Bauteil zur simultanen Verteilung analoger Signale gesucht.

[ekiam]

Hallo Zusammen,

da ich gerade beginne eine Verteilerplatine für meine Bachelorarbeit zu entwerfen und festhänge, dachte ich mir ich versuche es mal hier...

Aufgabenstellung ist die folgende:

Gegeben ist eine National Instruments Karte mit 2 Analog- und 24 Digitalausgängen. Damit möchte ich 59 Elektroden mit einem Spannungsimpuls (Rechteck / Sägezahn, etc. +- 1V) versorgen. Die Elektroden sollen einzeln auswählbar sein und simultan angesprochen werden können.

Meine Idee war zunächst einen der beiden Analogausgänge mittels vier 16:1 Demulitplexern aufzuteilen, um dadurch die 59 Elektroden ansteuern zu können. Allerdings kann ich so immer nur vier Elektroden gleichzeitig stimulieren. Die nächste Idee war dann ein Schieberegister zu verwenden, mit parallelen Ausgängen - aber damit kann ich keine Analogsignale weiterleiten, oder?

Hätte vielleicht jemand eine Idee, welches Bauteil man hier wie einsetzen könnte?

Vielen Dank schonmal!
ekiam

[ePyx]

Kommt kein Analog-Multiplexer in Frage ? Für die Kanalwahl etwas Logik. der 4052 will doch nur Logikpegel in seiner positiven Spannung haben. Die kann man zur not auch mit einem ulnXXXX oder so realisieren.

[Besserwessi]

Um aus den 2 Analogkanälen simultan mehrere Kanäle Anzusteuern braucht es schon etwas mehr als nur einen Analogen MUX. Man müsste auch noch "Speicher" für die Analogsignale habe. Das geht, ist aber schon etwas aufwendiger. Als "Speicher" könnte man z.B. Kondensatoren und dann je Kanal einen OP als Impedanzwandler dazu nehmen. Die Ausgabe wird dadurch aber auch relativ langsam.

[ePyx]

Irgendwie hab ich mir das genau anders herum vorgestellt. :rolleyes:

Hab gedacht die Elektroden müssen auf zwei Analogeingänge und man hätte 24 Digtalausgänge um diese auszuwählen.

[ekiam]

Nein, genau andersrum. Die 59 Elektroden sollen aus den zwei Analogausgängen gespeist werden. Ein analoger MUX geht nicht, weil ich die Ausgänge da nur einzeln nacheinander ansprechen kann.

Die Idee mit den OPs als Impedanzwandler klingt vielversprechend. Nur eine lange Laufzeit ist problematisch, denn mit dem System sollen Zellen stimuliert werden. Könnte ich hinter die OPs Optokoppler bauen die ich über einen µC ansteuere? So dass ich die Kanäle über die Optokoppler ein- und ausschalten kann?

[PICture]

Hallo!

Für mich sieht es am einfachsten mit zwei MUX's, wenn jeder eine von 59 Elektroden auswählen lässt. Wenn es nicht miniatur und blitzschnell seien müsste, würde ich dafür Reedrelais empfehlen, die ausreichende Isollation für medizinische Zwecke garantieren. ;)

[malthy]

Hallo,

ich hab das Konzept noch nicht ganz verstanden. Soll auf allen (jeweils ausgewählten) Elektroden parallel das gleiche Signal anliegen oder sollen auf den verschiedenen Elektroden unterschiedliche Signale gleichzeitig dargeboten werden. In ersterem Falle müsste dann das Signal nur auf die gewünschten Elektroden durchgeschaltet werden... Vielleicht magst du das nochmal kurz erläutern.

Gruß
Malte

[ekiam]

Hallo Malte,

es soll auf all den ausgewählten Elektroden parallel das gleiche Signal anliegen. Natürlich wäre es schön, wenn es auch unterschiedliche Signale sein könnten, aber ich denke dann bräuchte ich einfach entsprechend mehr Analoge Ausgänge.

Die Signale müssten also tatsächlich nur vervielfältigt und weitergeleitet werden. Aber dazu fehlt mir das Bauteil. MUX und Schieberegister passen nicht.

Grüße
ekiam

[021aet04]

Du brauchst bei jeder Elektrode das gleiche Signal? Dann kannst du das Signal auf jede Elektrode geben (paralell schalten).
Dann brauchst du nichteinmal ein IC.

MfG Hannes

[malthy]

Im Prinzip bräuchtest du nur Analogschalter mit denen du das Signal auf die jeweilige Elektrode durchschalten kannst. Die jeweils ungenutzten Elektroden müssen vermutlich nichtmal auf Masse (bzw. Referenz) geschaltet werden. Verwendest du ein MEA? Und ist eine neuronale Zellkultur auf dem MEA? Klingt so...

[PICture]

MUX und Schieberegister passen nicht.

:confused: :-#

[ekiam]

Ja genau, es geht um ein MEA auf das neuronale Zellen aufgebracht und das dann stimuliert und ausgemessen werden soll. Die Messung haut schon hin, die Stimulation will ich jetzt erneuern, leider mit nur zwei Analogausgängen.

Also bräuchte ich einmal einen Analogvervielfältiger und dann einen Schalter für jede Elektrode. Aber ich kenne keinen Vervielfältiger der die Signale gleichzeitig ausgibt. Beim MUX werden sie ja nacheinander ausgegeben. Ich hatte gehofft es gäbe da einfach ein Bauteil für, aber so einfach scheint es doch nicht zu sein... :D

[PICture]

Das sollte eine Matrix von gezielt gesteuerten einzelnen Schalter ermöglichen. ;)

[malthy]

Du kannst das Signal von der Quelle doch einfach splitten... das braucht erstmal keine weiteren Bauteile. Im Prinzip als wenn du an ein Netzeil mehrere Verbraucher parallel anschließt - um's mal ganz anschaulich zu sagen. Dann kommen natürlich noch die Schalter und deren Ansteuerung und davon redet PICture :-).

[ekiam]

Ich hatte mir das jetzt so überlegt: ich splitte die Ausgänge auf, lasse sie dann jeweils über einen OP als Impedanzwandler laufen -so wie es Besserwessi vorgeschlagen hatte- und baue dahinter Optokoppler als Schalter ein. Diese würde ich dann über einen µC ansteuern, so dass ich die Elektroden einzeln, zu mehreren bzw. alle gleichzeitig zuschalten kann.

[PICture]

Ich habe versucht vereinfachte Schaltung für 4 Elektroden (Ex) zu skizieren. ;)



+-------+-------+-------+---------< +
| | | | Impulse
| +---|---+---|---+---|---+-----< -
| | | | | | | |
\ o \ o \ o \ o \ o \ o \ o \ o
\ \ \ \ \ \ \ \
S1o S2o S3o S4o S5o S6o S7o S8o
| | | | | | | |
+-+-+ +-+-+ +-+-+ +-+-+
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |

E1 E2 E3 E4

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Übrigens, Optokoppler (OK) ermöglichen nur unipolare und höhenbeschränkte Spannungen/Ströme schalten. Aber wer kompliziert mag ... ;)

[ekiam]

Aber das ist doch einfach nur die + und - Spannung mit Schaltern hintendran?

[PICture]

Ich habe "+" und "-" für bisher unbekannte Impulse skizziert, nur um seine eventuell nötige Umpolung auf Elektroden zu zeigen. Sonst wird nur ein Schalter pro Elektrode und eine permanente gemeinsame Elektrode (EG) nötig.


+-------+-------+-------+-------------<
| | | |
\ o \ o \ o \ o Impulse
\ \ \ \
S1o S2o S3o S4o +-----<
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |

E1 E2 E3 E4 EG

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[Neutro]

Wieso nimmst du nicht einfach 4066 Bausteine?
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/173653/UTC/4066.html
Damit kannst du pro Baustein $ analoge Signale unabhängig voneinander steuern und das in beide Richtungen

[ekiam]

Danke, den sehe ich mir mal an!