生体電気現象計測用増幅器の入力インピーダンスが高い理由はどれか1)外乱雑音を軽減するため2)周

生体電気現象計測用増幅器の入力インピーダンスが高い理由はどれか

1)外乱雑音を軽減するため
2)周波数特性をよくするため
3)増幅器雑音を少なくなるため
4)信号源インピーダンスが高いため
5)増幅器のオフセット電圧を低くするため

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/03/24 19:52

似たような質問をいくつもされていますね。

　入力インピーダンスについては、下記のようなサイトをお読みになっていはいかがでしょうか。一般論として、どういうことなのかを理解されれば、いろいろな局面で判断ができると思います。
http://www.tritech.tv/column/600ld.html

　一般に「ロー出し、ハイ受け」（＝出力インピーダンスを低く、入力インピーダンスを高くする）とする理由が書かれています。

　ご質問の場合は、「インピーダンス」（＝交流における「抵抗」に相当するもの）は周波数によって変わるので、これが低いと周波数による電流の大小の変動が大きく、周波数による増幅度が均一でなくなります。つまり周波数特性が悪くなります。その影響を小さくするために入力インピーダンスを高くする方が有利、ということです。　→２○

　入力インピーダンスを高くして流れる電流を小さくしていますので、小さな外来ノイズによる外乱電流が大きく影響し、ノイズは乗りやすいです。これはデメリット。　→１×

　増幅器の雑音は入力インピーダンスには関係なさそう。　→３×

　信号源の生体のインピーダンスは高いですか？　電気を流しやすそうなので「低い」ような気がしますが？　私は不案内ですが、いずれにせよ入力インピーダンスには関係なさそう。　→４△

　増幅器のオフセット電圧は、直流増幅の場合にはゼロ点のシフトとして問題になりますが、ご質問の場合には交流増幅のようなので、フィルターで除去できると思います。いずれにせよ入力インピーダンスには関係ありません。　→５×

　生体のことは分からないので、参考まで。

No.2 回答者： m-jiro 回答日時： 2016/03/24 22:31

生体が発生する電気信号には詳しくないのですが、皮膚と電極の接触抵抗が大きいことが理由でしょう。

試しにテスターがあれば抵抗計にして電極を左右の手に握ってみてください。数１００ＫΩから数ＭΩを指示します。血液には塩分が含まれていますからこの抵抗値の大部分は皮膚と電極の接触抵抗と考えられます。
たとえ発生点でのインピーダンスは低いとしても非常に高い抵抗を通して測っているわけですから増幅器の入力インピーダンスはそれ以上に高くなくてはなりません。小生の回答は４。

なお１の外来雑音は増幅器を差動型にすることで軽減できます。
２の周波数特性は入力インピーダンスとは直接的には関係ありません。しかし入力インピーダンスが高いと浮遊容量の影響が大きくなり高い周波数での特性が悪化します。でも生体信号はせいぜい１ＫＨｚ程度でしょうから浮遊容量の影響はまずないでしょう。
３の増幅器雑音は主に増幅素子に因りますが、一般的に入力インピーダンスが高いほど雑音は多くなります。
５のオフセット電圧も素子に依存します。