Diferencijalni ulazni filtri u sustavima za akviziciju biomedicinskih signala

undergraduate thesis

• Title (english): Fully Differential Input Filters for Biomedical Acquisition Systems
• Author: Dino Cindrić
• Mentor: Mario Cifrek (mentor)
• Committee member: Mario Cifrek (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Zrinka Topić (član povjerenstva)
• Committee member: Antonio Stanešić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2020-09-15, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Većina signala u akvizicijskim i instrumentacijskim sustavima inherentno je diferencijalnog karaktera. Korištenje asimetričnih filtara u elektroničkom mjernom lancu takvih sustava može izazvati značajno smanjenje faktora potiskivanja sustava (CMRR) kao i odnosa signala i šuma, a posebice ukoliko se radi o biomedicinskim signalima niskih amplituda. Rješenje predstavljaju potpuno diferencijalni filtri, tj. filtri sa diferencijalnim ulazom i diferencijalnim izlazom. Korištenjem diferencijalnih filtara održava se visok iznos faktora potiskivanja u području propuštanja filtra. Filtriranjem se atenuiraju neželjene frekvencijske komponente ulaznog signala, te je ulazni signal time prilagođen za pojačanje i/ili analogno-digitalnu pretvorbu, ovisno o tome gdje je u elektroničkom mjernom lancu postavljen diferencijalni filtar. U ovome radu projektirane su niskopropusne, visokopropusne te pojasnopropusne izvedbe diferencijalnih filtara na tiskanim pločicama. Prilikom mjerenja karakteristika projektiranih diferencijalnih filtara naglasak je bio stavljen na amplitudno-frekvencijsku karakteristiku te faktor potiskivanja. Analiza dobivenih rezultata pokazala je slaganje sa rezultatima iz literature, dok se određena manja odstupanja na nekim od filtara mogu pripisati tolerancijama i nesavršenostima korištenih pasivnih i aktivnih komponenti kao i samoj mjernoj metodi.

Abstract (english)

Majority of signals in acquisition and instrumentation systems is inherently differential. Use of asymmetric, single ended filters in measurement chain of such systems can drastically reduce common rejection ratio (CMRR) as well as signal to noise ratio, especially if signals are of biomedical nature with low amplitude levels. Solution to that problem is use of fully differential filters, i.e. filters with differential input and differential output. With differential filters, high common mode rejection ratio is maintained in the passband. Filtering attenuates unwanted frequency components of input signal and therefore signal is ready for amplification and/or analog to digital conversion, depending on the placement of differential filter in electronic signal chain. In this bachelor’s thesis, low-pass, high-pass and band-pass differential filters were made on printed circuit boards (PCBs). Measurement of made differential filters was focused on amplitude-frequency characteristics and CMRR. Analysis of the measured results showed corellation with results from the literature, while certain smaller deviations can be attributed to tolerances and imperfections of used passive and active components and the measurement method itself.

• Keywords: diferencijalni analogni filtri; CMRR; elektronička instrumentacija; tiskane pločice; instrumentacijsko pojačalo
• Keywords (english): differential analog filters; CMRR; electronic instrumentation; PCB; instrumentation amplifier
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:179377
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2023-01-14 20:11:45