Ao gravar sinais elétricos de células (em um prato ou dentro de um corpo humano ou animal vivo), um grande problema é aumentar a relação sinal / ruído.
Esses sinais geralmente estão na faixa de 10uV a 100mV e são gerados por fontes de energia muito baixas que podem gerar correntes na ordem dos nanoAmps.
Frequentemente, os sinais de interesse estão dentro da faixa de 1Hz-10KHz (na maioria das vezes 10Hz-10KHz).
Para piorar a situação, geralmente existem muitas ferramentas de geração de ruído necessárias (na clínica existem outros dispositivos de monitoramento, diagnóstico e terapêuticos em laboratório, outros dispositivos científicos de monitoramento).
Para reduzir o impacto do ruído e aumentar a relação sinal / ruído, existem algumas regras geralmente aplicadas, como:
- Se possível, use um amplificador de corrente (geralmente chamado head-stage), um amplificador com impedância de entrada muito alta e amplificação de tensão bastante baixa ou mesmo sem amplificação de tensão. muito perto da fonte de sinal (corpo).
- Para conectar a fonte (eletrodos de gravação) ao amplificador do primeiro estágio (estágio principal), use fios que não possuam blindagem (para evitar distorções capacitivas do sinal).
- Evite loops de terra
- Quando possível, use amplificadores diferenciais (para cancelar o ruído de indução das fontes eletromagnéticas ao redor).
- Sempre use gaiolas Faraday e escudos aterrados (geralmente folhas de alumínio) para cobrir a fonte de sinal e qualquer coisa conectada a ela (corpo, equipamento ...).
- Você não pode fazer isso sem filtros adequados (geralmente um corte alto de 10KHz e um corte baixo que, dependendo do sinal, podem variar de 1Hz a 300Hz)
- Se você não conseguir captar o ruído da rede elétrica (50Hz ou 60Hz em diferentes países) e apenas se o seu sinal cobrir esse intervalo, você poderá usar filtros ativos como o Humbug http://www.autom8.com/hum_bug.html
Minha pergunta é: Há outras sugestões que eu perdi? Alguma dessas sugestões fluiu ou está errada?
Normalmente, pessoas nessas áreas (como eu) não têm educação formal em engenharia elétrica e, às vezes, há mitos passando de um professor para um aluno geração após geração, sem evidências adequadas. Esta é uma tentativa de corrigir isso.
EDIT:
- se possível, use baterias ou fontes de alimentação muito bem reguladas em todos os seus dispositivos, incluindo bombas, microdrives, dispositivos de monitoramento, mesmo que você possa colocar filtros na rede elétrica de seus computadores (embora isso geralmente não seja um problema sério).