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研究生: 賴仁傑
Ren-Jie Lai
論文名稱: 具增益自動調整之穩態視覺誘發電位量測電路研製
Design of SSVEP Acquisition Circuit with Automatic Gain Adjustment
指導教授: 徐國鎧
Kuo-Kai Shyu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊電機學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 自動增益控制自動停帶控制穩態視覺誘發電位大腦人機介面系統
外文關鍵詞: signal-to-noise ratio (SNR)., brain-computer interface (BCI), automatic stop-band control (ASBC), Stead-state visual evoked potential (SSVEP), automatic gain control (AGC)
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  • 本文主要研究目的為以類比電路搭配單晶片微電腦實現一體積小、可攜式與低單價之穩態視覺誘發電位 (Steady-State Visual Evoked Potential, SSVEP) 量測電路,作為具即時性之大腦人機介面 (BCI) 系統前端腦電訊號的擷取和處理。
    為了提高訊號量測的正確性與穩定性,論文所提之穩態視覺誘發電位擷取電路具有以下特點:
    (1)針對視覺誘發電位設計之濾波電路導通帶。
    (2)硬體電路製做之雜訊隔離技巧。
    (3)設計數位電路調整類比電路參數,使濾波電路具有自動增益控制 (Automatic Gain Control, AGC)、自動停帶控制 (Automatic Stop-Band Control, ASBC) 性能,而能降低環境相關因數干擾。
    本論文設計之量測電路經由實驗證明可正確且穩定地擷取 SSVEP 訊號於 21Hz 附近頻帶,對於電路元件誤差造成的共振頻率偏移,以及皮膚和電極間阻抗變化所造成的腦波訊號變動,可藉由電路自動化微調機制改善,提高整體 BCI 系統的可靠度。


    In this these novel methods for acquisition steady-state visual evoked potential (SSVEP) using automatic gain control (AGC), and automatic stop-band control (ASBC). That can enhance accuracy, stability and reduce power line interferences of brain-computer interface (BCI) implemented in real time. In addition, a narrow bandpass with center frequency of 21Hz is presented. The center frequency is set by the same frequency which generates visual stimulation. This would amplify the SSVEP component and cancel the electrode-specific noise, and thereby increase the signal-to-noise ratio (SNR).

    摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目標 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 論文架構 6 第二章 以穩態視覺誘發電位為基礎之大腦人機介面系統 7 2.1 大腦人機介面系統 7 2.2 視覺誘發電位 9 2.3 電極黏貼位置與方法 12 2.4 雜訊干擾與分析 14 第三章 視覺誘發電位量測電路設計與實現 16 3.1 主動式濾波器簡介 16 3.1.1 低通主動式濾波器 16 3.1.2 高通主動式濾波器 18 3.1.3 帶通主動式濾波器 20 3.2 系統電路架構 25 3.2.1 前置差動放大器 26 3.2.2 四階帶通濾波器 29 3.2.3 陷波濾波電路 30 3.2.4 後級放大與箝位器 34 3.3 系統電路實現 36 第四章 自動增益與陷波調整電路 37 4.1 增益與陷波自動調整之基本架構 37 4.1.1 增益自動調整 38 4.1.2 陷波自動調整 41 4.2 精密數位可變電阻器 43 4.3 單晶片微電腦控制器 45 第五章 實驗結果與討論 47 5.1 電路硬體實驗結果 47 5.2 自動調整方法與傳統方法比較 52 5.2.1 增益調整 52 5.2.2 陷波調整 55 5.3 視覺誘發電位量測結果 58 5.4 討論 64 第六章 結論與未來展望 66 6.1 結論 66 6.2 未來展望 67 參考文獻 68 作者簡介 73

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