2.5 Penguat Instrumentasi
Biopotensial memiliki amplitudo yang sangat kecil dalam ukuran mV. Sehingga, agar sinyal bisa diolah diperlukan penguatan sinyal. Penguat untuk
sinyal biomedik sering disebut sebagai biopotensial amplifier atau penguat instrumentasi. Dalam hal ini penguat digunakan untuk menguatkan sinyal dengan
tetap memelihara bentuk dan karakteristik dari sinyal asli. Penguat instrumentasi harus memenuhi syarat-syarat yang dibutuhkan
rangkaian penguat biopotensial jantung yaitu: 1. Memiliki impedansi input yang tinggi, agar sinyal input tidak
terpengaruh oleh impedansi rangkaian sebelumnya untuk differensial 2.5 Mohm, common mode 100 Mohm.
2.CMRR common mode rejection ratio tinggi, penguat yang memiliki CMRR yang tinggi berarti memiliki kemampuan yang lebih baik untuk menapis noise.
3. Penguatannya dapat diatur dengan mudah. 4 Low noise, amplitudo sinyal input dari tubuh yang sangat rawan terhadap noise,
bahkan mungkin dapat hilang karena noise. Maka perlu karakteristik penguat yang low noise.
5. Nilai komponen dengan toleransi rendah 1. Rangkaian penguat instrumentasi ini dibentuk dari dua penguat non-
inverting dan satu penguat diferensial differential amplifier seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.14 Keterangan gambar dibaliknya
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 2.14 Penguat Instrumentasi
Besar penguatan rangkaian penguat instrumentasi diatas dapat diturunkan dalam persamaan berikut :
Vo =
[
1
+ 2RRg
]
v2-v1............................................................... 2.1
2.6 Filter Analog
Filter adalah rangkaian yang digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal dengan frekuensi yang diinginkan dan meredam sinyal-sinyal di luar batas
frekuensi yang diinginkan. Sinyal ECG memiliki amplitudo yang sangat kecil sehingga rawan terhadap interferensi dari sinyal lain seperti sinyal otot,
pergerakan tranduser dan interferensi dari tegangan jala – jala. Untuk meredam sinyal-sinyal interferensi tersebut maka digunakan rangkaian filter untuk
mendapatkan sinyal ECG yang baik. Penyaringan pada frekuensi tinggi dapat meredam interferensi dari gelombang elektromagnet, jala-jala listrik dan sinyal
otot.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.6.1 Filter Band Pass BPF
Filter Bandpass merupakan gabungan dari filter low pass dan filter high pass. Besarnya frekuensi cut-off dari filter low pass dipengaruhi oleh komponen
R1 dan C1. Sedangkan filter high pass terletak pada awal rangkaian dan komponen yang mempengaruhi frekuensi pada rangkaian tersebut adalah R4 dan
C2. Sedangkan Gain dari filter ini dipengaruhi oleh R1 dan R2 . Filter tersebut memiliki frekuensi cut-off bawah f
cl
dan frekuensi cut-off atas f
ch
yang masing-masing ditentukan oleh rumus sebagai berikut:
Fcl= 12 πR1C1 , Fch = 12πR2C2
.........................................................2.2
Sedangkan penguatan pada rangkaian filter band pass ini ditentukan oleh rumus sebagai berikut :
A=
Gambar 2.15 Filter Band Pass
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2.6.2 Filter Low Pass LPF Orde 2
Karena sinyal hasil penyaringan dari filter band pass masih terkontaminasi komponen pada frekuensi tinggi, maka digunakan pula filter low pass LPF orde
dua untuk mengilangkannya. Dengan menggunakan nilai R1= R2 = 0.5 R3 dan C2 = 2C1 maka didapatkan nilai frekuensi cut-off dari rangkaian tersebut dengan
rumus sebagai berikut :
Fch ……………………………………………………….
2.4
2.7 Rangkaian Adder
Sinyal ECG merupakan sinyal sinus, oleh karena itu agar tegangan sinyal ECG dapat tersampling secara utuh oleh ADC internal mikrokontroller yang
memiliki range tegangan input 0V – 5V maka perlu dilakukan menaikkan level tegangan sinyal dengan suatu rangkaian adder. Sehingga bagian negatif dari
sinyal ECG naik menjadi positif seluruhnya.
Gambar 2.16 Filter Low Pass Orde 2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 2.17 Rangkaian Adder
Dengan menggunakan nilai resistor R3 = R4 maka output dari rangkaian adder ini ditentukan oleh persamaan berikut:
V
out
= V
in
+ V
dc
.............................................................................................................. 2.5
Nilai tegangan dc Vdc yang diberikan untuk menaikkan level sinyal ECG diperoleh dengan mengatur resistansi multiturn R5.
2.8 Mikrokontroller ATMega16
Kategori