TRMC amplificateur d'instrumentation

[harominc]

Salut a tous,

Les amplificateurs d'instrumentation sont utilisés dans les électrocardiogramme, un moyen de réduire les parasites de mode commun et de rajouter au niveau de la résistance Rg une liaison sur le genou droit (qui sert de référence 0V). C'est ce dont parle cette page wikipédia ( https://en.m.wikipedia.org/wiki/Driv...ht_leg_circuit ) où on voit les deux Aop d'entrée qui constituent le premier étage d'un ampli d'instrumentation, et un aop auxiliaire relier au genou. J'aimerais savoir comment un tel branchement permet il daugmenter le TRMC de l'ampli d'instrumentation concrètement, comment est ce que ça peut influer sur le TRMC .

Merci
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[Vincent PETIT]

Salut,
J'ai lu il y a quelques mois un très bon livre (voir en bas du mail) qui donne des réponses à ta question.

En gros, car je ne peux pas régurgiter tout le chapitre d'un livre en quelques lignes, le problème des électrocardiographes c'est d'arriver à mesurer quelques mV sur une bande passante allant de DC à un peu plus de 30Hz, malgré les couplages capacitifs du secteur. Le couplage capacitif patient/secteur, le couplage capacitif fils de l'électrocardiogramme/secteur et le couplage capacitif électronique/secteur.

La présence de ce coulage secteur se retrouve sur les entrées de l'AOP et en mode commun donc ton AOP mesure la différence de potentiel entre l'entrée + et - mais sur chacune de ces broches tu as l'image du secteur. Ceci engendre un offset en sortie, offset qui ne sert à rien et qui nuit au rapport signal/bruit.

Deux solutions à ça :

1- Prendre un AOP d'instrumentation qui réduit, de par ça conception, le TRMC. Je te renvoie à la base des équations des AOP, par démonstration on peut prouver qu'un câblage particulier de 3 AOP comme dans ton lien https://en.m.wikipedia.org/wiki/Driv...ht_leg_circuit augmente fortement la réjection de mode commun. Le AD620A du schéma d'analog device est composé de 3 AOP (voir page 12 https://www.analog.com/media/en/tech...eets/AD620.pdf). Cette configuration particulière de 3 AOP s'appelle AOP d'instrumentation.

2- On renvoie une fraction inversée du signal mesuré, dans le patient via une électrode sur sa jambe droite. C'est le rôle de l'AOP AD705. Ce signal, qui contient la tension de mode commune mais inversé annule (ou atténue fortement) la tension de mode commun.

Andrew G. Webb - Principles of Biomedical Instrumentation. § 5.3 Electrocardiography, ECG System Design [page 149 à 155]. Cambridge University Press (11 janvier 2018)

[harominc]

Salut Vincent merci pour ta réponse qui est très claire, j'ai compris maintenant .

J'aimerais bien essayer de faire le Schema que j'ai mis sur mon premier message. J'aimerais savoir pourquoi ils ont mit un gain de 7 pour l'ad620 étant donné que plus le gain est élevé et plus le TRMC est élevé, il aurait mieux valu mettre un gain élevé non? Ou alors il vaut mieux filtrer le signal avant de l'amplifier vraiment pour éviter de trop amplifier les parasites? Et qu'elle serait la valeurs de C1 (filtre passe bas ?) dans le schéma ?
Merci

[sandrecarpe]

Salut,
C'est le gain (différentiel) en boucle ouverte qui augmente le TRMC, pas celui en boucle fermée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Vincent PETIT]

J'aimerais savoir pourquoi ils ont mit un gain de 7 pour l'ad620 étant donné que plus le gain est élevé et plus le TRMC est élevé, il aurait mieux valu mettre un gain élevé non?

Je ne sais pas pourquoi ils ont choisi un gain de 7 et oui comme le dit sandrecarpe le CMRR en boucle fermée n'augmente pas tant que ça avec le gain. Si tu regardes la doc tu peux voir que le CMRR est de 130dB pour un gain de 100 à 1000.

Ou alors il vaut mieux filtrer le signal avant de l'amplifier vraiment pour éviter de trop amplifier les parasites? Et qu'elle serait la valeurs de C1 (filtre passe bas ?) dans le schéma ?
Merci

Pour la position du filtre, avant ou après l'ampli, ça dépend des applications. Si l'impédance de la source est faible, placer un filtre en premier peut être problématique car le signal peut s'effondrer à cause de son impédance et dans ce cas il est préférable de mettre un ampli, avec une bande passante adaptée, d'abord (son impédance d'entrée est très grande) et un filtre après. Ça dépend vraiment de l'application.

Concernant C1, oui il forme un filtre passe bas. Tu as l'explication ici https://www.analog.com/cn/analog-dia...implified.html ainsi que la valeur de C1 (100nF). L'idée est de renvoyer le signal de mode commun inversé (l'image du secteur et autre parasite) mais pas plus.


Note la petite coquille dans le document original et que je corrige ici en gras/vert :

The op amp has a voltage gain for the common-mode voltage of 91 [viz., R4/(R2 || R3) = 1 MΩ/11 kΩ], with a 6dB/oct. rolloff and a low-pass cutoff at about 160 Hz for stability [f^{– 3 dB} = 1/(2π × (10 kΩ × 0.1 µF)].

[harominc]

D'accord merci bien à vous sujet résolu