Hallo Community, ich suche eine Möglichkeit auf kleinstem Raum eine Antenne für den Frequenzbereich bis 100 Hz (entweder 30 oder 80 Hz)aufzubauen (oder zu kaufen). Der herzsche Dipol wäre ja bei c/80Hz immernoch zieeemlich lang, ich bräuchte das ganze aber in der größe von wenigen quadratcentimetern! Ist das überhaupt möglich bzw gibt es das schon irgendwo? wenn nein - andere ideen? Für alle Hinweise sehr Dankbar Alex
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Du kannst eine Spule nehmen, die auf das Magnetfeld reagiert, oder eine elektrische Antenne, die auf das elektrische Feld reagiert. Dahinter ein Verstärker. Ob das für deine Anwendung funktioniert hängt dann nur vom Signal/Rauschverhältnis ab. Was willst du denn bei 30 oder 80 Hz empfangen?
Die Spezial(-Ferrit-)antennen fangen erst bei 20 kHz an. http://www.spezialantennen.eu/ferritantennen/index.php Ein Spezialist für dem Empfang niedriger Freqenzen ist Wolfgang Friese: http://www.sfericsempfang.de/ http://www.sfericsempfang.de/elfempfangssystem.html "elf" = extremly low frequency
was ich probieren will habe ich noch nirgends gelesen, daher weiß ich noch nicht inwiefern es "sinnvoll" ist, es geht darum biosignale körpernah aufzufassen. die antenne wäre ein elektrodenersatz. das problem dabei aber eben: Größe, Gewicht etc. Für das elektrische Feld müsste die Antenne ja in der größenordnung der halben wellenlänge liegen - also immernoch l= c/2*80Hz - meines erachtens bisher auf der welt in der größe wie ich sie bräcuhte nicht wickelbar oder? :p Die "Antenne" sollte schon resonnieren können, das ist der clou bei der sache. das SNR kann in dem fall (wenn ich richtig liege) nur besser werden als mit einer normalen isolierten elektrode. das wär also schon super.
>Die Spezial(-Ferrit-)antennen fangen erst bei 20 kHz an.
Neeee, die gehen auch schon mit NF, wie zB 50 Hz...
Alex schrieb: > Die "Antenne" sollte schon resonnieren können, das ist der clou bei der > sache. Hört sich extrem esoterisch und wenig aussichtsreich an... > es geht darum biosignale körpernah aufzufassen. > das problem dabei aber eben: Größe, Gewicht etc. Das sind noch die beiden kleinsten Probleme, die du haben wirst. Garantiert!
Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Die Spezial(-Ferrit-)antennen fangen erst bei 20 kHz an. > http://www.spezialantennen.eu/ferritantennen/index.php dankesehr! Auch die sind aber leider schon zu groß. Kann gut sein dass ich mit meinen Anforderungen inds nirgendwo laufe, das ganze müsste aber in Elektrodengröße (bitte nicht lachen) sein, damit es überhaupt sinn macht. > Ein Spezialist für dem Empfang niedriger Freqenzen ist Wolfgang Friese: > http://www.sfericsempfang.de/ > http://www.sfericsempfang.de/elfempfangssystem.html Danke, ich habe ihm eine Mail geschrieben, bin ja mal gespannt!
Lothar Miller schrieb: > Alex schrieb: >> Die "Antenne" sollte schon resonnieren können, das ist der clou bei der >> sache. > Hört sich extrem esoterisch und wenig aussichtsreich an... Haha solange du EMG messungen esoterisch findest... wenig aussichtsreich kann sein, ich gehe momentan ja nur einem Gedanken nach.
Alex schrieb: > Haha solange du EMG messungen Das heisst du willst die elektromagnetische Stahlung von Muskelpotentialdifferenzen messen, die gerade mal ein paar Millivolt groß und im ein oder max. 2 stelligen Hertzbereich sind? Viel Spass
korrekt. wenn auch auf andere weise macht man bei biosignalmessungen ja sonst auch nicht viel anders. Die idee lag darin die normale elektrodenkapazität (die messung soll ohnehin kapazitiv, also kontaktlos passieren)durch ein paar (geometrische etc) ansätze so zu optimieren dass das SNR für die gewünschten Frequenzen besser wird als bei herkömmlich kapazitiver Messung. Vielleicht liege ich ja durchaus falsch, der herzsche dipol war aber nach meiner Schulbildung auch nichts anderes als ein draht mit kapazität deren kondensatorplatten allerdings "auseinandergeklappt" sind.
Alex schrieb: > EMG messungen http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromyografie Man liest da: Die Potenzialquelle des EMG ist das Membranpotenzial der Muskelzelle, innen -70 mV gegenüber außen ... 1.Die allgemeine Störstrahlung Deiner anderen Elektrogeräte wird Dir bei solch geringen Meßgrößen noch manches Wunder bescheren. 2.Wahrscheinlich ist ein offener E-Kern mit einigen 1000 Windungen und geeignetem Dynamoblech noch die hoffnungsvollste Variante solange keinen Nadeln zur Messung zum Einsatz kommen?
oszi40 schrieb: > Alex schrieb: >> EMG messungen > http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromyografie > > Man liest da: Die Potenzialquelle des EMG ist das Membranpotenzial der > Muskelzelle, innen -70 mV gegenüber außen ... das stimmt, man misst aber ja das überlagerte Summenpotential. Mit EMG selber habe ich mich und werde ich mich noch genug beschäftigt/en, die Störstrahlung: > 1.Die allgemeine Störstrahlung Deiner anderen Elektrogeräte wird Dir bei > solch geringen Meßgrößen noch manches Wunder bescheren. ... habe ich auch bei herkömmlicher Messung mit Elektrolytelektroden, sowieso bei kapazitiver Messung. das Problem habe ich also ohnehin, das gehört aber zum Grundproblem der EMG messung. > 2.Wahrscheinlich ist ein offener E-Kern mit einigen 1000 Windungen und > geeignetem Dynamoblech noch die hoffnungsvollste Variante solange keinen > Nadeln zur Messung zum Einsatz kommen? es kommen keine Nadeln zum Einsatz, nur Elektroden.
So eine Biomessung gibt es schon. Dazu verwendet man Squids, magnetische Flussquantenschlaufen. Die laufen im fluessigen Helium, der ganze Apparat ist dann in einem Faradaykaefig. Wenn du jetzt Physiker mit Erfahrung und Beziehungen bist, kannste das Ganze fuer 20kEuro zusammenkloppen, wenn nicht brauchts noch mindestens eine Null mehr.
klingt ein paar nummern zu groß aber bisher sehe ich auch bis auf die größe der antenne (und ok: wahrscheinlich ist das ein großes problem) nicht den bedarf - ich wette die physiker mit ihren Squids und dem (GROßEN) heliumgekühlten Gerät vermessen auch nicht lediglich nur ein paar stochastisch feuernde Muskelfasern um schlechtestenfalls ein "an/aus" und bestenfalls die Myointensität des feststellen zu können? ;) Ich will hier ja kein zweites MRT bauen...
WENN ich Physiker wäre, würde ich aus Übermut die Brauchbarkeit von Hall-Elementen testen.
>WENN ich Physiker wäre, würde ich aus Übermut die Brauchbarkeit von
Hall-Elementen testen.
Eher nicht. Denn Hall Elemente geben mV bei A die daneben fliessen. Der
Poster hat aber uA. Und nicht repetitiv, sodass man einen Lock-in
verwenden koennte.
Danke soweit schon einmal für die Kritiken und Gedanken. Um den Kern meiner Idee als Frage zu formulieren (vielleicht gibt es ja da doch noch ein paar andere Ansätze): (Wie) ist es möglich eine kapazitive Elektrode in Ihrer Empfindlichkeit bei Frequenzen unter 100Hz zu verbessern? Ich dachte da vorhin eben an Resonanz, einen LC kreis kann ich aber schon wegen dem benötigten L (viele kHenry bei einigen pF Elektrodenkapazität) so vergessen. Stehende Wellen würden eine Elektrodengröße benötigen von der ich gar nicht anfangen will. Bandpassfilter sind nicht meine Frage, die kommen wegen 50Hz Netzbrummen etc ohnehin hinter die Elektrode. gibt es da nichts?
Nur eine Anmerkung: Die Feuerrate von Nervenzellen ist in der Groessenordnung von 60Hz. Das heisst aber ueberhaupt nicht, dass man mit einer auf 60Hz optimierten Antenne da etwas empfangen kann! IMO bestimmt die Anstiegszeit des Signals die Frequenz. Diese ist um ein vielfaches hoeher. Dazu wird nich ein einzelnes 'tick' ausgesendet, sondern ein ganzer burst. Und dieser burst wird auch nicht ausgesendet, wenn es tatsaechlich Informationen gibt, sondern auch in Ruhelage. Lediglich die Haeufigkeit dieser bursts aendert sich um Informationen wieder zu geben. Nur so ist ein stabiles System moeglich. @Alex wenn dir diese Fakten nicht vorher bekannt gewesen sind, dann wuerde ich es auch nicht weiter versuchen. Wenn doch wuesste ich gerne, wie du auf die genannten Frequenzen kommst bzw. wo in meinen Gedanken der Fehler ist.
Die Spektralanalyse von EMG signalen (und zwar bei Anspannung des Muskels) ergibt (ich weiß es momentan nur ungefähr, also bitte nicht drauf festklopfen) maxima bei einmal ca 30 und einmal ca 80 Hz. Auf diese Maxima beziehen sich meine Gedanken. Beantwortet das deine Frage oder liegts bei mir?
Eine vergleichbare Aufgabe ist die Miniaturantenne für DCF77 (77,5 kHz) in Armbanduhren. Soweit ich mal gelesen habe werden Spezialferrite verwendet, die ultraschnell vom flüssigen Zustand abgekühlt werden ( auf ein innen wassergekühltes Kupferrad gegossen). Vielleicht hat vacuumschmelze.de was dazu an Applikationstexten.
Hex Oschi schrieb: > So eine Biomessung gibt es schon. Dazu verwendet man Squids, magnetische > Flussquantenschlaufen. Die laufen im fluessigen Helium, der ganze > Apparat ist dann in einem Faradaykaefig. Wenn du jetzt Physiker mit > Erfahrung und Beziehungen bist, kannste das Ganze fuer 20kEuro > zusammenkloppen, wenn nicht brauchts noch mindestens eine Null mehr. Dazu kommen dann noch die Kosten für den magnetisch abgeschirmten Raum. Schon für normale EEG-Messungen mit Elektroden Hat man ja zumindest früher mit Kupferblech ausgeschlagene Räume benutzt. Messungen mit Sqids macht ja u.a. auch die PTB. Vielleicht findet man auf deren Seiten noch was passendes. Gruss Harald
Bei den Squids gibt es auch schon welche aus Hochtemperatursupraleitern, da reicht dann flüssiger Stickstoff. Die sind zwar nicht so empfindlich wie die Helium gekühlten, es sollte aber noch reichen. Wenn man experimentieren will dann schon eher ein GMR Sensor (so wie in den Festplatten) statt einem Hall Sensor. Die sind von SNR schon deutlich besser, aber wohl noch nicht ausreichend. Eine gute Abschirmung ist aber schon Voraussetzung, egal wie man misst. Wegen der Nähe zu den 50 Hz ist eine resonante Antenne eher unpraktisch. Bei den Niedrigen Frequenzen ist eine LC Resonanz ohnehin eher unrealistisch, vor allem wenn man bedenkt, dass ein Ferromagnetischer Kern auf Schall reagiert und daher vermieden werden sollte. Die Kapazitive Antenne ist auch relativ hochohmig, so das man auch resonant nicht viel gewinnt.
Oh weia. Könntest Du vielleicht mal detailliert beschreiben, was Du genau machen willst? Dann können Dir die Leute auch sagen, ob es realistisch ist. In dem Bereich ist aber so gut wie alles schon probiert und gemacht was geht. MEGs, die mit den Squidsensoren, sind so sensitiv, dass sie spezielle Gebäude brauchen, um überhaupt zu funktionieren. Die werden auch nicht nur mit nem Faradaykäfig geschirmt, sondern noch magnetisch! Hall Sensor? Antenne? Vergiss es! Muskelpotentiale wirst Du auch nicht wirklich elektromagnetisch messen können, vielleicht kapazitiv, da such doch einfach selbst nach kapazitiven Elektroden bei pubmed oder scholar.google.com. Da gibt es Tonnen an Literatur dazu. Aber solange Du nicht rausrückst, was Du genau machen willst, bleibt es sinnlose Rumraterei. Muskelpotentiale kann man übrigens auch akustisch messen.
hi, also: Ich entwickele hier für ein Projekt eine kapazitive Elektrode die über EMG Messung eine orthese steuern soll. Momentan suche ich lediglich nach NEUEN möglichkeiten (die oben verwiesene literatur zu kapazitiven elektroden habe ich schon stundenlang durchgearbeitet) das SNR der kapazitiven elektroden die es schon gibt noch weiter zu verbessern. Meine ersten Gedanken waren eben die Elektrode auf irgendeine art und weise für den hier interessanten frequenzbereich (bzw einzelne frequenzen) "sensibler" zu machen (Antenne, Resonanz, Material - ich suche ja gerade noch) als für alle anderen frequenzen und damit das SNR noch zu verbessern. Dass man dafür auch mal "rumspinnen" muss ist wohl klar, natürlich gibt es nur wirklich neue ansätze wenn man auch mal dinge durchdenkt die erstmal sinnlos erscheinen. Insofern verstehe ich die teilweise leicht grantige stimmung hier nicht ;) Squids sind toll, werden aber bei mir wohl zu nichts führen. Auch eine Preis-/Anwendungsfrage. Beste Grüße Alex
Alex schrieb: > Insofern verstehe ich die teilweise leicht grantige stimmung hier nicht ;) Du kennst offenbar nicht die Spinner, die hier immer wieder auftauchen... Alex schrieb: > die Elektrode auf irgendeine art und weise für den hier interessanten > frequenzbereich (bzw einzelne frequenzen) "sensibler" zu machen Das hört sich nach Schwingkreis (=Filter) an. Mit einer richtigen Spule wirst du da aber sicher keine Chance haben, denn ich vermute, dass die Kapazität der Elektroden recht gering ist. Und du deshalb eine große Induktivität bräuchtest (die dann wieder irgendwelche Störwechselfelder auffangen würde). Aber evtl. könnte ein Gyrator eine so große Induktivität nachbilden.
Lothar Miller schrieb: > Das hört sich nach Schwingkreis (=Filter) an. Mit einer richtigen Spule > wirst du da aber sicher keine Chance haben, denn ich vermute, dass die > Kapazität der Elektroden recht gering ist. Und du deshalb eine große > Induktivität bräuchtest (die dann wieder irgendwelche Störwechselfelder > auffangen würde). das stimmt, die kapazitäten liegen im bereich von einigen pF, die Induktivität müsste bei meiner Frequenz also einige kHenry betragen ;) ... wird nix. ich hoffe ja momentan noch darauf, dass es metalle mit resonanzeigenschaften im von mir benötigten Frequenzbereich gibt, die man verwenden könnte..
zur Squid-Hirnstrommessung gibts einen Wikiartikel: http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetoenzephalographie "Für den Betrieb werden z. B. monatlich ca. 400 l flüssiges Helium zur Kühlung benötigt."
Ah alles klar. Vergiss es einfach. Hast Du die Literatur zum Thema kapazitive Elektroden durchgelesen? Was fehlt Dir denn da? Für eine Prothese macht eine kapazitive Elektrode keinen Sinn, zu störanfällig. Da nimmt man einfach Klebeelektroden oder Leitplastik/Gummi/ Metall. Ich würde meine Energie da eher in die eigentlichen Proleme bei der Prothesenforschung stecken. Signalanalyse, Trennung von irrelevanter Aktivität, Kleinhalten von Bewegungen die durch die abgeleiteten Muskeln direkt ausgelöst werden etc. Kapazitiv geht vielleicht irgendwie, aber Dein Projekt klingt nach: suche schnellsten Weg die Welt zu umrunden, kennt jemand ein paasendes Fahrrad?
Hallo Mike, sorry aber das hilft nicht unbedingt weiter und qualifiziert war es auch nur bedingt: Der Ansatz der kapazitiven Messung von Muskelpotentialen für Prothesensteuerung ist definitiv nicht "sinnlos", es gibt immer mehr Arbeitsgruppen (siehe diverse IEEE papers) die genau zum gegenteiligen Ergebnis kommen. Tatsache ist: Wenn ein Querschnittsgelähmter von der chronischen Verwendung von klebe/elektrolytelektroden Ausschlag und Hautirritationen bekommt, ist die idee vielleicht gar nicht so doof ein gering schlechteres Signal in kauf zu nehmen, dafür die Elektroden aber in eine Jacke und ohne hautkontakt integrieren zu können (-> auch keine aufwändige Elektrodenanbringung)? Nur mal so als Anstoß. Mit Signalanalyse etc. beschäftigen sich andere Arbeitsgruppen hier. Ich suche gerade lediglich nach Möglichkeiten über das richtige Material der kap. Elektroden noch über das SNR der bereits existierenden Elektroden hinauszukommen, in dem ich sie auf den hier verwendeten Frequenzbereich abstimme.
Korrelationsempfang (Autokorrelation) gewärleistet Signalauswertung bei SNR < 1 Vorraussetzung: Es wird alles aufgenommen was sich findet, anschließend wird das Signal auf das Vorhandensein bekannter Muster untersucht. Namaste
Winfried J. schrieb: > Korrelationsempfang (Autokorrelation) gewärleistet Signalauswertung bei > SNR < 1 Hi Winfried, ja, an Korrelation hatte ich auch schon gedacht - mehr dazu! Mir war dann nämlich, nachdem ich "Auto-/Kreuzkorrelation" gedacht hatte, nicht eingefallen, was ich sinnvollerweise mit dem EMG-Signal korreliere! Einen 80Hz Sinus? Wäre es dann nicht leichter, gleich nach der Spektralanalyse einen Threshold für die Leistungsdichte bei 80Hz einzurichten? Wenn du da Ansätze hast, würde ich mich sehr freuen!
ich hocke mich heut abend mal drüber aus dem ärmel freilich geht das nicht sovirel vorweg es ist ähnlich wie beim herkömmlichen vefahren du bauschst mehere elktrodden, je mehr desto besser das system sollte die muster durch erlernen zuordnen Grundmuster könnten mit Klebeelektroden erlernt werden. die empfindlichkeit dr elektroden könnte mit einer art Aktivem Filter verbessert werden EM Felder induktiv auszukoppeln wird bei den flusstärken Kaummöglich sein von daher ist Kapazitif nach galvanisch die 2.beste Variante benötigt jedoch mehr Redundanz und muss durch besser Auswertung ()filterung Kompeniert werden hier erst kann man das Korrelationsverfahren einsetzen. die Parameter müssten nur grob vorgefiltert um störungen durch HF und wechselfelder des Altags zu minimieren, werden. Stell dir for der Orthesen träger fährt SBahn und die FUS schlagen um sich. ;-) Die Anpassung muß individuell erfolgen könnenda viel vom sitz der elktrode bezüglich der gliemaßen abhängt.
mal rein aus Interesse weil ich hier mitlese: was ist eigentlich die höchste im Menschlichen Organismus natürlich vorkommende Spannung/Strom?
Die größten Werte kann ich dir nicht beantworten, lediglich: Nerven-Aktionspotentiale liegen im Bereich mV (Ruhepotential von Zellen ~ -80 bis -100mV (gegen Zellinneres gemessen)), Muskelpotentiale ebenso, EEG-Neuropotentiale kommen auf der Kopfhaut mit einigen µV an. Hautdehnung erzeugt Spannungen im maximale mV-Bereich. Ich würde also Schätzen: Maximal im mV Bereich :P
Außer der Autokorrelation gibt es noch den Suchbegriff "matched filter", vielleicht hilft der weiter http://de.wikipedia.org/wiki/Matched_Filter
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