkapazität für das 50 Ohm Gleichtaktsignal zu minimieren
_____________________________^^^ das sollte Hz sein.

(wir reden um Eingangswiderstände von deutlich über 10 MOhm) treibt man
typischerweise den Schirm mit dem Gleichtaktsignal. Dann stört die
Kabelkapazität nur noch weniger. Aber übertreiben sollte man das dennoch
nicht.

Meine Eingangswiderstände liegen bei 250 Hz bei ca. 500 Ohm und bei 0 Hz
bei ca. 5 MOhm.

500 Ohm bei 250 Hz? Wie hast Du denn vor, Deine Signale zu messen? 10 MOhm
ist schon sehr wenig.

Aus der anderen Mail:

Ja. Ungeschirmte Kabel reichen aus. Aber bei einer ungünstigen
Positionierung
der Kabel versagt dann die analoge Notchfilterschaltung 4. Ordnung für die
50/100 Hz,
deshalb bin ich auf Schirmung angewiesen.

Was willst Du mit der Schirmung denn erreichen? Die Gleichtaktsignale
bekommst Du direkt vom Patienten geliefert. Der Anteil von kapazitiver
Einkopplung durch das Kabel kannst Du dagegen wirklich fast vernachlässigen.
Aber dann brauch ich noch ein wenig Nachhilfe: Was ist ein analoges Notch
4.Ordnung? IMHO hat ein Notch eine gewisse Güte und dann auch noch eine mehr
oder weniger ideale Sperrdämpfung.

Marte

 

[Makus Gr0n0tte]

"Marte Schwarz"

500 Ohm bei 250 Hz? Wie hast Du denn vor, Deine Signale zu messen? 10 MOhm ist schon sehr wenig.

Also wenn du der Meinung bist 10 MOhm wäre wenig... hmmm vielleicht
sollte ich mal statt des BC547B mal einen FET ausprobieren.
Gut ich weiß jetzt nicht, wieviel Eingangswiderstand ein bc547
an der Basis hat. Das hab ich jetzt vernachlässigt.
Mit einem FET hab ich allerdings das Problem, dass ich beim EKG wieder
ein drittes Kabel am Körper anschließen muss für den
Potentialausgleich.

Bei einem bc547 geht das quasi von selbst durch minimale Ströme
gegen die Sperrrichtung *hust*

lg,

Markus

 

[Marte Schwarz]

Hallo Markus,

Also wenn du der Meinung bist 10 MOhm wäre wenig... hmmm vielleicht
sollte ich mal statt des BC547B mal einen FET ausprobieren.
Gut ich weiß jetzt nicht, wieviel Eingangswiderstand ein bc547
an der Basis hat. Das hab ich jetzt vernachlässigt.
Mit einem FET hab ich allerdings das Problem, dass ich beim EKG wieder
ein drittes Kabel am Körper anschließen muss für den
Potentialausgleich.

Bei einem bc547 geht das quasi von selbst durch minimale Ströme
gegen die Sperrrichtung *hust*

huch, kannst' mir mal die Schaltung schicken? Ich hab den Eindruck, da liegt
noch so manches im Argen. Am besten auch mit der Beschreibung, was Du damit
genau vor hast.

Marte

 

[Makus Gr0n0tte]

"Marte Schwarz"

huch, kannst' mir mal die Schaltung schicken? Ich hab den Eindruck, da liegt noch so manches im Argen. Am besten auch mit der
Beschreibung, was Du damit genau vor hast.

Wir können ja mal tauschen. Die Schaltung die du im Hinterkopf hast gegen
meine

Meine schaltung ist halt Niederohmig. Zumindest für Wechselströme.
Daran besteht gar kein Zweifel ;-) Angeblich ist die aus der Steinzeit *g*

PS: Hier das Signal der Schaltung:
http://home.arcor.de/pscit/EKG01/USBEKGV01_Online001.zip
In dem Zip sind nen paar Bilder und die Software (Win XP)

Nen Screenshot von der Schaltung muss ich erst noch machen.

lg,

Markus

 

[Marte Schwarz]

Hallo Marks,

Wir können ja mal tauschen. Die Schaltung die du im Hinterkopf hast gegen
meine

Nun, bevor ich mich da verkünstle, einfach mal zur Konkurrenz gehen...

http://www.biosemi.com/publications/pdf/Amplifiers_for_bioelectric_events.pdf

Dass man mit den Eingängen nicht direkt zum Patienten geht, verbietet sich
schon aufgrund der Tatsache, dass man es mit einem Medizinprodukt zu tun
hat, das auch im ersten Fehlerfall nicht mehr als 50ľA in den Patienten
fließen lässt, defifest ist ... Solche "Kleinigkeiten" lässt man sich in der
Entwicklung dann gerne bezahlen ;-)

Meine schaltung ist halt Niederohmig. Zumindest für Wechselströme.
Daran besteht gar kein Zweifel ;-) Angeblich ist die aus der Steinzeit *g*

Deiner Beschreibung nach schon...

PS: Hier das Signal der Schaltung:
http://home.arcor.de/pscit/EKG01/USBEKGV01_Online001.zip
In dem Zip sind nen paar Bilder und die Software (Win XP)

Ein wenig Rund ist die R-Zacke ja schon, aber ansonsten sieht es nicht ganz
so schlecht aus, auf den ersten Blick. Ganz schön viel Programmieraufwand
für ein Hobbyprojekt ;-)
Solltest Du da etwas kommerzielles im Sinn haben, schlag ich Dir mal vor,
eine gute Rechtschutzversicherung und eine entsprechend üppig ausgestattete
Betriebshaftpflicht abzuschließen, die auch grob fahrlässiges mit abdeckt
....

Nen Screenshot von der Schaltung muss ich erst noch machen.

Da bin ich noch echt gespannt drauf.

Marte

 

[Makus Gr0n0tte]

"Marte Schwarz"

Wir können ja mal tauschen. Die Schaltung die du im Hinterkopf hast gegen
meine

Nun, bevor ich mich da verkünstle, einfach mal zur Konkurrenz gehen...

http://www.biosemi.com/publications/pdf/Amplifiers_for_bioelectric_events.pdf

Interessantes Dokument danke dir mal dafür =)

Dass man mit den Eingängen nicht direkt zum Patienten geht, verbietet sich schon aufgrund der Tatsache, dass man es mit einem
Medizinprodukt zu tun hat, das auch im ersten Fehlerfall nicht mehr als 50ľA in den Patienten fließen lässt, defifest ist ...
Solche "Kleinigkeiten" lässt man sich in der Entwicklung dann gerne bezahlen ;-)

Interessant ist dann die Frage nach der Definition eines Fehlerfalls.
Selbst wenn die 9V Versorgunsspanung direkt hinter den Elkos anliegen würden,
würde da doch fast nix fließen. Daher würde ich persönlich diese
Schltung (auch wenn sie steinzeitlich aussieht) für sicher ansehen.
Siehst du das anders? Falls ja warum?

PS: Hier das Signal der Schaltung:
http://home.arcor.de/pscit/EKG01/USBEKGV01_Online001.zip
In dem Zip sind nen paar Bilder und die Software (Win XP)

Ein wenig Rund ist die R-Zacke ja schon, aber ansonsten sieht es nicht ganz so schlecht aus, auf den ersten Blick. Ganz schön viel
Programmieraufwand für ein Hobbyprojekt ;-)

Ich denk mal die wirkt so rund, weil 1 Pixel auf der X-Achse 1/960 sekunden
darstellt. Also stark gedehnt. Zweitens wirkt da wohl die Nachgehängte
analoge Filterschaltung "Spitzenglättend".

Solltest Du da etwas kommerzielles im Sinn haben, schlag ich Dir mal vor, eine gute Rechtschutzversicherung und eine entsprechend
üppig ausgestattete Betriebshaftpflicht abzuschließen, die auch grob fahrlässiges mit abdeckt ...

Ja. der Rat ist so falsch nicht ^^

Nen Screenshot von der Schaltung muss ich erst noch machen.

Da bin ich noch echt gespannt drauf.

http://www.pscit.com/DiffAmpFirstStep.PNG

Here you are. Bin gespannt auf deine Meinung dazu.

lg,

Markus

 

[Marte Schwarz]

Hallo Markus,

üppig ausgestattete Betriebshaftpflicht abzuschließen, die auch grob
fahrlässiges mit abdeckt ...

Ja. der Rat ist so falsch nicht ^^

Oder sich zumindest rudimentär mal mit einschlägigen Normen beschäftigen.

http://www.pscit.com/DiffAmpFirstStep.PNG
Here you are. Bin gespannt auf deine Meinung dazu.

Wie, da sehe ich ja noch nicht mal Röhren ;-)

Das ist so in etwa die vorsinflutlichste EKG-Eingangsstufe, die mir in den
letzten Jahren zu Gesicht gekommen ist. < 680 k Eingangsimpedanz ist schon
ein Wort... Damit schaffst Du die Norm nie.

EN60601-2-47 Abs: 51.5.2: Der Eingangswiderstandmuss größer als 10 MOhm ...
sein...

Aber jetzt sag mal, was Dich an dieser PräIC-Technik hält? Ja, ich hör schon
Jörg rufen... Man kann mit diskreter Technik einiges viel billiger
schaffen... Willst Du wirklich in den Massenmarkt? Allein die vielen dicken
C machen doch die ganze Kalkulation kaputt.

CU
Marte