Amplificadores biológicos y tipos de amplificadores biológicos

¿Por qué se requiere un bioamplificador?

Generalmente, las señales biológicas/bioeléctricas tienen una amplitud y frecuencia bajas. Por lo tanto, para aumentar el nivel de amplitud de las bioseñales se diseñan amplificadores. Las salidas de estos amplificadores se utilizan para análisis posteriores y aparecen como ECG, EMG o cualquier forma de onda bioeléctrica. Tales amplificadores se definen como Bio Amplificadores o Amplificadores Biomédicos.

Requisitos básicos de los amplificadores biológicos

1. El amplificador biológico debería tener un alto valor de impedancia de entrada. El rango de valor se encuentra entre 2 M y 10 M dependiendo de las aplicaciones. Un valor de impedancia más alto reduce la distorsión de la señal.
2. Cuando los electrodos captan biopotenciales del cuerpo humano, el circuito de entrada debe ser protegido. Cada bio-amplificador debe consistir en circuitos de aislamiento y protección, para evitar que los pacientes descargas eléctricas….
3. Dado que la salida de una señal bioeléctrica está en el rango de los milivoltios o microvoltios, la voltaje El valor de ganancia del amplificador debe ser superior a 100dB.
4. A lo largo de todo el rango de ancho de banda, se debe mantener una ganancia constante.
5. Un bioamplificador debería tener una pequeña impedancia de salida.
6. Un buen bio-amplificador debe estar libre de deriva y ruido.
7. El valor del índice de rechazo del modo común (CMRR) del amplificador debe ser mayor de 80dB para reducir la interferencia de la señal del modo común.
8. La ganancia del bioamplificador debe ser calibrada para cada medición.

Tipos de bioamplificadores

1. Amplificador diferencial
2. Amplificador operacional
3. Amplificador de instrumentación
4. Amplificador del helicóptero
5. Amplificador de aislamiento

Amplificador de instrumentación

En las aplicaciones biomédicas, la alta ganancia y la alta impedancia de entrada se logran con un amplificador de instrumentación. Normalmente, una configuración de 3 amplificadores forma el circuito del amplificador de instrumentación. La salida del transductor se da como entrada al amplificador de la instrumentación. Antes de que la señal pase a la siguiente etapa, se requiere un amplificador especial con una alta CMRR, alta impedancia de entrada y para evitar los efectos de la carga. Este amplificador especial es un amplificador de instrumentación, que realiza todo el proceso requerido.

A cada entrada de la amplificador diferencialel amplificador no inversor está conectado. En la figura, el amplificador de la izquierda actúa como amplificador no inversor. Se combinan juntos para formar la etapa de entrada del amplificador de la instrumentación. El tercer op-amp es el amplificador de diferenciay es la salida del amplificador de la instrumentación. La salida del amplificador de diferencia Vfuera es la diferencia entre dos señales de entrada dadas en los puntos de entrada. VO1 es la salida del op-amp 1 y VO2 es la salida del op-amp 2.

Amplificador de aislamiento

Los amplificadores de aislamiento se conocen como circuitos de aislamiento preamplificador. Un amplificador de aislamiento aumenta la impedancia de entrada de un sistema de monitorización de pacientes. También ayuda a aislar al paciente del dispositivo. El uso del amplificador de aislamiento previene el choque cardíaco interno accidental. Proporciona hasta 1012 aislamientos entre el paciente y la línea eléctrica del hospital.


Las señales eléctricas se obtienen con electrodos. Las señales recibidas van al bloque de amplificación, donde se produce la amplificación de las señales. Después de la amplificación, la señal entra en el bloque de modulación. Cuando va a la barrera de aislamiento, el cable óptico o transformador puede ser usado. Si en caso de cable óptico, la salida del modulador viaja a LED. El LED convierte las señales eléctricas en energía lumínica. Si el transformador actúa como una barrera de aislamiento, la salida del modulador conecta el bobinado primario del transformador. La energía del primario se transfiere al secundario según el principio de inducción mutua. En la siguiente etapa, la salida secundaria entra en el bloque de desmodulación. Finalmente, se obtiene la señal demodulada amplificada.

Amplificador de aislamiento de ECG

Durante la medición del ECG, las señales generadas por todas las derivaciones se envían al filtro de paso bajo. Este filtro se llama filtros de electrocirugía porque disminuye la interferencia entre la electrocirugía y la radiofrecuencia. El siguiente bloque es el alto voltaje y protección contra sobretensiones que puede soportar un gran voltaje durante la desfibrilación.

Continuando, va al bloque del Interruptor Selector de Conducción, que selecciona la configuración requerida. La salida de la selección de cables va al amplificador de CC. Tenemos un transformadorcuyo devanado primario está conectado a la oscilador y secundario a rectificador y filtro. La señal de ECG se modula con el modulador síncrono. El segundo transformador entrega la salida del modulador síncrono al demodulador síncrono. La salida del demodulador se alimenta como entrada al amplificador de potencia.