Model 3000 DC/AC差分放大器 中文使用指南（一）

简介

  Model 3000 交直流差分放大器是一款单通道差分放大器，可以搭配探头使用，也可以单独工作。该仪器专为可兴奋组织的低噪声记录而设计。它可与微电极一起用于细胞外记录或进行刺激实验以及许多需要从可兴奋组织进行细胞外神经生理记录的研究或教学应用，如神经、肌肉（肌电图）、脑电图、心电图和 ERG 记录。注意：该仪器不适用于人体临床测量。
  Model 3000 包含一个高增益、低噪声的差分放大器，之后是低通滤波器、高通滤波器和陷波器。有三种工作模式可供选择，分别用于记录、刺激和验证电极阻抗。记录模式提供六级信号增益（x50、x100、x500、x1000、x5000 和 x10,000）。刺激模式允许在六级增益（5V/mA、10V/mA、0.05V/µA、0.1V/µA、0.5V/µA、1V/µA）下测量刺激期间通过电极的电流。阻抗模式利用内部校准的电流源，可现场验证电极阻抗和调整电容补偿。

面板功能

输入控制

  从左往右依次是

• 输入探头（PROBE）：这个 15 针的DB连接器可直接从电极探头接收信号。
• 输入模式选择（DIFF-MONO-GND）： 此开关将输入设置为差分输入（DIFF）、单端输入（MONO）、输入接地（GND）。
• 输入引线（标准）：Model 3000 型会附送有一根 DB-15 连接器的导线，导线的另一端有三根导线。黑线为 “+”极。白线是“-”极。注意，银线是驱动屏蔽线，不要接到大地上，但是也不要自作聪明把它剪掉，在ECG采集中，这根线接在参考端。
• 头台探头HEADSTAGE PROBE（可选）： 头台探头有三个插座，用于连接电极。PROBE+ 用于连接电极（通常是高阻抗记录微电极；它是较大的 2 毫米插孔）。PROBE- 用于连接无关导线。必须连接 PROBE GND 连接器或前面板 GND 才能正常工作。通常情况下，探头接地连接器与无关导线相连。如果希望将电流限制在已知路径上，则可能需要将 GND 放在其他地方。实际的 GND 位置取决于应用。
  注意：大部分人使用Model 3000时，只会使用记录功能，即放大采集的生理信号，使用探头来测量阻抗或者刺激，大部分人都没有使用这种功能，包括我，所以Model 3000搭配的这种探头我自己也没有使用过。

模式控制

  从左往右依次是

• 阻抗模式测试开关：有(Ω TEST)和（OFF）两个状态选择，将开关拨到(Ω TEST)，放大器处在阻抗测试模式，输出的信号对应测试电极的阻抗。
• 刺激电流输出端（STMULUS）：在刺激模式下，这个BNC引脚输出电流，放大器的输出信号对应的是电流值。
• 门极输入端（GATE）：即接收来至外部的控制信号，但是Moedl 3000的说明书没有详细说明这种模式的，也没有配套的时序图，但是大体的规则应该跟Model 3800差不多，有兴趣的朋友可以自己去查阅一下Model 3800的说明书。
• 模式开关：有三个状态选择，记录模式（REC），刺激模式（STIM），门极模式（GATE）

  Model 3000的有三种模式可以配置。
  记录模式（REC）：这个模式是我们大家最常使用的模式，就是放大输入信号，首先，将左侧的档位设置为OFF，即关闭阻抗测试模式。然后将右侧的档位开关拨向REC，即设置模式为记录模式。将DB15线缆连接到输入端口，输出BNC连接器的连接到示波器，这样OUTPUT引脚输出就是放大后采集信号。

  电极阻抗测试模式：这个模式可以测量电极的阻抗，输出的电压信号需要经过一个换算关系换算到阻抗，首先将左侧拨动开关拨到 (Ω TEST)端 ，右侧的开关设置为记录模式（REC）。线缆的连接方式更上面相同。设备内部会产生一个2 nA p-p 100 Hz 方波电流源，这个电流流过电极，在电极阻抗上产生电压，这时候，OUTPUT输出的电压就是放大后的电极阻抗电压。这时。调节放大增益的旋钮就不再是单纯的放大倍数了，它的每个档位的含义变成每1MΩ对应多少V的电压，六个档位的含义就变成（0.1Vp-p/MΩ、0.2Vp-p/MΩ、1Vpp/MΩ、2Vp-p/MΩ、10Vp-p/MΩ、20Vp-p/MΩ），即x50档的含义变成了0.1V的电压对应1MΩ的阻抗。
注意：测试时，记录电极和参考电极也应浸泡在生理盐水中。为准确测量阻抗，请在输出连接器上确认信号为 100 Hz 的方波，调节 “电容补偿” （CAPACITY COMPENSATION）旋钮使波形的四角成方形。
  刺激模式：将MODE一栏中的左侧拨动开关拨到 (OFF)端，左侧的测试开关设置为刺激模式（STIM），刺激电流输出端（STMULUS）会输出电流，这个BNC 连接器的中心引脚为 + 输入，外部导体为 - 输入。当设备处于 (STIM) 模式时，输出将是通过电极的电流测量值，有六个量程（5V/mA、10V/mA、50mV/µA、0.1V/µA、0.2V/µA 或 1V/µA）。

输出

  输出：此 BNC 连接器提供放大器的输出信号。

接地

  接地：前面板上的这个连接器提供电路接地。必须连接 PROBE GND 连接器或前面板 GND 才能正常工作。通常情况下，探头接地连接器绑在无关引线上。如果希望将电流限制在已知路径上，则可能需要将 GND 放在其他地方。实际的接地位置取决于应用。对于低噪声记录，应在记录介质中进行接地连接（如浴缸接地、动物接地等）

增益调节

  增益：当通道处于 "记录"、"激励 "和 "阻抗 "模式时，该旋转开关控制其通道的信号增益电平。在记录模式 (REC)，用户可通过该开关选择 X50、X100、X500、X1000、X5000 或 X10000 增益。在刺激模式 (STIM) 下，增益开关可选择六个范围（5V/mA、10V/mA、50mV/µA、0.1V/µA、0.2V/µA 或 1V/µA）。在阻抗测试模式（REC，Ω TEST）下，增益开关可选择六个范围之一（0.1Vp-p/MW、0.2Vp-p/MΩ、1Vp-p/MΩ、2Vp-p/MΩ、10Vp-p/MΩ 或 20Vp-p/MΩ）。

容量补偿

  容量补偿：该旋钮用于调节有源反馈电路，以补偿高达 30 pF 的电极电容。可以使用内部方波发生器和连接到输出 BNC 的示波器，在电极处于实验准备状态时调整电容补偿。应调节该控制器，以获得方波上尽可能尖锐的角，并尽量减少过冲。顺时针旋转该控制器可增加容量补偿。警告： 将容量补偿调得过高会导致电路剧烈振荡和频率变化，还可能导致电极出现类似情况。电压的剧烈波动可能会对神经组织造成伤害，因此在使用此控制器时应小心谨慎。好的做法是在测量阻抗后将旋钮半关，以减少记录时过度补偿的机会。

直流偏置旋钮

  这两个旋钮设置可变的直流偏置电压，该电压与输入电压相加。该功能可用于补偿电极电位，以及在示波器记录设备上定位信号轨迹。输入偏移范围为 0.0 V 至 ±250 mV。粗调 "旋钮将覆盖 250 mV，"精细 "旋钮将在 "粗调 "旋钮的位置上增加最多 25 mV。
直流偏移开关
  该开关可设置直流偏移极性或交替关闭该功能。
超范围指示灯
  当设备输出超过其极限值时，这些 LED 将亮起。超范围指示灯：当设备输出超过其 +10 V（顶部 LED）或 -10 V（底部 LED）的限制时，这些 LED 将亮起。

高通滤波器旋钮

  用户可通过此旋转开关选择通道输入信号开始截止的下限频率。低于截止频率的信号将按输入信号频率每降低 10 分贝衰减 100 倍（-40 dB）。例如，如果高通开关设置在 100 HZ，那么 10 Hz 信号将衰减 100 倍，而 1 Hz 信号将衰减 10,000 倍。应根据要记录的信号的频率内容来选择高通频率。该滤波器的用途之一是降低输入信号中的慢速变化或直流电平。当开关位于直流位置时，高通滤波器关闭。

陷波滤波器开关

  此开关允许将陷波滤波器（-50dB，频率 60Hz）纳入信号处理路径（开）或旁路（关）。警告： 尽管所提供的陷波滤波器可以显著减少来自电源的不必要干扰，但它会导致信号失真，尤其是频率低于 100 Hz 的信号。因此，只有在其他降噪技术（如适当接地和屏蔽）不足的情况下，才能使用陷波滤波器。

低通滤波器旋钮

  用户可通过此旋转开关选择输入信号开始截止的上限边界频率。高于截止频率的信号将按输入信号频率每增加 10 倍衰减 100（-40 dB）。例如，如果低通开关设置在 1 kHz，那么 10 kHz 信号将衰减 100 倍，而 100 kHz 信号将衰减 10,000 倍。该滤波器的用途之一是减少高于所记录信号频率内容的高频噪音。

电源开关

  这个拨动开关是主电源开关，控制仪器主电路的直流电源输入。仪器打开时，拨动开关旁边的 LED 亮起。该按钮不控制远程交流电源的电源输入。一旦插入远程交流电源，设备将获得 30 伏直流电。如果不希望出现这种情况，请在不使用仪器时拔下远程交流电源的插头。