Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"JANUSZ MARZEC"

Biomedyczne urządzenie do detekcji pojedynczych fotonów

Czytaj za darmo! »

Nieinwazyjne pomiary zmian ukrwienia techniką optyczną stanowią istotny element diagnostyki medycznej, zwłaszcza w badaniach funkcjonalnych organizmu i jego poszczególnych narządów [1, 2, 3]. Techniki optyczne zapewniają nieszkodliwy dla pacjenta pomiar rozkładu parametrów optycznych związanych z występowaniem pewnych chromoforów, mających istotne znaczenie dla funkcjonowania organizmu. Szc[...]

Wielokanałowe urządzenie do pomiaru zmian ukrwienia tkanek

Czytaj za darmo! »

Dyfuzyjna tomografia optyczna jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin obrazowania medycznego, zwłaszcza w badaniach funkcjonalnych organizmu i jego poszczególnych narządów [1, 2, 3]. Zastosowanie światła z zakresu widzialnego i bliskiej podczerwieni umożliwia nieszkodliwy dla pacjenta pomiar rozkładu parametrów optycznych, związanych z występowaniem substancji mających istotne zn[...]

System do pomiaru czasu przelotu fotonów przez tkankę

Czytaj za darmo! »

Pomiary parametrów optycznych tkanek stanowią istotne zagadnienie w nieinwazyjnej tomografii optycznej, stosowanej zwłaszcza w badaniach funkcjonalnych organizmu i jego poszczególnych narządów [1, 2, 3]. Jedną z metod wyznaczania parametrów optycznych ośrodka jest metoda czasowo-rozdzielcza, w której mierzona jest odpowiedź obiektu na pobudzenie krótkim impulsem światła. Celem pracy było za[...]

Porównanie układów pomiaru prądu fotodiody w dyfuzyjnej tomografii optycznej


  Dyfuzyjna tomografia optyczna jest obecnie szybko rozwijającą się dziedziną obrazowania medycznego, zwłaszcza w zakresie badań funkcjonalnych organizmu i jego poszczególnych narządów [1-3]. Zastosowanie światła z zakresu widzialnego (zazwyczaj czerwonego) i bliskiej podczerwieni umożliwia bezpieczny dla pacjenta pomiar parametrów optycznych, związanych z występowaniem chromoforów mających istotne znaczenie dla funkcjonowania organizmu - na przykład hemoglobiny utlenowionej i zredukowanej. Głównym problemem w dyfuzyjnej tomografii optycznej jest uzyskanie odpowiednio wysokiego stosunku sygnał-szum dla niskiego poziomu natężenia światła odbieranego przez fotodetektor. Jednym ze sposobów jest zastosowanie układów zliczających pojedyncze fotony, w których detektorami światła są fotopowielacze [4]. Innym możliwym rozwiązaniem jest zastosowanie fotodiod typu p-i-n lub lawinowych [5]. W przypadku fotodiod typu p-i-n i pracy źródeł światła w trybie fali ciągłej konieczne jest zbudowanie odpowiedniego układu odbioru sygnału prądowego. W pracy przeprowadzono analizę szumową dwóch układów odbioru sygnału z fotodiody - wzmacniacza trans-impedancyjnego (zwanego też przetwornikiem prąd-napięcie) i integratora kluczowanego, a także porównano ich stosunek sygnał-szum. Wnioski z analizy posłużyły do konstrukcji wielokanałowego systemu do badania ukrwienia tkanek metodą optyczną [6]. Analiza szumowa układów do pomiaru światła z przetwornikiem prąd-napięcie Ogólny schemat układu przetwornika prąd-napięcie (wzmacniacza transimpedancyjnego) dołączonego do fotodiody przedstawiono na rys. 1. Przetwornik zawiera fotodiodę podłączoną do wzmacniacza operacyjnego, pracującego w układzie trans-impedancyjnym. W pętli sprzężenia zwrotnego umieszczona jest rezystancja Rf i dołączona do niej równolegle pojemność Cf . Zakładając, że wzmacniacz operacyjny jest idealny, można zapisać równanie na transformatę Laplace’a napięcia wyjściowego uwy(s) w [...]

Analiza układu integratora kluczowanego z nieidealnym kluczem


  Jednym z powszechnie stosowanych układów odbioru sygnału z fotodiod w systemach dyfuzyjnej tomografii optycznej [1] jest układ integratora kluczowanego [2]. Szum w takim układzie ma kilka przyczyn, a jedną z nich jest nieidealny charakter klucza. Rzeczywisty, nieidealny klucz, wstrzykuje ładunek podczas swojego przełączania oraz wykazuje skończoną rezystancję w stanie otwarcia. Ten drugi czynnik, czyli rezystancja klucza, może mieć znaczenie wszędzie tam, gdzie ze względu na niski poziom sygnału, stosowane są długie czasy integracji prądu z fotodiody, a więc na przykład w systemach tomografii optycznej. Analiza szumowa integratora kluczowanego sprzężonego z fotodiodą Ogólny schemat układu fotodiody dołączonej do integratora kluczowanego przedstawiono na rys. 1.Zawiera on fotodiodę podłączoną do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego. W pętli sprzężenia zwrotnego umieszczony jest klucz K o rezystancji Rf w stanie rozwarcia oraz dołączona równolegle pojemność Cf . Załóżmy, że na fotodiodę padają w losowych chwilach fotony, które generują impulsy prądowe ze średnią częstością re. Zgodnie z pierwszym twierdzeniem Campbella [4] średnia wartość sygnału wyjściowego uwy jest równa (1) gdzie he(t) - odpowiedź układu na pobudzenie jednoelektronowe. Wariancja sygnału wyjściowego σ 2uwy jest, zgodnie z drugim twierdzeniem Campbella [4], równa: (2) Analiza odpowiedzi układu w dziedzinie częstotliwości i czasu Dla dowolnej częstotliwości, przy pominięciu wpływu charakterystyki częstotliwościowej[...]

Analiza wpływu parametrów wzmacniacza operacyjnego na pracę integratora kluczowanego DOI:10.15199/13.2015.7.3


  Jednym z powszechnie stosowanych układów odbioru sygnału z fotodiod w systemach dyfuzyjnej tomografii optycznej [1] jest układ integratora kluczowanego, realizowany bądź jako układ scalony, bądź też jako układ ze wzmacniaczem operacyjnym [2]. Parametry integratora zależą od wielu czynników, a jednym z nich jest nieidealny wzmacniacz o skończonym paśmie przenoszenia sygnału, pojemności i rezystancji wejściowej. Analiza pracy integratora kluczowanego sprzężonego z fotodiodą Ogólny schemat układu fotodiody dołączonej do integratora kluczowanego, zrealizowanego z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego, przedstawiono na rys.1. Zawiera on fotodiodę podłączoną do wejścia odwracającego wzmacniacza o transmitancji A(s). W pętli sprzężenia zwrotnego umieszczony jest nieidealny klucz K o rezystancji R w stanie rozwarcia oraz dołączona równolegle pojemność Cf . Na powierzchnię fotodiody padają w losowych chwilach fotony, które generują impulsy prądowe ze średnią częstością re. Zgodnie z pierwszym twierdzeniem Campbella [4] średnia wartość sygnału wyjściowego uwy jest równa: , (1) gdzie he(t) - odpowiedź układu na pobudzenie jednoelektronowe. Wariancja sygnału ( ) wy 2 u wyjściowego jest, zgodnie z drugim twierdzeniem Campbella [4], równa . (2) Schemat zastępczy układu dla otwartego klucza pokazano na rys. 2. Pojemność Ci jest sumą pojemności fotodiody Cd i pojemności wejściowej Ca wzmacniacza operacyjnego. Re-zystancja Ri jest równa rezystancji równoległego połączenia rezystancji wewnętrznej fotodiody Rd i rezystancji wejściowej Ra wzmacniacza operacyjnego. Transformata Laplace’a napięcia wyjściowego uwy(s) jest dana wzorem: , (3) gdzie A(s) - transmitancja wzmacniacza operacyjnego. Dla wzmacniacza o transmitancji z jednym biegunem może być ona zapisana w postaci: , (4) gdzie: A0 - wzmocnienie wzmacniacza w otwartej pętli, [...]

Analiza optymalnego czasu zerowania pojemności w integratorze kluczowanym DOI:10.15199/13.2017.2.2


  W artykule przedstawiono analizę optymalnego czasu zerowania pojemności w układzie integratora kluczowanego. Wyznaczono stosunek sygnału do szumu na wyjściu układu. Wnioski z analizy mogą służyć do optymalizacji układów detekcji światła z integratorami kluczowanymi. Słowa kluczowe: tomografia optyczna, analiza szumowa, integrator kluczowany.W systemach dyfuzyjnej tomografii optycznej [1] do współpracy z detektorami światła jest wykorzystywany układ integratora kluczowanego [2, 3]. Jednym z istotnych problemów w sterowaniu pracą integratora jest dobór czasu zerowania pojemności w sprzężeniu zwrotnym. Zbyt krótki czas zerowania wprowadza błąd związany z pamiętaniem przez układ ułamka wartości sygnału poprzednio zmierzonego, który dodaje się do wartości aktualnie mierzonej. Z kolei zbyt długi czas zerowania powoduje, przy założeniu stałej sumy czasu zerowania i integracji, skrócenie czasu integracji, co zmniejsza wartość sygnału użytecznego. Analiza pracy integratora kluczowanego z uwzględnieniem czasu zerowania pojemności w sprzężeniu zwrotnym Schemat układu integratora kluczowanego z uwzględnieniem różnych rezystancji klucza w stanie otwartym i zamkniętym w pętli sprzężenia zwrotnego, pokazano na rys. 1. W typowym zastosowaniu w tomografii optycznej do wejścia odwracającego wzmacniacza o wzmocnieniu w otwartej pętli A0 dołączona jest fotodioda, przez którą płynie prąd ip. W pętli sprzężenia zwrotnego umieszczona jest pojemność Cf . Równolegle do niej umieszczony jest nieidealny klucz K o rezystancji Rf 1 w stanie rozwarcia i rezystancji (1) w stanie zwarcia. Sygnałem wejściowym integratora są impulsy prądowe, wytwarzane przez padające na powierzchnię fotodiody fotony w losowych chwilach fotony, ze średnią częstością re. Zakładamy, że w chwili początkowej t = 0 napięcie na pojemności wynosi (2) Cykl pracy integratora z uwzględnieniem czasu zerowania pojemności Cf jest następujący: w przedziale czasu (0, tR) klucz K jest [...]

 Strona 1