מתוך ספרו של שוורץ מדריך למטפל בביופידבק מובא כאן הפרק הדן במכשור של ביופידבק שנכתב על ידי פיק. (Peek, C.J. (Second Edition). In M.S. Schwartz, Biofeedback A Practitioner's Guide)
בחלק זה מוסבר בהרחבה השימוש במכשיר EMG, העקרונות הפיסיקליים עליהם מתבסס המכשיר, המגבר הדיפרנציאלי והאופן בו הוא מסייע להפחתת רעשים והפרעות חיצוניות תהליך.
פעולת מכשיר ה EMG
מכשיר ה EMG קולט אותות חשמליים חלשים הנוצרים בעת הפעל השריר. כל שריר מורכב מהרבה סיבי שריר המכילים "נוירונים מוטוריים" המאפשרים תקשורת חשמלית עם רמה גבוהה יותר של מערכת העצבים. כיווץ השריר נגרם כאשר הנוירונים המוטוריים מזרימים אותות הפעלה לסיבי השריר. חלק קטן מאנרגיה חשמלית זו "דולף" מהשריר וחודר לרקמות שמסביב. אנרגיה חלקית זו יכולה לשמש לבקרה על פני העור. תפקידי מכשיר הEMG הם כדלקמן:
- לקלוט אנרגיה חשמלית נמוכה כפי שתואר לעיל ממשטח העור.
- להפריד את אנרגיית ה EMG מאנרגיות אחרות (שאינן נובעות מהפעלת השריר) הקיימות על פני העור ומגבירות מאד את אנרגיית ה EMG.
- לתרגם את האנרגיה המוגברת באמצעות ה EMG למידע שימושי או ביו-פידבק ולהציגו למשתמש.
קליטת אנרגיית EMG מן העור: אלקטרודות
אלקטרודות חיצוניות (”Surface electrodes“), בדרך כלל עשויות מדיסק מתכתי שטוח המותקן על גבי פלסטיק או גומי , מתחברות לעור באמצעות ג'ל או קרם מוליכי חשמל. חווט חשמלי משלים את המעגל הנוצר בין העור למכשיר ה EMG. יש אלקטרודות עדינות שניתן למקם אותן באופן מדויק כפי שנדרש למשל בבקרת שרירים קטנים. אחרות מוצמדות לעור אחת לאחת על ידי סרט דביק או מדבקות דו-צדדיות. סוג אחר של אלקטרודות מצויד ברצועות חיבור או סרט-מצח לצורך הצמדה סימולטנית של שלשת האלקטרודות הנדרשות בדרך כלל לצורכי ביו- פידבק באמצעות EMG. יש סוגים של אלקטרודות המחוברות חיבור קבוע לחווט, בעוד שאחרים מאפשרים הצמדה וניתוק באמצעות לחצניות המאפשרות החלפת האלקטרודות ללא צורך בהחלפת החווט.
היתרון של שימוש בסוג זה של אלקטרודות טמון ביכולת להחליף בקלות אלקטרודה או חוט החשודים כפגומים ללא צורך בהחלפה או חיבור מחדש של הסט במלואו. לשיפור הזה יש גם צד פחות רצוי – מערכות מסוג זה מסורבלות יותר ממערכות המבוססות על חיבורים קבועים.
אלקטרודות רבות מורכבות מחומרים פשוטים מאד כגון נחושת מצופת ניקל, או פלדת אל-חלד , בעוד שאחרות עשויות ממתכות יקרות כגון זהב, כסף מצופה בכסף כלורידי ((silver/silver chloride .האחרונות היו מועדפות היסטורית בשימושים של בקרה פיזיולוגית משום שמתכות אלה לא נוטות להגיב (כימית) עם העור או חומרים אחרים הבאים איתן במגע. ואולם האלקטרודות הפשוטות יותר הוכחו כמספקות לצורכי אפליקציות EMG של ביו- פידבק והן נפוצות מאד בשימוש כיום. שיפורים טכנולוגיים באלקטרוניקה הקטינו את הצורך בשימוש של אלקטרודות העשויות ממתכות יקרות לביו-פידבק באמצעות EMG. (כפי שיוסבר להלן, מגברי EMG מיוצרים כעת עם עכבת כניסה גבוהה וסף דחיית רעשים גבוה המפצים על איכות האלקטרודות הנמוכה יותר והכנת משטח העור באופן פחות יסודי).
השימוש בקרם וג'ל לצורכי תפעול האלקטרודות
כמעט בכל סוגי האלקטרודות של EMG נדרש שימוש בג'ל או קרם. יכולת החדירה של קרם או ג'ל מוליכי חשמל לנקבוביות וכפלי העור מאפשרת יצירת מגע רציף וטוב בין העור לאלקטרודות (ראה תרשים מספר 4.2). לחומרים אלה תכונות מוליכות שונות – חלקם טובים מהאחרים. כעקרון ככל שהמוליכות גבוהה יותר החומר מתאים יותר לאפליקציה בביו-פידבק שכן המוליכות מקטינה את כמות אבדן האותות בדרכם מן העור אל האלקטרודות. ואולם הבדל זה זניח ברוב המקרים הודות למפרט האלקטרוני המשוכלל המאפיין את מכשירי ה EMG האיכותיים יותר.
הכנת משטח העור
הכנה שגרתית של העור כוללת הסרת לכלוך, שומנים, תאי עור מתים, ואיפור. כל אלה מפריעים למעבר של אותות ביו- חשמליים מהעור לג'ל המוליך. המלצות היצרנים לתהליך זה כוללות שימוש בחומרי קרצוף ושפשוף של העור, או שימוש במקלוני אלכוהול לניקוי משטח העור.ניקוי לא יסודי עשוי דווקא ליצור טעות של קריאה גבוהה מדי של ה EMG למרות שתופעה זו נוטה לקרות רק בנוכחות עור שומני במיוחד או מכוסה באיפור. לעומת זאת ישנו גם סיכון של הכנת יתר (קרצוף חזק מדי של העור), המתבטא בעור מגורה (ולפיכך גם לעתים מטופל לא שקט). אין כל צורך בקרצוף העור אלא אם כן שיירי לכלוך, שמנים, או איפור נראים בבירור לעין. למעשה קימים מכשיריEMG מיוחדים (המשמשים בשיקום נוירו- שרירי) אשר פועלים באמצעות אלקטרודות פשוטות ואינם מצריכים כל שימוש בג'ל או הכנה מוקדמת של משטח העור.
ככלל ניתן לצפות שהאלקטרודות המסופקות עם מכשיר ה EMG יפעלו כהלכה עם אותו מכשיר בהנחה שהמשתמש ממלא אחר הוראות השימוש והתחזוקה של היצרן.
תרשים 4.2 אלקטרודת EMG וג'ל
תיאור התרשים:
שירטוט מבנה אלקטרודת EMG וג'ל המוצמדת לעור והמורכבת מחלקי מתכת, גומי וג'ל.
אבחנה בין אנרגית EMG לאנרגיות חיצוניות ("רעש" )
"רעש" הוא המונח המקובל לאותות לוואי לא רצויים. במכשירי EMG קיימים שני סוגי רעש: הפרעות חשמליות ורעשים עצמיים.
הפרעות חשמליות ומגבר דיפרנציאלי
הסביבה הטבעית ספוגה דרך קבע באנרגיה חשמלית המוקרנת בחלל האוויר מקווי מתח גבוה, מנועים, מנורות, מכשירי חשמל, ותחנות שידור (רדיו, תקשורת סלולארית, טלוויזיה). הגוף שלנו ואלקטרודות ה EMG קולטות אנרגיה זו. כך קורה שמכשיר ה EMG קולט אותות של רעשים חשמליים לא רצויים בנוסף לאותות הביו-אלקטריים שמקורם בשרירים, ואשר אותם אנחנו מעוניינים לקלוט. על מכשיר ה EMG מוטלת החובה להשתיק את הרעשים כך שרק האותות של ה EMG יוותרו.
הרבה הפרעות ורעשים ניתן לבטל באמצעות "מגבר דיפרנציאלי" העושה שימוש מתוחכם בתהליך הפחתה חשמלית. האלקטרודות מתבססות על שלשה מסלולים עצמאיים מאזור מסוים על פני העור לעבר מכשיר ה EMG.
מסלול אחד כזה, הנקרא "ייחוס" משמש למכשיר כנקודת ייחוס ממנה נמדד מפל המתח החשמלי (וולט, V) הנמוך מאד המופק משתי האלקטרודות ה"פעילות". יש לזכור שמתח חשמלי מוגדר כהפרש הפוטנציאל החשמלי בין שתי נקודות. ללא נקודת ייחוס אין משמעות למדידת מתח חשמלי. כתוצאה מכך מתקבלים שני "מקורות" מתח במכשיר המדידה שאלקטרודת הייחוס משמשת עוברם נקודת ייחוס (ראה תרשים מספר 4.3 ). ניתן למקם את אלקטרודת הייחוס כמעט בכל מקום על פני הגוף, ואולם בתרשים 4.3 היא ממוקמת בין שתי האלקטרודות הפעילות לצורך הדגמה וגם משום שכך נוהגים בדרך כלל.
תרשים מספר 4.3 אלקטרודות פעילות וייחוס של EMG
תיאור התרשים:
שרטוט על גבי העור שמתחתיו שריר של מיקום אלקטרודות פעילות משני צידיי (לפחות כך בשרטוט) של אלקטרודת ייחסו ביניהן.
שני המקורות נדרשים למגבר הדיפרנציאלי לצורך האבחנה בין אנרגית EMG לאנרגיות חיצוניות. להמחשת הצורך באבחנה זו נזכור שאנרגיה חיצונית היא הזמזום או רעש הרקע הבוקע מקווי מתח גבוה, מנועים, ומכשירי חשמל, ואשר נקלטים על ידי הגוף המשמש כאנטנה לצורך זה. על פי רוב לרעשים אלה מחזוריות קבועה של עליה וירידה בעוצמה (60 תנודות לשנייה). בכל רגע נתון אנרגיית הרעש היא בעוצמה קבועה מסוימת במחזור שלה ("בפאזה" ) בכל נקודה שהיא על פני הגוף, ובהתאם לכך בכל מקום בו ניתן להצמיד אלקטרודה. לפיכך מסוגל המגבר הדיפרנציאלי להפחית את מתח המקור 1 מזה שבמקור 2 באופן רציף. הפחתה זו מבטלת את מתח הרעש. תרשים מספר 4.4 מתאר פעולה זו באופן סכמטי ומפושט יותר, ובהנחה שהשריר נמצא במנוחה ואינו משדר כל אות של EMG. להלן פרוט האירועים המתוארים בתרשים 4.4 :
- רעש חשמלי נקלט על ידי הגוף המשמש כאנטנה.
- הרעש הנקלט הוא באותה פאזה (ולכן באותה עוצמה) על פני שתי האלקטרודות הפעילות ולכן,
- קלט הכניסה (ממקורות 1 ו 2 ) של המגבר הדיפרנציאלי "מזהה" בדיוק אותה עוצמת רעש בכל רגע נתון (רעש משותף: “ Common-Mode “ ). ומאחר ו-
- פלט היציאה של המגבר הדיפרנציאלי פרופורציוני להפרש האותות המתקבלים בקלט הכניסה (ממקורות 1 ו- 2 ), וגם
- אותות הרעש תמיד זהים (כאמור בנקודה 3 לעיל). לפיכך
- פלט היציאה של המגבר הדיפרנציאלי הוא אפס לגבי רעש חשמלי.
תרשים מספר 4.4 מגבר דיפרנציאלי מסיר את הרעשים החשמליים הנקלטים על ידי הגוף המשמש כאנטנה
תיאור התרשים: שרטוט המראה כיצד מגבר דיפרנציאלי מנטרל רעשים חשמליים שמקורם חיצוני הנקלטים על ידי הגוף – כשהשריר במנוחה
אבל מה בנוגע לאותות ה- EMG ?
נניח שנוירונים מוטוריים משדרים כעת הוראה (אות) לשריר שבמנוחה להתכווץ. כל אלקטרודה קולטת אותות טוב יותר ככל שהיא קרובה יותר לשריר. מכיוון שהאלקטרודות מרווחות לאורך השריר, הן קולטות אותות EMG מדפוסים שונים. באנאלוגיה: אילו הנחנו שני מיקרופונים באולם מלא באנשים מדברים, כל אחד מהם היה מראה דפוס שונה של צלילים, גם אם העוצמה הכללית של השמע הנקלטת בכל מיקרופון זהה. לפיכך בכל רגע נתון, האלקטרודות מזינות את המגבר הדיפרנציאלי באותות EMG "דיפרנציאליים" המורכבים (נוספים ל) אותות ה"רעש המשותף" (Common-Mode) הזהים עבור שניהם.
ועתה, כאשר המגבר הדיפרנציאלי מפחית באופן קבוע את האות ממקור 2 מזה המתקבל ממקור 1 (ובכך מגביר רק את ההפרש שבינם) אותות הרעש המשותף (Common-Mode) מבטלים זה את זה, בעוד ש הפרשי אותות ה – EMG מותירים תמיד הפרש חיובי כלשהו במוגבר ומוצג לבסוף על שעון התוצאות. תרשים מספר 4.5 מדגים גרפית את פעולת המגבר הדיפרנציאלי של ה – EMG ותאור התהליך הינו כדלקמן:
- אותות שונים של EMG מגיעים לשתי אלקטרודות כשהשריר מתחתן מתכווץ. לכן,
- מקורות 1 ו- 2 מזינים את כניסת המגבר הדיפרנציאלי באותות EMG שונים בעוצמתם. בו בזמן ש,
- רעשי רקע משותפים (Common-Mode) מתווספים לאותות ה – EMG השונים בעוצמתם. לפיכך,
- הכניסות למגבר (ממקורות 1 ו-2) "רואות" סימנים מרוכבים בעלי רכיב משותף (Common-Mode) ורכיב שונה (אותות EMG שונים בעוצמתם). מכיוון ש
- יציאת המגבר הדיפרנציאלי פרופורציונית להפרש שבין שני אותות הכניסה (ממקורות 1 ו-2), וגם
- חלק מהאותות זהה (Common-Mode) וחלק שונה (Differential-Mode) (חזרה על נקודה 4 לעיל), לכן
- הפלט של יציאת המגבר הדיפרנציאלי הו אפס עבור רעש הרקע המשותף (Common-Mode) וגבוה (Differential Mode) -מאפס עבור אותות הEMG השונים
תרשים מספר 4.5 מגבר דיפרנציאלי מסיר את רעש הרקע המשותף (common-mode interference) ומגביר הפרשים באותות ה- EMG.
תיאור התרשים: שרטוט אופן פעולת מגבר דיפרנציאלי המסיר את רעש הרקע (מהסביבה על הגוף) ומציג את הפרשי אותו הEMG
דוגמאות
ננסה להמחיש יותר את תפקוד המגבר הדיפרנציאלי באמצעות הקבלה, למרות שהיא לא ממש מעשית. הבה נדמיין שהצבנו שני מיקרופונים בחלל האוויר כדי שיקלטו ציוץ ציפורים מלהקה סמוכה (ראה תרשים 4.6). כל מיקרופון קולט קולות שונים במקצת ממשנהו, משום שכמה ציפורים קרובות יותר לאחד מאשר לאחר. לפיכך אם יוזרמו האותות הנקלטים למגבר דיפרנציאלי אשר מפחית אות אחד ממשנהו, תוצאת היציאה שלו תראה תמיד איזו שארית חיובית. ככל שתגבר עוצמת הציוצים כן תגדל השארית המתקבלת ביציאת המגבר. השארית מוזנת למד עוצמת קול אשר מציין את עוצמת הציוץ. כעת נניח שסערת רעמים חולפת באזור ופולטת ברק חזק מאד המלווה בפיצוץ רעם עז. הרעם מתפשט בכל הכיוונים כגל הדף (קול) ומגיע בסופו של דבר גם למיקרופונים.
מאחר ומוקד ההתפשטות של הרעם מרוחק מהמיקרופונים, והמיקרופונים נמצאים בסמיכות זה לזה, הוא מגיע אל
תרשים 4.6 אנלוגיה להפחתת רעש באמצעות מגבר דיפרנציאלי
תיאור התרשים:
שרטוט המדגים כאנלוגיה לפעולת מגבר דיפרנציאלי: רעש מסופת רעמים המנוטרל ומשאיר את רעש קולות הציפורים
שניהם בו-זמנית ובעוצמה זהה. המיקרופונים קולטים את קול הנפץ ומזינים אותו למגבר הדיפרנציאלי, בנוסף לקולות הציוץ שהם קולטים באותו רגע. מכיוון שהמגבר הדיפרנציאלי מפחית את אותות המיקרופון האחד ממשנהו (כלומר מגביר את ההפרשים בין שניהם), מצטמצם קול הנפץ (מתבטל בפעולת החיסור), אך לא קולות הציוץ, שכן הם נקלטים כשונים בשני המיקרופונים.
למרות שהתקנה מיוחדת זו לא הייתה מצליחה באורח מעשי להסיר את קול הרעם מציוץ הציפורים , די בה כדי להדגים את העיקרון של סילוק רעשי רקע מאותות EMG. קולות הציפורים מייצגים את הפעילות החשמלית של סיבי השריר מתחת לאלקטרודות. המיקרופונים מייצגים את ה"מקורות" שתוארו קודם לכן משתי האלקטרודות הפעילות ואלקטרודת הייחוס. הרעם מייצג את רעש הרקע הבוקע מקווי המתח המרוחקים ומשודר דרך חלל האוויר. המגבר הדיפרנציאלי שווה בשני המקרים, ומד עצמת הקול מייצג את מד רמת ה – EMG.
נשים לב שהסרה אפקטיבית של רעש תתרחש רק אם אותות הרעש שווים בעצמתם ובמופע שלהם. אחרת תהליך ההפחתה יסתכם בשארית חיובית של רעש במוסף לשארית החיובית של EMG. תופעה כזו יכולה לקרות בדוגמת ציוץ הציפורים אם אחד המיקרופונים רגיש פחות ממשנהו. תוצאה דומה לכך עשויה להתקבל במדידת EMG תוך שימוש באלקטרודות פגומות או מגע רופף עם העור. במקרה כזה תתקבל תוצאת מדידה שגויה גבוהה משום שאלקטרודה "פחות רגישה" מפירה את האיזון של האות המשותף (common mode) המוזן למגבר הדיפרנציאלי.
דוגמא נוספת מבהירה באופן מדויק עוד יותר את פעולת המגבר הדיפרנציאלי. הבה נדמיין מאזניי שקילה רגישים המשמשים כימאי, על שתי כפותיהם, נקודת המשען במרכזם, וסט של משקולות (ראה תרשים 4.7 ). ללא משקולות בכפות המאזניים, המאזניים שקולים. הם שקולים גם כשמשקולות שוות מונחות על שתי הכפות. גם אם נרחיק בדמיוננו ונתאר לעצמנו תרחיש בו משתנות המשקולות ברציפות לאורך זמן אבל בכל זמן נתון הן שוות על כל אחת מהכפות יישמרו המאזניים על איזונם. ואולם די בנחיתת זבוב על אחת מהכפות כדי להפר את האיזון, והמחוג יוטה מהמרכז והלאה. יתרה מכך – אפילו אם שני זבובים זהים במשקלם יקפצו כל אחד על כף אחרת במקצב ייחודי ינוע המחוג מצד לצד. מידת הסטייה מהמרכז מבטאה בכל רגע נתון את הפרש המשקל בין שתי הכפות. רק הבדלים במשקלות עשויים לגרום לתזוזת המחוג מהמרכז.
תרשים מספר 4.7 מאזני שקילה של כימאי כאנאלוגיה למגבר דיפרנציאלי.
תיאור התרשים:
שרטוט מאזניים של כימאי כאנלוגיה נוספת לאופן פעולת מגבר דיפרנציאלי, שכן בהם רק הבדל במשקלות משני צידי המאזניים גורמים לתוצאה של תזוזת מחוג המשקל מהמרכז
בשלב זה עשוי הקורא לראות במגבר הדיפרנציאלי מעין גרסה אלקטרונית של מאזני הכימאי. טבלה 4.1 ותרשים 4.8 מדגימים את המתאם בין השניים.
הדיון המקדים בנושא המגבר הדיפרנציאלי מבהירים מדוע אלקטרודות פגומות או מגע רופף (בעל התנגדות גבוהה) עם העור עלולים להוראתEMG מוטה למעלה. אלקטרודה אקטיבית למשל, הנמצאת במגע רופף עם העור תזין את המגבר באות מופחת. מאחר והאלקטרודה האחרת מעבירה אות בעוצמה מלאה למגבר הדיפרנציאלי, אות רעש המשותף המועבר לשתי הכניסות שונה בעוצמתו. לפיכך כאשר מתבצע תהליך החיסור במגבר נותר גם רעש כשארית בנוסף ל EMG, אשר מוסיף לגובה הקריאה הנמדד. תרשים 4.9 מדגים זאת בצורה גרפית. יחס הגברת אות דיפרנציאלי להגברת אות משותף עבור מגבר דיפרנציאלי מסוים נקרא "יחס הנחתת אות- משותף" (“common-mode rejection ration”). יחס זה גבוה יותר ככל שעולה איכות המכשיר.
"עכבת כניסה" (“Input impedance”) היא תכונה במפרט המגבר הדיפרנציאלי המציינת את יכולתו להגן מפני אי-דיוקים הנובעים מחיבור אלקטרודות לא מאוזן. ערך זה הוא גבוה למדי במכשירים משובחים. הרחבת בנושאים אלה היא מעבר לתחום שהוגדר לפרק זה.
טבלה 4.1 התאמה בין מאזני כימאי ומגבר דיפרנציאלי
מאזני כימאי – מגבר דיפרנציאלי
- כפות 1. כניסות
- מחוג 2. יציאות
- נקודת משען 3. ייחוס
- משקל שווה על הכפות איזון (המחוג נותר זקוף) 4. אות משותף פלט אפס
- משקולות שונות על הכפות איזון מופר (מחוג מוטה) 5. אותות שונים פלט שונה מאפס
- שתי משקולות שוות על הכפות 6. אות משותף
וגם וגם
שתי משקולות שונות על הכפות אותות שונים
איזון מופר פלט שונה מאפס
(המחוג מבטא את הפרשי המשקל בין המשקולות (הפלט מבטא את ההפרש בין האותות השונות בלבד – המשקולות השוות מצטמצמות ומבטלות הדיפרנציאליים בלבד, שכן האות אחת את השנייה). המשותף מצטמצם ומתבטל).
תרשים 4.8 ייצוג גרפי של הנתונים מטבלה מספר 4.1
תיאור התרשים:
שרטוט סכמטי של אופן פעולת מגבר דיפרנציאלי ושל מאזניים של כימאי – על פי טבלה 4.1
תרשים 4.9 קלט אות משותף לא שווה הגורם לשיור רעשים.
(Filters and Bandwidths) :רעש פנימי: מסננים ורוחב-פס
המשימה של הסרת אותות רעשים חיצוניים עדיין לא נשלמה. "מסננים" חשמליים מפחיתים עוד יותר את ההפרעות שנובעות מקווי מתח גבוה ומגבילים אף את הרעש הבלתי נמנע שנוצר על ידי מעגלי מגברי ה EMG עצמם. מסננים אלה מקבילים לכפתורי בקרת הטון של מגבר סטריאופוני, למעט העובדה שהם מקובעים ברמה קבועה בעת הייצור. מטרתם היא להגביר את רגישות המגבר לאותות נכנסים בתדירות (גובה צליל) מסוימת ולהפחית את רגישותו לאחרים.
דיבור או מוסיקה מבוססים על קשת רחבה של תדירויות או גבהי צליל המשתלבים יחד ליצירת צלילים מוכרים.
בקרת טון משנה אותם ע"י הוספה או הפחתה של בס וטרבל בהתאם להעדפות המאזין. הפחתת טרבל לדוגמא בתקליט שרוט במיוחד עשויה לשפר בהרבה את איכות השמע ע"י הפחתה משמעותית של קולות השריטה והשריקה המתאפיינים בתחום התדירויות הגבוהות. הורדת מרכיב הבס בדוגמא אחרת תשפר את איכות השמע במגבר המזמזם. בשני המקרים, נעשה שימוש בשינוי רגישות המגבר בתחום תדירויות או "רוחב-פס" או " תצורת פס" .
יש הצדקה לנהוג באופן דומה עם יחידת EMG. למשל, חלק ניכר של ההפרעות החשמליות שמקורן בקווי המתח הגבוה מרוכז בטווח מצומצם של כ 60 מחזורים או תנודות לשנייה (הרץ). כל מי שהתנסה בסטריאו מזמזם מכיר רחש זה. על מנת להקטין עוד יותר רעש כזה מסנן מיוחד הופך את מגבר ה EMG להרבה פחות רגש לגובה צליל זה. ועוד יותר אופייני מכך , כל תצורת הבס של המגבר מוסרת כדי להקטין עוד יותר את ההפרעות החשמליות הנותרות ביציאת המגבר הדיפרנציאלי. מגבלת בס או רוחב-פס תדירות נמוכה היא כ -100 הרץ.
יש גם סיבה טובה להגביל את רגישות התדירות של הטרבל במגבר ה- EMG . כל המגברים יוצרים בסופו של דבר רעש צליל גבוה מתוך המעגלים שלהם עצמם אשר נשמע כרחש (צליל מוכר לכ מי שמפעיל סטריאו). בקרת הטרבל במגברי ה – EMG מוגבלת בדרך כלל מעל לתדירות מסוימת (למשל מעל ל 1000 הרץ) כדי להפחית רחש זה. הרגישות לתדירויות מוגבלת באופן מובנה בכל מגברי ה- EMG כדי להקטין את רעשי הלוואי המפריעים להוראת המכשיר.
המרווח שבין תחום תדירות הבס לתחום תדירות הטרבל נקרא "רוחב-פס". רוחב הפס תוחם את התדירויות או גובה הצלילים עבורם רגישות המגבר היא הגבוהה ביותר. המגבר רגיש פחות לתדירות ככל שהיא רחוקה מאלה התחומות על ידי רוחב הפס.
כמו בדיבור ובמוסיקה מכילים אותות ה- EMG תחום רחב של תדירויות או צלילים המשתרע בדרך כלל בין 10 לאלפי הרץ. תרשים 4.10 מראה התפלגות אופיינית של אותות EMG היפותטיים. הגרף בתרשים 4.11 מראה שני רוחבי פס מושלמים (אידיאליים) הנשאים על גבי התפלגות תדירות EMG היפותטית. הגרף מדגיש את העובדה שלמרות הגבלת בקרת הבס והטרבל מגבר EMG עדיין רגיש לכמויות גדולות של אנרגיית EMG .
בשני המקרים רוחב הפס של המגבר (תחום רגישותו) מקיף תחום רחב של אנרגיית EMG. ברם הפס הרחב יותר מכיל יותר אנרגיית EMG (ורעש) מאשר הפס הצר יותר. המשמעות המעשית (בהנחה ששאר הגורמים המשפיעים שווים) היא שהמגבר המצויד ברוחב-פס גדול יותר יראה קריאות גבוהות יותר מזה של המתוכנת עם רוחב-פס קטן יותר.
תרשים 4.10 התפלגות אופיינית של אותות EMG היפותטיים.
תיאור התרשים: גרף המראה את דומיננטיות אותות הEMG כפונקציה של התדירות שלהם
תרשים 4.11 שני רוחבי פס היפותטיים.
תיאור התרשים:
גרף המראה כיצד רוחב פס גדול יותר מוביל ליותר אנרגיית EMG
ניתן להדגים תופעה זו גם באמצעות מכשיר סטריאו. כוונון כפתור הבס והטרבל עד למינימום האפשרי מצמצם את רוחב הפס וגורם לא רק להשמעת צליל אחר אלא גם לעוצמת שמע נמוכה יותר. הדברים נכונים גם עבור רעש.
הפס הרחב יותר מכיל גם יותר רעש בנוסף ל EMG. שיעור הרעש מתוך סך הקריאה (היחס "אות- לרעש") יכול להיות זהה בשני המקרים, אבל רמות ה- EMG והרעש תהיינה גבוהות במגבר בעל רוחב-פס גדול יותר.
מכשירי EMG לביו-פידבק מיוצרים עם רוחבי פס שונים המתאימים לתפיסות עיצוב שונות. משמעות הדבר היא שהוראת חלק מהמכשירים גבוהה מזו של אחרים הן של אותות EMG והן של רעשים. לא ניתן לומר בוודאות שהתפיסה האחת טובה ממשניה שכן מכשירים בעלי רוחב-פס שונה מפיקים תוצאות טובות לצורכי בקרת EMG לביו-פידבק. המסקנה החשובה ביותר מכך היא שרוחב- פס שונה יביא להצגה שונה של תוצאות המדידה. יש להביא זאת בחשבון כשעורכים השוואה בין תוצאות ורעש שנמדדו על ידי דגמים שונים של מכשירי EMG .
בהנחה שכל שאר התכונות שוות ניתן לומר שככל שרוחב הפס גבוה יותר, כך תעלה תוצאת המדידה של EMG Vוהרעש. כתוצאה מכך נדרשים המשתמשים בציוד ה EMG להעריך את המפרט של דגם מסוים בהקשר של עיצוב המכשיר בכללותו. לדוגמא מכשיר בעל מפרט רעשים ורגישות נמוכים אינו בהכרח יותר רגיש או עמיד בפני רעשים ממכשיר אחר: ייתכן שיש לו פשוט רוחב- פס נמוך יותר. קוראים המעוניינים להרחיב את ידיעתם בתחום התפלגות תדירויות EMG, מסננים, ורוחב-פס יכולים לעיין ב (Mathieu & Sullivan, 1990).
