Amplificacion intracelular
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Este documento describe el diseño de un sistema para adquirir la señal electrocardiográfica (ECG) intracelular. Se propone un circuito con dos amplificadores operacionales para preamplificar la señal y reducir la distorsión. El circuito iguala las impedancias de entrada y salida usando resistencias y condensadores para compensar la alta impedancia intracelular. Un potenciómetro permite ajustar la relación de impedancias y corregir la señal. El documento explica los cálculos teóricos y la implementación práct
Amplificacion intracelular
- 1. PRÁCTICA 2 AMPLIFICACIÓN DE POTENCIALES INTRACELULARES -ECG- DISEÑO DE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE LA SEÑAL DE ECG Marc Tena Javier Muñoz
- 2. Introducción Al igual que en el caso de la práctica anterior, se desea proceder a la toma de un potencial eléctrico de un ser vivo, más concretamente de la señal emitida por el corazón, en la primera práctica realizando la lectura desde un medio extracelular, en este segundo caso se tratara de una lectura desde un medio intracelular. Este nuevo modo de tomar dicho potencial nos planteará un nuevo circuito de medida y nuevos problemas que solucionar. Aunque eso si, evidentemente la señal emitida por el corazón y sus valores van a ser los mismos que en el caso anterior, por lo tanto no vamos a volver a realizar el mismo desarrollo teórico. Circuito a implementar y cálculos teóricos Este será el montaje final a realizar en el laboratorio, y se ha llegado a este del siguiente modo. En primer lugar, se han tenido en cuenta el minimizar en gran medida los problemas encontrados en principio, que eran el encontrar un
- 3. apantallamiento por el propio organismo del ser humano, una tensión no diferencial y una alta impedancia que nos producía la distorsión del potencial. Observando que mediante la preamplificación de la señal se conseguía una mayor impedancia en modo común y una menor corriente de polarización. Por tanto, con el montaje únicamente de la parte superior del circuito, con un solo amplificador operacional ya tomamos la señal deseada, pero tan distorsionada que no podemos basarnos en ella para decir nada sobre el medio intracelular en que se toma. Por ello, realizamos el montaje de la parte inferior. R1 tomará un valor alto, de 10MΩ, para tener la impedancia necesaria deseada a la hora de realizar un primer montaje para comprobar la distorsión del circuito. Al comprobar dicha distorsión conectando un generador a R1 podemos calcular el valor de la condición de compensación y la ganancia del amplificador, así observamos que C1 y C2 tomarán el mismo valor y será de 100pF. A partir de aquí comenzamos a incluir el circuito que nos resolverá la problemática de distorsión de la señal. Llegado este punto, debemos saber que la resistencia a la salida del segundo amplificador operacional debe ser mucho mayor que la que se tiene a la entrada, así como al menos diez veces mayor. De este modo, fijamos el valor de las resistencias de salida R4 y R5 a 100KΩ por ejemplo. Así pues, aplicando las ecuaciones para el análisis de circuitos, tenemos que: Vx= ½·(Vt + a·Vs)·(1 + R1/R2) Al haber fijado una ganancia del amplificador igual a 4. Se obtiene: ½·(1 + R1/R2)=4, R1/R2=7 Una vez alcanzada esta relación buscamos unas resistencias que cumplan la relación de magnitud indicada anteriormente con las
- 4. resistencias de salida, y que a su vez estén presentes en el laboratorio. Así pues tomamos: R2=68 KΩ, R3=10 KΩ. Como último elemento a incluir, está el potenciómetro que nos servirá para ajustar el valor de la relación de impedancias del circuito, pudiendo corregir nuestra señal de medida en cada ocasión quitando así importancia a los márgenes de tolerancia de los diversos componentes. Implementación práctica El circuito una vez montado en la placa queda de la siguiente manera. Conclusión Una vez realizado, conectándolo todo correctamente, se observa con el osciloscopio como al variar el potenciómetro pasamos por los estados de saturar el amplificador y no ver nada, comenzar a captar señal, y llegando a regular adecuadamente el valor, la obtención de una señal correcta a la salida del circuito de medida. Se obtiene una casi cuadrada partiendo de una triangular que era lo deseado.