, 차동앰프단의 Gain = 
3.1 EEG-Amplifier & Filter
3.1.1 Instrumentation - Amp1
생체전기신호를 증폭하는 경우 특별히 고려해야 하는 다음의 문제점 a - d 에 대한 해결책으로 설계된 것이다.
a. Ag-AgCl 전극을 paste 처리하여 사용하는 경우 신호원 임피던스는 보통
10k - 100k정도로 높기 때문에 전압증폭기의 입력임피던스는 이보다
매우 큰 값이어야 한다.
b. 측정전극으로 부터 얻는 전압은 ground 에 대하여 floating되어 있고,
이는 신호원 전압보다 매우 크다.
c. 기기 주변의 전등선에 의한 60 Hz 노이즈 및 기타 정전결합에 의한 노이즈는
common-mode로 입력선으로 인가된다.
d. 피부와 금속전극사이에 전해질을 사용하면 전기화학적 전압이 최대 0.2V
까지 형성된다.
보통 b, c와 같은 문제를 해결하기 위해서는 차동증폭기가 많이 사용이 되나, 단일 차동앰프의 경우에는 이득을 크게 취할 수 없고, 입력임피던스를 높일 수 없고, 신호원 임피던스에 따라서는 CMRR(Common Mode Rejection Ratio)이 약화되는 단점을 갖고 있기 때문에 부적절하다. 회로2 와 같은 Instrumentation - amp는 버퍼와 차동앰프의 조합에 의해 단일 차동앰프의 단점을 제거한 것이다. Instrumentation - amp를 이용하면 앞의 a, b, c 의 문제를 해결할 수 있다. 문제점 d 에 대해서는 전치 증폭기의 이득을 적절히 설정하여 OP-amp 가 포화(saturation)되지 않도록 해야한다. 이는 OP-amp에 인가되는 전원 전압과 관계되지만 10V 정도의 전원 전압을 사용하는 경우 적절한 이득은 20배- 30배이다. 또한, 실제 제작시 주의해야 할 사항들은 열잡음을 줄이기 위해서는 저항을 금속피막 저항을 사용해야 하고, 버퍼단의 OP-amp는 입력바이어스 전류가 수 pA 정도로 작은 것을 선택해야 한다. 다음에 Instrumentation - amp 의 시방을 나타내었다.
버퍼단의 Gain =
, 차동앰프단의 Gain =
밸런스 조건 : 
(일반적으로 
)
사이버 공간에 뇌 과학 연구소를 만들자.
최종 수정일 1996년 10월 26일 배병훈 한국과학기술원 물리학과 뇌 과학 연구실 E-Mail : bhbae@mul5.kaist.ac.kr