Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Robert Kurjata"

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 [...]

Sprzęt i oprogramowanie do obrazowania czynności mózgu techniką rezonansu magnetycznego

Czytaj za darmo! »

Słowo kluczowe MRI (ang. Magnetic Resonance Imaging) występuje w 58 179 publikacjach z dziedziny nauk medycznych, wydanych w latach 1998-2003 (według wyszukiwarki MEDLINE/PubMed, U.S. National Library of Medicine). Liczba ta świadczy zarówno o skali zainteresowania problematyką, jak i o różnorodności zastosowań medycznych tej techniki. Wykorzystanie jądrowego rezonansu magnetycznego w medyc[...]

Comparison of purely scattering finite difference method for the two-dimensional TM wave with the analytical solution DOI:10.15199/13.2018.12.18


  In many technical issues there is a need to determine the scattering of electromagnetic waves on objects with dimensions comparable to the wavelength of the incident. For scattering objects with complex shapes, there are no analytical methods for calculating the scattered wave. The only possibility to obtain information about the scattered wave is a numerical simulation [1-3]. There are many numerical techniques to solve Maxwell’s equations: finite element method [1,2,4,5], the method of transmission lines [1,3,6,7], time-domain electric field integral equation method [8], asymptotic and hybrid methods [9]. One method of numerical calculation of electromagnetic field is the method of the finite-difference time-domain (FDTD) [1,10,11]. The system of partial differential equations of Maxwell is converted into a system of differential equations which is solved by carrying out calculations in the time domain taking into account the initial and boundary conditions. One of the problems in the calculation of scattering of electromagnetic waves is a need to reduce the volume, in which a simulation is conducted. Information about the angular distribution of scattered wave in the far field is obtained by a suitable transformation of calculated near fields to the far field. One of the significant factors is the total scattering cross section. This paper proposes a method for determining the total cross-section of active scatter without transformation from the near field to the far field, by using a purely scattering method of finite difference time domain. Purely scattering finite difference in time domain method for the case of two-dimensional TM wave Maxwell’s equations for the case of two-dimensional and wave TM take the form [2] y = E t  Hx z     - , (1) x = E t H  y z     , (2) y H x H = t  Ez y x   -     , (3) where Hx, Hy - components of the magnetic field, Ez - the o[...]

 Strona 1