In the analog front-end stage, the

In the analog front-end stage, the amplifier and bandwidth limiter circuits are included to
make more robust and reliable EEG signals from the sensitive raw signals. Because the amplitude
of EEG signals is quiet small, the pre-amplification of the measured EEG signals at
the analog front end is extremely important. In this amplification process, many developed
wireless BCI systems use operational amplifiers or instrumentation amplifiers. Those amplifiers
normally provide a gain ranging from thousands to hundreds of thousands. Amplifica‐tion with high gain provides greater robustness against a variety of noise sources. However,
we need to determine a suitable amplification gain to maximize the signal resolution in the
analog digital converter (ADC) because the ADC has a restricted input dynamic range.
Therefore, the amplification gain of the analog front end varies depending on the components
of the digital system.
We also need a frequency filtering procedure to remove various noise components. The EEG
signals occupy a narrow bandwidth: normally from 0.1Hz to less than 50 Hz. Thus, filtering
is helpful for extracting useful signals from the desired frequency bands. To filter out signals
from useless frequency bands, the analog front-end of the system takes both a low-pass filter
and a high-pass filter. Especially to filter out the power line noise, a notch filter which eliminates
the specific frequency components of signals is also applied in this stage. Those filtering
processes are performed using passive or active filtering circuits [24][26].
In the digital system stage, four integrated circuits are included: a multiplexer, an ADC, a
microprocessor, and a wireless transmission unit. Generally, most EEG-based wireless BCI
systems support multi-channel recording. To measure multi-channel signals simultaneously,
a multiplexer is needed to access all of the channels. Because the measured EEG signals
are analog signals, an ADC has to be included to process the recorded EEG data on the digital
circuits. This integrated circuit transforms the EEG analog signals into discrete digitized
data with a specific sampling frequency. The sampling frequency is determined by the
speed of the microprocessor, wireless transmission, and translated frequencies of EEG features.
Formally, researchers and system developers choose the sampling frequency between
about 100 Hz and 1000 Hz. The microprocessor makes data packets from the corrected EEG
data and hands them over to the wireless transmission unit. The microprocessor also manages
the components of the entire system. Some wireless BCI systems load the feature extraction
algorithm on the microprocessor to process the EEG signals internally [19][20][21]
[29][30]. Because the recorded multichannel EEG data is transmitted from the portable EEG
acquisition device to the host system, the wireless transmission unit is essential. Regarding
the protocol of wireless transmissions, various communication modules are employed for
transmission of the measured signals from the signal acquisition unit to the translation unit,
such as Bluetooth and IEEE 802.15.4 Zigbee. Bluetooth has many advantages such as sufficient
transmission rates and wide accessibility. Thus, many wireless BCI systems employ
this transmission module. Including analog front-end and digital system stage, the acquisition
unit of wireless BCI systems generally operates onboard power sources such as Li-ion,
Li-polymer, and NiMH batteries.
Because the analog front-end and digital system parts have to be loaded in portable and
wearable acquisition part of wireless BCI systems, longer operation time and small size are
necessary in system specifications. Thus, system developers should choose low-power components
with smaller packages. Recently, many semiconductor manufacturers have released
low-power microprocessors and integrated analog front end circuits for bio-potential measurements.
For example, Texas Instruments released the ADS129x series integrated circuit
solutions [34] for the analog front end of ECG/EEG applications. This series provides up to
8-channel high-resolution ADCs and a built-in programmable gain amplifier (PGA) with

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในระยะเวอร์แอนะล็อก เครื่องขยายเสียงและวงจรแบนด์วิธพร้อมลิมิตเตอร์จะรวมอยู่ในการทำให้มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้ EEG สัญญาณจากสัญญาณดิบสำคัญ เนื่องจากคลื่นEEG สัญญาณเป็นเงียบขยายก่อนสัญญาณ EEG วัดที่ขนาดเล็กสิ้นสุดที่หน้าแบบแอนะล็อกเป็นสิ่งสำคัญมาก ในกระบวนการนี้ขยาย หลายพัฒนาระบบ BCI ไร้สายใช้งานเครื่องขยายเสียงหรือเครื่องมือเครื่องขยายเสียง เครื่องขยายเสียงเหล่านั้นทำให้มีกำไรตั้งแต่หลักพันไปหลายร้อยหลายพัน Amplifica‐tion กับกำไรสูงมีเสถียรภาพมากขึ้นกับแหล่งเสียง อย่างไรก็ตามเราต้องการเพิ่มขยายที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความละเอียดของสัญญาณในการแอนะล็อกแปลงดิจิตอล (ADC) เนื่องจาก ADC ช่วงไดนามิกอินพุทจำกัดดังนั้น กำไรขยายของปลายด้านหน้าแบบแอนะล็อกแตกส่วนประกอบระบบดิจิตอลเรายังต้องการความถี่ในการกรองขั้นตอนการเอาคอมโพเนนต์เสียงต่าง ๆ EEGสัญญาณครอบครองแบนด์วิดท์แคบ: ปกติจาก 0.1Hz ถึงน้อยกว่า 50 Hz ดังนั้น กรองมีประโยชน์สำหรับการแยกสัญญาณประโยชน์จากแถบความถี่ที่ต้องการ การกรองสัญญาณจากแถบความถี่ที่ไม่มีประโยชน์ front-end ของระบบแอนะล็อกใช้ทั้งตัวกรองผ่านต่ำและตัวกรองผ่านสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อกรองไฟสัญญาณรบกวน กรองรอยซึ่งช่วยนอกจากนี้ยังมีใช้ส่วนประกอบเฉพาะความถี่ของสัญญาณในระยะนี้ ที่กรองกระบวนที่ดำเนินการโดยใช้ passive หรือ active กรองวงจร [24] [26]จะรวมอยู่ในระยะระบบดิจิตอล วงจรรวมสี่: multiplexer, ADC การ การหน่วยประมวลผล และหน่วยส่งข้อมูลไร้สาย ทั่วไป ส่วนใหญ่ใช้ EEG ไร้ BCIระบบสนับสนุนการบันทึกหลายช่อง วัดสัญญาณหลายช่องพร้อมกันเป็น multiplexer จำเป็นสำหรับการเข้าถึงทั้งหมดของช่องสัญญาณ เพราะ EEG วัดสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณ ADC ได้รวมการประมวลผลข้อมูล EEG บันทึกดิจิตอลวงจร แอนะล็อกแปลง EEG นี้วงจรรวมสัญญาณเข้าแยกกันในรูปดิจิทัลข้อมูล ด้วยความถี่สุ่มตัวอย่างเฉพาะเจาะจง ความถี่การสุ่มตัวอย่างตามความเร็วของหน่วยประมวลผล แบบไร้สาย และความถี่ในการแปลของ EEGอย่างเป็นกิจจะลักษณะ นักวิจัยและนักพัฒนาระบบเลือกความถี่การสุ่มตัวอย่างในระหว่างประมาณ 100 Hz และ 1000 Hz หน่วยประมวลผลทำให้แพ็กเก็ตข้อมูลจาก EEG แก้ไขข้อมูลและมือพวกเขาผ่านหน่วยส่งข้อมูลไร้สาย หน่วยประมวลผลยังจัดการส่วนประกอบของระบบทั้งหมด บางระบบไร้สายของ BCI โหลดแยกคุณลักษณะอัลกอริทึมในไมโครโพรเซสเซอร์ประมวลผล EEG สัญญาณภายใน [19] [20] [21][29] [30] เนื่องจากมีส่งข้อมูลบันทึกไว้ของ EEG แบบจาก EEG แบบพกพาซื้ออุปกรณ์ระบบ หน่วยส่งข้อมูลแบบไร้สายเป็นสิ่งจำเป็น เกี่ยวกับโพรโทคอส่งไร้สาย พนักงานสำหรับโมดูลสื่อสารต่าง ๆส่งสัญญาณวัดจากสัญญาณซื้อหน่วยหน่วยแปลบลูทูธและ IEEE 802.15.4 Zigbee Bluetooth มีข้อดีมากมายเช่นพอทั่วถึงและราคาส่ง ดังนั้น การจ้างงานของ BCI ระบบไร้สายในโมดูลนี้ส่ง รวมถึงขั้นตอนระบบเวอร์ และแบบดิจิทัลแบบแอนะล็อก การซื้อหน่วยระบบ BCI ไร้สายแหล่งจ่ายไฟสวบสาบเช่น Li-ion ที่ทำงานโดยทั่วไปพอลิเมอร์ลี่ และแบตเตอรี่ NiMHเนื่องจากต้องโหลดในแบบพกพาส่วนระบบเวอร์ และแบบดิจิทัลแบบแอนะล็อก และส่วนซื้อ wearable BCI ไร้สายระบบ การดำเนินการนาน และขนาดเล็กมีความจำเป็นในข้อกำหนดของระบบ ดังนั้น นักพัฒนาระบบควรเลือกส่วนประกอบที่ใช้พลังงานต่ำด้วยแพคเกจขนาดเล็ก ล่าสุด ผู้ผลิตสารกึ่งตัวนำจำนวนมากได้นำออกใช้ประมวลใช้พลังงานต่ำและสิ้นสุดที่หน้าแบบแอนะล็อกรวมวงจรการประเมินศักยภาพทางชีวภาพตัวอย่าง เครื่องมือเท็กซัสออกแบบวงจรรวมชุด ADS129xโซลูชั่น [34] ในปลายด้านหน้าแบบแอนะล็อกของโปรแกรม ECG/EEG ชุดนี้แสดงถึง8 ช่องความละเอียดสูง ADCs และในตัวโปรแกรมเพื่อขยายเสียง (PGA) ด้วย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในขั้นตอนที่ front-end อนาล็อกเครื่องขยายเสียงและวงจร จำกัด
แบนด์วิดธ์รวมเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเชื่อถือได้สัญญาณEEG จากสัญญาณดิบที่มีความสำคัญ เพราะความกว้างของสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมองเป็นที่เงียบสงบขนาดเล็กขยายก่อนของวัดสัญญาณสมองที่ปลายด้านหน้าแบบอะนาล็อกเป็นสิ่งสำคัญมาก ในขั้นตอนการขยายนี้หลายพัฒนาระบบไร้สาย BCI ใช้เครื่องขยายเสียงเครื่องขยายเสียงหรือการดำเนินงานวัด เครื่องขยายเสียงเหล่านั้นตามปกติให้กำไรตั้งแต่พันนับร้อยนับพัน Amplifica-การมีกำไรสูงมีความคงทนมากขึ้นกับความหลากหลายของแหล่งที่มาของเสียง แต่เราจำเป็นต้องตรวจสอบมีกำไรจากการขยายที่เหมาะสมในการเพิ่มความละเอียดของสัญญาณในแปลงแอนะล็อกแบบดิจิตอล(ADC) เพราะเอดีซีมีช่วงเข้า จำกัด แบบไดนามิก. ดังนั้นกำไรขยายของปลายด้านหน้าอนาล็อกแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของระบบดิจิตอล. นอกจากนี้เรายังต้องมีขั้นตอนการกรองความถี่ในการลบส่วนประกอบเสียงต่างๆ คลื่นไฟฟ้าสมองสัญญาณครอบครองแบนด์วิดธ์ที่แคบ: ปกติจาก 0.1Hz น้อยกว่า 50 เฮิร์ตซ์ ดังนั้นการกรองจะมีประโยชน์สำหรับการแยกสัญญาณที่มีประโยชน์จากคลื่นความถี่ที่ต้องการ เพื่อกรองสัญญาณจากคลื่นความถี่ไร้ประโยชน์อนาล็อก Front-end ของระบบจะใช้เวลาทั้ง low-pass filter และตัวกรองสูงผ่าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกรองเสียงรบกวนสายไฟตัวกรองที่ช่วยขจัดรอยส่วนประกอบความถี่เฉพาะของสัญญาณถูกนำไปใช้ยังอยู่ในขั้นตอนนี้ กรองผู้ที่กระบวนการจะดำเนินการโดยใช้วงจรกรองเรื่อย ๆ หรือใช้งาน [24] [26]. ในขั้นตอนที่ระบบดิจิตอลสี่แผงวงจรไฟฟ้าจะถูกรวม: Multiplexer ร์, สระ ADC เป็นไมโครโปรเซสเซอร์และหน่วยการส่งไร้สาย โดยทั่วไปส่วนใหญ่ EEG ตาม BCI ไร้สายระบบรองรับการบันทึกแบบหลายช่องทาง การวัดสัญญาณหลายช่องทางพร้อมกันมัลติเพล็กเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเข้าถึงทุกช่องทาง เพราะที่วัดสัญญาณ EEG เป็นสัญญาณอนาล็อกเป็น ADC จะต้องมีการรวมในการประมวลผลข้อมูลที่บันทึกไว้ในสมองดิจิตอลวงจร นี้วงจรรวมแปลงสัญญาณ EEG อนาล็อกเป็นดิจิตอลที่ไม่ต่อเนื่องของข้อมูลที่มีความถี่ที่เฉพาะเจาะจง ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างจะถูกกำหนดโดยความเร็วของไมโครโปรเซสเซอร์, การส่งไร้สายและการแปลความถี่ของคุณสมบัติ EEG. อย่างเป็นทางการนักวิจัยและนักพัฒนาระบบเลือกความถี่ระหว่างประมาณ 100 เฮิร์ตซ์และ 1000 เฮิร์ตซ์ ไมโครโปรเซสเซอร์ทำให้แพ็คเก็ตข้อมูลจากสมองแก้ไขข้อมูลและมือพวกเขาไปยังหน่วยการส่งไร้สาย ไมโครโปรเซสเซอร์ยังจัดการส่วนประกอบของระบบทั้งหมด บางระบบไร้สาย BCI โหลดสกัดคุณลักษณะขั้นตอนวิธีในไมโครโปรเซสเซอร์ในการประมวลผลสัญญาณEEG ภายใน [19] [20] [21] [29] [30] เนื่องจากข้อมูลหลายช่อง EEG บันทึกไว้จะถูกส่งจากสมองแบบพกพาอุปกรณ์เพื่อการเข้าซื้อกิจการระบบโฮสต์หน่วยการส่งไร้สายเป็นสิ่งจำเป็น เกี่ยวกับโปรโตคอลของการส่งไร้สายโมดูลการสื่อสารต่างๆที่ใช้ในการส่งสัญญาณจากเครื่องวัดสัญญาณการเข้าซื้อกิจการไปยังหน่วยการแปลเช่นบลูทูธ และ IEEE 802.15.4 Zigbee บลูทู ธ มีข้อได้เปรียบหลายอย่างเช่นเพียงพออัตราการส่งข้อมูลและการเข้าถึงกว้าง ดังนั้นระบบไร้สายหลาย BCI จ้างโมดูลส่งนี้ รวมทั้งแบบอะนาล็อก Front-end และขั้นตอนการระบบดิจิตอลซื้อกิจการหน่วยของระบบBCI ไร้สายโดยทั่วไปดำเนิน onboard แหล่งพลังงานเช่น Li-ion, Li-ลิเมอร์และแบตเตอรี่ NiMH. เพราะอนาล็อก front-end และชิ้นส่วนระบบดิจิตอลจะต้องมีการโหลด ในการพกพาและส่วนที่สวมใส่ได้เข้าซื้อกิจการของระบบBCI ไร้สาย, เวลาในการทำงานอีกต่อไปและขนาดขนาดเล็กที่มีความจำเป็นในข้อกำหนดระบบ ดังนั้นนักพัฒนาระบบควรเลือกชิ้นส่วนที่ใช้พลังงานต่ำกับแพคเกจที่มีขนาดเล็ก เมื่อเร็ว ๆ นี้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากได้ออกไมโครโปรเซสเซอร์ที่ใช้พลังงานต่ำและวงจรปลายด้านหน้าแบบบูรณาการแบบอะนาล็อกสำหรับการตรวจวัดทางชีวภาพที่มีศักยภาพ. ยกตัวอย่างเช่น Texas Instruments ปล่อย ADS129x วงจรรวมชุดโซลูชั่น[34] สำหรับปลายด้านหน้าแบบอะนาล็อกของการใช้งาน ECG / EEG ชุดนี้ให้ได้ถึง8 ช่อง ADCs ความละเอียดสูงและในตัวเครื่องขยายเสียงโปรแกรมกำไร (พีจีเอ) ด้วย

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในระบบอนาลอกเวที เครื่องขยายเสียง และวงจร Limiter แบนด์วิดธ์รวม

ให้เสถียรภาพมากขึ้นและเชื่อถือได้ สัญญาณคลื่นสมองจากความดิบ สัญญาณ เพราะความสูงของสัญญาณคลื่นสมองที่เงียบสงบ
เล็ก ก่อนขยายของสัญญาณวัดคลื่นสมองที่
อะนาล็อกปลายด้านหน้าที่สําคัญคือ ในกระบวนการพัฒนามาก
แบบนี้ระบบไร้สายใช้งานหรือ BCI แอมป์เครื่องขยายเสียง . เครื่องขยายเสียงเหล่านั้น
ปกติให้เข้าตั้งแต่หลายพันถึงหลายแสนคน amplifica ‐ tion ที่มีอัตราขยายสูงให้มากขึ้นทนทานกับความหลากหลายของแหล่งเสียง อย่างไรก็ตาม เราต้องตรวจสอบให้ได้
( เหมาะที่จะขยายสัญญาณความละเอียดใน
แปลงอนาล็อกดิจิตอล ( ADC ) เพราะ ADC มี จำกัด ข้อมูล Dynamic Range .
ดังนั้นโดยการเพิ่มเข้าของอนาล็อกปลายด้านหน้าจะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของระบบดิจิตอล
.
เราต้องกรองเอาสัญญาณรบกวนความถี่ตามองค์ประกอบต่าง ๆ การใช้แบนด์วิธแคบสัญญาณคลื่นสมอง
: ปกติจาก 0.1hz น้อยกว่า 50 เฮิรตซ์ ดังนั้นการกรอง
เป็นประโยชน์สำหรับการแยกสัญญาณความถี่ที่ต้องการประโยชน์จากวงดนตรี เพื่อกรองสัญญาณ
จากแถบความถี่ที่ไม่มีประโยชน์ อะนาล็อก front-end ของระบบจะเป็นวงจรกรองความถี่ต่ำผ่าน
และกรองผ่านสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จะกรองสายพลังเสียง รอยกรองซึ่งช่วยขจัด
คอมโพเนนต์เฉพาะความถี่ของสัญญาณที่ใช้ในขั้นตอนนี้
พวกกรองกระบวนการมีการใช้ passive หรือ active วงจรกรอง [ 24 ] [ 26 ] .
ในเวที ระบบ ดิจิตอล สี่แบบรวมวงจรรวม : เพล็กซ์ , ซี ,
ไมโครโปรเซสเซอร์ และหน่วยการส่งไร้สาย โดยทั่วไป , ส่วนใหญ่สมองไร้สาย BCI
ระบบสนับสนุนหลายบันทึกตาม วัดสัญญาณหลายช่องพร้อมกัน
เป็นมัลติเพลกเซอร์ต้องเข้าถึงทุกช่อง . เพราะวัดคลื่นสมอง สัญญาณ
เป็นสัญญาณแบบอะนาล็อก , ADC ได้รวมกระบวนการบันทึกคลื่นสมอง ข้อมูลเกี่ยวกับวงจรดิจิตอล

นี้วงจรแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอล EEG ข้อมูลไม่ต่อเนื่องด้วย
เฉพาะความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง . ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างถูกกำหนดโดย
ความเร็วของไมโครโปรเซสเซอร์ส่งข้อมูลแบบไร้สาย และความถี่ของคลื่นสมองแปลคุณสมบัติ .
เป็นนักวิจัยและนักพัฒนาระบบเลือกความถี่ในการสุ่มตัวอย่างระหว่าง
ประมาณ 100 Hz และ 1000 Hz . ไมโครโพรเซสเซอร์ทำให้แพ็กเก็ตข้อมูลจากการแก้ไข EEG
ข้อมูลและมือพวกเขาไปยังหน่วยการส่งไร้สาย ไมโครโพรเซสเซอร์ ยังจัดการ
ส่วนประกอบของระบบทั้งหมดบางระบบไร้สาย BCI โหลดคุณลักษณะการสกัด
ขั้นตอนวิธีการในไมโครโปรเซสเซอร์ประมวลผลสัญญาณ EEG ภายใน [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
[ 29 ] [ 30 ] เพราะบันทึกหลายช่องสมองที่จะส่งข้อมูลจากอุปกรณ์พกพาได้มา EEG
ระบบโฮสต์ , หน่วยการส่งไร้สายที่สำคัญ เกี่ยวกับ
โปรโตคอลส่งไร้สายโมดูลการสื่อสารต่าง ๆ ในการส่งผ่านสัญญาณจาก
วัดสัญญาณการซื้อหน่วยไปยังหน่วยแปล
เช่นบลูทู ธและ IEEE 802.15.4 ZigBee . Bluetooth มีข้อดีหลายอย่าง เช่น อัตราการส่งผ่านเพียงพอ
กว้างและเข้าถึง ดังนั้น ระบบไร้สายหลายจ้าง
นี้ BCI ส่งโมดูล รวมทั้งระบบอนาล็อกและเวทีระบบดิจิตอลการซื้อหน่วยระบบไร้สายโดยทั่วไป
BCI ทํางานบนแหล่งพลังงานเช่น Li - ion ,
ลี่โพลิเมอร์และ NiMH แบตเตอรี่ .
เพราะระบบอนาล็อกและดิจิตอล ส่วนระบบต้องมีการโหลดในแบบพกพาและ
ส่วนซื้อเครื่องแต่งตัวระบบ BCI ไร้สาย ขนาด เล็ก และ มีระยะเวลาใช้งานนาน
จำเป็นในคุณสมบัติของระบบ ดังนั้นนักพัฒนาระบบ - ควรเลือกส่วนประกอบ
กับแพคเกจขนาดเล็ก เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์หลายคนออก
- ไมโครโปรเซสเซอร์และบูรณาการอะนาล็อกวงจรชีวภาพที่มีศักยภาพสำหรับปลายด้านหน้าวัด .
ตัวอย่างเช่น Texas Instruments เปิดตัว ads129x วงจรชุดโซลูชั่นแบบครบวงจร [ 34 ]
สำหรับอนาล็อกปลายด้านหน้าของ EEG ECG / โปรแกรมชุดนี้มีความละเอียดสูงถึง
8-channel adcs และได้รับโปรแกรมในตัวเครื่องขยายเสียง ( PGA ) กับ