Journals / Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 9 - Sayı: 2

Memristor Based Filter Design and Implementation for ECG Signal

Memristör Tabanlı Filtre Tasarımı ve EKG Sinyali için Uygulanması

Pages
756–765
Publication Date
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The results show that memristor can be used quite easily to sort outbiomedical signal processing applications and shows better performance.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:This paper presents memristor based filter implementation for a real time biomedical signal.
📊
Key Findings & Data:The significance ofthis study is that the passive circuit element called memristor is completely linear in both experimental andsimulation studies at high frequencies and becomes indistinguishable from normal resistance.
💡
Conclusion & Impact:The results show that memristor can be used quite easily to sort outbiomedical signal processing applications and shows better performance.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

This paper presents memristor based filter implementation for a real time biomedical signal. The significance ofthis study is that the passive circuit element called memristor is completely linear in both experimental andsimulation studies at high frequencies and becomes indistinguishable from normal resistance. The variation of thememristance value gives possibility to tune the cut-off frequency of the filter circuit. For this purpose, memristorbased high-pass and low-pass filter circuits are constructed by simply replacing resistor with memristor emulatorcircuit in well-known R-C filter structures. The filter circuits are constituted on board and firstly sine wave isapplied as input signal. Then, Electrocardiographic (ECG) signal is applied as input for M-C filter circuits. Theresults are obtained and analyzed in real-time. In the implementation stage of study, LabVIEW platform and DAQcard are used to obtain real-time data. The results show that memristor can be used quite easily to sort outbiomedical signal processing applications and shows better performance.

Özet

Bu çalışma memristör tabanlı filtrenin gerçek zamanlı bir biyomedikal sinyal için uygulanmasını göstermektedir. Bu çalışmanın önemi, pasif bir devre elemanı olan memristörün yüksek frekanslarda hem deneysel hem de benzetim çalışmalarında tamamen doğrusal ve normal dirençten farksız olmasıdır. Memristans değerindeki değişim, filtre devresinin kesim frekansının ayarlanabilmesine olanak sağlamaktadır. Bu amaçla, sık kullanılan RC filtre yapıları ile memristör tabanlı yüksek-geçiren ve alçak-geçiren filtre devreleri basitçe rezistör elemanı yerine memristör taklitçi devresinin yerleştirilmesiyle oluşturulmaktadır. Filtre devreleri board üzerinde kurularak ilk önce girişine sinüs işareti uygulanmaktadır. Ardından, Elektrokardiyogram (EKG) sinyali M-C filtrenin girişine uygulanmaktadır. Sonuçlar gerçek zamanlı elde edilip analiz edilmektedir. Çalışmanın uygulama aşamasında LabVIEW ara yüzü ve DAQ kartı kullanılmaktadır. Filtreleme işlemi sonucunda memristörün biyomedikal sinyal işleme uygulamalarında kolaylıkla kullanılabileceği görülmektedir.

🔖

Cite This Article

HAMAMCI, S. E., ŞAHİN, M. E., KARAKAYA, B., GÜLER, H., GÜLTEN, A. (2022). Memristor Based Filter Design and Implementation for ECG Signal. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 2, 756–765. https://ajindex.com/articles/466884

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (16)

  1. Chua L.O. 1971. Memristor-the missing circuit element. IEEE Trans. On Circuit Theory, 18: 507- 519
  2. Strukov D., Snider G., Stewart D., Williams R. 2008. The missing memristor found. Nature, 453: 80-83
  3. Williams R.S. 2008. How we found the missing memristor. IEEE Spectrum, 45 (12): 28-35
  4. Chua L.O., Kang S. 1976. Memristive devices and systems. Proceedings of the IEEE, 64 (2): 209- 223
  5. Sahin M.E., Guler H., Kaya T. 2016. LabVIEW Model of Memristor with Nonlinear Dopant Drift. European Journal of Technic, 6 (2): 124-130
  6. Kirilov S.M., Yordanov R.S., Mladenov V.M. 2013. Analysis and synthesis of band-pass and notch memristor filters. 17th WSEAS International Conference on CIRCUITS (part of CSCC'13), 74-77
  7. Olumodeji O.A., Gottardi M. 2016. Emulating the physical properties of HP memristor using an arduino and a digital potentiometer. IEEE 12th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME)
  8. Yener S.C., Mutlu R., Kuntman H.H. 2014. A new memristor-based high-pass filter/amplifier: Its analytical and dynamical models. 24th IEEE International Conference Radioelektronika, DOI: 10.1109/Radioelek.2014.6828420
  9. Driscoll T., Quinn J., Klein S., Kim H.T., Kim B.J., Pershin Yu.V., Ventra M.Di., Basov D.N. 2010. Memristive adaptive filters. Applied Physics Letters, 97 (9)
  10. Lee T.W., Nickel J.H. 2012. Memristor resistance modulation for analog applications. IEEE Electron Device Letters, 33 (10): 1456-1458
  11. Berdan R., Prodromakis T., Toumazou C. 2012. High precision analogue memristor state tuning. Electronics Letters, 48 (18): 1105-1107
  12. Yener S.C., Mutlu R., Kuntman H.H. 2014. Analysis of Filter Characteristics Based On PWL Memristor. Istanbul University-Journal of Electrical & Electronics Engineering, 14 (1): 1709- 1719
  13. Karakaya B. Şahin M.E. Güler H. Gülten A. 2017. Memristör Tabanlı Kaotik Devre Modelinin FPGA Ortamında Tasarımı ve Gerçeklenmesi. Fırat Universitesi Fen Bilimleri Dergisi, 29 (2): 39-44
  14. Mutlu R., Karakulak E. 2010. Emulator circuit of Ti02 memristor with linear dopant drift made using analog multiplier. IEEE National Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering (ELECO)
  15. Kim H., Sah M.Pd., Yang C., Cho S., Chua L.O. 2012. Memristor emulator for memristor circuit applications. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 59 (10): 2422-2431
  16. Muthuswamy B. 2010. Implementing memristor based chaotic circuits. International J