BR112019000861B1

BR112019000861B1 - dispositivo eletrônico

Info

Publication number: BR112019000861B1
Application number: BR112019000861-6A
Authority: BR
Inventors: Alireza Shirvani; Mark Zdeblick; Jonathan Withrington
Original assignee: Proteus Digital Health, Inc
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2020-10-27
Also published as: JP2022000191A; SG11201900511VA; WO2018018034A1; JP6552148B1; RU2711058C1; CA3124272C; KR20190022898A; AU2017300786B2; KR102051875B1; PH12019500144A1; KR20190134852A; BR112019000861A2; TW202131861A; EP3487393A4; AU2017300786A1; IL264180A; CN109843149B; MX2020001621A; ZA201900228B; AU2020200935A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo eletrônico que tem um dispositivo de controle, um circuito de acionamento acoplado no dispositivo de controle. O circuito de acionamento está configurado para alterar a condutância. Uma fonte de energia parcial está acoplada no dispositivo de controle e está configurada para prover uma diferença de potencial de voltagem para o dispositivo de controle e o circuito de acionamento como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo. A fonte de energia parcial inclui um primeiro material eletricamente acoplado no dispositivo de controle e um segundo material eletricamente acoplado no dispositivo de controle e eletricamente isolado do primeiro material. Um indutor está acoplado no circuito de acionamento. O circuito de acionamento está configurado para desenvolver uma corrente através de indutor. A magnitude da corrente desenvolvida através do indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor. Receptores para receber e decodificar também estão descritos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. 62/365.727, depositado em 22 de julho de 2016, e intitulado "PERCEPÇÃO E DETECÇÃO ELETROMAGNÉTICAS DE MARCADORES DE EVENTO INGERÍVEIS", a descrição do qual está por meio disto aqui incorporada em sua totalidade e para todos os propósitos.

ANTECEDENTES

[002] A presente descrição está relacionada geralmente a vários dispositivos e técnicas para perceber e detectar um evento. Mais especificamente, a presente descrição está relacionada a identificadores ingeríveis que empregam energia eletromagnética para transmitir um sinal representativo de um evento de percepção ou detecção.

[003] Marcadores de eventos ingeríveis que incluem um circuito eletrônico foram propostos para utilização em uma variedade de diferentes aplicações médicas, incluindo aplicações tanto diagnósticas quanto terapêuticas. As técnicas do estado da técnica para detectar um identificador ingerível incluem fazer um contato úmido a dois pontos sobre a pele e medir a diferença de tensão induzida pela ativação do identificador ingerível. Fracos níveis de sinal e forte ruído de fundo limitam estas técnicas convencionais, tornando a detecção e decodificação de sinais do identificador ingerível difíceis e computacionalmente intensivas. Duas outras limitações tornam a comunicação entre um sensor ingerível e um detector externo incomuns. Primeiro é que devido à quantidade muito pequena de energia disponível em um sensor ingerível e o pequeno tamanho do sensor ingerível, a comunicação é somente em um sentido. Não existem confirmações retornadas para o remetente, como é típico de virtualmente todos os sistemas de comunicação duplex que são prevalentes através do mundo. Segundo, é que devido ao pequeno tamanho, uma lista limitada de materiais seguros que podem ser ingeridos, e um custo de fabricação muito baixo requerido desta aplicação, não é comercialmente viável - e talvez não tecnicamente viável, mas pelo menos seria extremamente difícil - adicionar um oscilador de cristal ao circuito. Assim, uma característica distinguível inerente desta situação de comunicação é a incerteza da frequência transmitida. Enquanto que a maioria dos sistemas de comunicação comerciais operam em um ambiente onde a frequência é conhecida por dezenas de partes por milhão, um sensor de ingestão alimentado por uma fonte de energia parcial e fluidos estomacais é desafiado produzir uma frequência central com uma faixa de +/- 1%. Assim, uma importante contribuição de aspectos da presente descrição é a realização de um protocolo de comunicação para sistemas de RF onde a potência de transmissão é muito baixa comparada com o ruído de fundo do detector e a incerteza da frequência de transmissão é grande comparada com sistemas modernos típicos. Comparados com outros sistemas de RF, os sensores ingeríveis têm um tamanho extremamente limitado disponível para ambas as bobinas que transmitem os sinais e quaisquer capacitores que poderiam ser utilizados para armazenar energia entre as comunicações. Mais ainda, as preocupações de saúde e opiniões de agências reguladoras tal como a FDA limitam a quantidade de certos metais que podem ser digeridos por um paciente, assim colocando uma capa sobre a energia disponível total para tanto detecção quanto comunicação. Estes protocolos de comunicação efetivamente aperfeiçoam os níveis de sinal disponíveis para detecção externa e decodificação. Existe um incentivo para aumentar os níveis de sinal recebidos de identificadores ingeríveis de modo que o identificador ingerido possa ser detectado mais prontamente, e por receptores colocados sobre várias partes do corpo, ou usados por um paciente.

SUMÁRIO

[004] Em um aspecto, um dispositivo eletrônico está provido. O dispositivo eletrônico compreende um dispositivo de controle, um circuito de acionamento acoplado no dispositivo de controle, uma fonte de energia parcial acoplada no dispositivo de controle, a fonte de energia parcial está configurada para prover uma diferença de potencial de tensão para o dispositivo de controle e o circuito de acionamento como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo. A fonte de energia parcial compreende um primeiro material eletricamente acoplado no dispositivo de controle e um segundo material eletricamente acoplado no dispositivo de controle e eletricamente isolado do primeiro material. Um indutor está acoplado no circuito de acionamento, em que o circuito de acionamento está configurado para desenvolver uma corrente através de indutor, e em que uma magnitude da corrente desenvolvida através de indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor.

[005] Em outro aspecto, um circuito de receptor está provido. O circuito de receptor compreende um circuito ressonante, um amplificador de tensão de baixo ruído acoplado no circuito ressonante, e um circuito de processador de receptor acoplado a uma saída do amplificador de tensão de baixo ruído, o processador de receptor configurado para receber um sinal analógico representativo de um sinal de comunicação de impulso, converter o sinal analógico para um sinal digital, e decodificar o sinal digital para reproduzir os dados transmitidos como o sinal de comunicação de impulso. Mais ainda, o receptor está destinado a ser utilizado por um paciente em uma base diária por períodos de tempo estendidos. Portanto, seu tamanho e consumo de energia são ambos limitados.

[006] Em ainda outro aspecto, um circuito de receptor está provido. O circuito de receptor compreende um indutor de recepção, um amplificador de transimpedância acoplado na bobina de recepção, um amplificador acoplado a uma saída do amplificador de transimpedância, e um circuito de processador de receptor acoplado a uma saída do amplificador, o processador de receptor configurado para receber um sinal analógico representativo de um sinal de comunicação de impulso, converter o sinal analógico para um sinal digital, e decodificar o sinal digital para reproduzir os dados transmitidos como o sinal de comunicação de impulso.

[007] O acima é um sumário e assim pode conter simplificações, generalizações, inclusões e/ou omissões de detalhes; consequentemente, aqueles versados na técnica apreciarão que o sumário é ilustrativo somente e NÃO pretende ser em qualquer modo limitante. Outros aspectos, características e vantagens dos dispositivos e/ou processos e/ou outros assuntos aqui descritos ficarão aparentes nos ensinamentos aqui apresentados.

[008] Em um ou mais aspectos, sistemas relativos incluem, mas não estão limitados a um circuito e/ou programação para efetuar os aspectos de método aqui referenciados; o circuito e/ou programação podem ser virtualmente qualquer combinação de hardware, software, e/ou firmware configurados para efetuar os aspectos de método aqui referenciados dependendo das escolhas de projeto do projetista de sistema. Além do acima, vários outros aspectos de método e/ou sistema estão apresentados e descritos nos ensinamentos tais como texto (por exemplo, reivindicações e/ou descrição detalhada) e/ou desenhos da presente descrição.

[009] O sumário acima é ilustrativo somente e não pretende ser em nenhum modo limitante com relação ao escopo das reivindicações anexas. Além dos aspectos ilustrativos e características acima descritos, aspectos e características adicionais ficarão aparentes por referência aos desenhos e à descrição detalhada seguinte.

FIGURAS

[0010] As novas características dos aspectos aqui descritos estão apresentadas com particularidade nas reivindicações anexas. Os aspectos, no entanto, tanto quanto à organização e métodos de operação podem ser melhor compreendidos por referência à descrição seguinte, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, como se segue.

[0011] Figura 1 ilustra um sistema de percepção e detecção baseado em campo eletromagnético, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0012] Figura 2 ilustra um indivíduo tendo engolido um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0013] Figura 3 ilustra um receptor para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0014] Figura 4A ilustra uma vista lateral de um identificador ingerível que compreende um elemento eletricamente isolante de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0015] Figura 4B ilustra uma vista de topo de um identificador ingerível que compreende um elemento eletricamente isolante de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0016] Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de um aspecto de um identificador ingerível com metais dissimilares posicionados sobre extremidades opostas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0017] Figura 6 ilustra um diagrama de blocos de outro aspecto do identificador ingerível com metais dissimilares posicionados sobre a mesma extremidade e separados por um material não condutivo, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0018] Figura 7 ilustra uma transferência iônica ou o percurso de corrente através de um fluido eletricamente condutivo quando o identificador ingerível da Figura 9 está em contato com um líquido condutivo e em um estado ativo, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0019] Figura 7A ilustra uma vista explodida da superfície de materiais dissimilares da Figura 7, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0020] Figura 8 ilustra o identificador ingerível da Figura 5 com uma unidade de sensor de pH, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0021] Figura 9 é uma ilustração de diagrama de blocos de um aspecto do dispositivo de controle utilizado no sistema das Figuras 5 e 6, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0022] Figura 10 ilustra um primeiro componente de indutor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0023] Figura 11 ilustra um segundo componente de indutor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0024] Figura 12 ilustra um identificador ingerível que inclui um componente de comunicação condutivo e um componente de indutor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0025] Figura 13 ilustra uma vista em seção lateral do identificador ingerível mostrado na Figura 12, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0026] Figura 14 ilustra um aspecto do identificador ingerível mostrado nas Figuras 4A e 4B, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0027] Figura 15 ilustra um aspecto do identificador ingerível mostrado nas Figuras 12-13, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0028] Figura 16 ilustra um identificador ingerível que compreende um circuito integrado e um componente de indutor separado formado sobre um substrato separado, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0029] Figura 17 ilustra um identificador ingerível que compreende um indutor formado sobre uma membrana não condutiva, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0030] Figura 18 ilustra um identificador ingerível que compreende um indutor formado sobre um ou ambos dos materiais dissimilares mostrados na Figura 13 após os materiais dissimilares serem depositados sobre o circuito integrado, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0031] Figura 19 é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor de extremidade única, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0032] Figura 20 é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor do tipo de ponte H de push-pull, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0033] Figura 21 é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor de extremidade única onde uma primeira camada metálica está dividida em duas regiões e a segunda camada metálica está provida em uma única região, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0034] Figura 21A é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor de extremidade única onde uma primeira camada metálica está dividida em duas regiões e uma segunda camada metálica está dividida em duas regiões, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0035] Figura 22 é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor do tipo de ponte H de push-pull onde uma primeira camada metálica está dividida em duas regiões e uma segunda camada metálica está provida em uma única região, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0036] Figura 22A é uma representação esquemática de um identificador ingerível que compreende um indutor e um circuito de acionamento de indutor do tipo de ponte H de push-pull onde uma primeira camada metálica está dividida em duas regiões e uma segunda camada metálica está dividida em duas regiões, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0037] Figura 23 ilustra um elemento indutivo ou estrutura de indutor formado sobre uma subestrutura isolante, o qual pode ser empregado como o elemento indutivo em um circuito integrado de identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0038] Figura 24 ilustra um elemento indutivo ou estrutura de indutor de múltiplas camadas formado sobre uma subestrutura isolante, o qual pode ser empregado como o elemento indutivo em um circuito integrado de identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0039] Figura 25 ilustra uma configuração de indutor de duas camadas duas portas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0040] Figura 26 é um diagrama de indutor de duas camadas duas portas mostrado na Figura 25, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0041] Figura 27 é uma representação esquemática de indutor de duas camadas duas portas mostrado nas Figuras 25 e 26, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0042] Figura 28 ilustra uma configuração de indutor de quatro camadas duas portas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0043] Figura 29 é um diagrama de indutor de quatro camadas duas portas 612 mostrado na Figura 28, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0044] Figura 30 é uma representação esquemática de indutor de quatro camadas duas portas mostrado nas Figuras 28 e 29, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0045] Figura 31 ilustra uma configuração de indutor de n camadas n portas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0046] Figura 32 é um diagrama de indutor de n camadas n portas mostrado na Figura 31, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0047] Figura 33 é uma representação esquemática de indutor de n camadas n portas mostrado nas Figuras 31 e 30, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0048] Figura 34 ilustra um indutor de duas camadas e três portas simétrico com uma configuração de conexão de derivação central, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0049] Figura 35 é um diagrama de indutor de duas camadas três portas simétrico com uma conexão de derivação central mostrado na Figura 34, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0050] Figura 36 é uma representação esquemática de indutor mostrado nas Figuras 34 e 35, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0051] Figura 37 é um diagrama esquemático de um circuito de acionamento de indutor ressonante (oscilatório), de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0052] Figura 38 é um diagrama de blocos de um circuito de acionamento de indutor de impulso, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0053] Figura 39 é um diagrama esquemático do circuito de acionamento de indutor de impulso mostrado na Figura 38, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0054] Figura 40 é um diagrama de blocos do circuito duplicador de tensão de bateria mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0055] Figura 41 é um diagrama esquemático de cada estágio de circuito duplicador de tensão mostrado na Figura 40, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0056] Figura 42 é um diagrama esquemático do circuito de gerador de pulso mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0057] Figura 43 é um diagrama esquemático simplificado de um circuito de descarga de indutor 726 mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0058] Figura 44 é um diagrama de tempo e polaridade de um protocolo de comunicação de impulso que pode ser gerado pelo circuito de acionamento de indutor de impulso mostrado nas Figuras 38-43, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0059] Figura 45 é um gabarito de impulso esparso e diagrama de autoconvolução do protocolo de comunicação de impulso mostrado na Figura 44, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0060] Figura 46 é um diagrama de gabarito variável que pode ser empregado para identificar a frequência de transmissão da função de impulso mostrada na Figura 44, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0061] Figura 47 ilustra um receptor de modo de tensão para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0062] Figura 48 é uma representação gráfica de uma resposta de impulso de um indutor de recepção, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0063] Figura 49 ilustra um receptor de modo de tensão para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0064] Figura 50 ilustra um receptor de modo de corrente, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0065] Figura 51 ilustra outro circuito de receptor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0066] Figura 52 ilustra uma configuração de receptor que compreende indutores de recepção ortogonalmente espaçados um em relação ao outro e receptores correspondentes, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0067] Figura 53 ilustra uma configuração de receptor que compreende indutores de recepção ortogonalmente espaçados e receptores correspondentes, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0068] Figura 54 ilustra uma configuração de receptor que compreende múltiplos indutores de recepção L1-Ln e múltiplos receptores RXi-RXn, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0069] Figura 55 ilustra um circuito de receptor, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0070] Figura 56 é um gráfico de um espectro de transmissão de impulso de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0071] Figura 57 é um diagrama de tempo e polaridade de um protocolo de comunicação de impulso que pode ser gerado pelo circuito de acionamento de indutor de impulso mostrado nas Figuras 38-43, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0072] Figura 58 é um diagrama de tempo e polaridade de um protocolo de comunicação de impulso que pode ser recebido pelos circuitos de receptor mostrados nas Figuras 47-53, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0073] Figura 59 é um diagrama de tempo e polaridade de um protocolo de comunicação de impulso que pode ser recebido pelos circuitos de receptor mostrado nas Figuras 47-53, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0074] Figura 60 é um pacote de 40 bits recebido pelos circuitos de receptor mostrado nas Figuras 47-53, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0075] Figura 61 é um espectro fino de um pacote recebido pelos circuitos de receptor mostrado nas Figuras 47-53, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0076] Figura 62 é um gráfico que mostra um exemplo da sequência de pulsos de chip "zero", e um gráfico que mostra um exemplo da sequência de pulsos de chip "um".

[0077] Figura 63 mostra um gráfico de dados (0+1) combinados correlacionado com um com um gabarito, que ilustra como tanto frequência quanto alinhamento são encontrados: o pico mais alto determina ambos.

[0078] Figura 64 mostra representações gráficas do subchip "A" e do subchip "B" em gráficos anteriores.

[0079] Figura 65 é um gráfico que mostra como combinar subchips A e B de acordo com as descrições acima produz o chip "Zero" = [A B] e o chip "Um" = [B A].

[0080] Figura 66 é um gráfico que mostra como uma fatia combinada pode parecer com SNR = 5000.

[0081] Figura 67 mostra um gráfico de gabarito, o qual é produzido somando o subchip "A" e o subchip "B", e é utilizado nem decodificação para encontrar a frequência correta e o ponto de partida do pacote.

[0082] Figura 68 mostra um gráfico de uma convolução de baixo ruído típica para a fatia combinada de melhor coincidência; a soma de convolução de gabarito versus número de fatia.

[0083] Figura 69 mostra um gráfico de um espectro com SNR = 5000, o qual é um gráfico dos valores de convolução máximos para cada frequência assumida versus a frequência assumida.

[0084] Figura 70 mostra as pontuações de subchip "A" para cada fatia para o caso ruído muito baixo: (eixo geométrico X: número de fatia, eixo geométrico Y: valor de correlação).

[0085] Figura 71 mostra uma vista ampliada no início do pacote da pontuação de chip A: (eixo geométrico X: número de fatia, eixo geométrico Y: correlação para valor de "gabarito A").

[0086] Figura 72 mostra um gráfico de ambos os valores de correlação de subchip A e subchip B juntos.

[0087] Figura 73 mostra um gráfico dos valores de chip "zero" como uma função de número de fatia.

[0088] Figura 74 mostra um gráfico de ambas as pontuações de chip zero e um como uma função de número de fatia.

[0089] Figura 75 mostra um gráfico das pontuações de comprimento de bit versus número de fatia.

[0090] Figura 76 mostra um gráfico de um pacote de baixo ruído, com duas linhas: a linha que cai mais profunda é a pontuação de comprimento de bit e a linha mais rasa é o valor de bit como interpretado.

[0091] Figura 77 mostra quatro gráficos da fatia combinada melhor ajustada em diferentes razões de sinal para ruído.

[0092] Figura 78 mostra vários gráficos do "bestThisSums", o qual é o "somas melhor ajustadas" convolvido com o "gabarito" para vários SNR.

[0093] Figura 79 mostra vários gráficos de espectro em diferentes SNR.

[0094] Figura 80 mostra as pontuações de comprimento de bit utilizadas para decodificar com sucesso o pacote nestes vários níveis de SNR.

[0095] Figura 81 mostra os primeiros quatro chips "A" para um protocolo de pico adicional.

[0096] Figura 82 mostra um gráfico do sinal, como transmitido, assumindo 240 chips por símbolo.

[0097] Figura 83 mostra as pontuações de subchip "A" para cada fatia para o caso de ruído muito baixo.

[0098] Figura 84 mostra as pontuações de chip F para cada fatia para o caso de ruído muito baixo.

[0099] Figura 85 mostra um gráfico de todas as pontuações de chip A até W versus número de fatia.

[00100] Figura 86 mostra um gráfico de cada uma das pontuações de comprimento de símbolo versus número de fatia.

[00101] Figura 87 é um gráfico que mostra o pacote de baixo ruído (-5,5 dB).

[00102] Figura 88 mostra um exemplo de baixo ruído da frequência correta, que mostra uma primeira fatia combinada da fatia de comprimento de símbolo.

[00103] Figura 89 mostra a soma da segunda fatia combinada da fatia de comprimento de símbolo.

[00104] Figura 90 mostra dois gráficos da mesma soma de primeira fatia e segunda fatia, na presença de ruído, nos dois gráficos mostrados, respectivamente.

[00105] Figura 91 mostra o gabarito utilizado para as fatias de comprimento de símbolo.

[00106] Figura 92 ilustra a convolução da fatia combinada mostrada no gráfico 2270 com o gabarito mostrado na Figura 91.

[00107] Figura 93 mostra a convolução da fatia combinada mostrada no gráfico 2280 com o gabarito mostrado na Figura 91.

[00108] Figura 94 mostra o espectro: as somas das magnitudes dos dois picos para cada uma das fatias de comprimento de símbolo como uma função de frequência. Figura 95 mostra os espectros para tanto a análise de distensão/compressão de comprimento de quadro quanto análise de distensão/compressão de comprimento de símbolo.

[00109] Figura 96 mostra os resultados de uma corrida mais ruidosa, onde o gráfico mostra o espectro para as fatias de comprimento de quadro como uma função de frequência, e a SNR = -13,5 dB.

[00110] Figura 97 mostra o espectro para as fatias de comprimento de quadro como uma função de frequência, onde a SNR = -17,5 dB, mas com somente 120 chips por símbolo.

[00111] Figura 98 é a mesma 2- fatia, mesmo conjunto de dados que no gráfico 2280 (ver Figura 90), mas a uma frequência que é 10 unidades mais altas.

[00112] Figura 99 mostra a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB, mas a frequência está em 551 unidades ao invés de 501.

[00113] Figura 100 mostra um gráfico do espectro de frequência bruto para emulador de sensor a 228,6 mm (9 polegadas) do detector.

[00114] Figura 101 mostra um gráfico do espectro de frequência fino para emulador de sensor a 228,6 mm (9 polegadas) do detector.

[00115] Figura 102 mostra um gráfico da fatia de comprimento de quadro combinada do detector a 228,6 mm (9 polegadas) da fonte.

[00116] Figura 103 é um gráfico que mostra o BestSums utilizando dados reunidos a 228,6 mm (9 polegadas) da fonte.

[00117] Figura 104 é um gráfico que mostra os símbolos de pacote e forças utilizando dados reunidos a 228,6 mm (9 polegadas) da fonte.

[00118] Figura 105 é um gráfico que mostra o espectro de frequência bruto para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00119] Figura 106 mostra o espectro de frequência fino P3SS2 para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00120] Figura 107 mostra o espectro de frequência de quadro total fino para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00121] Figura 108 mostra um gráfico da fatia de quadro total melhor combinada juntamente com gabarito de melhor ajuste para um sinal recebido a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte.

[00122] Figura 109 é um gráfico que mostra o resultado de bestSums (resultado de convolução de gabarito com fatia combinada) para dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte.

[00123] Figura 110 é um gráfico que mostra os valores de símbolo e resultado de pacote para dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte.

[00124] Figura 111 é um gráfico que mostra BestSums utilizando dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00125] Na descrição detalhada seguinte referência e feita aos desenhos os quais formam uma sua parte. Nos desenhos, símbolos e caracteres de referência similares tipicamente identificam componentes similares através de todas as diversas vistas, a menos que o contexto dite de outro modo. Os aspectos ilustrativos descritos na descrição detalhada, desenhos, e reivindicações, não pretendem ser limitantes. Outros aspectos podem ser utilizados, e outras mudanças podem ser feitas, sem afastar do espírito ou escopo do assunto aqui apresentado.

[00126] Antes de explicar os vários aspectos de perceber e detectar identificadores ingeríveis utilizando sinais eletromagnéticos em detalhes, deve ser notado que os vários aspectos aqui descritos não estão limitados em sua aplicação ou utilização aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos acompanhantes e descrição. Ao invés, os aspectos descritos podem ser posicionados ou incorporados em outros aspectos, suas variações e modificações, e podem ser praticados ou executados em vários modos. Consequentemente, aspectos de identificadores de ingestão de percepção e detecção que utilizam sinais eletromagnéticos aqui descritos são ilustrativos em natureza e não pretendem limitar o seu escopo ou a aplicação. Mais ainda, a menos que de outro modo indicado, os termos e expressões aqui empregados foram escolhidos para o propósito de descrever os aspectos para a conveniência do leitor e não devem limitar o seu escopo. Mais ainda, deve ser compreendido que qualquer um ou mais dos aspectos descritos, expressões de aspectos e/ou seus exemplos, podem ser combinados com qualquer um ou mais dos outros aspectos descritos, expressões de aspectos, e/ou seus exemplos, sem limitação.

[00127] Também na descrição seguinte, deve ser compreendido que termos tais como frente, atrás, dentro, fora, topo, fundo e similares são palavras de conveniência e não devem ser consideradas como termos limitantes. A terminologia aqui utilizada não pretende ser limitante até o ponto em que os dispositivos aqui descritos, ou suas porções, podem ser anexados ou utilizados em outras orientações. Os vários aspectos serão descritos em mais detalhes com referência aos desenhos.

[00128] Como anteriormente descrito, meios convencionais de detectar um identificador ingerível incluem fazer um contato úmido com dois pontos da pele e medir a diferença de tensão induzida por correntes elétricas condutivas que fluem através do corpo do paciente após ativar do identificador ingerível. Fracos níveis fracos de sinal e forte ruído de fundo podem limitar a técnica de corrente condutiva e podem tornar a detecção e decodificação de sinais do identificador ingerível difíceis e computacionalmente intensivas. Mais ainda, em técnicas de percepção e detecção convencionais o sinal enfraquece conforme o receptor é movido afastando do abdômen para localizações tais como o pescoço, tórax ou peito, braço, pulso, coxa ou perna, por exemplo.

VISTA GERAL

[00129] Em vários aspectos, uma bobina eletromagnética na forma de um condutor elétrico tal como um fio na forma de uma bobina, espiral ou hélice pode ser empregada para gerar sinais eletromagnéticos. As correntes elétricas geradas em bobinas eletromagnéticas interagem com campos magnéticos em dispositivos tais como indutores e bobinas de sensor. Ou uma corrente elétrica é passada através do fio da bobina para gerar um campo magnético, ou ao contrário, um campo magnético variável no tempo externo através do interior da bobina gera um EMF (tensão) no condutor. Como aqui abaixo descrito em mais detalhes, um sinal eletromagnético pode ser gerado por um indutor formado sobre um substrato semicondutor que compreende regiões de dispositivo ativas. Os elementos condutivos de indutor podem ser formados sobre uma camada dielétrica sobreposta a um substrato de semicondutor ou um substrato de vidro, por exemplo. Os elementos condutivos podem ser padronizados e gravados em uma forma desejada tal como uma espiral plana, por exemplo. Uma região do substrato abaixo de indutor pode ser removida para diminuir o fator Q indutivo. A revolução corrente em comunicações sem fio e a necessidade por menores dispositivos de comunicações sem fio geraram esforços significativos direcionados para a otimização e miniaturização de dispositivos eletrônicos de comunicações de rádio. Componentes passivos (tais como indutores, capacitores e transformadores) desempenham um papel necessário na operação destes dispositivos e assim esforços foram direcionados na direção de reduzir o tamanho e aperfeiçoar o desempenho e eficiência de fabricação de tais componentes passivos.

[00130] Os indutores e capacitores discretos são componentes eletromagnéticos passivos empregados em aplicações de corrente alternada e frequência de rádio, tal como osciladores, amplificadores e filtros de sinal, para prover efeitos dependentes de frequência. Especificamente, a tensão através de indutor é uma função do produto da indutância e a derivada tempo da corrente através de indutor. Um indutor convencional compreende uma pluralidade de enrolamentos que envolve um núcleo construído de um material ferromagnético ou isolante. Apesar de um núcleo de indutor não ser requerido, a utilização de um núcleo ferromagnético, por exemplo, aumenta o valor de indutância. A indutância é também uma função do número de espiras de bobina (especificamente, a indutância é proporcional ao quadrado do número de espiras) e a área de núcleo. Indutores discretos convencionais são formados como uma hélice (também referida como uma forma solenoidal) ou um toroide. O núcleo é tipicamente formado de ferro, cobalto ou níquel (ou uma liga ferromagnética) que compreende uma pluralidade de domínios magnéticos. A corrente suprida para o indutor induz um campo magnético no material de núcleo, causando um alinhamento de domínio e um aumente resultante na permeabilidade do material, a qual, por sua vez, aumenta a indutância.

[00131] Os desenvolvimentos na indústria de semicondutores têm sido ao longo dos anos direcionados em fabricar dispositivos de desempenho mais alto de tamanho decrescente. Um desafio do projeto e fabricação de circuito de semicondutor é a integração de capacitores e indutores de alto desempenho no dispositivo semicondutor. Idealmente, estes componentes são formados sobre uma área de superfície relativamente pequena de um substrato semicondutor, utilizando métodos e procedimentos que são convencionais na técnica de fabricação de semicondutor. No entanto, comparado com os tamanhos de característica e larguras de linhas de dispositivos ativos, os indutores e capacitores são grandes e não facilmente integrados em dispositivos semicondutor que tipicamente tem tamanhos característicos na faixa de submícron. Será apreciado que os indutores podem ser formados sobre um substrato de vidro ao invés de um substrato de semicondutor, por exemplo.

[00132] A maioria dos indutores formados sobre uma superfície de substrato de semicondutor ou vidro tem uma forma espiral, onde o plano da espiral é paralelo à superfície de substrato. Muitas técnicas são conhecidas por formar um indutor espiral, tal como mascaramento, padronização, e gravação de uma camada de material condutivo formada sobre a superfície de substrato. Múltiplos indutores espirais interconectados podem também ser formados para prover as propriedades indutivas desejadas e/ou para simplificar o processo de fabricação. Ver, por exemplo, Patente U.S. Número 6.429.504, que descreve um indutor espiral de múltiplas camadas e Patente U.S. Número 5.610.433, que descreve um indutor de alto valor com um alto fator Q formado de uma pluralidade de camadas com cada camada compreendendo duas ou mais. As bobinas nas várias camadas estão interconectadas em série de modo que a corrente flui através dos indutores na mesma direção, por exemplo.

[00133] O Q (ou fator de qualidade), uma importante figura de mérito de indutor importante é definida como a razão de reatância indutiva para resistência. Os indutores de alto Q (por exemplo, que têm uma baixa resistência) apresentam um estreito pico de Q como uma função da frequência de sinal de entrada, onde o pico ocorre na frequência ressonante de indutor. Indutores de alto Q são especialmente importantes para utilização em circuitos dependentes de frequência que operam com larguras de banda estreitas. Por exemplo, aumentando o Q para um indutor que opera em um oscilador diminui o ruído de fase de oscilador, e confina a frequência de oscilador a uma banda de frequências mais estreita. Como o valor Q é uma função inversa de resistência indutor, minimizar a resistência aumenta o Q. Uma técnica conhecida para minimizar a resistência aumenta a área de seção transversal do material condutivo que forma o indutor.

[00134] Vários aspectos da presente descrição alavancam fenômenos físicos alternativos para corrente condutiva convencional com base em técnicas de detecção de identificador ingerível. Em um aspecto, por exemplo, a presente descrição provê técnicas para percepção e detecção de identificadores ingeríveis que empregam a geração de campos eletromagnéticos pelas correntes elétricas induzidas no fluido estomacal pelo identificador ingerível, as quais se deslocam mais prontamente dentro e sobre a superfície do corpo. Um aparelho de recepção, a saber uma antena, tal como um indutor, pode ser empregado para receber o campo eletromagnético e convertê-lo para uma tensão. Tal tensão então pode ser recebida por qualquer meio adequado, tal como uma eletrônica discreta ou integrada. Ver Wang, Jianqing, Qiong Wang, Body Area Communications: Channel Modeling, Communication Systems, and EMC. Singapore: John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 2013, por exemplo, para uma discussão de técnicas de comunicação de área de corpo.

[00135] Para direcionalidade, de modo que o receptor de campo eletromagnético não capte sinais de pacientes adjacentes, uma blindagem magnética pode ser colocada no topo da antena de recepção (por exemplo, indutor). Confinando a antena entre a blindagem e o corpo, o receptor somente receberá campos que se deslocam dentro do corpo. Como um melhoramento, a blindagem pode ser feita como uma superfície parabólica, com a antena (indutor) colocada no ponto focal para melhorar a força de sinal como é feito em antenas de prato de satélite.

[00136] A Figura 1 ilustra um campo eletromagnético com base em um sistema de percepção e detecção 100, de acordo com um aspecto da presente descrição. A Figura 1 mostra um indivíduo 102 o qual recentemente engoliu um identificador ingerível 104. O identificador ingerível 104, como aqui abaixo descrito em mais detalhes, gera um sinal eletromagnético codificado quando este entra em contato com os fluidos gastrointestinais dentro do estômago do indivíduo 102. Apesar do sinal eletromagnético codificado poder ser configurado para representar muitas variáveis, em um aspecto, o sinal eletromagnético codificado representa um evento ingerível. Em um aspecto, um evento ingerível pode estar associado com indivíduo 102 tomando dosagem de medicação, tipo de medicação, ou quantidade de dosagem, ou suas combinações, entre outras variáveis.

[00137] A implementação do sistema 100 pode incluir muitas variações. Por exemplo, em um aspecto, um identificador ingerível, como descrito em conexão com as Figuras 4-9, pode ser empregado. Nesta implementação, o identificador ingerível é energizado quando este entra em contato com um fluido eletricamente condutivo e então gera um campo eletromagnético que pode ser detectado por uma antena de indutor, por exemplo. Esta técnica é vantajosa porque um campo eletromagnético tende a propagar melhor sobre a superfície da pele de um paciente se comparado com uma condução de corrente elétrica sobre a superfície da pele. O campo eletromagnético sobre a superfície da pele pode ser derivado com uma antena de indutor que tem N enrolamentos, onde N é um inteiro, e opcionalmente um núcleo de ferrite para aumentar a sensibilidade. Como o corpo do indivíduo 102, auxilia a propagação do campo eletromagnético, o sistema 100 provê uma flexibilidade adicional na localização e colocação da antena de indutor do identificador ingerível 104 e/ou do receptor 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 150, 152, por exemplo.

[00138] Em outro aspecto, o identificador ingerível pode incluir um amplificador para amplificar o sinal gerado pelo circuito de identificador ingerível. O enrolamento de indutor pode ser provido sobre o mesmo circuito integrado do identificador ingerível. Em outro aspecto, os enrolamentos de indutor podem ser impressos sobre uma membrana não condutiva interposta entre os eletrodos feitos de materiais dissimilares localizados sobre o identificador ingerível (por exemplo, uma saia). Em alguns aspectos, a antena de indutor pode ser impressa utilizando um material digerível condutivo ou sobre a membrana não condutiva ou o circuito integrado. Em outro aspecto, um enrolamento de indutor pode ser adicionado como um circuito integrado separado e acoplado no circuito de identificador ingerível. Mais ainda, o sistema 100 pode operar em várias frequências, tais como, por exemplo, 100 kHz a 1 MHz, o que pode prover oportunidades para reduzir o tamanho de indutor de transmissor e a antena de indutor de receptor. O limite de frequência superior pode ser detectado pelo limite no qual o corpo do indivíduo 102 começa a absorver a energia eletromagnética. Tal limite de frequência superior pode ser aproximadamente 400 MHz, sem limitação. Em outras implementações, a frequência de operação pode ser selecionada de 10 Mhz a 1 GHz, por exemplo.

[00139] Em vários aspectos, um indutor que tem N espiras pode ser posicionado sobre dois lados do circuito integrado de identificador ingerível. A excitação seria positiva sobre um lado e negativa sobre o outro lado para intensificar ou dobrar a potência de sinal. O identificador ingerível pode estar configurado para transmitir em múltiplas frequências, ao invés de uma única frequência, pela adição de múltiplos transmissores e múltiplos indutores, ou um único transmissor acoplado a múltiplos indutores através um multiplexador, ou um único transmissor e único indutor acoplados a múltiplos elementos de sintonização, tal como dois ou mais capacitores, através de um multiplexador. Em outros aspectos, materiais magnéticos, tal como um indutor de ferrite, por exemplo, podem ser depositados ou adicionados ao circuito integrado de identificador ingerível para aumentar a indutância de indutor de transmissão. Em outros aspectos, os eletrodos de identificador ingerível podem ser formados na forma de um indutor.

[00140] Em outros aspectos, o identificador ingerível pode estar configurado para se comunicar diretamente com um dispositivo de telecomunicação móvel, tal como um telefone móvel, telefone celular, ou smartphone provida disponibilidade de intensidade de sinal aumentada e consideração de segurança de dados.

[00141] The sinal eletromagnético página 17 emitido pelo identificador ingerível 104 pode ser detectado por um receptor associado com o indivíduo 102. Em vários aspectos, o identificador ingerível 104 e qualquer dos receptores 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 150, 152 podem ser configurados para comunicação em um sentido, e em alguns casos, dois sentidos. Os receptores 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 150, 152 podem ser configurados para perceber e detectar o identificador ingerível 104 e podem estar localizados sobre ou fora do corpo do indivíduo 102. Assim, os receptores 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 150, 152 podem estar localizados sobre o corpo do indivíduo 102, parcialmente ou totalmente implantados no indivíduo 102, ou podem estar localizados fora do indivíduo 102 mas próximos do indivíduo 102 de modo que um receptor possa prontamente detectar um sinal eletromagnético relativamente fraco.

[00142] Em um aspecto, um receptor 106 pode estar localizado em uma atadura e aderido no abdômen do indivíduo 102 ou qualquer lugar sobre o corpo inferior do indivíduo 102 para perceber e detectar o identificador ingerível 104 após o identificador ingerível ser ingerido pelo indivíduo 102. Em outro aspecto, um receptor 108 pode estar localizado em uma atadura e aderido no tórax, peito, ou porções de corpo superiores do indivíduo 102. Em ainda outro aspecto, um receptor 116 pode estar localizado sobre uma atadura ou colar e utilizado próximo ou ao redor do pescoço ou garganta, ou outro local sobre ou próximo da cabeça, do indivíduo 102. Em outro aspecto, um receptor 110 pode estar localizado em uma faixa de braço e utilizado ao redor do braço superior do indivíduo 102 próximo do ombro, por exemplo. Em outro aspecto, um receptor 112 pode estar localizado em um relógio e utilizado ao redor do pulso do indivíduo 102. Em ainda outro aspecto, um receptor 152 pode estar localizado em uma faixa de pulso e utilizado ao redor do pulso do indivíduo 102. Em ainda outro aspecto, um receptor 150 pode estar localizado em um cinto e utilizado ao redor da cintura do indivíduo 102. Em ainda outro aspecto, um receptor 114 pode estar localizado em uma faixa do tornozelo e utilizado ao redor do tornozelo do indivíduo 102 ou outras localizações sobre a perna do indivíduo 102. Em vários outros aspectos, um receptor pode estar localizado em qualquer local sobre ou próximo ao indivíduo 102. Em outro aspecto, um receptor 118 pode estar localizado fora do corpo, mas mais próximo do indivíduo 102. Por exemplo, o receptor 118 pode estar localizado dentro do bolso 120 de um vestuário 122 utilizado pelo indivíduo 102.

[00143] Os receptores 106, 108, 116 que estão acoplados diretamente no corpo do indivíduo 102, podem ser presos por um adesivo aplicado na superfície de contato de pele do receptor 106, 108, 116. Os receptores 110, 112, 152 que estão colocados ao redor do braço ou pulso do indivíduo podem incluir uma faixa ou fita para segurar o receptor 110, 112, 152 no lugar. Em um aspecto, o receptor 112 pode ter um fator de forma similar a um relógio de pulso. O receptor 118 pode estar posicionado frouxamente dentro do bolso 120 do vestuário 122 utilizado pelo indivíduo 102. O receptor 150 pode ser utilizado ao redor da cintura como um cinto.

[00144] Em presentes implementações de sistemas para percepção e detecção de identificadores ingeríveis sinais eletromagnéticos de baixa energia podem ser requeridos para limitar a propagação do campo além do corpo do indivíduo 102 para manter a privacidade das informações carregadas pelos sinais eletromagnéticos.

[00145] Em vários aspectos, uma blindagem eletromagnética ou "camisa" pode ser posicionada sobre a antena de indutor de receptor para blindar o receptor de ondas eletromagnéticas de fontes externas ao corpo do indivíduo 102. Em alguns aspectos, a blindagem pode ser formada como um refletor parabólico para focalizar o campo eletromagnético do corpo do indivíduo para dentro da antena de indutor de receptor. Em outros aspectos, dois indutores podem ser posicionados em uma orientação perpendicular ou ortogonal um em relação ao outro sobre o identificador ingerível para prover uma recepção mais não homogênea do sinal eletromagnético. Outras formas de antenas tal como antenas dipolo ou de atadura podem ser empregadas na técnica de receptor além da antena indutor.

[00146] A Figura 2 ilustra um indivíduo 102 que engoliu um identificador ingerível 104, de acordo com um aspecto da presente descrição. Quando o identificador ingerível 104 é imerso em fluidos eletrolíticos tipicamente encontrados dentro do estômago 132, uma bateria parcial interna é ativada para energizar os circuitos elétricos do identificador ingerível 104. Como mostrado, o identificador ingerível 104 está transmitindo um campo eletromagnético 136 dentro do corpo 130 do indivíduo 102. O identificador ingerível 104 inclui um indutor em um circuito ressonante para ajustar a frequência do campo eletromagnético 136. O campo eletromagnético 136 propaga através de todo o corpo 134 e propaga sobre a superfície do corpo 130 onde este pode ser detectado por um receptor 106 localizado próximo do abdômen do corpo 130. O receptor 106 compreende uma antena de indutor para detectar o campo eletromagnético 134. O identificador ingerível 104 inclui um circuito para codificar o campo eletromagnético 134 com informações programadas no identificador ingerível 104.

[00147] A Figura 3 ilustra um receptor 106 para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição, tal como o identificador ingerível 104 discutido em conexão com as Figuras 1 e 2. O receptor 106 compreende um circuito ressonante 140 e eletrônica de receptor 142 para processar o sinal eletromagnético codificado recebido do identificador ingerível. O circuito ressonante 140 pode compreender uma antena de indutor 144 e um capacitor de sintonização 146 para ressonar na frequência de operação.

TRANSMISSÃO POR IDENTIFICADOR INGERÍVEL

[00148] As Figuras 4A e 4B ilustram várias vistas de um identificador ingerível 200 que compreende um elemento eletricamente isolante 208, de acordo com um aspecto da presente descrição. O elemento eletricamente isolante 208 estende além das bordas externas do circuito integrado 202. A Figura 4B é uma vista em planta do identificador 200 mostrado na Figura 4A. Como mostrado na Figura 4A, o circuito integrado 202 compreende um eletrodo superior 204 composto de um primeiro material e um eletrodo inferior 206 composto de um segundo material, onde os primeiro e segundo materiais são dissimilares e têm um diferente potencial eletroquímico. Como mostrado na Figura 4B, o elemento eletricamente isolante 208 tem uma forma de disco. Com referência às Figuras 4A e 4B, os eletrodos superior e inferior 204, 206 e o circuito integrado 202 estão posicionados dentro ou próximo do centro do elemento eletricamente isolante em forma de disco 208. A distância da borda do elemento eletricamente isolante 208 para o perímetro do circuito integrado 202 e os eletrodos 204, 206 pode variar, e certos aspectos é ~ 0,05 mm ou mais, por exemplo, ~ 0,1 mm ou mais, incluindo ~ 1,0 mm ou mais, tal como ~ 5,0 mm ou mais e incluindo ~ 10 mm ou mais, onde a distância pode não exceder ~ 100 mm em certos aspectos. Um indutor ou elementos indutivos podem estar disposto sobre o elemento eletricamente isolante 208, aproveitando a vantagem da maior área de superfície disponível em relação à área de superfície disponível sobre o circuito integrado 202.

[00149] No exemplo mostrado nas Figuras 4A a 4B, os eletrodos superior e inferior 204, 206 têm uma configuração plana. Em outros aspectos, no entanto, os eletrodos 204, 206 podem ter qualquer forma conveniente, por exemplo, quadrado, disco, etc., plano ou de outro modo. O elemento eletricamente isolante em forma de disco 208 tem uma estrutura de disco plana, onde a borda do elemento eletricamente isolante 208 estende além da borda dos eletrodos superior e inferior planos 204, 206 e o circuito integrado 202. No exemplo apresentado, o raio do elemento eletricamente isolante 208 é maior que o raio dos eletrodos superior e inferior 204, 206, por exemplo, por ~ 1 mm ou mais, tal como por ~ 10 mm ou mais.

[00150] É notado que em qualquer dado exemplo, o elemento eletricamente isolante 208 pode ou não estender além da borda dos eletrodos 204, 206 ou do circuito integrado 202. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 4A a 4B, o elemento eletricamente isolante 208 estende além da borda dos eletrodos superior e inferior 204, 206 assim como do circuito integrado. No entanto, em outros exemplos, o elemento eletricamente isolante 208 pode definir uma borda proporcional à borda de um dos eletrodos, por exemplo, o eletrodo inferior 206, de modo que este não estenda além da borda de ambos os eletrodos 204, 206 ou do circuito integrado 202, onde o elemento eletricamente isolante 208 pode incluir uma borda que estenda além da borda do eletrodo superior 204, mas não além da borda do eletrodo inferior 206.

[00151] As Figuras 5-9 ilustram vários aspectos de sistemas de identificador ingerível 210, 220, 260 de acordo com vários aspectos da presente descrição. Os sistemas de identificador ingerível 210, 220, 260 mostrados nas Figuras 5-9 compreendem um comutador de semicondutor de estado sólido 400 acoplado a um indutor 401. O comutador de semicondutor de estado sólido 400 comuta energia (corrente CA ou CC) para o indutor 401 sob o controle de um dispositivo de controle eletrônico 218 (Figuras 5, 7, 8), 228 (Figura 6). Será apreciado que as Figuras 5-8 são de circuitos de diagrama de blocos simplificados e estão destinados para propósitos ilustrativos somente. Consequentemente, o comutador de semicondutor de estado sólido 400 e/ou o indutor 401 pode incluir circuitos ou subcircuitos adicionais.

[00152] Com referência às Figuras 5 e 7, o sistema de identificador ingerível 210 compreende um primeiro material 214 (metal 1) e um segundo material 216 (metal 2) aplicados na estrutura 212 de um dispositivo de controle 218. A saída do dispositivo de controle 218 está acoplada no comutador de semicondutor de estado sólido 400 o qual controla o fluxo de corrente através de indutor 401 para gerar um campo eletromagnético. Esta configuração provê uma bateria criada pelo primeiro material 214 (metal 1) e pelo segundo material 216 (metal 2) quando expostos a uma solução iônica. Assim, quando o sistema 210 está em contato com e/ou parcialmente em contato com um líquido eletricamente condutivo, um percurso de corrente 230, 250, como mostrado na Figura 7 por meio de exemplo, é formado através do líquido condutivo entre os primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216. A bateria aciona o dispositivo de controle 218, o que cria uma frequência oscilante controlando a corrente comutada dentro de indutor 401. A corrente oscilante flui através de indutor 401 quando o comutador 400 está fechado e gera um sinal eletromagnético de RF. O sinal eletromagnético de RF é propagado através do corpo do indivíduo e pode ser detectado por um dispositivo de receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal eletromagnético. Se uma transmissão for provida em uma energia alta o bastante, um dispositivo como pager que é utilizado pelo paciente detectará sempre que uma pílula for ingerida.

[00153] Com referência à Figura 5, os primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216 (metal 1 e metal 2) estão posicionados sobre suas extremidades opostas. O sistema de identificador ingerível 210 pode ser utilizado em associação com qualquer produto farmacêutico, como acima mencionado, para determinar quando um paciente toma o produto farmacêutico. Como acima indicado, o escopo da presente descrição não está limitado pelo ambiente e o produto que é utilizado com o sistema 210. Por exemplo, o sistema 210 pode ser colocado dentro de uma cápsula e a cápsula é colocada dentro do líquido condutivo. A cápsula então dissolveria ao longo de um período de tempo e liberaria o sistema 210 dentro do líquido condutivo. Assim, em um aspecto, a cápsula conteria o sistema 210 e nenhum produto. Tal cápsula pode então ser utilizada em qualquer ambiente onde um líquido eletricamente condutivo está presente e com qualquer produto. Por exemplo, a cápsula pode ser largada dentro de um contentor cheio de combustível de jato, água salgada, suco de tomate, óleo de motor ou qualquer produto similar. Mais ainda, a cápsula que contém o sistema 210 pode ser ingerida ao mesmo tempo que qualquer produto farmacêutico é ingerido de modo a registrar a ocorrência do evento, tal como quando o produto foi tomado.

[00154] No exemplo específico do sistema 210 mostrado na Figura 5 combinado com um produto farmacêutico, conforme o produto ou pílula é ingerido, o sistema 210 é ativado. Em um aspecto, o sistema 210 gera um sinal eletromagnético controlando a corrente acionada para dentro de indutor 401 pelo dispositivo de controle 400 para produzir um único sinal eletromagnético que é detectável com receptores aqui descritos, por meio disto significando que o produto farmacêutico foi tomado. A estrutura 212 é um chassi para o sistema 210 e múltiplos componentes estão fixados à, depositados sobre, ou presos na estrutura 212. Neste aspecto do sistema 210, um primeiro material digerível 214 está fisicamente associado com a estrutura. 212. O primeiro material 214 pode ser quimicamente depositado sobre, evaporado sobre, preso na, ou acumulado sobre a estrutura todos os quais podem ser aqui referidos como "depósito" com relação à estrutura 212. O primeiro material 214 é depositado sobre um lado da estrutura 212. Os materiais de interesse que podem ser utilizados como o primeiro material 214 incluem, mas não estão limitados a: Cu ou CuCI. O primeiro material 214 é depositado por deposição de vapor física, eletrodeposição, ou deposição de plasma, entre outros protocolos. O primeiro material 214 pode ter de aproximadamente ~ 0,05 a aproximadamente ~ 500 pm de espessura, tal como de aproximadamente ~ 5 a aproximadamente ~100 pm de espessura. A forma é controlada por deposição de máscara de sombra, ou foto litografia e gravação. Mais ainda, apesar de somente uma região ser mostrada para depositar o material, cada um dos sistemas 210 pode conter duas ou mais regiões eletricamente únicas onde o material 214 pode ser depositado, como desejado.

[00155] Em um lado diferente, o qual é o lado oposto como mostrado na Figura 5, outro segundo, material digerível 216 é depositado, de modo que os primeiro e segundo materiais 214, 216 são dissimilares. Apesar de não mostrado, o lado diferente selecionado pode ser o lado próximo do lado selecionado para o primeiro material 214. O escopo da presente descrição não está limitado pelo lado selecionado e o termo "lado diferente" pode significar qualquer um dos múltiplos lados que são diferentes do primeiro lado selecionado. Mais ainda, apesar da forma do sistema ser mostrada como um quadrado, a forma pode ser qualquer forma geometricamente adequada. Os primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216 são selecionados de modo que estes produzam uma diferença de potencial de tensão quando o sistema 210 está em contato com um líquido eletricamente condutivo, tal como fluidos corporais. Os materiais de interesse para o material 216 incluem, mas não estão limitados a: Mg, Zn, ou outros metais eletronegativos. Como acima indicado com relação ao primeiro material 214, o segundo material 216 pode ser quimicamente depositado sobre, evaporado por sobre, preso na, ou acumulado sobre a estrutura. Também, uma camada de adesão pode ser necessária para ajudar o segundo material 216 (assim como o primeiro material 214 quando necessário) a aderir na estrutura 212. Camadas de adesão típicas para o material 216 são Ti, TiW, Cr ou um material similar. O material do ânodo e a camada de adesão podem ser depositados por deposição de vapor física, eletrodeposição ou deposição de plasma. O segundo material 216 pode ser de aproximadamente ~ 0,05 a aproximadamente ~ 500 pm de espessura, tal como de aproximadamente ~ 5 a aproximadamente ~ 100 pm de espessura. O escopo da presente descrição, no entanto, não está limitado pela espessura de qualquer dos materiais nem pelo tipo de processo utilizado para depositar ou prender os materiais na estrutura 212.

[00156] Assim, quando o sistema 210 está em contato com um líquido eletricamente condutivo, um percurso de corrente, um exemplo está mostrado na Figura 7, é formado através do líquido condutivo entre os primeiro e segundo materiais 214, 216. O dispositivo de controle 218 está preso na estrutura 212 e eletricamente acoplado nos primeiro e segundo materiais 214, 216. O dispositivo de controle 218 inclui um circuito eletrônico, por exemplo, lógica de controle que é capaz de controlar e alterar a condutância entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 assim como um circuito eletrônico para acionar uma corrente através de indutor 401 para gerar um sinal eletromagnético único que é codificado para prover um identificador único que corresponde ao sistema 210 e/ou ao produto que o sistema 210 está preso ou combinado com.

[00157] O potencial de tensão criado entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 provê a energia para operar o sistema 210 incluindo o dispositivo de controle 218 e o indutor 401. Em um aspecto, o sistema 210 opera no modo de corrente contínua (CC). Em um aspecto alternativo, o sistema 210 controla a direção da corrente de modo que a direção de corrente é invertida em um modo cíclico, similar ao modo de corrente alternada (CA). Conforme o sistema atinge o fluido eletricamente condutivo ou o eletrólito, onde o fluido ou componente de eletrólito está provido por um fluido fisiológico, por exemplo, ácido estomacal, o percurso para fluxo de corrente entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 é completado externo ao sistema 210; o percurso de corrente através do sistema 210 é controlado pelo dispositivo de controle 218. O completamento do percurso de corrente permite que a corrente flua e por sua vez um receptor, não mostrado, pode detectar a presença da corrente e reconhecer que o sistema 210 foi ativado e o evento desejado está ocorrendo ou ocorreu.

[00158] Em um aspecto, os dois materiais 214, 216 são similares em função aos dois eletrodos necessários para uma fonte de energia de corrente contínua (CC), tal como uma bateria. O líquido eletricamente condutivo atua como o eletrólito necessário para completar a fonte de energia. A fonte de energia completada descrita é definida pela reação química física entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 do sistema 210 e os fluidos circundantes do corpo. A fonte de energia completada pode ser vista como uma fonte de energia que explora eletrólise reversa em uma solução iônica ou condutiva tal como fluido gástrico, sangue, ou outros fluidos corporais e alguns tecidos. Mais ainda, o ambiente pode ser algo diferente de um corpo e o líquido pode ser qualquer líquido condutivo. Por exemplo, o fluido eletricamente condutivo pode ser água salgada ou uma tinta à base de metal.

[00159] Em certos aspectos, os dois materiais 214, 216 podem ser blindados do ambiente circundante por uma camada de material adicional. Consequentemente, quando a blindagem é dissolvida e os dois materiais dissimilares são expostos ao local alvo, um potencial de tensão é gerado.

[00160] Referindo ainda à Figura 5, os primeiro e segundo materiais 214, 216 proveem o potencial de tensão para ativar o dispositivo de controle 218. Uma vez que o dispositivo de controle 218 é ativado ou ligado, o dispositivo de controle 219 pode alterar a condutãncia através de indutor 401 em um modo único para produzir um sinal eletromagnético único. Alterando o fluxo de corrente através de indutor 401, o dispositivo de controle 218 está configurado para controlar a magnitude, fase, ou direção da corrente através de indutor 401. Isto produz uma assinatura eletromagnética única que pode ser detectada e medida por um receptor (não mostrado), o qual pode estar posicionado interno, externo, parcialmente interno, ou parcialmente externo ao corpo de um paciente.

[00161] Mais ainda, os elementos eletricamente isolantes 215, 217 podem estar dispostos entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 e podem estar associados com, por exemplo, presos na, estrutura 212. Várias formas e configurações para os elementos eletricamente isolantes 215, 217 são contempladas como dentro do escopo da presente descrição. Por exemplo, o sistema 210 pode estar circundado inteiramente ou parcialmente pelos elementos eletricamente isolantes 215, 217 e os elementos eletricamente isolantes 215, 217 podem estar posicionados ao longo de um eixo geométrico central do sistema 210 ou fora de centro em relação a um eixo geométrico central. Assim, o escopo da presente descrição como aqui reivindicada não está limitado pela forma ou tamanho da membrana não condutiva 215, 217. Mais ainda, em outros aspectos, os primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216 podem estar separados por uma membrana que está posicionada em qualquer região definida entre os primeiro e segundo materiais 214, 216.

[00162] Em vários aspectos, o indutor 401 pode incluir um número predeterminado de enrolamentos e pode ser um circuito integrado com a estrutura 212 ou o dispositivo de controle 218. Os enrolamentos de indutor 401 podem ser formados ou sobre o substrato da estrutura 212 ou o dispositivo de controle 218 pode ser impresso sobre os elementos eletricamente isolantes 215, 217 interpostos entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 localizados sobre o identificador ingerível 210. Em alguns aspectos, o indutor 401 pode ser impresso utilizando um material digerível condutivo ou sobre os elementos eletricamente isolante 215, 217 ou sobre o dispositivo de controle integrado 218. Em outro aspecto, um enrolamento de indutor pode ser adicionado como um circuito integrado separado acoplado no dispositivo de controle de identificador ingerível 218.

[00163] A corrente condutiva gerada pelo identificador ingerível 210 pode ser roteada através de indutor 401 pelo comutador 400 por meio de um comutador ou matriz de comutação, como mostrado nas Figuras 21, 21A que mostram uma disposição de indutor de extremidade única 420 e circuito de acionamento 500 e as Figuras 22, 22A que mostram uma disposição de indutor de ponte-H push-pull 504 e um circuito de acionamento 502, por exemplo. Com referência de volta à Figura 5, o sistema 210 pode estar configurado para operar em várias frequências tal como, por exemplo, aproximadamente 100 kHz a aproximadamente 1 MHz, o que pode prover oportunidades para reduzir o tamanho de indutor de transmissor e a antena de indutor de receptor. O limite de frequência superior pode ser detectado pelo limite no qual o corpo do indivíduo 102 (Figura 1) começa a absorver a energia eletromagnética. Tal limite de frequência superior pode ser aproximadamente 400 MHz, sem limitação.

[00164] A Figura 6 apresenta um identificador ingerível 220 que compreende um primeiro material 224 (metal 1) e um segundo material 226 (metal 2) aplicados na estrutura 222 de um dispositivo de controle eletrônico 228. A saída do dispositivo de controle 228 está acoplada no comutador de semicondutor de estado sólido 400 o qual controla o fluxo de corrente através de indutor 401 para gerar um campo eletromagnético. Esta configuração provê uma bateria criada pelo primeiro material 224 (metal 1) e o segundo material 226 (metal 2) quando exposto a uma solução iônica. A bateria aciona o dispositivo de controle 228, o que cria uma frequência oscilante controlando a corrente comutada para dentro de indutor 401. A corrente oscilante flui através de indutor 401 quando o comutador 400 é fechado e gera um sinal eletromagnético de RF. O sinal eletromagnético de RF é propagado através do corpo do indivíduo e pode ser detectado por um dispositivo de receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal eletromagnético. Se uma transmissão for provida em uma energia alta o bastante, um dispositivo como pager que é utilizado pelo paciente detectará sempre que uma pílula for ingerida.

[00165] A estrutura 222 do sistema 220 ilustrada na Figura 6 é similar à estrutura 212 do sistema 210 mostrado na Figura 5. Neste aspecto do sistema 220, um material digerível ou dissolvível 224 é depositado sobre uma porção de um lado da estrutura 222. Em uma diferente porção do mesmo lado da estrutura 222, outro material digerível ou dissolvível 226 é depositado, de modo que os dois materiais 224, 226 são dissimilares. Mais especificamente, os primeiro e segundo materiais 224, 226 são selecionados de modo que estes gerem uma diferença de potencial de tensão quando em contato com um líquido eletricamente condutivo, tal como fluidos corporais.

[00166] O dispositivo de controle 228 está preso na estrutura 222 e eletricamente acoplado nos materiais dissimilares 224, 226. O dispositivo de controle 228 inclui um circuito eletrônico que é capaz de controlar parte do percurso de condutância entre os materiais 224, 226 Os materiais dissimilares 224, 226 estão separados por um elemento não condutivo (eletricamente isolante) 229. Vários exemplos do elemento eletricamente isolante 229 estão descritos na Patente U.S. Número 8.545.402, depositada em 27 de abril de 2010 e intitulada "MARCADORES DE EVENTO INGERÍVEIS ALTAMENTE CONFIÁVEIS E MÉTODOS PARA UTILIZAR OS MESMOS" e Patente U.S. Número 8.961.412 depositada em 25 de setembro de 2008 intitulada" DISPOSITIVO EM CORPO COM AMPLIFICAÇÃO DE SINAL DIPOLO VIRTUAL"; a descrição inteira de cada está aqui incorporada por referência.

[00167] Uma vez que o dispositivo de controle 228 é ativado ou ligado, o dispositivo de controle 228 pode alterar a condutância entre os materiais dissimilares 224, 226. Assim, o dispositivo de controle 228 é capaz de controlar a magnitude da corrente através do líquido eletricamente condutivo que circunda o sistema 220. Como acima indicado com relação ao sistema 210, uma assinatura de corrente única que está associada com o sistema 220 pode ser detectada por um receptor (não mostrado) para marcar a ativação do sistema 220. De modo a aumentar o "comprimento" do percurso de corrente o tamanho da membrana eletricamente isolante 229 é alterado. Quanto mais longo o percurso de corrente, mais fácil pode ser para o receptor detectar a corrente.

[00168] Em vários aspectos, como aqui abaixo descrito em mais detalhes, o sistema 220 pode compreender um indutor de transmissão 401 para gerar um campo eletromagnético. O indutor 401 pode incluir um número predeterminado de enrolamentos e pode estar integrado com o dispositivo de controle 228 do identificador ingerível 210. Em outro aspecto, os enrolamentos de indutor podem ser impressos sobre a membrana eletricamente isolante 229 interposta entre os eletrodos 224, 226. O indutor 401 pode ser impresso utilizando um material digerível condutivo ou sobre a membrana eletricamente isolante 229 ou pode ser integrado com o dispositivo de controle 228. Em outro aspecto, um enrolamento de indutor pode ser adicionado como um circuito integrado separado acoplado no dispositivo de controle de identificador ingerível 228. A corrente condutiva gerada pelo identificador ingerível 220 pode ser roteada através de indutor 401 pelo comutador 400 antes da corrente ser roteada para o circuito de bateria do sistema 220. O sistema 220 pode estar configurado para operar em várias frequências, tal como, por exemplo, aproximadamente 100 kHz a aproximadamente 1 MHz, o que pode prover oportunidades para reduzir o tamanho de indutor de transmissor 401 e o antena de indutor de receptor. O limite de frequência superior pode ser detectado pelo limite no qual o corpo do indivíduo 102 (Figura 1) começa a absorver a energia eletromagnética. Tal limite de frequência superior pode ser aproximadamente 400 MHz, sem limitação.

[00169] A Figura 7 ilustra o sistema 210 mostrado na Figura 5 em um estado ativado e em contato com um líquido eletricamente condutivo, de acordo com um aspecto da presente descrição. O sistema 210 está aterrado através de um contato de terra 232. O sistema 210 também inclui um componente de sensor 254, que está descrito em maiores detalhes com relação à Figura 9. Percursos de íons ou corrente 230 são estabelecidos entre o primeiro material 214 e o segundo material 216 através do fluido eletricamente condutivo em contato com o sistema 210. O potencial de tensão criado entre o primeiro e o segundo materiais dissimilares 214, 216 é criado através de reações químicas entre o primeiro e o segundo materiais dissimilares 214, 216 e o fluido eletricamente condutivo.

[00170] A Figura 7A mostra uma vista explodida da superfície do primeiro material 214, de acordo com um aspecto da presente descrição. A superfície do primeiro material 214 não é plana, mas ao invés tem uma superfície irregular 234 como mostrado. A superfície irregular 234 aumenta a área de superfície do material e, com isto, a área que entra em contato com o fluido eletricamente condutivo. Será apreciado que o segundo material 216 mostrado na Figura 7 também pode ter uma superfície irregular.

[00171] Em um aspecto, na superfície do primeiro material 214, existe uma reação química entre o primeiro material e o fluido eletricamente condutivo circundante de modo que uma massa é liberada para dentro do fluido eletricamente condutivo. O termo "massa" como aqui utilizado refere-se a protões e neutrões que formam uma substância. Um exemplo inclui o instante onde o material é CuCI e quando em contato com o fluido eletricamente condutivo, CuCI torna-se Cu (sólido) e Cl- em solução. O fluxo de íons para dentro do fluido de condução está apresentado pelos percursos de íons 230. Em um modo similar, existe uma reação química entre o segundo material 216 e o fluido eletricamente condutivo circundante e íons são capturados pelo segundo material 216. A liberação de íons no primeiro material 214 e a captura de íons pelo segundo material 216 é coletivamente referida como a troca iônica. A taxa de troca iônica e, com isto, a taxa ou fluxo de emissão iônica, é controlada pelo dispositivo de controle 218. O dispositivo de controle pode aumentar ou diminuir a taxa de fluxo de íons alterando a condutância, o que altera a impedância, Entre o primeiro e o segundo materiais dissimilares 214, 216. Através do controle da troca de íons, o sistema 210 pode codificar informações no processo de troca iônica. Assim, o sistema 210 utiliza emissão iônica para codificar informações na troca iônica.

[00172] O dispositivo de controle 218 pode variar a duração de uma taxa de troca iônica fixa ou magnitude de fluxo de corrente enquanto mantendo a taxa uma magnitude quase constante, similar a quando a frequência é modulada e a amplitude é constante. Também, o dispositivo de controle 218 pode variar o nível da taxa de troca iônica ou a magnitude do fluxo de corrente enquanto mantendo a duração quase constante. Assim, utilizando várias combinações de mudanças em duração e alterando a taxa ou magnitude, o dispositivo de controle codifica informações no fluxo de corrente ou na troca iônica. Por exemplo, o dispositivo de controle 218 pode utilizar, mas não está limitado a qualquer das seguintes técnicas, a saber, Chaveamento de Deslocamento de Fase Binária (PSK), Modulação de frequência, Modulação de amplitude, chaveamento liga-desliga, e PSK com chaveamento liga-desliga.

[00173] Como acima indicado, os vários aspectos aqui descritos, tais como os sistemas 210, 220 das Figuras 5 e 6, respectivamente, incluem componentes eletrônicos como parte do dispositivo de controle 218 do sistema 210 ou do dispositivo de controle 228 do sistema 220. Os componentes que podem estar presentes incluem, mas não estão limitados a: elementos de lógica e/ou memória, um circuito integrado, um indutor, um resistor, sensores para medir vários parâmetros, indutores 400, circuitos ressonantes, e circuitos de acionamento para acionar o indutor e/ou os circuitos ressonantes. Cada componente pode estar preso na estrutura e/ou a outro componente. Os componentes sobre a superfície do suporte podem ser dispostos em qualquer configuração conveniente. Onde dois ou mais componentes estão presentes sobre a superfície do suporte sólido, interconexões podem ser providas.

[00174] Com referência agora à Figura 8, o sistema 260 inclui um componente de sensor de pH 256 conectado a um terceiro material 219, o qual é selecionado de acordo com o tipo específico de função de detecção sendo executada, de acordo com um aspecto da presente descrição. O componente de sensor de pH 256 está também conectado no dispositivo de controle 218. O terceiro material 219 está eletricamente isolado do primeiro material 214 por uma barreira não condutiva 235. Em um aspecto, o terceiro material 219 é platina. Em operação, o componente de sensor de pH 256 utiliza a diferença de potencial de tensão entre os primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216. O componente de sensor de pH 256 mede a diferença de potencial de tensão entre o primeiro material 216 e o terceiro material 219 e registra este valor para posterior comparação. O componente de sensor de pH 256 também mede a diferença de potencial de tensão entre o terceiro material 219 e o segundo material 216 e registra este valor para posterior comparação. O componente de sensor de pH 256 calcula o nível de pH do ambiente circundante utilizando os valores de potencial de tensão. O componente de sensor de pH 256 provê estas informações para o dispositivo de controle 218. O dispositivo de controle 218 está acoplado no comutador 400 e controla o fluxo de corrente através de indutor 401 para gerar um campo eletromagnético. Em um aspecto, o campo eletromagnético pode codificar as informações relevantes para o nível de pH na transferência iônica, a qual pode ser detectada por um receptor (não mostrado). Assim, o sistema 260 pode determinar e prover informações relativas ao nível de pH para uma fonte externa ao ambiente.

[00175] A Figura 9 ilustra uma representação de diagrama de blocos do dispositivo de controle 218, de acordo com um aspecto da presente descrição. O dispositivo de controle 218 inclui um componente de controle 242, um contador ou relógio 244, e uma memória 246. Mais ainda, o dispositivo de controle 218 está mostrado incluindo um componente de sensor 252 assim como o componente de sensor 254 o qual foi inicialmente referenciado na Figura 7. O componente de controle 242 tem uma entrada 248 eletricamente acoplada no primeiro material 214 e uma saída 250 eletricamente acoplada no segundo material 216. O componente de controle 242, o relógio 244, a memória 246, e os componentes de sensor 252/254 também têm entradas de energia (algumas não mostradas). A energia para cada um destes componentes é suprida pelo potencial de tensão produzido pela reação química entre os primeiro e segundo materiais 214, 216 e o fluido eletricamente condutivo, quando o sistema 210 (Figuras 1 e 7) está em contato com o fluido eletricamente condutivo. O componente de controle 242 controla a condutância através de lógica que altera a impedância total do sistema 210. O componente de controle 242 está eletricamente acoplado no relógio 244. O relógio 244 provê um ciclo de relógio para o componente de controle 242. Com base nas características programadas do componente de controle 242, quando um número determinado de ciclos de relógio passou, o componente de controle 242 altera a condutância do comutador 400 (Figuras 5, 7, 8) para controlar o fluxo de corrente através de indutor 401 (Figuras 5, 7, 8) para codificar informação em um campo eletromagnético. Este ciclo é repetido e por meio disto o dispositivo de controle 218 produz uma única característica de assinatura de corrente. O componente de controle 242 está também eletricamente acoplado na memória 246. Tanto o relógio 244 quanto a memória 246 estão alimentados pelo potencial de tensão criado entre os primeiro e segundo materiais 214, 216.

[00176] O componente de controle 242 está também eletricamente acoplado a e em comunicação com os primeiro e segundo componentes de sensor 252, 254. No aspecto mostrado, o primeiro componente de sensor 252 faz parte do dispositivo de controle 218 e o segundo componente de sensor 254 é um componente separado. Em aspectos alternativos, qualquer um dos primeiro e segundo componentes de sensor 252, 254 pode ser utilizado sem o outro e o escopo da presente descrição não está limitado pela estrutural ou localização funcional dos componentes de sensor 252 ou 254. Mais ainda, qualquer componente do sistema 210 pode ser funcionalmente ou estruturalmente movido, combinado, ou reposicionado sem limitar o escopo da presente descrição como reivindicado. Assim, é possível ter uma única estrutura, por exemplo, um processador, o qual está projetado para executar as funções de todos os seguintes componentes: o componente de controle 242, o relógio 244, a memória 246, e o componente de sensor 252 ou 254. Por outro lado, também está dentro do escopo da presente descrição ter cada um destes componentes funcionais localizados em estruturas independentes que estão conectadas eletricamente e capazes de comunicar.

[00177] Referindo novamente à Figura 9, os componentes de sensor 252, 254 podem incluir qualquer um dos seguintes sensores: temperatura, pressão, nível de pH e condutividade. Um nodo adicional pode estar configurado como um eletrodo de referência para permitir uma medição de ânodo e cátodo independentemente. Em um aspecto, os componentes de sensor 252, 254 reúnem informações do ambiente e comunicam as informações analógicas para o componente de controle 242. O componente de controle então converte as informações analógicas para informações digitais e as informações digitais são codificadas no campo eletromagnético. Em outro aspecto, os componentes de sensor 252, 254 reúnem informações do ambiente e convertem as informações analógicas para informações digitais e então comunicam as informações digitais para o componente de controle 242. No aspecto mostrado na Figura 9, o componente de sensor 254 está mostrado como sendo eletricamente acoplado nos primeiro e segundo materiais dissimilares 214, 216 assim como o dispositivo de controle 218. Em outro aspecto, como mostrado na Figura 9, o componente de sensor 254 está eletricamente acoplado no dispositivo de controle 218 em um diferente ponto de conexão que atua como tanto uma fonte para suprimento de energia para o componente do sensor 254 quanto um canal de comunicação entre o componente do sensor 254 e o dispositivo de controle 218.

[00178] Como acima indicado, o dispositivo de controle 218 pode ser programado com antecedência para emitir um sinal codificado eletromagnético predefinido. Em outro aspecto, o sistema pode incluir um sistema de receptor que pode receber informações de programação quando o sistema é ativado. Em outro aspecto, não mostrado, o comutador 244 e a memória 246 podem ser combinados em um dispositivo.

[00179] Além dos componentes acima, o sistema 210 (Figuras 5 e 7) também pode incluir um ou outro componente elétrico ou eletrônico. Componentes elétricos ou eletrônicos de interesse incluem, mas não estão limitados a: elementos de lógica e/ou de memória adicionais, por exemplo, na forma de um circuito integrado; um dispositivo de regulação de energia, por exemplo, bateria, célula de combustível ou capacitor; um sensor, um estimulador, etc.; um elemento de transmissão de sinal, por exemplo, na forma de uma antena, eletrodo, indutor, etc.; um elemento passivo, por exemplo, um indutor, resistor, etc.

[00180] A Figura 10 ilustra um primeiro componente 403, que compreende um indutor 402, de acordo com um aspecto da presente descrição. O primeiro componente 403 está configurado em associação com um circuito integrado 404 que tem uma camada de cátodo (não mostrada) no topo do circuito integrado 404. O componente de circuito integrado 404 está associado com um identificador ingerível, tal como um identificador ingerível 270 mostrado nas Figuras 12 e 13, por exemplo. Retornando à Figura 10, o componente de circuito integrado 404 é, por exemplo, entre 10 micrômetros e 10 milímetros sobre um lado, tal como 100 micrometres a 5 milímetros, por exemplo um milímetro em um lado, tendo um cátodo sobre um primeiro lado (não mostrado) e um ânodo sobre um segundo lado (não mostrado). O indutor 402 pode ser formado pode deposição, gravação, ou impressão de uma camada de metal padronizada sobre o circuito integrado 404. O indutor 402 pode compreender um denso padrão de metal que define um desenho de múltiplas espiras, padronizado em espiral. A camada metálica tem fendas cortadas na mesma, tal como um único corte de fenda espiral. Em outros aspectos, o indutor 402 pode ser um solenoide ou um solenoide com uma ferrita, sem limitação. O indutor 402 é um componente de um circuito ressonante acoplado a um circuito de acionamento para gerar um sinal elétrico que oscila dentro de indutor 402.

[00181] A Figura 11 ilustra um segundo componente 406 que compreende um indutor 408, de acordo com um aspecto da presente descrição. O segundo componente 406 está configurado em associação com um circuito integrado 410 (circuito integrado ou eletrodo flexível). O componente de circuito integrado 410 é, por exemplo, entre 10 micrometres e 10 milímetros em um lado, tal como 100 micrômetros a 5 milímetros, por exemplo um milímetro em um lado, que tem um cátodo sobre um primeiro lado (não mostrado) e um ânodo sobre um segundo lado (não mostrado). O circuito integrado 410 está embutido em uma membrana não condutiva 412 pela qual uma transmissão condutiva é gerada por corrente modulada. O indutor 408 corre ao longo, isto é, está associado com o perímetro do circuito integrado 410. O indutor 408 inclui, por exemplo, uma bobina de múltiplas espiras/múltiplas camadas. Em um aspecto, o indutor 408 é relativamente pequeno. Em vários aspectos, uma camada isolante (não mostrada) está introduzida sobre o indutor 408 para estender o alcance. Por exemplo, a camada isolante inclui diversas centenas de microns de plástico sobre o indutor 408.

[00182] Com referência às Figuras 10 e 11, em vários aspectos, o indutor 402, 408 pode estar configurado de acordo com qualquer padrão e/ou localização respectivo ao sistema de informática farmacêutica do ciclo de vida. Os padrões incluem, por exemplo, espirais, rabiscos, curvas, curvas múltiplas, retas, curvas, camada única, multicamadas, e outros projetos e combinações de projetos.

[00183] A Figura 12 ilustra um identificador ingerível 270 que inclui um indutor 420, de acordo com um aspecto da presente descrição. Na Figura 12, o identificador ingerível 270 inclui um circuito integrado 272 e uma membrana não condutiva 274 (por exemplo, saia, elemento eletricamente isolante). O circuito integrado inclui tanto um componente de comunicação condutivo quanto um indutor 420.

[00184] A Figura 13 é uma vista em seção lateral do identificador injetável 270 mostrado na Figura 12. O identificador ingerível 270 é um circuito integrado 272 (também aqui referido como o identificador) assim como eletrodos superior e inferior 276, 278, onde os eletrodos superior e inferior 276, 278 são fabricados de materiais dissimilares e estão configurados de modo que quando do contato com fluido estomacal uma corrente corre através do circuito integrado 272 para fazer com que um ou mais blocos funcionais no circuito emita um sinal detectável. O identificador ingerível 270 inclui uma membrana não condutiva 274 (algumas vezes referida aqui como uma "saia" ou elemento eletricamente isolante), como anteriormente discutido. O identificador ingerível 270 inclui um elemento de indutor 420 formado acima de um dos eletrodos 276, como mostrado.

[00185] O identificador ingerível 270 pode ser utilizado em conjunto com receptores configurados para receber o campo eletromagnético gerado pelo componente de indutor 420. Um exemplo de um dispositivo médico acoplável é um transmissor/receptor, permanentemente associado com um corpo (tal como implantado em um corpo) ou removivelmente acoplável a uma porção externa de um corpo. O identificador ingerível 270 pode estar comunicativamente associado com um dispositivo de transmissão e/ou receptor. O dispositivo de transmissão/receptor inclui dispositivos dentro do corpo, dispositivos externos removivelmente ou permanentemente acopláveis no corpo, e dispositivos remotos, isto é, dispositivos não fisicamente associados com o corpo, mas capazes de comunicação com o Marcador de Evento Ingerível. Receptores de interesse estão aqui abaixo discutidos em mais detalhes em conexão com as Figuras 3, 47, 49, e 50-55, por exemplo.

[00186] Vários aspectos dos dispositivos e sistemas, incluindo pílulas e embalagens habilitadas um comunicação, permitem a identificação do identificador ingerível 270 e qualquer sua medicação (se presente). "Pílula", como abaixo utilizado é representativa de qualquer medicação habilitada em comunicação. A embalagem de identificador ingerível 270 inclui, por exemplo, uma embalagem "blister"capaz de alojar um identificador ingerível individual (tal como uma pílula ou um número limitado de pílulas ou cápsulas). A embalagem de identificador ingerível 270 ainda inclui contentores, caixas, invólucros, bolsas IV, e assim por diante associadas com a medicação.

[00187] Em vários aspectos, os componentes de comunicação podem ser soberanos para a pílula. Em outros aspectos, os componentes de comunicação podem ser distribuídos, por exemplo, fisicamente associados com a embalagem assim como o componente ingerível, tal como uma pílula ou cápsula.

[00188] Uma vez que o identificador ingerível 270 atinge o ambiente do paciente, informações associadas com o identificador ingerível podem ser utilizadas para uma variedade de propósitos. Por exemplo, o identificador ingerível 270 pode interoperar com um contentor do identificador ingerível 270 e com um receptor assegurar que a pessoa que tenta abrir o contentor de identificador ingerível é realmente a pessoa para quem este está prescrito. Atividades de comunicação adicionais incluem um sistema de controle de informações, no qual informações de medicação associadas com o identificador ingerível 270 são comparadas em relação a dados de pacientes recebidos de uma ou múltiplas fontes para determinar, por exemplo, se uma medicação é contraindicada, sujeita a quantidades de dosagem e tempos apropriados ou outros eventos e/ou condições.

[00189] Após a ingestão do paciente, as informações armazenadas no identificador ingerível 270 podem ser recuperadas de um ou mais dos componentes de comunicações. Por exemplo, capacidades de comunicação podem ser executadas após a ingestão através dos componentes de comunicação de campo eletromagnético, por exemplo, utilizando o receptor. Dados podem ser armazenados no identificador ingerível 270 e reprogramados com assinatura digital segura em cada transação.

[00190] Quando uma expulsão do paciente de um identificador ingerível 270 aconteceu, vários aspectos permitem a comunicação com um dispositivo tal como um sensor para determinar, por exemplo, dados relativos ao paciente ou à medicação, ou tempo de trânsito através do corpo. Alternativamente, em vários aspectos, os dados são apagados (ou vários componentes/subcomponentes associados com os dados são destruídos ou separados do sistema) para proteger as preocupações com a privacidade após a expulsão.

[00191] Tendo descrito o sistema de percepção e detecção de identificador ingerível eletromagnético em um nível geral em conexão com as Figuras 1-13, a descrição agora se volta para implementações específicas de um sistema de percepção e detecção de identificador ingerível eletromagnético que inclui (1) um circuito de impulsos de identificador ingerível e circuito de acionamento que compreende um indutor de baixa impedância, (2) o identificador ingerível e circuito ressonante de indutor combinados, (3) um sistema e protocolo de comunicação de impulso, e (4) várias configurações de receptor para receber o sinal eletromagnético transmitido pelo identificador ingerível.

[00192] As Figuras 14-18 ilustram várias configurações de um sistema de percepção e detecção de identificador ingerível eletromagnético, de acordo com vários aspectos da presente descrição. Cada um dos identificadores ingeríveis ilustrados nas Figuras 14-18 pode ser empregado como o componente de transmissão do sistema de percepção e detecção de identificador ingerível eletromagnético de acordo com vários aspectos da presente descrição.

[00193] A Figura 14 ilustra um aspecto do identificador ingerível 200 mostrados nas Figuras 4A e 4B de acordo com um aspecto da presente descrição. O identificador ingerível 200 compreende um circuito integrado 202 e uma membrana não condutiva 208 posicionada entre os materiais dissimilares 204, 206 (Figura 4A) providos sobre o circuito integrado 202. Como aqui descrito, os materiais dissimilares 204, 206 geram um potencial de tensão para alimentar quando o identificador ingerível 200 está imerso em um fluido eletricamente condutivo. Em um aspecto, o identificador ingerível 200 mostrado na Figura 14 pode estar configurado no modo descrito em conexão com as Figuras 5-9. Em outras palavras, o identificador ingerível 200 pode ser empregado no sistema de percepção e detecção baseado em campo eletromagnético como aqui descrito gerando um sinal codificado dentro do corpo do indivíduo mostrado nas Figuras 1 e 2.

[00194] A Figura 15 ilustra um aspecto do identificador ingerível 270 mostrado nas Figuras 12-13, de acordo com um aspecto da presente descrição. O identificador ingerível 270 compreende um circuito integrado 272, uma membrana não condutiva 274, e um indutor 420 provido sobre o circuito integrado 272. Como aqui descrito, os materiais dissimilares 274, 276 (Figura 13) geram um potencial de tensão para alimentar o circuito integrado 272 quando o identificador ingerível 270 está imerso em um fluido condutivo. Em um aspecto, o identificador ingerível 272 pode estar configurado no modo descrito em conexão com as Figuras 12-13.

[00195] Com referência de volta à Figura 15, o indutor 420 pode ser padronizado como mostrado nas Figuras 10 e 11, por exemplo, sem limitação. O indutor 420 é um componente de um circuito ressonante e é acionado por um componente de circuito de acionamento do circuito integrado 272. O circuito ressonante acionado gera um sinal eletromagnético que pode ser detectado por um receptor externo ao indivíduo.

[00196] Em um aspecto, o identificador ingerível 270 está geralmente composto de uma única peça de material Si formado em um processo de fabricação semicondutor único. Consequentemente, os metais empregados no processo de fabricação de semicondutor utilizado para fazer o circuito integrado 272 podem ser empregados para fazer o identificador ingerível 270 e o indutor 420. Assim, o circuito ressonante que compreende o indutor 420 e um capacitor pode ser formado sobre o circuito integrado 272 durante o processo de fabricação de semicondutor.

[00197] O indutor 420 pode ser formado sobre o circuito integrado 272 do identificador ingerível 270 utilizando uma variedade de técnicas. Em um aspecto, o indutor 420 pode ser formado como (1) uma espiral do fundo do circuito integrado 272 para o topo do circuito integrado 272 onde as diferentes camadas estão interconectadas através de vias. Em outro aspecto, o indutor 420 pode ser formado como (2) uma primeira camada de metal sobre um lado do circuito integrado 272 de uma porção externa do circuito integrado 272 para uma porção interna e uma segunda camada de metal está formada sobre o topo da primeira camada de metal. O indutor 420 pode compreender quatro camadas empilhadas de indutores e oito diferentes nodos para acionar o indutor 420. Em outro aspecto, o indutor 420 pode ser formado como (3) dois indutores separados com uma derivação central para coincidir quaisquer degradações parasíticas no sinal.

[00198] A Figura 16 ilustra um identificador ingerível 280 que compreende um circuito integrado 282 e um componente de indutor separado 430 formado sobre um substrato separado 440, de acordo com um aspecto da presente descrição. Consequentemente, o identificador ingerível 280 pode ser fabricado em dois processos separados como dois substratos separados que são posteriormente interconectados. Em um aspecto, o identificador ingerível 280 compreende um circuito integrado 282, um componente de dispositivo passivo integrado (IPD) 450, e opcionalmente uma membrana não condutiva 288. O componente de IPD 450 é um dispositivo passivo que é integrado com o circuito integrado 282. O circuito integrado 282 compreende materiais dissimilares providos sobre o mesmo para gerar um potencial de tensão quando em contato com um fluido eletricamente condutivo, onde o potencial de tensão alimenta o circuito integrado 282, como descrito em conexão com as Figuras 4A-4B. e 5- 9. A membrana não condutiva 288 pode ser interposta entre os materiais dissimilares para estender o percurso do fluxo de corrente elétrica entre os materiais dissimilares. O indutor 430 sobre o componente de IPD 450 está formado sobre um substrato separado 440 e está eletricamente acoplado na saída do circuito 282.

[00199] O circuito integrado 282 pode ser fabricado utilizando um primeiro processo de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) sobre um único substrato de pastilha de Si 284. O indutor 430 e um capacitor podem ser fabricados utilizando um segundo processo sobre um segundo substrato de pastilha 440 para produzir o componente de IPD 450. O componente de IPD 450 pode empregar metais de alta qualidade para construir o indutor 430 sobre um substrato de matriz de circuito integrado (IC) secundário 440. A porção de circuito integrado 282 do identificador ingerível 280 e o componente de IPD 450 podem então ser empilhados juntos com um processamento adicional tal como deposição, perfuração, etc., se necessário. O processo geraria um único semicondutor (por exemplo, Si) de dois substratos de pastilha separados 284, 440. Os dois substratos de semicondutor separados 284, 440 podem ser combinados ou ligados utilizando várias técnicas tal como conexão molecular, por exemplo. Se a membrana não condutiva opcional 288 for empregada, o circuito integrado 282 pode estar localizado sobre a membrana não condutiva 288 (por exemplo, saia). Em outro aspecto, uma Camada de ReDistribuição (RDL) pode ser empregada para implementar o indutor 430. Em outro aspecto, o indutor pode ser formado sobre um substrato de vidro ao invés de um substrato de semicondutor.

[00200] A Figura 17 ilustra um identificador ingerível 290 que compreende um indutor 460 formado sobre uma membrana não condutiva 294, de acordo com um aspecto da presente descrição. O identificador ingerível 290 compreende um circuito integrado 292, uma membrana não condutiva 294, e um indutor 460 formado sobre a membrana não condutiva 294. O circuito integrado 292 compreende materiais dissimilares formados sobre o mesmo para gerar um potencial de tensão quando em contato com um fluido eletricamente condutivo e gerar uma corrente condutiva no fluido, como descrito em conexão com as Figuras 4A-4B e 5-9. A membrana não condutiva 294 está interposta entre os materiais dissimilares para estender o percurso do fluxo de corrente elétrica. O indutor 460 pode ser fabricado sobre a membrana não condutiva 294 utilizando vários processos tais como deposição, impressão e similares. O indutor 460 está eletricamente acoplado no circuito integrado 292.

[00201] A Figura 18 ilustra um identificador ingerível 295 que compreende um indutor 470 sobre um ou ambos os materiais dissimilares 274, 276 (Figura 13) após os materiais dissimilares 274, 276 serem depositados sobre o circuito integrado 272, de acordo com um aspeto da presente descrição. A porção de capacitor do circuito ressonante pode ser formada ou durante o processo de fabricação de semicondutor ou posteriormente. Em um aspecto, as pastilhas de semicondutor separadas podem ser ligadas juntas e conectadas aos materiais dissimilares do identificador ingerível (por exemplo, Mg e CuCI) através de um processo via Si e preenchido com cobre (Cu) metálico. O processo pode ser executado sobre um lado ou ambos os lados da matriz e então singulado para produzir componentes.

[00202] A Figura 19 é uma representação esquemática de um identificador ingerível 270 que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de indutor de extremidade única 500, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de extremidade única 500 está configurado para acionar o indutor 420. O circuito de acionamento 500 é alimentado pela bateria parcial 501 formada pelos materiais dissimilares 274, 276, como aqui anteriormente discutido em conexão com as Figuras 12-13, imerso em um fluido eletricamente condutivo. Um dispositivo de controle 422 controla o comutador SW o qual conectada em série com o indutor 420. O comutador SW compreende um terminal de entrada 424, um terminal de saída 426, e um terminal de controle 428. O dispositivo de controle 422 está acoplado no terminal de controle 428 do comutador SW para controlar a operação do comutador SW. Por exemplo, o dispositivo de controle 422 pode estar configurado para abrir e fechar o comutador SW para gerar uma corrente oscilante de RF através de indutor 420, o qual gera um sinal eletromagnético de RF. O comutador SW pode ser aberto e fechado em um modo predefinido para gerar um sinal eletromagnético de RF codificado. O sinal eletromagnético de RF pode ser transmitido através de tecidos corporais. O sinal F eletromagnético de R pode ser detectado por um dispositivo receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal magnético.

[00203] A Figura 20 é uma representação esquemática de um identificador ingerível 271 que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de indutor 502 do tipo de ponte H de push-pull 504, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de indutor 502 do tipo de ponte de push-pull 504 está configurado para acionar o indutor 420. O circuito de acionamento 502 é alimentado pela bateria parcial 501 formada pelos materiais dissimilares 274, 276, anteriormente discutidos em conexão com as Figuras 12 -13, imersos em um fluido eletricamente condutivo. O indutor 420 está conectado entre dois nodos da ponte H 504 que compreende pelo menos quatro comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 em uma configuração flutuante. Cada um dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 compreende um terminal de entrada, um terminal de saída, e um terminal de controle. Um dispositivo de controle 430 está acoplado no terminal de controle de cada um dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 para controlar a condutância dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4. Por exemplo, o dispositivo de controle está configurado para abrir e fechar os comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 em um modo predefinido para gerar uma corrente oscilante através de indutor 420, o qual gera um sinal magnético de RF codificado. Em um aspecto, dois dos comutadores SW1, SW2 na ponte H 504 são fechados de uma só vez para conduzir uma corrente (i)i através de indutor 420 enquanto os outros dois comutadores SW3, SW4 permanecem abertos. Então, dois dos comutadores SW3, SW4 na ponte H 504 são fechados de uma só vez para conduzir uma corrente (i)2 através de indutor 420 enquanto os outros dois comutadores SW1, SW2 permanecem abertos. O par de comutadores (SW1, SW2) e (SW3, SW4) estão alternadamente conectando o indutor 420 entre os terminais positivo e de retorno de bateria parcial 501 para alternadamente conduzir a corrente (i)i 1 e (i)2 através de indutor 420.

[00204] O dispositivo de controle 430 opera os comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 para conectar dois dos comutadores em série com o indutor 420 para um meio ciclo. Assim o dispositivo de controle 430 aciona o indutor 420 duas vezes por ciclo para dobrar o sinal enquanto colocando uma carga constante sobre a bateria 501. Por exemplo, em um aspecto, o dispositivo de controle opera dois dos comutadores SW1, SW2 em uma primeira fase ψi e os outros dois comutadores SW3, SW4 em uma segunda fase ψ2, onde a primeira fase ψi está 180° fora de fase com a segunda fase ψ2. Consequentemente, durante a primeira metade do ciclo, os comutadores SW1 e SW2 são fechados e os comutadores SW3 e SW4 são abertos para gerar uma primeira corrente (i)i através de indutor 420. Durante a segunda metade do ciclo, os comutadores SW3 e SW4 são fechados e os comutadores SW1 e SW2 são abertos para gerar uma segunda corrente (i)2 através de indutor 420 em uma direção oposta da primeira corrente (i)i. Em um ciclo, o indutor 420 é acionado por h e Í2 para dobrar o sinal de saída. Consequentemente, conforme o par de comutadores SW1, SW4 e SW2, SW3 são ciciados ligados e desligados pelo dispositivo de controle, uma corrente oscilante codificada através de indutor 420 é gerada, a qual por sua vez gera um sinal eletromagnético de RF que pode ser transmitido através de tecidos corporais. O sinal eletromagnético de RF pode ser detectado por um dispositivo de receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal magnético.

[00205] A Figura 21 é uma representação esquemática de um identificador ingerível 270 que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de um indutor de extremidade única 422, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de extremidade única para 422 está configurado para acionar o indutor 420. O circuito de acionamento 422 é alimentado por uma bateria parcial formada acoplando eletricamente os materiais dissimilares 274, 276 imersos em um fluido eletricamente condutivo, como anteriormente discutido em conexão com as Figuras 12-13. Como mostrado na Figura 21, a porção de bateria do identificador ingerível 270 é dividida de modo que a energia aplicada no dispositivo de controle 506 é isolada de energia a aplicada no indutor 420. O comutador SW compreende um terminal de entrada 507, um terminal de saída 509, e um terminal de controle 511. Um dispositivo de controle 506 está acoplado no circuito de acionamento de extremidade única 422, o qual está acoplado no terminal de controle 511 do comutador SW para controlar a condutância do comutador SW. Sob o controle do dispositivo de controle 506, o circuito de acionamento de extremidade única 422 opera o comutador SW conectado em série com o indutor 420. O comutador SW é aberto e fechado pelo dispositivo de controle 506 para gerar uma corrente oscilante codificada através de indutor 420, o qual gera um sinal eletromagnético de RF. O sinal eletromagnético de RF pode ser transmitido através de tecidos corporais com pouca ou nenhuma atenuação. O sinal magnético de RF pode ser detectado por um dispositivo de receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal magnético.

[00206] A Figura 21A é uma representação esquemática de um identificador ingerível 270A que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de indutor de extremidade única 422 onde uma primeira camada metálica 274 está dividida em duas regiões e uma segunda camada metálica 276 está dividida em duas regiões, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[00207] A Figura 22 é uma representação esquemática de um identificador ingerível 271 que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de indutor 502 do tipo de ponte H de push-pull 504, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de indutor 430 do tipo de ponte H de push-pull 504 está configurado para acionar o indutor 420. O circuito de acionamento 430 é alimentado pela bateria parcial formada pelos materiais dissimilares 274, 276 imersos em um fluido eletricamente condutivo, como anteriormente discutido em conexão com as Figuras 12-13. Como mostrado na Figura 22, a porção de bateria do identificador ingerível 270 é dividida de modo que a energia aplicada no dispositivo de controle 506 é isolada da energia aplicada no indutor 420. O indutor 420 está conectado entre dois nodos da ponte H 504 que compreende pelo menos quatro comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 em uma configuração flutuante. Em um aspecto, dois dos comutadores na ponte H 504 são fechados de uma só vez para permitir a corrente fluir através de indutor 420 enquanto os outros dois comutadores permanecem abertos, alternadamente conectando o indutor 420 entre os terminais positivo e de retorno de bateria. Cada um dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 compreende um terminal de entrada, um terminal de saída, e um terminal de controle. Um dispositivo de controle 506 está acoplado no circuito de acionamento de indutor 502 do tipo de ponte H de push-pull 504 o qual está acoplado nos terminais de controle dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 para controlar a condutância dos comutadores SW1, SW2, SW3, SW4.

[00208] Sob o controle do dispositivo de controle 506, o circuito de acionamento de indutor 430 do tipo de ponte de push-pull 504 opera os comutadores SW1, SW2, SW3, SW4 para conectar dois dos comutadores em série com o indutor 420 para um meio ciclo. Assim o indutor 420 é acionado duas vezes por ciclo para dobrar o sinal enquanto colocando uma carga constante sobre a bateria 501. Por exemplo, em um aspecto, o circuito de acionamento 430 opera dois dos comutadores SW1, SW2 em uma primeira fase ψi e os outros dois comutadores SW3, SW4 em uma segunda fase ψ2, onde a primeira fase ψi está 180° fora de fase com a segunda fase ψ2. Consequentemente, durante a primeira metade do ciclo, os comutadores SW1 e SW2 são fechados e os comutadores SW3 e SW4 são abertos para gerar uma primeira corrente (i)i através de indutor 420. Durante a segunda metade do ciclo, os comutadores SW3 e SW4 são fechados e os comutadores SW1 e SW2 são abertos para gerar uma segunda corrente (i)2 através de indutor 420 em uma direção oposta da primeira corrente (i)i. Assim em um ciclo, o indutor 420 é acionado por ii e Í2 para dobrar o sinal de saída. Consequentemente, conforme o par de comutadores (SW1, SW2) e (SW3, SW4) são ciciados ligados e desligados pelo dispositivo de controle 430, uma corrente oscilante codificada através de indutor 420 é gerada, a qual por sua vez gera um sinal eletromagnético de RF que pode ser transmitido através de tecidos corporais com pouca ou nenhuma atenuação. O sinal magnético de RF pode ser detectado por um dispositivo de receptor externo ou interno que tem um mecanismo de detecção de sinal magnético.

[00209] Os comutadores SW, SW1, SW2, SW3, SW4 descritos em conexão com as Figuras 19-22 podem ser implementados como elementos de comutação eletrônicos de estado sólido tais como elementos de comutação de semicondutor, que incluem, por exemplo, transístores, transistores de efeito de campo (FET), FETs de semicondutor de óxido de metálico (MOSFET), transístores de junção bipolar, e quaisquer seus equivalentes adequados.

[00210] A Figura 22A é uma representação esquemática de um identificador ingerível 271A que compreende um indutor 420 e um circuito de acionamento de indutor de tipo de ponte H de push-pull 430 onde uma primeira camada metálica 274 está dividida em duas regiões e uma segunda camada metálica 276 está dividida em duas regiões, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[00211] A Figura 23 ilustra um elemento indutivo 508 ou estrutura de indutor formado sobre uma subestrutura isolante 514, a qual pode ser empregada como o elemento indutivo em um circuito integrado de identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição. Por exemplo, um indutor do tipo plano 508 formado sobre um substrato de semicondutor 512. Como mostrado na Figura 23, tal estrutura de indutor de tipo plano 508 tipicamente tem uma configuração espiral a qual inclui uma fita ou espiral de metal condutivo 510 formada sobre um substrato de semicondutor 512 através de uma camada isolante 514 sobre o substrato. O valor de indutância de indutor de forma quadrada convencional mostrado na Figura 23 pode ser expresso como a seguinte equação: (1):

[00212] Onde L é a indutância (nH), d é um comprimento (mm) da dimensão mais externa da camada de metalização indutor de forma de espiral 510, pé uma largura (mm) da camada de metalização indutora de forma de espiral 510, q é o espaçamento (mm) entre duas regiões vizinhas da camada de metalização de forma de espiral 510, e r é uma razão de p/q, isto é, (p/q). Quando p=q, a equação acima é simplificada para a seguinte equação (2):

[00213] Por exemplo, se p=q=0,05 mm e d=0,5 mm, a indutância L é calculada da equação (1) ou (2) acima como aproximadamente 2 nH.

[00214] A construção de indutor plano 508 acima descrita aumenta o nível de integração para o circuito, reduzindo o número de elementos de circuito localizados fora do chip juntamente com a atendente necessidade para interconexões complexas. Recentemente, no entanto, para diminuir o tamanho e custo de fabricação de dispositivos de circuito integrado de semicondutor, não somente os componentes ativos (por exemplo, transistores), mas também componentes passivos (por exemplo, indutores e capacitores) foram requeridos serem miniaturizados cada vez mais. Consequentemente, para os indutores do tipo plano acima, tentativas foram feitas para resolver o requisito de miniaturização diminuindo o tamanho da camada de condutor de forma de espiral 510. Isto é, reduzindo o tamanho da largura p e do intervalo q-

[00215] Por exemplo, se p=0,006 mm, q=0,006 mm e d=0,15 mm, a indutância L é calculada da equação acima (1) para ser aproximadamente 2,5 nH. Se a camada de metalização em forma espiral ou camada de condutor 510 que tem esta dimensão é formada sobre um substrato de GaAs, a capacitância interlinhas C da camada de condutor 510 é igual a aproximadamente 0,06 pF. Este valor é obtido por uma aproximação das duas regiões vizinhas da camada de condutor de forma de espiral 510 como linhas de tira coplanares. A frequência de ressonância fo neste caso é aproximadamente igual a 12,5 GHz, onde fo é definida como a seguinte equação (3):

[00216] Para reduzir o tamanho de plano da metalização de indutor de forma de espiral ou camada de condutor 510 para, digamos, 70% de seu tamanho original, se os parâmetros acima forem designados como p= 0,0024 mm e q=0,001 mm, a indutância L pode ser mantida em aproximadamente 2,5 nH. No entanto, a capacitância interlinhas C do condutor 510 aumenta até aproximadamente 0,28 pF e, como um resultado, a frequência de ressonância fo diminuirá para aproximadamente 6,0 GHz, o qual é mais baixa do que o caso do tamanho original por aproximadamente 6,5 GHz. Consequentemente, com o indutor 508 mostrado na Figura 23, quando o intervalo q das regiões vizinhas da camada de condutor de forma de espiral 510 é diminuído para miniaturização, a capacitância interlinhas C aumentará e a frequência de ressonância fo diminuirá e, consequentemente, a frequência operacional máxima é diminuída.

[00217] A Figura 24 ilustra um elemento indutivo de múltiplas camadas 520 ou estrutura de indutor formado sobre uma subestrutura isolante 526, 528, o qual pode ser empregado como o elemento indutivo em um circuito integrado de identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição. Um exemplo de uma configuração de indutor de múltiplas camadas está ilustrado na Figura 24. Como visto na Figura 24, a estrutura de indutor de múltiplas camadas 520 é fabricada com um primeiro e segundo níveis de metalização que constituem respectivas seções de indutor em espiral 522, 524. Cada seção de indutor 522, 524 está formada sobre uma camada isolante 526, 528 correspondente, e está conectada extremidade para extremidade por uma via condutiva centralmente localizada 530. Em comparação com a estrutura plana 508 apresentada na Figura 23, a disposição de múltiplas camadas da Figura 24 provê um aumento substancial em indutância por área unitária, assim como uma redução na dimensão d.

[00218] As Figuras 25-27 ilustram uma configuração de indutor de duas camadas duas portas 600, de acordo com um aspecto da presente descrição. A configuração de indutor de duas camadas duas portas 600 do exemplo 250 ilustrada na Figura 25 compreende duas seções de indutor 602, 604 formadas sobre duas camadas isolantes correspondentes 608, 610 de um circuito integrado de semicondutor 601 e estão conectadas extremidade com extremidade por uma primeira via condutiva centralmente localizada 606. Duas portas A1 (Porta 1), A2 (Porta 2) para conectar o indutor 600 a outros elementos de circuito estão localizadas sobre uma camada superior 603 do circuito integrado de semicondutor 601. A segunda porta A2 da segunda seção de indutor 604 está conectada na camada superior 603 do circuito integrado de semicondutor 601 por uma segunda via condutiva localizada fora de centro 607. Apesar das Figuras 25-27 mostrarem um indutor de duas camadas duas portas 600, a presente descrição contempla um indutor de n camadas n portas que compreende uma pluralidade de n seções de indutor formadas sobre n camadas isolantes correspondentes de um circuito integrado de semicondutor de integrado interconectas em série, paralelo, ou qualquer sua combinação adequada por uma ou mais vias condutivas, onde n é um inteiro maior do que 2. Um exemplo de um indutor de múltiplas camadas com mais do que duas camadas está mostrado nas Figuras 28-30, as quais apresentam um indutor de quatro camadas duas portas que compreende seções de indutor 614, 616, 618, 620 formadas sobre camadas isolantes correspondentes 622, 624, 626, 628 de um circuito integrado de semicondutor e interconectadas extremidade com extremidade por uma via condutiva centralmente localizada.

[00219] A Figura 26 é um diagrama de indutor de duas camadas duas portas 600 mostrado na Figura 25, de acordo com um aspecto da presente descrição. O indutor de duas camadas duas portas 600 está mostrado como duas seções de indutor separadas 602, 604 para clareza de ilustração. A primeira seção de indutor 602 está formada sobre uma primeira camada isolante 608 e uma segunda seção de indutor 604 está formada sobre uma segunda camada isolante 610 de um circuito integrado de semicondutor 601. A primeira e segunda seções de indutor 602, 604 estão conectadas em série através de uma via condutiva 606 mostrada em linha tracejada. Conexões para as duas portas A1 (Porta 1), A2 (Porta 2) estão providas sobre uma camada superior 603 do circuito integrado de semicondutor 601. A conexão para a segunda porta A2 está provida através de uma via condutiva 607.

[00220] A Figura 27 é uma representação esquemática de indutor de duas camadas duas portas 600 mostrado nas Figuras 25 e 26, de acordo com um aspecto da presente descrição. A primeira seção de indutor 602 está designada como L1 e a segunda seção de indutor 604 está designada como L2. Extremidades B1, B2 das seções de indutor L1, L2 estão conectadas em série através de uma via condutiva 606. O indutor 600 pode estar acoplado a um elemento de circuito através das duas portas A1 (Porta 1), A2 (Porta 2). Como as seções de indutor 602, 604 (L1, L2) estão formadas como bobinas sobre camadas isolantes adjacentes 608, 610 de um circuito integrado de semicondutor 601, a corrente (i) que flui em uma seção de indutor 602 induz uma tensão na seção de indutor adjacente 604 por meio de indutância mútua. Como mostrado na Figura 27, a corrente (i) flui na mesma direção através da primeira e segunda seções de indutor 602, 604.

[00221] As Figuras 28-30 ilustram a configuração de indutor de quatro camadas duas portas 612, de acordo com um aspecto da presente descrição. A configuração de indutor de quatro camadas duas portas 612 ilustrada na Figura 28 compreende quatro seções de indutor 614, 616, 618, 620 formadas sobre quatro camadas isolantes correspondentes 622, 624, 626, 628 de um circuito integrado de semicondutor 611 e estão conectadas extremidade com extremidade através de vias condutivas 630, 632, 634, 635, de acordo com um aspecto da presente descrição. Duas portas A1 (Porta 1), A4 (Porta 2) estão providas sobre uma camada superior 613 do circuito integrado de semicondutor 611 para conectar o indutor 612 a outros elementos de circuito. A segunda porta A4 está acoplada na quarta seção indutor 620 e está conectada na camada superior 613 do circuito integrado de semicondutor 611 por uma via condutiva 634.

[00222] A Figura 29 é um diagrama de indutor de indutor de quatro camadas duas portas 612 mostrado na Figura 28 de acordo com um aspecto da presente descrição. O indutor de quatro camadas duas portas 612 está mostrado como quatro seções de indutor separadas 614, 616, 618, 620 para clareza de ilustração. Cada uma das seções de indutor 614, 616, 618, 620 está formada sobre uma camada isolante separada 622, 624, 626, 628 e está conectada em série através de vias condutivas 630, 632, 634, 635. Uma conexão entre A4 (Porta 2) para a camada superior 613 do circuito integrado de semicondutor 611 está provida através de uma via condutiva 635. Conexões para as portas A1 (Porta 1) e A4 (Porta 2) estão providas sobre uma camada superior 613 do circuito integrado de semicondutor 611.

[00223] A Figura 30 é uma representação esquemática de indutor de quatro camadas duas portas 612 mostrado nas figuras 28 e 29, de acordo com um aspecto da presente descrição. A primeira seção de indutor 614 está designada como L1, a segunda seção de indutor 616 está designada por L2, a terceira seção de indutor 618 está designada por L3 e a quarta seção de indutor 620 está designada como L4. As seções indutoras L1-L4 estão conectadas extremidade com extremidade em série através de vias condutivas 630, 632, 634. O indutor 612 pode estar acoplado a um elemento de circuito através das duas portas A1 (Porta 1), A4 (Porta 2). Como as seções de indutor 614, 616, 618, 620 (L1-L4) estão formadas como bobinas sobre camadas adjacentes 622, 624, 626, 628 de um circuito integrado de semicondutor 611, a corrente (i) que flui em uma seção de indutor 614 induz uma tensão em uma seção de indutor adjacente 616, e assim por diante, por meio de indutância mútua. Como mostrado na Figura 30, a corrente (i) flui na mesma direção através da primeira, segunda, terceira e quarta seções de indutor 614, 616, 618, 620 (L1-L4).

[00224] As Figuras 31-33 ilustram uma configuração de indutor de n camadas n portas 630, de acordo com um aspecto da presente descrição. A configuração de indutor de n camadas n portas 630 ilustrada na Figura 31 compreende n seções de indutor 633, 636, 637, 638 formadas sobre n camadas isolantes correspondentes 640, 642, 644, 646 de um circuito integrado de semicondutor 631 de acordo com um aspecto da presente descrição. Cada uma das n seções de indutor 633, 636, 637, 638, formadas sobre n camadas isolantes correspondentes separadas 640, 642, 644, 646 é uma imagem de espelho daquela acima desta. Como mostrado na Figura 31, as n seções de indutor 633, 636, 637, 638 não estão interconectadas, mas ao invés estão dispostas como n seções de indutor individuais 633, 636, 637, 638. As n seções de indutor 633, 636, 637, 638 podem estar interconectadas umas nas outras e outros circuitos em qualquer modo adequado por 2n portas A1 (Porta 1), B1 (Porta 2), A2 (Porta 3), B2 (Porta 4), A3 (Porta 5), B3 (Porta 6), An (Porta (2n-1)), Bn (Porta 2n).

[00225] A Figura 32 é um diagrama de indutor de n camadas n portas 630 mostrado na Figura 31, de acordo com um aspecto da presente descrição. O indutor de n camadas n portas 630 está mostrado como n seções de indutor separadas 633, 636, 637, 638 para clareza de ilustração. A primeira seção de indutor 633 está formada sobre uma primeira camada isolante 640, a segunda seção 636 está formada sobre uma segunda camada isolante 642, a terceira seção de indutor 637 está formada sobre uma terceira camada isolante 644, e a enésima seção de indutor 638 está formada sobre uma enésima camada isolante 646. Cada uma das seções de indutor define uma bobina que é uma imagem de espelho de uma bobina acima desta. As n seções de indutor 633, 636, 637, 638 não estão conectadas, mas ao invés são individualmente formadas. Os n pares de portas (A1 (Porta 1), B1 (Porta 2)), (A2 (Porta 3), B2 (Porta 4)), (A3 (Porta 5), B3 (Porta 6)), (An Portas (2n-1)), Bn (Portas 2n)) podem ser providas sobre n camadas isolante separadas para conectar as seções de indutor individual 630 a um circuito em qualquer configuração predeterminada.

[00226] A Figura 33 é uma representação esquemática de indutor de n camadas n portas 630 mostrado nas Figuras 31 e 30 de acordo com um aspecto da presente descrição. A primeira seção de indutor 633 está designada como L1, a segunda seção de indutor 636 está designada por L2, a terceira seção de indutor 637 está designada como L3, e a enésima seção de indutor 638 está designada como Ln. Como mostrado na Figura 33, as seções de indutor L1-Ln não estão interconectadas e podem ser individualmente acopladas a um elemento de circuito através dos n pares de portas (A1 (Porta 1), B1 (Porta 2)), (A2 (Porta 3)) , B2 (Porta 4)), (A3 (Porta 5), B3 (Porta 6)), (An (Porta (2n-1)), Bn (Porta 2n)) em qualquer configuração predeterminada. Como as seções de indutor 633, 636, 637, 638 (L1- Ln) são formadas como camadas isolantes adjacentes de bobinas individuais 640, 642, 644, 646 de um circuito integrado de semicondutor 631, a corrente que flui em uma seção de indutor 633 induz uma tensão em uma seção de indutor adjacente 636, e assim por diante, por meio de indutância mútua.

[00227] As Figuras 34-36 ilustram um indutor de duas camadas três portas 650 com uma configuração de conexão de derivação central 653, de acordo com um aspecto da presente descrição. O indutor de duas camadas três portas 650 com uma configuração de conexão de derivação central 653 ilustrada na Figura 34 compreende quatro seções de indutor 652, 662, 664, 654 formadas sobre duas camadas isolantes correspondentes 658, 660 de um circuito integrado de semicondutor 651 e estão conectadas extremidade com extremidade através de vias condutivas 653, 656, 657, 668. Três portas A1 (Porta 1), A4 (Porta 2), (Porta 3) para conectar o indutor 650 nos outros os elementos de circuito estão localizados sobre uma camada superior 655 do circuito integrado de semicondutor 651. Esta geometria permite a construção de duas camadas de bobinas simétricas com duas camadas de metal enquanto que as bobinas simétricas, derivadas centrais tradicionais requerem duas camadas por bobina. Consequentemente, a presente geometria provê mais espiras na mesma área de matriz.

[00228] A Figura 35 é um diagrama de indutor de duas camadas três portas 650 com uma conexão de derivação central 653 mostrado na Figura 34, de acordo com um aspecto da presente descrição. O indutor de duas camadas três portas 650 com uma conexão de derivação central 653 está mostrado como quatro seções de indutor separadas 652, 662, 664, 654 para clareza de ilustração. A primeira e segunda seções de indutor 652, 662 estão formadas sobre uma primeira camada isolante 658 e a terceira e quarta seções de indutor 664, 654 estão formadas sobre uma segunda camada isolante 660. A segunda seção de indutor 654 é uma imagem de espelho da primeira seção de indutor 652. A primeira, segunda, terceira e quarta seções de indutor 652, 662, 664, 654 estão conectadas em série através de vias condutivas 653, 656, 657, 668 mostradas em linha tracejada. As conexões para as três portas A1 (Porta 1), A4 (Porta 2), A2/A3 (Porta 3) podem ser providas sobre uma camada superior 655 do circuito integrado de semicondutor 651.

[00229] A Figura 36 é uma representação esquemática de indutor 650 mostrado nas Figuras 34 e 35, de acordo com um aspecto da presente descrição. No diagrama esquemático, a primeira seção de indutor 652 no indutor de duas camadas três portas 650 é referenciada como L1, a segunda seção de indutor 654 é referenciada como L2, a terceira seção de indutor 664 é referenciada como L3, e a quarta seção de indutor 654 é referenciada como L4. Os indutores L1, L2, L3, L4 estão conectados em série através de conexões 656, 657, 668. Como os indutores L1, L2, L3, L4 estão formados como bobinas 652, 654 sobre camadas adjacentes 658, 660 de um circuito integrado de semicondutor 651 a corrente que flui em uma bobina 652 induz uma tensão na bobina adjacente 654 por meio de indutância mútua. Como mostrado, a corrente (i) flui através de cada um dos indutores L1, L2, L3, L4 na mesma direção.

[00230] A Figura 37 é um diagrama esquemático de um circuito de acionamento de indutor ressonante (oscilatório) 700, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de indutor 700 adiciona uma resistência negativa (-R) utilizando transistores MOSFET de acoplamento cruzado 702, 704 que se manifesta como uma resistência negativa (-R) a qual provê um comportamento auto-oscilatório. A porta do primeiro transistor MOSFET 706 está acoplada no dreno 708 do segundo transistor MOSFET 704. Do mesmo modo, a porta 710 do segundo transistor MOSFET 704 está acoplada no dreno 712 do primeiro transistor MOSFET 702. Um indutor L compreende uma seção de indutor 714 similar às seções de indutor aqui descritas. Uma tensão de suprimento VDD está acoplada no indutor Leo substrato 716 está acoplado a Vss. O indutor L compreende duas portas P1 e P2 para conectar o indutor L a outros elementos de circuito tais como os transistores MOSFET de acoplamento cruzado 702, 704. No exemplo da Figura 37, o indutor L está acoplado através dos drenos 712, 712 dos primeiro e segundo transistores MOSFET 702, 704, onde a porta 1 (P1) de indutor L está acoplada no dreno 712 do primeiro transistor MOSFET 702 e a porta 2 (P2) de indutor L está acoplada no dreno 708 do segundo transistor MOSFET 704. Um capacitor C está acoplado através dos drenos 712, 712 dos primeiro e segundo transistores MOSFET 702, 704 para ajustar a frequência de oscilação do circuito de acionamento de indutor 700. Alternativamente, a capacitância parasitica de indutor L pode ser utilizada para ajustar a frequência de oscilação. Os transistores MOSFET de acoplamento cruzado 702, 704 proveem uma corrente que oscila dentro indutor L. Isto provê um Q razoável, definido como a perda de potência em um ciclo de potência comparado com a energia instituída no indutor L em um ciclo. Um Q suficientemente alto provê energia adequada armazenada no indutor L e provê uma corrente mais alta para fazer um sistema mais eficiente. Será apreciado que outros tipos de circuitos de resistência negativa podem ser empregados outros que aquele ilustrado na Figura 37.

[00231] A Figura 38 é um diagrama de blocos de um circuito de acionamento de indutor de impulso 720, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de indutor 720 é empregado para empurrar um sinal através das seções de indutor L1, L2, L3, L4 providas sobre camadas individuais de um circuito integrado de semicondutor. Ao invés de acoplar as seções indutor L1, L2, L3, L4 a um oscilador, um impulso de corrente é criado que decai exponencialmente com o tempo. A carga pode ser armazenada em um capacitor e pode ser descarregada. Como mostrado na Figura 38, o circuito de acionamento de indutor de impulso 720 compreende uma seção de duplicador de tensão de bateria 722 acoplada a um circuito gerador de pulso 724, o qual está acoplado a um circuito de descarga de bobina 726. No exemplo ilustrado na Figura 38, o circuito gerador de pulso 724 está acoplado a quatro circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732. Será apreciado, no entanto, que até n circuito de descarga de indutor podem estar acoplados no circuito gerador de pulso 724 sem afastar do escopo da presente descrição. Como aqui discutido, o circuito de acionamento de indutor 720 bombeia carga para dentro de um capacitor e então descarrega o capacitor dentro das seções de indutor L1, L2, L3, L4 sobre um ciclo de descarga muito curto em relação ao ciclo ativo.

[00232] Os circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732 estão acoplados no circuito gerador de pulso 724 em paralelo. Nesta configuração de "bomba de carga", as estruturas de circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732 estão providas em ramificações paralelas 734, 736, 738, 740 para prover quatro vezes a corrente ao invés de empilhá-las para prover quatro vezes a tensão. N camadas de indutores podem ser configuradas para prover N capacitores. As seções de indutor L1, L2, L3, L4 podem estar conectadas para serem monofásicas ao invés de corrente alternada (CA). Como aqui descrito, cada seção de indutor L1, L2, L3, L4 inclui duas portas P1 e P2 para acoplar as seções de indutor L1, L2, L3, L4 a circuitos de descarga de indutor correspondentes 726, 728, 730, 732.

[00233] A Figura 39 é um diagrama esquemático do circuito de acionamento de indutor de impulso 720 mostrado na Figura 38, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de acionamento de indutor 720 é empregado para empurrar um sinal através das seções de indutor L1, L2, L3, L4, providas sobre camadas individuais de um circuito integrado de semicondutor. O circuito duplicador de tensão de bateria 722 quadruplica a tensão de bateria VBAT, a qual é aplicada a cada um dos circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732. O circuito gerador de pulso 724 aplica impulsos a cada um dos circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732, os quais acionam as seções de indutor correspondentes L1, L2, L3, L4. Descrições detalhadas do circuito duplicador de tensão de bateria 722 do circuito de gerador de pulso 724 e do circuito de descarga de indutor 726, 728, 730, 732 estão providas em conexão com as Figuras 40-43.

[00234] A Figura 40 é um diagrama de blocos do circuito duplicador de tensão de bateria 722 mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito duplicador de tensão de bateria 722 inclui uma tensão de bateria VBAT 742 acoplada na entrada de um primeiro circuito duplicador de tensão 744 e a saída do primeiro circuito duplicador de tensão 2*VBAT 744 está acoplada na entrada de um segundo circuito duplicador de tensão 746. A saída do segundo circuito duplicador de tensão 4*VBAT 746 é aplicada no circuito de gerador de pulso 724 e nos circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732.

[00235] O multiplicador 744, 746 pode ser empregado onde a tensão de suprimento (de uma bateria, por exemplo) é mais baixa do que a tensão requerida pelo circuito. Circuitos de MOSFET são comumente o bloco lógico padrão em muitos circuitos integrados. Por esta razão os diodos são frequentemente substituídos por este tipo de transistor, mas ligados para funcionar como um diodo - uma disposição denominada MOSFET ligado em diodo. Os Capacitores C1, C2, C3 estabilizam as voltagens de saída de bateria VBAT, do primeiro circuito duplicador de tensão 2*VBAT 744, e do segundo circuito duplicador de tensão 4*VBAT 746.

[00236] Em um aspecto, cada circuito duplicador de tensão 744, 746 pode compreender uma bomba de carga, ou multiplicador, que compreende uma cascada de células de diodo/capacitor com a placa inferior de cada capacitor acionada por um trem de pulsos de relógio suprido por circuitos de oscilador de relógio 748, 750. O circuito toma uma entrada CC VBAT de bateria de sistema 742 com os trens de relógio provendo o sinal de comutação. O multiplicador normalmente requer que células alternadas sejam acionadas de pulsos de relógio de fase oposta.

[00237] A Figura 41 é um diagrama esquemático de um estágio de circuito duplicador de tensão 744 (746) mostrado na Figura 40, de acordo com um aspecto da presente descrição. Os circuitos de capacitor comutado de acoplamento cruzado continuam a suprir energia quando este descarregou para abaixo de um volt. O circuito duplicado de tensão 744 (746) compreende um estágio de capacitor comutado 752 e o estágio de relógio 754. O estágio de relógio 754 recebe um trem de pulsos na entrada de relógio CLK do circuito de oscilador de relógio 748 (750) e produz pulsos de relógio de fases opostas ψ1 e ψ2. Quando o relógio ψ1 está baixo os transistores Q1 e Q4 são ligados e os transistores Q2 e Q3 são desligados e a tensão do capacitor C4 é aplicada na saída Vout. Ao mesmo tempo o relógio ψ2 está alto desligando os transistores Q6 e Q7 e ligando os transistores Q5 e Q8, resultando no capacitor C5 sendo carregado para Vin. Quando o relógio ψ2 fica baixo, a tensão através do capacitor C5 é empurrada para o dobro de Vin (2Vin), os transistores Q6 e Q7 são ligados e os transistores Q5 e Q8 são desligados, e 2Vin é aplicada na saída de modo que Vout = 2Vin. No próximo meio ciclo os papéis são invertidos de modo que o relógio ψ1 está alto e o relógio ψ1 está baixo, os transistores Q1 e Q4 são desligados e os transistores Q2 e Q3 são ligados para carregar o capacitor C4 para Vin. Ao mesmo tempo os transistores Q6 e Q7 são desligados e os transistores Q5 e Q8 são ligados de modo que a tensão em C5, 2Vin, é aplicada na saída. Quando o relógio ψ1 fica baixo, a tensão através do capacitor C4 é empurrada para o dobro de Vin (2Vin), os transistores Q1 e Q4 são ligados e os transistores Q2 e Q3 são desligados, e 2Vin é aplicada na saída de modo que Vout = 2Vin . Assim, a saída Vout é suprida com 2Vin alternadamente de cada lado do circuito.

[00238] A implementação do estágio de circuito duplicador de tensão 744 (746) descrita na Figura 41 provê uma baixa perda porque não existem MOSFETs ligados em diodo e seus problemas de tensão limite associados. O circuito 744 (746) também tem a vantagem que a frequência de ondulação é dobrada porque existem efetivamente dois circuitos de duplicação de tensão ambos suprindo a saída de relógios fora de fase ψ1, ψ2.

[00239] A Figura 42 é um diagrama esquemático do circuito de gerador de pulso 724 mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de gerador de pulso 724 compreende um primeiro e segundo gatilhos Schmitt 758, 760, um circuito RC que compreende R1 e C6 para ajustar um retardo de constante de tempo T na entrada do segundo gatilho de Schmitt "retardado" 760, um inversor 762, e uma Porta lógica NOR 764. Na eletrônica, um gatilho de Schmitt 758, 760 é um circuito comparador com histerese implementada aplicando retorno positivo na entrada não invertida de um comparador ou amplificador diferencial. Este é um circuito ativo que converte um sinal de entrada analógico para um sinal de saída digital. O circuito é denominado um "gatilho" porque a saída retém o seu valor até que a entrada mude suficientemente para disparar uma mudança. Na configuração de não inversão, quando a entrada é mais alta do que um limite escolhido, a saída é alta. Quando a entrada está abaixo de um diferente limite escolhido (inferior) a saída é baixa, e quando a entrada está entre os dois níveis a saída retém o seu valor. Esta ação de limite dupla é denominada histerese e implica que o gatilho de Schmitt 758, 760 possui uma memória e pode atuar como um multivibrador biestável (engate ou flip-flop). Existe uma relação próxima entre os dois tipos de circuitos: um gatilho de Schmitt pode ser convertido em um engate e um engate pode ser convertido em um gatilho de Schmitt.

[00240] Um primeiro oscilador 756 provê um trem de relógio para a entrada 766 do primeiro gatilho de Schmitt 758 e simultaneamente para a entrada do resistor R1 do circuito de R1, C6. Assim, o sinal de relógio que aparece na entrada 770 do segundo gatilho de Schmitt 760 é retardado por T definido pelo circuito de R1, C6. Consequentemente, assumindo que os primeiro e segundo gatilhos de Schmitt 758, 760 têm propriedades de retardo de propagação internas similares, a saída 774 do segundo gatilho de Schmitt "retardado" 760 é retardada da saída 772 do primeiro gatilho de Schmitt 758 por uma constante de tempo T = R1 *C6 segundos. A saída 772 do primeiro gatilho de Schmitt "não retardado" 758 é convertida pelo inversor 762 e a saída 776 do inversor 762 é aplicada na entrada A da porta NOR 764. A saída 774 do segundo gatilho de Schmitt "retardado" 760 é aplicada na entrada B da porta NOR 764. A saída 778 da porta NOR 764 é uma série de impulsos que são aplicados a uma entrada dos circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732 (Figuras 38, 39). Um segundo oscilador 780 provê um trem de relógio 782, o qual é aplicado a outra entrada dos circuitos de descarga de indutor 726, 728, 730, 732 (Figuras 38, 39).

[00241] A Figura 43 é um diagrama esquemático simplificado de um circuito de descarga de indutor 726 mostrado nas Figuras 38 e 39, de acordo com um aspecto da presente descrição. Como aqui descrito, o circuito de descarga de indutor 726 está acoplado no circuito de gerador de pulso 724 (Figura 42). Nesta configuração de "bomba de carga", o circuito de descarga de indutor 726 é aplicado a uma de N camadas de indutores. A seção de indutor L1 está conectada em modo monofásico. Como aqui descrito, a seção de indutor L1 inclui duas portas P1 e P2 para acoplar a seção de indutor L1 a estruturas de circuito correspondentes do circuito de descarga de indutor 726.

[00242] O circuito de descarga de indutor 726 compreende um circuito de carregamento de capacitor 790, um circuito de acoplamento 792, e circuitos de carregamento e descarregamento de seção de indutor L1 794, 796. O circuito de descarga de indutor 726 recebe uma série de impulsos da saída 778 da porta NOR 764 (Figura 42). A série de impulsos é aplicada a um primeiro inversor 784. A saída 798 do primeiro inversor 784 é aplicada na porta do transistor Q10 do circuito de carregamento de capacitor 790, para a porta do transistor Q12 do circuito de acoplamento 792, e para a entrada de um segundo inversor 786. A saída 791 do segundo inversor 786 é aplicada na porta do transistor Q9 do circuito de carregamento de capacitor 790 e na porta do transistor Q11 do circuito de acoplamento 792. Quando a entrada para o primeiro inversor está baixa, os transistores Q9 e Q10 são ligados e os transistores Q11 e Q12 são desligados para carregar o capacitor C6. Quando a entrada para o primeiro inversor está alta, os transistores Q9 e Q10 são desligados e os transistores Q11 e Q12 são ligados para aplicar a tensão sobre o capacitor C6 para a entrada 797 dos circuitos de descarga 794, 796.

[00243] Um segundo oscilador 780 provê um trem de relógio 782, o qual é aplicado a um terceiro inversor 788. A saída 793 do terceiro inversor 788 é aplicada nas portas dos transistores Q13 e Q14 e na entrada de um quarto inversor 790. A saída 795 do quarto inversor 790 é aplicada nas portas dos transistores Q15 e Q16 de modo que os transistores Q13, Q16 e os transistores Q14, Q15 são alternadamente ligados e desligados. Por exemplo, quando a entrada do terceiro inversor 788 está alta, os transistores Q13 e Q16 são ligados e os transistores Q14 e Q15 são desligados. Assim a porta P1 para a seção de atuador L1 está acoplada na tensão do capacitor na entrada 797 através do transistor Q13 e a porta P2 da seção de indutor L1 está acoplada a Vss através do transistor Q16. Quando a entrada para o terceiro inversor 788 fica baixa, os papéis são invertidos de modo que os transistores Q14 e Q15 são ligados e os transistores Q13 e Q16 são desligados. Assim a porta P2 da seção de indutor L1 está acoplada na tensão de capacitor na entrada 797 através do transistor Q15 e a porta P2 da seção de indutor L1 está acoplada a Vss através do transistor Q14. Conforme a série de impulsos chega da saída 778 da porta 764 NOR (Figura 42) e do trem 782 do segundo oscilador 780 (Figura 42), a seção de capacitor L1 é alternadamente carregada e descarregada para criar um sinal eletromagnético.

[00244] Assim, o circuito de descarga de indutor 726 bombeia carga para o capacitor C6 e depois descarrega o capacitor C6 na seção de indutor L1 ao longo de um ciclo de descarga muito curto em relação ao ciclo ativo para prover um protocolo de transmissão. A operação dos outros circuitos de descarga de indutor 728, 730, 732 é similar ao circuito de descarga de indutor 726 e não será aqui repetida para concisão e clareza de divulgação.

PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO DE IMPULSO

[00245] Em alguns aspectos, um protocolo de comunicação de impulso é definido para transmitir um sinal do identificador ingerível (por exemplo, identificador ingerível 104) e para ser recebido, detectado e decodificado por um receptor (por exemplo, qualquer um dos receptores 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 150, 152). Tipicamente, os identificadores ingeríveis das presentes descrições são sistemas extremamente pequenos e baratos. Seu custo e/ou tamanho limita a inclusão de componentes tipicamente utilizados para criar uma melhor qualidade de sinal, tal como adicionar um cristal ao circuito para ajustar precisamente sintonizar o oscilador para uma frequência conhecida. Isto tende a permitir que o receptor conheça a frequência real do receptor ingerível dentro de +/- 5-10% inicialmente. Mais ainda, a tensão de bateria biogalvânica e a saída de corrente de um identificador ingerível tende a mudar através de toda a sequência de transmissão. Devido ao tamanho limitado, a amplitude do sinal tende a ser muito fraca comparada com qualquer ruído. Devido aos recursos muito limitados no lado de transmissor (identificador ingerível), pode ser desejável recorrer somente a um protocolo de comunicação unidirecional, que necessariamente previne qualquer reconhecimento, confirmação de sincronização, ou qualquer mensagem de resposta de ser transmitida do receptor e recebida no identificador ingerível. Mais ainda, múltiplos identificadores ingeríveis podem estar ativos em um usuário ao mesmo tempo, cada um transmitindo sinais similares (e possivelmente diferentes) que um único receptor precisaria captar antes que suas respectivas vidas de bateria esgotassem. As restrições de sistema aqui fortemente sugerem que o fardo para comunicar apropriadamente um sinal fica com o receptor, em que o receptor deve estar configurado para levar em conta uma frequência de sinal inicialmente imprecisa, uma saída de tensão e corrente possivelmente mutável, um sinal com uma razão de sinal para ruído nativamente baixa, identificação sem qualquer comunicação recíproca, e múltiplas destas sequências de transmissão.

[00246] Os aspectos da presente descrição resolvem pelo menos alguns destes problemas, descrevendo um protocolo de comunicação de impulso que utiliza uma série de pulsos eletromagnéticos gerados pelo indutor no identificador ingerível. Estes pulsos eletromagnéticos podem ser transmitidos de acordo com uma das variações do protocolo aqui abaixo definidas, e podem ser correspondentemente recebidos, detectados, e decodificados pelo receptor de acordo com o mesmo protocolo. Os vários exemplos deste protocolo de comunicação de impulso podem também ser aqui referidos como um protocolo de "pico".

[00247] Em geral, o protocolo de pico pode ser iniciado pelo sistema de impulso do identificador ingerível que acumula carga de bateria e libera-a através de indutor em um período muito curto, assim produzindo uma amplitude de sinal mais alta por uma duração mais curta do que aquela que seria obtida de uma onda contínua. Para produzir isto, o circuito de controle define um intervalo entre os pulsos. Correspondentemente, o receptor aproveita isto procurando um sinal somente onde deveria haver picos, ignorando o tempo entre os picos. Por exemplo, se existirem 10 picos cada de 1 ps de duração em um período de 1000 ps, toda a energia do sinal é comprimida em 1% do tempo. Se o detector (por exemplo, receptor) ignorar os dados entre os pulsos, então somente 1% do ruído que está presente durante este período está realmente competindo com a energia do sinal. Por comparação, em um típico "sistema ressonante", a energia do sinal seria distribuída uniformemente ao longo do 1000 ps inteiro e todo o ruído neste período competiria com a energia de sinal. Assim, o protocolo de pico pode aperfeiçoar a razão de sinal para ruído por, neste exemplo, 100x. O aperfeiçoamento de SNR está inversamente relacionado com o ciclo ativo.

[00248] Além disso, o protocolo de pico pode permitir a detecção de múltiplos identificadores ingeríveis que são ingeridos simultaneamente sem interferência entre os sinais. Isto é conseguido porque a menos que dois sinais tenham exatamente a mesma frequência e fase de transmissão, os pulsos de um sinal coincidente aparecerão nos intervalos entre os pulsos e assim ignorados.

[00249] A Figura 44 é um diagrama de tempo e polaridade 800 de acordo com um exemplo do protocolo de pico que pode ser gerado pelo circuito de acionamento de indutor de impulso 720 mostrado nas Figuras 38-43, de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso" (ps). A função de impulso 802 compreende uma série de impulsos 804, 806 de diferente polaridade sobre um período predeterminado (~ 130 ps) ou quadro de tempo. A função de impulso 802 codifica as informações associada com o identificador ingerível como aqui discutido. Os impulsos positivos 804 têm uma polaridade ou amplitude positiva (+ 1V) e os impulsos negativos 806 têm uma polaridade ou amplitude negativa (-1V). A função de impulso 802 é gerada pelo circuito de indutor de impulso 720 e é transmitida pelo indutor atuando uma antena de transmissão. O protocolo de impulso ou pico pode ser bifásico ou monofásico.

[00250] Como aqui descrito, o protocolo de transmissão é implementado carregando um capacitor C (por exemplo, C6, Figura 43) e então descarregando o capacitor sobre um ciclo de descarga muito curto relativo ao ciclo ativo em uma seção de indutor L (por exemplo, L1, Figura 43), como discutido em conexão com o circuito de acionamento de indutor de impulso 720 nas Figuras 38-43. O protocolo de impulso é uma série de sequências +/- ou ligado/desligado em 128 localizações, por exemplo. Toda a energia é colocada em ~ 13 pulsos, e o ruído é distribuído sobre 128 pulsos, o que aperfeiçoa o número de ruído por bit neste exemplo. Consequentemente, o protocolo de pico pode também ser aqui referido como um código de "impulso esparso". Um exemplo do protocolo de impulso está descrito aqui abaixo.

[00251] Consequentemente, em um aspecto, o código de "impulso esparso" código pode ser implementado como segue: gaps = [3 33333 333333 79]; impulseNoGapsMask = [1 -11-1-111 -1 -1 -1 -1 -1 -1]; impulses = []; % load in impulse pattern for i = 1:13 a = impulseNoGapsMask(i); g = zeros(1,gaps(i)); impulses = [impulses g a]; % variable duty cycle End code =[0 1001100011100001111001 1];

[00252] O código é o pacote de dados, este é precedido por 12 zeros (sync) e a [1 0 1 0] (preâmbulo). A definição de símbolo funciona deste modo: um "impulso"(descarga do capacitor através da bobina com polaridade determinada por impulseNoGapsMask) é precedido por um número de não impulsos (zeros), o número vindo de "intervalos".

[00253] Assim o "Impulso""um" termina como 128 zeros seguidos pela seguinte sequência de 128 chips: 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1

[00254] Nesta definição, 128 "subchips", onde um subchip é definido como ou um pico +1, um pico -1, ou nenhum pico, compõem um único chip. 64 chips compõem um símbolo. Nesta definição, existe uma correspondência de 1:1 entre símbolo e um bit. Um zero neste caso é a seguinte sequência abaixo, seguida por 128 zeros: 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

[00255] Nesta sequência, cada chip é 1 ps, cada símbolo e assim 128 ps, e cada bit é 64 * 128 = 8192 ps.

[00256] Em um aspecto, um código de "impulso muito esparso" pode ser empregado. Um código de "impulso muito esparso" é onde o intervalo entre os impulsos é ~ 998 vezes a largura do impulso. Isso dará ao identificador ingerível mais tempo para a bomba de carga desenvolver a tensão máxima no capacitor antes de descarregá-lo. Provavelmente este aspecto não variará o comprimento de intervalo entre os impulsos, exceto durante as transições entre os bits.

[00257] Em um aspecto, os pulsos podem ser muito curtos. Frequências de transmissão podem ocorrer em frequências na faixa de ~ 12,5 kHz a ~ 20 kHz ou maiores que ~ 24 kHz e tão altas quanto ~ 10 MHz, por exemplo. Os impulsos não são determinísticos, mas estes repetem sobre 128 pulsos a uma taxa de repetição de ~ 6 kHz. A prontidão de bateria é randômica e a impedância de bateria (Z) e tensão (VBAT) podem flutuar. A largura de pulso e taxa de repetição podem ser ajustadas com base na condição corrente da bateria. Estes tipos de protocolos podem ser adaptados em circuitos do tipo de Internet de coisas.

[00258] A Figura 45 é um gabarito de impulso esparso e um diagrama de autoconvolução 808 do protocolo de comunicação de impulso mostrado na figura 44, de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps). Uma função de impulso de gabarito 810 (mostrado em linha cheia) é representativa da função de impulso 802 mostrada na Figura 44. A autoconvolução da função de impulso de gabarito 810 gera uma função de auto-convolução 812 (mostrada em linha tracejada). A função de autoconvolução 812 é a autocorrelação da função de impulso 802. A autocorrelação ou autoconvolução da função de impulso 802 é uma correlação cruzada da função de impulso 802 com si mesma em diferentes pontos no tempo. Falando geralmente, é a similaridade entre as observações como uma função do intervalo de tempo entre estas. A função autoconvolução 812 é uma ferramenta matemática para encontrar padrões repetitivos, tal como a presença de um sinal periódico obscurecido por ruído, ou identificando a frequência fundamental faltante em um sinal implicada por suas frequências harmônicas. Esta pode ser utilizada por um receptor para identificar a frequência de transmissão ou difusão. Consequentemente, a função de impulso 802 transmitida através do espaço é detectada por uma antena de recepção de um receptor. O receptor inclui circuitos de processamento de sinal para implementar funções para identificar a frequência de transmissão da função de impulso 802. O receptor está configurado para determinar a frequência de transmissão empregando a função de impulso de gabarito 810, assim como a função de autoconvolução 812 (ou autocorrelação) da função de impulso de gabarito 810.

[00259] A Figura 46 é um diagrama de gabarito variável 814 que pode ser empregado para identificar a frequência de transmissão da função de impulso 802 mostrada na Figura 44, de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps). O diagrama de gabarito 814 mostra os gabaritos variáveis 816, 818, 820, 822 para as frequências de transmissão mais baixas (gabarito 816) até as mais altas (gabarito 822) utilizadas para transmitir a função de impulso 802.

[00260] De acordo com alguns aspectos, uma definição do protocolo de pico utiliza duas sequências de pulsos esparsos, aqui referidas como um chip "zero" e um chip "um". Referindo à Figura 62, um gráfico 1800 mostra um exemplo da sequência de pulsos de chip "zero", e o gráfico 1810 mostra um exemplo da sequência de pulsos de chip "um". Nota-se que o zero é diferente do que o um, e existe um deslocamento em fase de um para o outro. Para as definições de chip mostradas, as operações disponíveis incluem calcular as autocorrelações e correlações cruzadas dos chips: 0x0, 1x1, 0x1, 1x0, (0 + 1) x (0 + 1). Nota-se que neste esquema, as correlações (0x1) e (1x0) não são tão importantes como em outros protocolos que não combinam todos os chips para determinar o alinhamento do quadro de partida. Como este protocolo utiliza todos os dados disponíveis para determinar o ponto de partida, somente a convolução combinada (0 + 1) x (0 + 1) é importante. Idealmente, esta convolução teria o valor máximo em alinhamento preciso e zero em qualquer outro local. Este conjunto de definições de chip específico não realiza isto, mas provê uma convolução onde os "lobos laterais" são relativamente pequenos e, os maiores dos lobos laterais são de polaridade oposta e convenientemente localizados próximo do pico. Estes lobos laterais podem também ajudar a estabelecer o alinhamento de "melhor palpite".

[00261] A Figura 63 mostra um gráfico 1820 de dados combinados (0 + 1) correlacionados com um gabarito, que ilustra como tanto a frequência quanto o alinhamento são encontrados: o pico mais alto determina ambos. Este é um caso de SNR relativamente alto. Deve também ser notado que estas duas definições de chip produzem a convolução combinada somente se existir um número igual de zeros e uns no pacote de dados. Isso é porque as definições de chip não têm um número igual de picos de para cima e para baixo nestas.

[00262] Para decodificar este protocolo de pico, o módulo de decodificador (por exemplo, que processa no receptor) procura por um único pacote para decodificar. Tanto a frequência quanto os tempos de partida dos dois pacotes são desconhecidos. Este faz isto olhando em uma janela que é 1,5x o tamanho de pacote máximo (já que não é conhecido onde o pacote de registro está dentro do quadro, assim isto assegura que um pacote completo seja obtido), e então incrementando a janela por 0,5x a distância de pacote, de acordo com alguns aspectos. Os dados de cada um destes terços podem ser reutilizados, de modo que cada quadro realmente analisa um terço dos dados, mantendo 2/3 dos dados da análise anterior.

[00263] Em alguns aspectos, os dados analógicos do identificador ingerível são digitalizados e armazenados em quadros de dados que são iguais ao comprimento de pacote máximo (menor frequência de transmissão). Dois destes quadros são analisados por vez, e as informações de análise de cada quadro são armazenadas e reutilizadas quando o próximo quadro é adicionado.

[00264] Para decodificar o pacote, é preciso encontrar o tempo preciso entre estes pulsos, e também o ponto de partida da comunicação. Assim, o padrão de impulso é designado de modo que se o tempo assumido entre os pulsos for correto e o ponto de partida assumido for correto, o produto de correlação correspondente será muito grande comparado com a se algum deles estiver desligado, mesmo por uma pequena quantidade. Assim, referindo de volta à Figura 56, o gráfico 1200 mostra o produto de correlação (autocorrelação) para ponto de partida de melhor palpite para uma variedade de variações de tempo de impulso. Nota-se a ampla faixa de variação de tempo de impulso (0 - 1000 ps é a variação do nominal, realmente +/- 500 ps).

[00265] Daqui, para encontrar o "ponto de partida de melhor palpite" para cada uma destas variações de tempo de impulso em um modo computacionalmente eficiente, a primeira etapa, para cada suposição de tempo de impulso, é executar um processo de "Distensão ou Compressão" dos pontos amostrados em um quadro nominal (isto é, quantidade de referência predefinida) de um número nominal de pontos de amostra. Assim, se o tempo entre os impulsos for menor do que o nominal, os pontos amostrados para cada conjunto de, digamos, 13 picos, devem ser "distendidos" para o número de pontos de amostra que representaria o tempo nominal entre os picos. Por outro lado, se o tempo entre os picos for maior do que o nominal, então o número de amostras necessárias para reunir todos os 13 picos é maior que o nominal, e os dados precisam ser "comprimidos" para o número nominal de pontos de amostra. Esta "distensão e compressão" deve ser feita em um modo que o ponto de partida do pacote de comunicação é ainda desconhecido, mas é preservado nos dados "distendidos/comprimidos". Um exemplo mais detalhado para executar esta operação distensão e compressão está abaixo definido na segunda definição de protocolo de pico exemplar.

[00266] A seguir: o pacote de comunicação pode ter, por exemplo, 40 bits de comprimento, e cada bit pode ser representado por, por exemplo, 64 chips idênticos por símbolo, e cada chip pode ser representado por, por exemplo, 13 picos. Assim, esta definição precisaria um pouco mais de 40 * 64 = 2560 "quadros", onde cada quadro representa 13 picos (e os intervalos entre estes). Mais do que o número de quadros deve ser obtido porque não é conhecido onde o pacote inicia neste ponto. Quanto mais depende um pouco do protocolo de nível mais alto: quanto tempo entre os pacotes? Tipicamente, um intervalo entre os pacotes é desejado que tenha pelo menos um par de bits de largura de modo que quando o processo de decodificação começa a procurar pelo início do pacote, estes intervalos apareçam como vazios.

[00267] A próxima etapa no processo é pegar todos os 2560 (neste exemplo) quadros, empilhá-los, e adicioná-los juntos (o 12 ponto de dados de cada um dos 2560 quadros são somados para fazer o 1- ponto de dados do quadro somado, o 22 ponto de dados de cada quadro são somados juntos para fazer o 22 ponto de dados do quadro somado, e assim por diante). Este é um exemplo da operação "empilhar e somar" brevemente aludida anteriormente. Esta operação de empilhar e somar reforça os picos e calcula a média do ruído.

[00268] Assim, todos os 2560 x 13 = 33.280 picos são representados por um quadro de dados de tamanho nominal. Com este quadro, o ponto de partida agora precisa ser determinado, dentro do quadro, para o início de cada símbolo e, simultaneamente, o melhor palpite do tempo entre símbolos. Assim, a escolha de símbolos para o "zero" e "um" serve a dois papéis importantes: Para quando decodificando o sinal, é útil otimamente ser capaz de distinguir entre um "um" e um "zero". Isso é similar a protocolos pré-existentes. O que é novo aqui, é que quando os 26 picos que representam todos os uns e zeros da transmissão inteira são combinados em um único quadro, estes devem produzir um gabarito que permite uma ótima identificação do ponto de partida dentro do quadro e o tempo real entre os picos (isto é, a frequência da transmissão). A Figura 57 mostra um exemplo de tal seção de símbolos para "um" e "zero". O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps). A função de impulso 1302 compreende uma série de impulsos 1304, 1306 de diferente polaridade sobre um período ou quadro de tempo predeterminado. A função de impulso 1302 codifica as informações associadas com o identificador ingerível como aqui discutido. Os impulsos positivos 1304 têm uma polaridade positiva (+0,5 V) ou amplitude e os impulsos negativos 1306 têm uma polaridade ou amplitude negativa (- 0,5 V). A função de impulso 1302 é gerada pelo circuito de indutor de impulso 720 e é transmitida pelo indutor atuando como uma antena de transmissão. O protocolo de impulso pode ser bifásico ou monofásico.

[00269] Um primeiro padrão ou série de impulsos da função de impulso 1302 representa uma lógica 0 e um segundo padrão ou série de impulsos representa uma lógica 1. Dois dos impulsos 1308, 1310 têm de duas vezes a amplitude dos outros impulsos 1304, 1306 porque estes são comuns para as lógicas 0 e as lógicas 1. No lado do receptor, a frequência de transmissão é desconhecida e o tempo entre os impulsos é também desconhecido. O receptor primeiro identifica a frequência de transmissão e então identifica os bits (lógicas 1 e 0) correlacionando através de 1000 pontos. O receptor então compara a série de impulsos recebida, tal como a função de impulso 1302 e distende e comprime um gabarito até que exista uma coincidência da frequência e do ponto de partida de um pacote. Assim, o receptor procura por uma função de impulso específica 1302 ou série de impulsos e correlaciona através de muitos pontos (por exemplo, 1000 pontos) no deslocamento correto. As lógicas 1 e 0 são ortogonais e ligeiramente sobrepõem, o que permite o receptor identificar a frequência e polaridade dos impulsos.

[00270] Nota-se que como tanto o símbolo para "um" quanto para o símbolo "zero" cada um tem um pico no 4- e 5- fendas de tempo, a amplitude destes picos são o dobro do que o restante, os quais estão presentes em comente uma ou a outra. Estes "picos duplos" assim permitem estabelecer a paridade do sinal como recebido.

[00271] Uma próxima etapa é executar uma operação de convolução para gerar outro gráfico com base em uma transformação dos dados. Como mostrado na Figura 59, conforme convolve-se os dados de quadros somados para o gabarito de picos combinados, encontra-se o pico mais alto quando existe um alinhamento perfeito, e os "lobos laterais" são muito mais baixos em amplitude. A Figura 59 é a representação gráfica de uma autoconvolução sem ruído do gabarito de quadros somados para ilustrar a relativa amplitude dos lobos laterais para o lobo principal. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "tempo de impulso"(ps). A função de impulso 1502 recebida pelo receptor compreende uma série de impulsos 1502 de diferente polaridade sobre um período ou quadro de tempo predeterminado. A função de impulso 1502 codifica as informações associadas com o identificador ingerível como aqui discutido. Os impulsos positivos 1404 têm uma polaridade ou amplitude positiva (+ 0,5 V) e os impulsos negativos 1406 têm uma polaridade ou amplitude negativa (- 0,5 V). A função de impulso 1502 é gerada pelo circuito de indutor de impulso 720 e é transmitida pelo indutor atuando como uma antena de transmissão. O protocolo de impulso pode ser bifásico ou monofásico. O impulso de referência 1504 tem uma amplitude muito mais alta do que a série de impulsos da função de impulso 1502. A Figura 58 é uma representação gráfica dos quadros somados para a frequência de melhor palpite na presença de ruído cuja amplitude máxima de ruído é 1000x mais alta do que a amplitude máxima de cada pico. Isto pode ser gerado pelos circuitos de receptor 900 (Figura 47), 930 (Figura 49), 950 (Figura 50), 960 (Figura 51), 970 (Figura 52), 990 (Figura 53), 1010 (Figura 54), 1100 (Figura 55), de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps). A função de impulso 1402 recebida pelo receptor compreende uma série de impulsos 1404, 1406 de diferente polaridade sobre um período ou quadro de tempo predeterminado. A função de impulso 1402 codifica as informações associadas com o identificador ingerível como aqui discutido. Os impulsos positivos 1404 têm uma polaridade ou amplitude positiva (+ 0,5 V) e os impulsos negativos 1406 têm uma polaridade ou amplitude negativa (- 0,5 V). A função de impulso 1402 é gerada pelo circuito de indutor de impulso 720 e é transmitida pelo indutor atuando como uma antena de transmissão. O protocolo de impulso pode ser bifásico ou monofásico.

[00272] Um primeiro padrão ou série de impulsos da função de impulso 1402 representa uma lógica 0 e um segundo padrão ou série de impulsos representa uma lógica 1. O impulso 1410 é de duas vezes a amplitude dos outros impulsos 1404, 1406 porque este comum para as lógicas 0 e as lógicas 1 e é o impulso de referência para um novo pacote. No lado do receptor, a frequência de transmissão é desconhecida e o tempo entre os impulsos também é desconhecido. O receptor primeiro identifica a frequência de transmissão e então, identifica os bits (lógicas 1 e 0), correlacionando através de 1000 pontos. O receptor então compara a série de impulsos recebida tal como a função de impulso 1402 e distende e comprime um gabarito até que exista uma coincidência da frequência e do ponto de partida de um pacote. Assim, o receptor procura por uma função de impulso específica 1402 ou série de impulsos e correlaciona através de muitos pontos (por exemplo, 1000 pontos) no deslocamento correto. As lógicas 1 e 0 são ortogonais e ligeiramente sobrepõem, o que permite o receptor identificar a frequência e a polaridade dos impulsos.

[00273] Quando este quadro somado é convolvido com o gabarito de quadros somados, o resultado foi o pico máximo mostrado na Figura 56. O eixo geométrico vertical representa a tensão (mV) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps). Como aqui descrito, o protocolo de transmissão é implementado carregando um capacitor C (por exemplo, C6, Figura 43) e então descarregando o capacitor sobre um ciclo de descarga muito curto em relação ao ciclo ativo em uma seção de indutor L (por exemplo, L1, Figura 43), como discutido em conexão com o circuito de acionamento de indutor de impulso 720 nas Figuras 38-43. O protocolo de impulso é uma série de sequências +/- ou ligado/desligado em 128 localizações, por exemplo. Toda a energia é colocada em uma pluralidade de pulsos, e o ruído é distribuído sobre um maior número de pulsos, o que aperfeiçoa o número de ruído por bit. Consequentemente, o protocolo de impulso é aqui referido como um código de "impulso esparso".

[00274] Retornando à Figura 56, está claro que a frequência foi encontrada dentro da resolução desta pesquisa. Para melhor resolver a frequência e o ponto de partida dentro do quadro e também do pacote de dados dentro do fluxo de dados, o processo de pesquisa pode ser repetido com uma granularidade mais fina ao redor do pico descoberto, sempre mantendo a combinação com o produto de correlação mais alto. O resultado disto para o exemplo com ruído está mostrado na Figura 61.

[00275] Uma vez que a experiência e o ponto de partida (do pacote e dentro do quadro) são conhecidos, neste exemplo, 64 fatias por bit são cada uma primeiro somadas, e então cada quadro de comprimento de bit é então convolvido no ponto de partida apropriado com o gabarito "zero" e o gabarito "um". (Notando novamente que estes gabaritos são > 75% zeros, já que para este protocolo, na fatia combinada existe um pico a cada 4 ps de aproximadamente 1 ps de largura - o que elimina o ruído entre os picos de interferir com a interpretação). O valor mais alto dos dois declara o bit.

[00276] A Figura 60 mostra a saída de cada quadro de comprimento de bit e padrão de bit correspondente do pacote utilizando os mesmos dados como foi mostrado nas Figuras 56, 58, e 61. Mostrado está um pacote de 40 bits 1600 recebido pelos circuitos de receptor 900 (Figura 47), 930 (Figura 49), 950 (Figura 50), 960 (Figura 51), 970 (Figura 52), 990 (Figura 53), 1010 (Figura 54), 1100 (Figura 55), de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (V) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo "temporização de impulso"(ps). Apesar do alto nível de ruído comparado com a amplitude do sinal, os dados são claramente e facilmente lidos.

[00277] Figura 61 é um espectro fino de um pacote 1700 recebido pelos circuitos de receptor 900 (Figura 47), 930 (Figura 49), 950 (Figura 50), 960 (Figura 51), 970 (Figura 52), 990 (Figura 53), 1010 (Figura 54), 1100 (Figura 55), de acordo com um aspecto da presente descrição. O eixo geométrico vertical representa a tensão (mV) e o eixo geométrico horizontal representa o tempo de "temporização de impulso"(ps).

[00278] Em outro aspecto, uma segunda definição de protocolo de pico é aqui apresentada. Comparada com o protocolo anterior, esta segunda definição de protocolo dobra a quantidade de tempo disponível para o transmissor carregar o capacitor, essencialmente dobrando a amplitude do pico transmitido. Segundo, este segundo protocolo aperfeiçoa o código pseudorrandômico que é utilizado para encontrar a frequência de modo que os "lobos laterais" são todos ou zero ou menos um. Terceiro, este código está projetado para funcionar igualmente bem se o pacote for todos zeros, todos uns, ou em qualquer lugar entre estes. De outro modo, esta segunda definição de protocolo funciona em um modo similar à versão anterior.

[00279] Nesta segunda definição de protocolo de pico exemplar, dois "subchips""A" e "B" são definidos que podem ser combinados em certos modos para formar o chip "zero" e o "um". Aqui está uma definição exemplar:

[00280] Definições de Subchip: O subchip "A" é {1 0 -1 0 -1 0 1 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1 0 1 0 1} O subchip "B" é {0 -1 0 -1 0 -1 0 -1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 -1 0 1 0} O chip "zero" é {A B} O chip "um" é {B A} Quando decodificando, o comprimento de "empilhamento" é len(A) = len(B)

[00281] As sequências acima mencionadas foram selecionadas de modo que quando estas são combinadas, isto é,

[00282] A + B = {1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1}

[00283] {A + B} x {A + B} produz um padrão (autocorrelação) que tem um pico central com 23 unidades de altura e todos os outros lobos laterais = -1 (ver Figura 68). Outros códigos de diferente comprimento podem ser utilizados, também, e aspectos não são assim limitados. Por exemplo, em 19 unidades de comprimento, o código é {1 -1 -1 -1 - 1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1}. Em geral, as duas definições de subchip podem ter diferentes padrões, desde que a autocorrelação de seu somatório produza um padrão com um pico central igual ao comprimento dos subchips, e os lobos laterais não são iguais a 1.

[00284] Ainda nesta definição:

[00285] pacote de 40 bits = dados de 24 bits precedidos por um preâmbulo de 16 bits: preâmbulo = [1111100110101101];

[00286] Além disso, 70 chips em uma fila fazem um símbolo, o qual é idêntico ao bit. (Em outros protocolos, os símbolos não têm uma relação de um para um com bits). Aumentando o número de chips por símbolo utiliza mais tempo (pacote é mais longo) mas se o relógio de transmissão for estável, então existe mais potência em cada símbolo e assim uma menor taxa de erro de bit.

[00287] Ainda nesta definição: 12 + 11 =23 picos por chip

[00288] 2 x 4 = 8 ps entre picos (exceto quando transicionando de bit=1 para bit=O). Quando os quadros de subchip são empilhados, existirão 4 ps entre 23 picos.

[00289] 23 x 2 x 4 = 184 ps/chip

[00290] 70 chips/bit

[00291] picos subchip "A" estão em espaçamento de 8 ps iniciando em t = 0;

[00292] picos subchip "B" estão em espaçamento de 8 ps iniciando em t = 4 ps;

[00293] 12,88 ms/bit

[00294] 40 bits/pacote, carga de dados = 24 bits

[00295] 515,2 ms/pacote

[00296] A Figura 64 mostra representações gráficas do subchip "A" no gráfico 1830, e o subchip "B" no gráfico 1840. O eixo geométrico x é o número da amostra, assumindo 8 ps entre picos e taxa de amostragem = 10 MSPS).

[00297] Referindo à Figura 65, com base na definição exemplar acima mencionada do segundo protocolo de pico, combinar A e B de acordo com as descrições acima produz o chip "Zero" = [AB], como mostrado no gráfico 1850, e o chip "Um" = [BA], como mostrado no gráfico 1860.

[00298] Para fazer um bit "zero", 70 chips "zero"são transmitidos em sequência; para fazer um bit "um", 70 chips "um"são transmitidos em sequência. Neste modo, o pacote inteiro é transmitido. De acordo com algumas especificações correntes do identificador ingerível, nominalmente, leva 12,88 ms para transmitir cada bit e 515,2 ms para transmitir um pacote. Em uma frequência de transmissão mais baixa, digamos, 5% mais baixa, pode levar 541 ms para transmitir um pacote, mas em uma frequência mais alta, digamos, 5% mais alta, somente 489 ms.

[00299] Quando decodificando o sinal, dados suficientes são armazenados em um quadro para ter certeza de capturar de um pacote, mas não tanto que o ruído entre pacotes sobrecarregue o sinal. Uns poucos bits vazios de intervalos entre pacotes podem ser suficientes, especificamente se os pacotes forem sincronizados uns com os outros.

[00300] Os dados são então "fatiados" em segmentos de comprimento igual a um subchip. No entanto, como a frequência de transmissão não é exatamente conhecida, o comprimento exato de um subchip não é conhecida, também. A faixa de frequência que determina o número de amostras ou subamostras por fatia depende da frequência de transmissão assumida. Assim, na frequência nominal podem existir 1840 amostras por subchip = 1840 amostras por fatia. Em uma frequência ligeiramente menor, podem existir 1840,1 amostras por fatia, o que significa que a cada dez fatias uma amostra extra foi "comprimida" dentro da fatia. Em uma frequência ligeiramente mais alta, podem existir 1839,99 amostras por fatia, o que significa que a cada 100 fatias, uma amostra foi "distendida". Por distensão e compressão apropriadas, fatias de comprimento igual para todas as frequências são obtidas. Estas fatias podem então ser tratada igualmente, sem se preocupar sobre quantas amostras e subamostras foram utilizadas para criar cada fatia. Esta ação é o processo de fatiamento de distensão - compressão. Para executar a distensão - compressão eficientemente, um gabarito é feito o qual armazena uma rede de apontadores que descreve o ponto de partida para cada fatia no quadro para cada frequência. O termo gabarito refere-se a um padrão de pulsos específico e predeterminado (ou apontadores, fatias, etc.) que atua como uma referência contra a qual ser comparado. Alternativamente, dependendo de restrições de implementação, poderia-se utilizar um algoritmo para continuamente gerar cada gabarito.

[00301] As fatias são então empilhadas e somadas. Como cada fatia, neste exemplo, tem 1840 amostras, a 1- amostra da 1- fatia é adicionada à 1â amostra da 2â fatia, e então a 1â amostra da 3- fatia é adicionada a esta soma, e assim por diante até que todas as primeiras amostras de todas as fatias sejam somadas na primeira amostra da fatia combinada. Neste modo, todas as 1840 amostras da fatia combinada são produzidas, cada uma a soma de todo o mesmo número de amostras em cada de todas as fatias.

[00302] Sem ruído, esta fatia combinada pode parecer como o gráfico mostrado na Figura 66. Esta fatia combinada pode ter uma SNR = 5000.

[00303] Somando o subchip "A" e o subchip "B" produz o "gabarito", o qual é utilizado em decodificação para encontrar a frequência correta e ponto de partida do pacote. O gabarito está mostrado na Figura 67. Nota-se que o espaçamento entre os 23 picos é de 40 amostras ou 4 ps. Como existe sempre um número igual de chips A e B, a amplitude de somas é sempre nominalmente igual (o ruído fará com que estas amplitudes variem na prática).

[00304] A próxima etapa é convolver a fatia combinada com o gabarito da fatia combinada para encontrar o melhor ponto de partida coincidente para cada frequência assumida. Uma convolução de baixo ruído típica para a fatia combinada de melhor coincidência (coincidindo a fatia combinada acima mostrada) está mostrada na Figura 68. Este gráfico mostra a soma de convolução de gabarito versus número de fatia.

[00305] Nota-se que quando o gabarito alinha com a fatia combinada melhor ajustada, a amplitude é 23. Quando a fatia está desalinhada pelo equivalente de 4 ps, a amplitude é -1. Em todos os outros desalinhamentos, a amplitude é zero. Dois valores são retidos para cada frequência assumida: amplitude do pico e número de amostra. Nota-se que o valor absoluto desta pontuação de correlação é comparado com os outros. Se a pontuação de melhor ajuste for negativa, então cada ponto de dados no conjunto de dados é multiplicado por -1 em cálculos sucessivos.

[00306] O valor de convolução máximo para cada frequência assumida é calculado, e armazenado. Um gráfico destes valores versus frequência assumida é o "espectro". Mostrado na Figura 69 está o espectro para este exemplo de SNR = 5000: (melhor soma de convolução versus "frequência").

[00307] Este exemplo mostra que a frequência está próxima do valor nominal, o qual seria 501. Se o pico estiver mais próximo de 1, então a frequência está abaixo da nominal (por exemplo, comprimento nominal - 1); se este estiver mais próximo de 1000, então a frequência está acima da nominal (por exemplo, comprimento nominal + 1). Do pico mais alto aprendemos duas coisas: a frequência de transmissão real e o índice de partida (do gráfico anterior na Figura 68) dentro da fatia combinada.

[00308] A próxima etapa é produzir (ou tirar da memória) os apontadores para esta frequência e seu índice de partida. Os apontadores são uma lista de números, cada um representando um ponto de partida e gabarito para cada fatia.

[00309] Os apontadores e o gabarito são então utilizados para gerar duas pontuações de subficha para cada fatia: uma pontuação de subchip "A" e uma pontuação de subchip "B".

[00310] Mostradas na Figura 70 estão as pontuações de subchip "A" para cada fatia para o caso de ruído muito baixo: (eixo geométrico X: número de fatia, eixo geométrico Y: valor de correlação). Nota-se que como existe muito pouco ruído neste exemplo, o início e o final do pacote são muito fáceis de ver. Ampliando o início do pacote, a pontuação de chip A está mostrada na Figura 71: (eixo geométrico X: número de fatia, eixo geométrico Y: correlação para valor de "gabarito A").

[00311] Traçando ambos os valores de correlação de subchip A e subchip B juntos está mostrado na Figura 72. É fácil ver que quando a pontuação de subchip A é alta, a pontuação de subchip B é baixa, e vice-versa. Nota-se que que a pontuação do subchip A é maior que a pontuação do subchip B neste exemplo. Isto é porque existe mais um pico no subchip A do que no subchip B, produzindo um chip "combinado" (quando empilhados juntos), que é um número ímpar, assim permitindo que todos os lobos laterais -1 sejam como mostrado na fatia combinada de melhor ajuste da Figura 68 acima.

[00312] A próxima etapa é gerar, utilizando as pontuações de subchip, pontuações de chip "zero" e "um" para cada fatia. Aqui está a fórmula, de acordo com alguns aspectos: for subChipNum = 1:chipsPerFrame chipScores(subChipNum,1) = subChipScores(subChipNum,1)+subChipScores(subChipNum+1,2); chipScores(subChipNum,2) = subChipScores(subChipNum,2)+subChipScores(subChipNum+1,1); end chipScores(:,3) = chipScores(:,2)-chipScores(:,1); % Use for decoding chipScores(:,4) = chipScores(:,2)+chipScores(:,1); % Use for finding the packet start & finish

[00313] Assim, um chip "zero"é a soma do subchip A(n) + subchip B(n+1), enquanto o chip "um" é a soma do subchip B(n) + subchip A(n+1). Nota-se que a diferença entre as pontuações de chip zero e chip um é utilizada para decodificação, enquanto que a soma dos dois é utilizada para encontrar o ponto de partida de pacote.

[00314] A Figura 73 mostra um gráfico dos valores de chip "zero" como uma função de número de fatia.

[00315] A Figura 74 mostra um gráfico de pontuação de chip tanto zero quanto um como uma função de número de fatia. Novamente, nota-se que quando a pontuação de um chip é alta, a outra é baixa. Registrar, isto é, determinar o ponto de partida exato do pacote, é crítico aqui: se um estiver fora por uma fatia, todos os chips zero tornam-se uns, e vice-versa. Este problema é resolvido iniciando o pacote com uma sequência de bits conhecida, o "preâmbulo".

[00316] A próxima etapa em decodificação é calcular para cada número de fatia duas "pontuações de bits", uma somando todos os subchips zero para cada comprimento de bit de subchips, a outra somando todos os subchips para cada comprimento de bit de um subchip. O código MATLAB para isto está abaixo mostrado como um exemplo de como implementar esta etapa: bitLengthScores(1 :chipsPerFrame-subChipsPerBit,1:2) = 0.0; for chipNum = 1 :chipsPerFrame - subChipsPerBit for thisChipNum = chipNum:2:chipNum+subChipsPerBit-1 bitLengthScores(chipNum, 1 )=bitLengthScores(chipNum, 1 )+ chipScores(thisChipNum,3); bitLengthScores(chipNum,2)=bitLengthScores(chipNum,2)+ chipScores(thisChipNum,4); end end

[00317] Nota-se que duas pontuações de comprimento de bit são produzidas: uma utilizando a diferença das pontuações de chip, e a segunda com base na soma das pontuações de chip. A última torna-se o envelope de pacote. Para ter certeza, um quadro como aqui utilizado representa um segmento de dados sendo analisado, o qual deve conter um pacote. Assim, em um quadro, o pacote seria circundado por ruído.

[00318] A Figura 75 mostra um gráfico das pontuações de comprimento de bit versus número de fatia. Nota-se que apesar da segunda pontuação de comprimento de bit representar o envelope das pontuações de comprimento de bit utilizadas para decodificar o pacote, a pontuação de comprimento de bits vira com cada número de fatia. O ponto de partida exato é encontrado utilizando um algoritmo que premia pontos de partida que produzem o preâmbulo correto, enquanto dando crédito para fatias que têm bits válidos. Assim, uma combinação da primeira pontuação de comprimento de bit (para os bits de preâmbulo) e a segunda pontuação de comprimento de bit (para os bits de pacote de dados) é utilizada para encontrar a melhor estimativa do pacote.

[00319] Um código MATLAB exemplar para pesquisar através das fatias para fazer este cálculo está abaixo mostrado: preamble = params, preamble *2-1; bestSC(1:2) = 0.0; thisPacket(1:40,1:3) = 0.0; bestPacket( 1:40,1:2) = 0.0; for chipNum = 1 :chipsPerFrame - subChipsPerPacket for i = 1:40 thisPacket(i,1) = bitLengthScores(chipNum+(i- 1 )*subChipsPerBit, 1); thisPacket(i,3) = bitLengthScores(chipNum+(i- 1)*subChipsPerBit,2); if thisPacket(i,1)>0 thisPacket(i,2)=1; else thisPacket(i,2)=0; end end thisPreamble = thisPacket(1:16,1).* preamble; thisScore = 0.0; factor =1.0; for preambleNum = 1:16 if thisPreamble(preambleNum) > 0 factor = factor* 1.01; else factor =1.0; end thisScore = thisScore+factor*thisPreamble(preambleNum); end thisScore = thisScore+sum(thisPacket(17:40,3)); if thisScore > bestSC(2) bestSC(1:2) = [chipNum thisScore]; bestPacket(:,1:2) = thisPacket(:,1:2); endend

[00320] bestPacket(:,1) bestPacket(:, 1 )/max(bestPacket(:, 1));

[00321] Neste ponto, a melhor estimativa do pacote foi determinada. O preâmbulo é verificado para ver se está correto. Se estiver correto, então a carga de dados é registrada, e assumida correta. Dependendo da SNR do sinal (ver abaixo), um certo número de pacotes de dados na mesma ou similar frequência são determinados e se estes coincidirem, então o pacote de dados é assumido correto. Alternativamente, se a SNR estiver abaixo de um certo número, um número destas pontuações de comprimento de bit pode ser combinado para produzir uma pontuação de comprimento de metabit que combina pacotes de dados vizinhos para produzir uma melhor estimativa de um único pacote de dados.

[00322] A Figura 76 mostra um gráfico do pacote de baixo ruído. Duas linhas estão mostradas: a primeira linha que cai mais profunda é a pontuação de comprimento de bit e a linha mais rasa é o valor de bit como interpretado. Agora, pode se ver como estes mesmos parâmetros parecem na presença de várias quantidades de ruído. Em todos os exemplos seguintes a SNR é medida para ser Vmax/V ruído rms, onde Vmax é a amplitude de pico e V ruído rms = sqrt(mean(noise.*noise)) (notação MATLAB). Aqui está o código MATLAB relevante que ilustra isto: noise = 2.0*rand(1 ,length(signal))-1.0; noiseRMS = sqrt(mean(noise.*noise)); vMax = 000.0192; inData = 1.0*signal*vMax/max(signal);log_vMaxOverVn = 10.0*log(vMax/noiseRMS) simData = inData + noise;

[00323] A Figura 77 mostra quatro gráficos da fatia combinada melhor ajustada em diferentes razões de sinal para ruído. O gráfico 1900 mostra a fatia combinada melhor ajustada para SNR = 5 dB. O gráfico 1910 mostra a fatia combinada melhor ajustada para SNR = - 15 dB. O gráfico 1920 mostra a fatia combinada melhor ajustada para SNR = -24 dB. O gráfico 1930 mostra a fatia combinada melhor ajustada para SNR = -34 dB.

[00324] O próximo parâmetro crítico é produzido convolvendo as "somas melhor ajustadas" para o gabarito para determinar o ponto de partida de melhor palpite dentro da soma combinada.

[00325] A Figura 78 mostra múltiplos gráficos do "bestThisSums", o qual é a "somas melhor ajustadas" convolvidas com o "gabarito" para várias SNR. Em cada caso, o gráfico é do "melhor palpite", isto é, a frequência que produziu o pico máximo. O gráfico 2000 mostra esta convolução do "bestThisSums" para SNR = 5 dB. Cada frequência produzirá um pico: o pico mais alto é a frequência correta (ver "espectro" para um gráfico dos picos para cada frequência). A localização do pico (o pico total mais alto) indica o índice de partida. Assim, quando o quadro é partido em fatias, este índice de partida é utilizado para correlacionas os gabaritos de subchip A e subchip B para produzir pontuações de subchip para cada fatia. Também se podería dizer que a localização do pico decide o registro do ponto de partida de cada subchip dentro de cada fatia.

[00326] O gráfico 2010 mostra o "bestThisSums" para SNR = -15 dB. O gráfico 2020 mostra o "bestThisSums" para SNR = -24 dB. O gráfico 2030 mostra o "bestThisSums" para SNR = -34 dB. Nota-se que mesmo no caso de -34 dB (o que representa um conjunto de dados onde a amplitude de pico dos picos é ~ 2% da amplitude de pico do ruído de fundo), os valores de correlação são ainda facilmente encontrados. Neste caso, o pico correto (~ 3000) é aproximadamente três vezes aquele do próximo pico mais próximo (~ -1000).

[00327] Traçando os melhores valores de correlação bestThisSums para cada frequência produz algo semelhante a um "espectro", isto é, a correlação melhor ajustada versus número de frequência. A Figura 79 mostra vários gráficos de espectro em diferente SNR. O gráfico 2100 mostra o espectro para SNR = 5 dB. O gráfico 2110 mostra o espectro para SNR = -15 dB. O gráfico 2120 mostra o espectro para SNR = -24 dB. Em -24 dB, a amplitude de pico é ~5% da amplitude de ruído de pico. A razão de melhor correlação de pico para próximo melhor pico é ~7. O gráfico 2130 mostra o espectro para SNR = -34 dB. Este sinal é decodificado com precisão muito alta mesmo neste nível de ruído.

[00328] Novamente, no ponto onde a precisão de detecção de um único pacote começa a deslizar significativamente, o pico é ~ 3x aquele do próximo pico maior. Uma vez que esta razão cai abaixo de 4 ou 5, poderia ser útil começar a combinar pacotes em tanto o nível de espectro (para ver se a relação pico para ruído é melhor do que ~ 5) quanto o nível de pontuação de comprimento de bit para aperfeiçoar a precisão de decodificação.

[00329] As pontuações de comprimento de bit utilizadas para decodificar com sucesso o pacote nestes vários níveis de SNR estão mostradas na Figura 80. O gráfico 2200 mostra as pontuações de bit para SNR = 5 dB. O gráfico 2210 mostra as pontuações de bit para SNR = -15 dB. O gráfico 2220 mostra as pontuações de bit para SNR = -24 dB. O gráfico 2230 mostra as pontuações de bit para SNR = -34 dB. O gráfico 2230, onde SNR = -33,9 dB, que corresponde à amplitude de pico = 1,95% de amplitude de ruído máxima, foi decodificado com sucesso. Ou combinando pacotes ou utilizando mais subchips por chip, os sinais compreendidos de menores picos de amplitude em relação ao ruído de fundo podem ser encontrados e decodificados.

[00330] Na definição de terceiro exemplo do protocolo de pico, ao invés de utilizar somente 2 subchips, N chips ortogonais, onde N é o número de unidades predefinidas em cada próprio chip, podem ser utilizados para serem combinados em um número de modos vastamente maior. Neste caso, N = 23, mas outros tamanhos podem ser utilizados (por exemplo, N = 19 ou 17). Neste exemplo, comparado aos primeiros protocolos descritos anteriormente, esta terceira definição aumenta por um fator de 23 a quantidade de tempo disponível para o transmissor carregar o capacitor entre descargas, vastamente aumentando a amplitude do pico transmitido (dado sistema de carregamento limitado em, tal como em um sensor de ingestão). Segundo, esta definição de protocolo aperfeiçoa o código pseudorrandômico que é utilizado para encontrar a frequência de modo que os "lobos laterais" são todos ou zero ou menos um (mesmo que no segundo protocolo). Terceiro, cada pacote é composto dos mesmos 23 símbolos únicos, mas a ordem de aparição destes 23 símbolos determina a informação. (O primeiro protocolo de pico requeria um número igual de zeros e uns no pacote para funcionar apropriadamente). De outro modo, o protocolo funciona em um modo similar como a revisão anterior.

[00331] Definidas aqui estão as definições de chip para esta terceira definição de protocolo exemplar: % de picos de subchip "A" estão sobre espaçamento de 92 ps iniciando em t = 0; % de picos de subchip "B" estão sobre espaçamento de 92 ps iniciando em t = 4 ps; % de picos de subchip "C" estão sobre espaçamento de 92 ps iniciando em t = 8 ps; % ... % de picos de subchip "W" estão sobre espaçamento de 92 ps iniciando em t = 88 ps; % 240 chips/símbolo (por exemplo, 240 chips "A" em uma fila faz um símbolo "A") % 44,16 ms/símbolo % 23 símbolos/pacote, carga de dados = 2 % 270,5 ms/pacote O chip "A" é {1 000000000000000000000 0} O chip "B" é {0-1 00000000000000000000 0} O chip "C" é{0 0-1 0000000000000000000 0} O chip "D" é {0 00-1 000000000000000000 0} O chip "E" é {0 000-1 00000000000000000 0} O chip "F" é {0 0000-1 0000000000000000 0} O chip "G" é {0 000001000000000000000 0} O chip "H" é {0 000000-1 00000000000000 0} O chip "I" é {0 000000010000000000000 0} O chip "J" é {0 00000000-1 000000000000 0} O chip "K" é {0 000000000-1 00000000000 0} O chip "L" é {0 000000000010000000000 0} O chip "M" é {0 000000000001000000000 0} O chip "N" é {0 000000000000-1 00000000 0} O chip "O" é {0 0000000000000-1 0000000 0} O chip "P" é {0 000000000000001000000 0} O chip "Q" é {0 000000000000000100000 0} O chip "R" é {0 0000000000000000-1 0000 0} O chip "S" é {0 00000000000000000-1 000 0} O chip "T" é {0 000000000000000000100 0} O chip "U" é {0 000000000000000000010 0} O chip "V" é {0 00000000000000000000-1 0} O chip "W" é {0 000000000000000000000 1}

[00332] Quando decodificando, o comprimento "empilhamento"é comprimento (A) = comprimento(B) = ... = comprimento (W)

[00333] As sequências acima mencionadas foram selecionadas de modo que quando os 23 símbolos são combinados (240 chips A fazem um símbolo A, 240 chips B fazem um símbolo B, etc.), isto é,

[00334] {A + B + C + ... + W} = {1 -1 -1 -1 -1 -11-11-1-111 -1 -1 11-11-1111}

[00335] {sum(A : W)} x {sum(A : W)} produz um padrão (autocorrelação) que tem um pico central de 23 unidades de altura e todos os outros lobos laterais = -1 (ver Figura 68). Outros códigos de diferente comprimento podem ser utilizados, também. Por exemplo, em 19 unidade de comprimento, o código é {1 -1 -1-1-11-11-1111 1-1-11 -1 -1 1}.

[00336] Uma das características únicas deste protocolo é que o pacote está composto de exatamente 23 símbolos, A - W. Cada símbolo está compreendido de algum número sequencial de chips relativos. Nesta situação, 240 chips por símbolo produzem um pacote cuja duração de tempo é similar aos protocolos anteriores. Utilizar mais chips por símbolo aumenta a amplitude de cada símbolo quando os chips são somados, e é o temo médio de mais ruído, reduzindo a sua magnitude média.) As informações estão contidas na ordem na qual os símbolos aparecem. Existem assim 23! (23 fatorial) igual a ~ 1021 códigos únicos, aproximadamente 70 bits de informação. Estes "bits"são utilizados para o preâmbulo de pacote, endereço, e dados, e outros propósitos. Por exemplo: preâmbulo = A F K P T ID: 000 = BC DE GH IJ LM NO QR SU VW ID: 001 = BC DE GH IJ LM NO QR SU WV ID: 010 = BC DE GH IJ LM NO QR SV UW ID: 011 = BC DE GH IJ LM NO QR SV WU ID: 100 = BC DE GH IJ LM NO QR SW UV ID: 101 = BC DE GH IJ LM NO QR SW VU

[00337] Abaixo estão definições para este protocolo de subchip, chip, símbolo e bits:

[00338] Existem 23 subchips por chip (o mesmo que o número de picos no gabarito). Cada subchip está em uma localização igualmente espaçada no tempo para um pico ocorrer; um pico pode ser +1 ou -1.

[00339] Existem 240 chips por símbolo (poderia ser mais ou menos, também).

[00340] Existem 23 símbolos únicos por pacote.

[00341] A relação entre símbolos e bits é um mais complicado e depende de quantos símbolos, se qualquer em cada caso, são utilizados para o preâmbulo, o endereço, e o campo de dados.

[00342] Por exemplo, para fornecer o preâmbulo acima e endereço = binário(101), o pacote seria simplesmente:

[00343] Pacote = {AFKPTBCDEGHIJLMNOQRSWVU}

[00344] Aumentar o número de chips por símbolo consome mais tempo (o pacote é mais longo) mas se o relógio de transmissão for estável, então existe mais potência dentro de cada símbolo e assim uma taxa de erro de bit mais baixa. Será discutido como o algoritmo de fatia de pico pode resolver variações de frequência com o pacote mais tarde.

[00345] A Figura 81 mostra os primeiros quatro chips "A". O eixo geométrico x é amostra #, assumindo 92 ps entre picos e taxa de amostragem = 10 MSPS.

[00346] A Figura 82 mostra um gráfico do sinal, como transmitido, assumindo 240 chips por símbolo. Nota-se na Figura 82, o sinal parece similar ao padrão de gabarito de 23 bits, somente que os picos são muito mais largos. Isto é porque cada "bit"do padrão de gabarito de 23 bits são 240 picos idênticos: ou todos +1 ou todos -1.

[00347] Para fazer um símbolo "A", 240 chips "A" são transmitidos em sequência; para fazer um símbolo "B", chips 240 "B" são transmitidos em sequência. Neste modo, o pacote inteiro é transmitido. Nominalmente, leva 44,16 ms para transmitir cada símbolo e 541 ms para transmitir um pacote. Uma frequência de transmissão mais baixa, digamos, 5% mais baixa, pode levar 568 ms para transmitir um pacote, mas em uma frequência mais alta, digamos, 5% mais alta, somente 514 ms.

[00348] Quando decodificando o sinal, dados suficientes são armazenados em um quadro para ter certeza de capturar um pacote, mas não tanto que o ruído entre os pacotes supere o sinal. Alguns bits de intervalo vazios entre os pacotes podem ser suficientes, especificamente se os pacotes estão sincronizados uns com os outros.

[00349] Os dados são então "fatiados" em segmentos de comprimento igual a um subchip. No entanto, como a frequência de transmissão não é exatamente conhecida, o comprimento exato de um subchip não é conhecido também. A faixa de frequência que determina o # de amostras ou subamostras por fatia depende da frequência de transmissão assumida. Assim, na frequência nominal podem existir 920 amostras por chip = 920 amostras por fatia. Em uma frequência ligeiramente mais baixa podem existir 920,1 amostras por fatia, o que significa que a cada dez fatias uma amostra extra foi "comprimida" dentro da fatia. Em uma frequência ligeiramente mais alta, podem existir 919,99 amostras por fatia, o que significa que a cada 100 fatias, uma amostra foi "distendida". Por distensão e compressão apropriados fatias de comprimento igual para todas as frequências são obtidas. Estas fatias podem então ser tratada igualmente, sem preocupar sobre quantas amostras e subamostras foram utilizadas para criar cada fatia. Esta ação é o processo de fatiamento de distensão-compressão. Para executar a distensão- compressão eficientemente, um gabarito é feito o qual armazena uma rede de apontadores que descreve o ponto de partida para cada fatia no Quadro para cada frequência.

[00350] As fatias são então empilhadas e somadas. Como cada fatia, neste exemplo, tem 920 amostras, a 1â amostra da 1â fatia é adicionada à 1^ amostra da 2- fatia, e então a 1^ amostra da 3- fatia é adicionada esta soma, e assim por diante até que todas as primeiras amostras de todas as fatias sejam somadas na 1^ amostra da fatia combinada. Neste modo, todas as 920 amostras da fatia combinada são produzidas, cada uma soma de todos o mesmo número de amostras em cada de todas as fatias.

[00351] Sem ruído, esta fatia combinada pode parecer o que está mostrado na Figura 66, que mostra uma fatia combinada com SNR = 5000. Nota-se que a fatia combinada no Protocolo 3 parece exatamente a mesma que a fatia combinada no Protocolo 2. De fato, se a duração dos pacotes fosse a mesma, e a quantidade de energia que foi transmitida pelos pacotes fosse a mesma, então as duas fatias combinados seriam realmente idênticas. A diferença, é que no Protocolo 3, 23 * 4 ps = 92 ps de bombeamento de carga ocorre entre cada pico, enquanto que no Protocolo 2, 2 * 4 ps = 8 ps de bombeamento de carga ocorre entre cada pico. Assim, a amplitude de cada pico no Protocolo 3 é aproximadamente dez vezes a amplitude de cada pico no protocolo 2. Agora, se as interfaces iniciais analógicas em cada sistema fossem "ideais" e o conversor analógico para digital em cada sistema fosse também "ideal", então, com a energia disponível total e o número de picos na fatia combinada fixos, não haveria nenhuma diferença na fatia combinada do Protocolo 2 e Protocolo 3. Mas o mundo não é ideal, e existem prováveis casos onde um aumento de 10x em amplitude do pico significa que o bit menos significativo do ADC vira frequentemente o bastante durante um pico, de modo que quando 240 picos são somados para cada uma de 23 localizações no tempo, então um conjunto detectável de picos é observado. Além disso, tendo 92 ps entre picos encoraja a utilização de um algoritmo de fatia de pico que se aproveita deste fato e elimina o ruído entre estes picos de 92 ps. Isso aumenta a contribuição de ruído por aproximadamente 99%, comparado com a redução de 75% possível com o Protocolo 2 anteriormente descrito. Exploraremos esta variação um pouco mais tarde.

[00352] Somando todos os chips "A" até "W" produz o "gabarito", o qual é utilizado em decodificação para encontrar a frequência correta e o ponto de partida do pacote. Este é o mesmo gabarito como utilizado no Protocolo 2 (ver Figura 67).

[00353] Nota-se que o espaçamento entre os 23 picos é 40 amostras ou 4 ps. Como sempre existe um número igual de chips A e B, a amplitude de somas são sempre nominalmente iguais (o ruído fará com que estas amplitudes variem na prática).

[00354] A próxima etapa é convolver a fatia combinada com o gabarito da fatia combinada para encontrar o ponto de partida de melhor coincidência para cada frequência assumida. Uma convolução de baixo ruído típica para a fatia combinada de melhor coincidência (coincidindo a fatia combinada acima mostrada) é mostrada na Figura 68 novamente.

[00355] Nota-se que quando o gabarito alinha com a fatia combinada melhor ajustada, a amplitude é 23. Quando a fatia está desalinhada pelo equivalente de 4 ps, a amplitude é -1. Em todos os outros desalinhamentos, a amplitude é zero. Dois valores são retidos para cada frequência assumida: amplitude do pico e número de amostra. Nota-se que o valor absoluto desta pontuação de correlação é comparado com os outros. Se a pontuação melhor ajustada for negativa, então cada ponto de dados no conjunto de dados é multiplicado por -1 em sucessivos cálculos. Este processo é idêntico àquele do Protocolo 2.

[00356] O valor de convolução máximo para cada frequência assumida é calculado. Um gráfico destes valores versus frequência assumida é o "espectro". Ver Figura 69 novamente para um gráfico do espectro de SNR = 5000 neste exemplo.

[00357] Este exemplo mostra que a frequência está próxima do valor nominal, o qual seria 501. Se o pico estiver mais próximo de 1, então a frequência está abaixo da nominal; se este estiver mais próximo de 1000, então a frequência está acima da nominal. Do pico mais alto, aprendemos duas coisas: a frequência de transmissão real e (do gráfico anterior) o índice de partida dentro da fatia combinada.

[00358] A próxima etapa é produzir (ou tirar de memória) os apontadores para esta frequência e este índice de partida. Os apontadores são uma lista de números, cada um representando um ponto de partida e gabarito para cada fatia.

[00359] Os apontadores e gabarito são então utilizados para gerar 23 pontuações de chip para cada fatia: uma pontuação de chip "A" até uma pontuação de chip "W". Cada pontuação de chip é a soma de correlação daquela fatia convolvida com o gabarito para aquele chip. Assim, o gabarito para o chip "A" é um pico único no número amostra de tempo 1 (por exemplo ...). O gabarito para o chip B seria um único pico (isto é, sinal esperado recebido em um sistema de baixo ruído do capacitor descarregado através da bobina) no número de amostra 41 (isto é, a t = 4 ps, assumindo 10A6 amostras por segundo).

[00360] Mostradas na Figura 83 estão as pontuações de subchip "A" para cada fatia para o caso de ruído muito baixo. O eixo geométrico X representa o número de fatia, e o eixo geométrico Y representa o valor de correlação. Nota-se que, como existe muito pouco ruído neste exemplo, é fácil ver que os chips A todos ocorrem no início do pacote.

[00361] A Figura 84 mostra as pontuações de chip F para cada fatia para o caso de ruído muito baixo. Similarmente, como o segundo símbolo no pacote, as pontuações de chip F para cada fatia são altas quando se esperaria o segundo símbolo no pacote ocorrer.

[00362] A Figura 85 mostra um gráfico de todas as pontuações de chip A até W versus número de fatia. É fácil de ver, no caso de baixo ruído, que os valores de cada símbolo são aproximadamente zero sempre que estes não estão presentes. Isto porque é todos os chips compartilham o mesmo registro, ou ponto de partida, e assim cada símbolo é ortogonal a cada um dos outros símbolos, dado este registro. Assim, uma diferença chave com outros protocolos é que toda a energia de pacotes é utilizada para encontrar a frequência e o ponto de registro em fatia. Para qualquer dado ponto de registro na fatia, todos os símbolos são ortogonais uns aos outros. Apesar de que poderia fazer sentido, se alguém desejasse, por exemplo 140 bits de informações, simplesmente repetir o pacote de 23 símbolos em uma diferente permutação. Isso funcionaria, é claro, e novamente toda a energia de pacote seria utilizada para encontrar a frequência, mas agora, em relação a esta quantidade de energia de pacote, a energia por símbolo seria metade. Uma melhor proposta para atingir o mesmo objetivo seria encontrar um sistema de 25 símbolos que tenha um padrão de autocorrelação similar. O pacote de 25 símbolos poderia gerar 84 bits. Neste caso a energia de símbolo/energia de pacote seria reduzida por somente 8%. Assim, cada pontuação de chip tem 23 números, cada um uma soma de correlação para um símbolo para uma fatia única.

[00363] Finalmente, somente uma destas pontuações de chip por fatia será utilizada no cálculo do pacote de melhor palpite. Isso significa, que o sinal em um período de ~ 1 ps é reunido juntamente com o ruído que ocorre durante aquele 1 ps. No entanto, o ruído que ocorre nos outros 91 ps de cada fatia é completamente deixado fora. Uma modalidade alternativa, no entanto, poderia ser calcular a média de todas as 23 pontuações de chip para cada fatia, e subtrair a média das outras pontuações de chip de cada pontuação de chip. Esta modalidade alternativa, no entanto, então reuniria e utilizaria o ruído em 22 mais microssegundos por fatia. Talvez existem certas situações onde isto pode ser uma vantagem.

[00364] De qualquer modo, a próxima etapa é gerar, utilizando as pontuações de chip, as pontuações de comprimento de símbolo para cada fatia. Novamente, existem 23 pontuações simbólicos para cada fatia, cada uma representando a soma de pontuações de chip daquela fatia e das próximas 239 fatias. Aqui está a fórmula: for chipNum = 1 :symbolsPerFrame - chipsPerSymbol for thisChipNum = chipNum:chipNum+chipsPerSymbol for symbolNum = 1:23 symbolLengthScores(chipNum,symbolNum) = symbolLengthScores(chipNum,symbolNum)... +chipScores(thisChipNum,symbolNum); end end end

[00365] A Figura 86 mostra um gráfico de cada uma das pontuações de comprimento de símbolo versus número de fatia. Neste ponto, a próxima etapa é determinar uma pontuação de comprimento do pacote para cada fatia. Para fazer isso, começa-se declarando a pontuação de comprimento de símbolo máxima para cada fatia para ser este símbolo. Quando existe pouco ruído, isso é fácil: um dos símbolos tem uma pontuação muito grande, os outros têm pontuações muito pequenas. Então, soma-se estas pontuações de comprimento de símbolos máximas dos 23 pontos de tempo apropriados que definem um pacote e determina-se uma "pontuação de pacote" para cada fatia. Conforme se trabalha através de todas as fatias candidatas para a maior pontuação de pacote, deve-se também verificar para ver se os 23 símbolos escolhidos são únicos, isto é, cada símbolo "maximiza" uma vez e somente uma vez. Conforme se pesquisa através das fatias pela pontuação de pacote máxima, pode-se ignorar a maioria daquelas que não são as maiores no primeiro corte. Se a fatia com a maior pontuação de pacote não identificar 23 símbolos únicos (por causa de ruído), então um algoritmo de correção de erro é utilizado para encontrar pacote de melhor palpite com 23 símbolos únicos.

[00366] Um modo de executar tal algoritmo está abaixo mostrado no código MATLAB exemplar: symbolLen = length(allSymbolScores); packetSums(1:symbolLen,1:2) = 0.0; [convolutionsums, symbolNums] = sort(allSymbolScores, 1,'descend'); [thisBestSum, thisBestSymbol] = max(convolutionSums(1,1:23)); %Find the highest correlation value and locationamong all 23 x 23 while thisBestSum > 0.0 thisLocation = round(symbolNums(1, thisBestSymbol)); if packetSums(thisLocation,1) < 1 packetSums(thisLocation,1:2) = [thisBestSymbol thisBestSum]; % Store thisBestSymbol in the thisLocation symbol location and its correlation score convolutionSums(1:symbolLen,thisBestSymbol) = 0.0; % Zero out the rest of the thisBestSymbol correlation scores else % IN this case, the packet location is already filled, but this symbol has not been declared. % Eliminate the found location for this symbol and shift the % values for the other locations for this symbol up. convolutionSums(1 :symbolLen-1,thisBestSymbol) = convolutionSums(2:symbolLen,thisBestSymbol); symbolNums(1 :symbolLen-1,thisBestSymbol) = symbolNums(2:symbolLen,thisBestSymbol); end [thisBestSum, thisBestSymbol] = max(convolutionSums(1,1:23)); %Find the highest correlation value and locationamong all 23 x 23 end

[00367] Primeiro, as 23 pontuações de símbolo para cada uma das 23 localizações de pacote são armazenadas em uma matriz. Esta matriz é então classificada de modo que as pontuações de comprimento de símbolo mais altas para cada localização sejam encontradas. A pontuação de comprimento de símbolo alta para todos as localizações é encontrada, e este símbolo é declarado para aquela localização. O símbolo é então removido da competição para as outras 22 localizações. A próxima pontuação de comprimento de símbolo mais alta das 22 localizações restantes é então encontrada e o símbolo para aquela localização é declarado e aquele símbolo é removido da competição para todas as outras localizações. O algoritmo acima é um modo de executar este procedimento, mas existem provavelmente outros modos mais eficientes de corrigir os erros. Por exemplo, se existir um preâmbulo, então estas informações podem ser utilizadas para encontrar o pacote de melhor palpite e uma estimativa da precisão do palpite. Finalmente, se uma correção de erros for necessária, então a pontuação de pacote para este número de fatia será mais baixa. Porém, poderia ainda ser a melhor pontuação de pacote total.

[00368] Assim, a melhor estimativa do pacote foi determinada. Dependendo da SNR do sinal, um certo número de pacotes de dados na mesma ou similar frequência é determinado e se estes coincidirem, então o pacote de dados é assumido correto. Alternativamente, se a SNR estiver abaixo de um certo número, um número destas pontuações de comprimento de bit pode ser combinado para produzir uma pontuação de comprimento de metassímbolo que combina os pacotes de dados vizinhos para produzir uma melhor estimativa de um único pacote de dados.

[00369] A Figura 87 é um gráfico que mostra o pacote de baixo ruído (-5,5 dB). Duas linhas estão mostradas: a linha laranja 2270 que muda gradualmente com valores logo abaixo de dez é a pontuação de comprimento de bit normalizada nesta localização e a linha 2280 de mudança rápida (azul) com valores variando de 1 a 23 é o valor de símbolo como interpretado.

[00370] Agora, pode ser determinado como estes mesmos parâmetros parecem na presença de várias quantidades de ruído. Em todos os exemplos seguintes, a SNR é medida para ser Vmax/V ruído rms, onde Vmax é amplitude de pico e V ruído rms = sqrt(mean(noise.*noise)) (notação MATLAB). Aqui está o código MATLAB relevante: noise = 2.0*rand(1 ,length(signal))-1.0; noiseRMS = sqrt(mean(noise.*noise)); vMax = 000.0192; inData = 1.0*signal*vMax/max(signal); log_vMaxOverVn = 10.0*log(vMax/noiseRMS) simData = inData + noise;

[00371] Em alguns aspectos, (e aludidos anteriormente), uma variação importante para o processo de distensão/compressão de comprimento de símbolo é utilizada. Neste processo, o quadro de dados é partido em fatias de comprimento de símbolo sobreposta. Alternativamente, o quadro de dados é partido em fatias de comprimento igual a 1,5 vezes o comprimento de símbolo, e estas fatias incrementam a 0,5 vezes o comprimento de símbolo. Neste caso, subfatias podem ser utilizadas sobre sucessivos cálculos de fatia para reduzir as computações. Esta variação garante que toda a energia de um único símbolo será contida em uma única fatia. Apesar deste processo poder não ter muito efeito quando encontrando a frequência certa, este pode ser útil quando decodificando o sinal. De qualquer modo, cada uma destas fatias é então distendida ou comprimida em uma fatia combinada de comprimento nominal (neste exemplo, 920 amostras de comprimento). Um exemplo de baixo ruído da frequência correta está mostrado na Figura 88. Aqui, é mostrada uma primeira fatia combinada da fatia de comprimento de símbolo está mostrada.

[00372] Nota-se que somente um pico aparece. Isto é porque a primeira fatia captura somente uma parte do primeiro símbolo e nenhuma do segundo símbolo. A segunda fatia sobrepõe a primeira fatia por alguma percentagem. Nesse caso, a percentagem é 50%. O propósito disto é assegurar que uma destas fatias capture a maioria das informações de símbolo e o pico pode ser encontrado.

[00373] A segunda soma de fatia combinada da fatia de comprimento de símbolo está mostrada na Figura 89. Nota-se que o mesmo pico que apareceu na primeira fatia (índice próximo = 400) também aparece na segunda fatia. Além disso, parte do próximo símbolo (índice próximo = 200) é também vista.

[00374] A Figura 90 mostra dois gráficos da mesma soma de primeira fatia e segunda fatia, na presença de ruído, nos gráficos 2270 e 2280, respectivamente. O gráfico 2270 mostra a primeira fatia da fatia de comprimento de símbolo com SNR = 7 dB. Nota-se que este foi um diferente conjunto de dados, e o pico aparece sobre um diferente índice desta fatia combinada. Similarmente, o gráfico 2280 mostra a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB. Nota-se que os dois picos são visíveis acima do ruído de fundo nesta fatia combinada.

[00375] Como somente um ou no máximo dos picos em cada um destes quadros de comprimento de símbolo é esperado ser mostrado, o gabarito é aquele de um único pico, mostrado na Figura 91. A Figura 91 mostra o gabarito utilizado para as fatias de comprimento de símbolo. Quando este gabarito é convolvido com a fatia combinada mostrada nos dois gráficos da Figura 90, o resultado está mostrado na Figura 92. A Figura 92 ilustra a convolução da fatia combinada mostrada no gráfico 2270 com o gabarito mostrado na Figura 91. Este é análogo ao resultado na Figura 68.

[00376] A Figura 93 mostra a convolução da fatia combinada mostrada no gráfico 2280 com o gabarito mostrado na Figura 91. Este é análogo ao resultado na Figura 68.

[00377] Nesta variação de compressão/distensão de fatia, dois picos são esperados serem vistos. Estes dois picos são as únicas informações idealmente a serem coletadas, e o restante pode ser desconsiderado, o que é somente ruído. Neste modo - eliminando o ruído onde não tem sinal - o sinal para ruído total do sistema pode ser aperfeiçoado. De fato, utilizando somente um destes valores de pico em cálculos posteriores, aproximadamente 98% do ruído presente durante a transmissão é eliminado da análise. Assim é para cada fatia de comprimento de símbolo:

[00378] Um comprimento de símbolo de dados de 1,5x é comprimido/distendido em uma fatia de comprimento nominal (neste caso 920 pontos de dados) (1,5x é utilizado para assegurar que todo de cada pico está em uma fatia combinada);

[00379] A fatia combinada é convolvida com um gabarito que consiste em um único pico.

[00380] Os dois picos superiores que resultam da convolução que estão pelo menos 35 ps afastados um do outro estão armazenados na memória juntamente com seus índices (o índice e magnitude são ambos mantidos). A soma dos valores absolutos de cada um dos dois picos é adicionada a uma variável denominada Espectro (frequência). Assim, cada uma das magnitudes (valores absolutos) dos dois picos superiores em cada uma das fatias de comprimento de símbolo são somadas juntas para fazer o valor que é comparado com aquele de todas outras frequências para encontrar a frequência correta. Estes valores de espectro podem ser traçados como uma função de frequência, como mostrado na Figura 94 para o mesmo caso de ruído. A Figura 94 mostra o espectro: as somas das magnitudes dos dois picos para cada uma das fatias de comprimento de símbolo têm uma função de frequência. Esta é análoga à Figura 69.

[00381] Nota-se que comparado com a Figura 69, este pico de espectro é muito mais largo e suave. Isto é porque como somente um símbolo de cada vez está sendo analisado, a filtragem tem uma largura de banda mais larga. (Parte da suavidade é devida ao fato de que somente magnitudes são traçadas aqui; os gráficos de espectro anteriores incluíam a paridade do conjunto de dados). Falta a especificidade de toda a análise de distensão/compressão de quadro com um gabarito de 23 picos. Por outro lado, uma grande quantidade de ruído foi eliminada da análise. No gabarito de 23 picos, cada pico tem aproximadamente 1 ps de largura sobre um espaçamento de 4 ps. Entre os picos o valor do gabarito é zero. Assim, em cada convolução, 75% do ruído é eliminado - os espaços entre os picos no gabarito. Na proposta de distensão/compressão de comprimento de símbolo, no entanto, o gabarito é um único pico de 1 ps de largura, e é utilizado duas vezes. Neste caso, 2 ps de ruído são incluídos e 90 ps ou 98% do ruído é eliminado.

[00382] Para ver como isto beneficia a descoberta da frequência quando o nível de ruído é ainda mais alto, mostrados na Figura 95 estão os espectros para tanto a análise de distensão/compressão de comprimento de quadro quanto a análise de distensão/compressão de comprimento de símbolo.

[00383] O gráfico 2300 da Figura 95 mostra o espectro das fatias de comprimento de quadro como uma função de frequência. A SNR = - 10,6 dB. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico na Figura 69.

[00384] O gráfico 2310 da Figura 95 mostra o espectro das fatias de comprimento de símbolo como uma função de frequência. A SNR = - 10,6 dB. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico da Figura 94.

[00385] Nota-se que na comparação acima, a resposta correta (índice = 501) é produzida. Está claro, no entanto, que o pico no gráfico 2330 é uma curva mais suave, e existe mais certeza que um sinal está presente.

[00386] Mostrados na Figura 96 estão os resultados de uma corrida mais ruidosa. O gráfico 2320 mostra o espectro para as fatias de comprimento de quadro como uma função de frequência. A SNR = - 13,5 dB. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico da Figura 69.

[00387] O gráfico 2330 mostra o espectro para as fatias de comprimento de símbolo como uma função de frequência. A SNR = - 13,5 dB, mas com somente 120 chips por símbolo. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico da Figura 94.

[00388] Nota-se que no caso de comprimento de quadro, a resposta correta (501) aparece em terceiro lugar, após os picos próximos dos índices 600 e 520. Este pacote, portanto, não foi decodificado com sucesso. O espectro com base no comprimento de símbolo de fatias de comprimento de símbolo no gráfico 2330, no entanto, encontrou a frequência correta, exatamente.

[00389] Referindo à Figura 97, mostrado no gráfico 2340 está o espectro para as fatias de comprimento de quadro como uma função de frequência. A SNR = -17,5 dB, mas com somente 120 chips por símbolo. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico da Figura 69.

[00390] O gráfico 2350 mostra o espectro para as fatias de comprimento de símbolo como uma função de frequência. A SNR = - 17,5 dB, mas com 120 chips por símbolo. Este foi computado utilizando o algoritmo idêntico utilizado para gerar o gráfico da Figura 94.

[00391] Quando a SNR foi diminuída adicionalmente, o espectro baseado em fatias de comprimento de quadro no gráfico 2340 não chegou perto de identificar a frequência correta. Por outro lado, o espectro baseado nas fatias de comprimento de símbolo, no gráfico 2350, estimou a frequência para ser 505 unidades ao invés do alvo 501, próximo o bastante para decodificar com sucesso o pacote.

[00392] Para ver como isto funciona em um nível mais granular, mostrados no gráfico 2360 da Figura 98 estão a mesma 2- fatia, mesmo conjunto de dados que no gráfico 2280 (ver Figura 90), mas em uma frequência que é 10 unidades mais altas. No gráfico 2360, mostrada está a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB, mas a frequência está em 511 unidades ao invés de 501. Nota-se que a maioria das informações contidas no pico é retida. O pico somente ligeiramente mais baixo.

[00393] Mostrada no gráfico 2370 está a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB, mas a frequência está em 521 unidades ao invés de 501. Com base nisto, pode ser facilmente visto como estendendo os picos sobre mais índices, a magnitude do pico é reduzida. Isto é quase imperceptível quando a frequência de pesquisa está fora por 10 unidades, mas mais óbvio quando esta está fora por 20 unidades.

[00394] Referindo à Figura 99, mostrada no gráfico 2380 está a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB, mas a frequência está em 551 unidades ao invés de 501.

[00395] No gráfico 2390, mostrada está a segunda fatia da fatia de comprimento de símbolo, com SNR = 7 dB, mas a frequência está em 571 unidades ao invés de 501. Nota-se que quando a frequência está fora por 70 unidades, as magnitudes dos picos são aproximadamente metade do que estas eram quando a frequência estava exatamente correta.

[00396] Deve ser notado aqui que se ao invés de permitir que todos os 23 símbolos sejam randomicamente colocados dentro do pacote para produzir 23! códigos, foi ao invés insistido que os primeiros três símbolos fossem fixos e os outros fossem um emparelhado de modo que o espaçamento entre dois símbolos válidos eram sempre o mesmo, então uma fatia de dois símbolos de largura seria dramaticamente mais específica enquanto retendo a maioria dos benefícios da fatia de único símbolo de largura acima mostrada.

[00397] Existem diversos benefícios para esta variação. Por exemplo, a ideia de "fatias de comprimento de símbolo" é apropriada para execução em tempo real: grandes números de pontos de dados são consumidos e convertidos em um menor número de pontos que podem ser posteriormente utilizados para encontrar um pacote, encontrar sua frequência, e decodificar suas informações - o que é o propósito primário de fatias no primeiro lugar.

[00398] Neste caso, o comprimento de pacote era de 250 ms (em oposição ao Protocolo 2, o qual era ~ 500 ms). Pacotes mais longos implicam em símbolos mais longos, o que coloca mais energia dentro de cada símbolo, e assim são mais fáceis de decodificar. Em 250 ms, cada símbolo era 120 (chips por símbolo) * 920 (amostras por chip) = 110.400 amostras por símbolo. No Protocolo 2, o número era de 220.800 amostras por símbolo (em ambos os casos, um número nominal de amostras, o número exato de amostras como transmitidos poderia ser 1%, 5% ou até 10% mais alto ou mais baixo do que o nominal). Se for assumido que um deslocamento de +/-1% de faixa de frequência nominal pode ser utilizado, digamos 1000 acumuladores de frequência. Para cada fatia, 220.800 amostras podem ser convertidas em uma fatia que tem 1000 x 4 pontos de dados. Para maior precisão, os 3 ou 4 picos superiores poderiam ser salvos da cada fatia, aumentando as informações salvas de 4000 pontos para, digamos, 8000 pontos. Apesar de tudo, 220.000 amostras são convertidas em 8000 pontos se tanto, uma taxa de compressão bastante significativa.

[00399] Segundo, é claro, é eliminando 98% do ruído da análise final, a detecção de sinal e frequência pode ser aperfeiçoada por ~ 6 dB, o que é um benefício significativo. Variações adicionais - tal como fatias de dois símbolos de largura com separações conhecidas entre estes dois símbolos, poderiam gerar benefícios adicionais.

[00400] Terceiro, esta variação é para produzir um padrão de espectro que claramente indica que um sinal artificial - e não ruído randômico - está presente. Isto permitiria, quando um único pacote produz informações suficientes que este pode ser determinado um sinal está ali, mas não suficiente para decodificá-lo precisamente, para encontrar e então combinar sucessivos pacotes que carregam as mesmas informações, e combinar estes pacotes no nível de fatia. De uma perspectiva prática, combinar dois pacotes, cada um representando cinco milhões de amostras utilizando correlação entre os dois conjuntos de dados, requereria um número muito grande de multiplicações e adições e provavelmente não funcionaria, já que estaria comparando dois sinais cada um dominado por ruído. Por outro lado, o processo de fatiamento elimina 98% do ruído em cada fatia, e comparando 50 fatias de um pacote com 50 fatias de outro pacote geraria uma chance muito boa de alinhá-los apropriadamente com mínima de computação requerida.

[00401] Quarto, fatias de comprimento de símbolo podem ser úteis em ajustar por variações no relógio de transmissão que ocorrem durante a transmissão de pacotes (flutuação). Quando ajustando para flutuação, a fatia de comprimento de símbolo precisa de um relógio que seja estável durante somente o tempo de comprimento de símbolo. Desde que a flutuação sobre todo o pacote não exceda 2 ps (neste exemplo), os símbolos retêm sua ortogonalidade.

RESULTADOS DE DADOS EXEMPLARES DA TERCEIRA DEFINIÇÃO DE PROTOCOLO DE PICO

[00402] O algoritmo utilizado para analisar os dados no Protocolo 3 é uma variação daquele anteriormente descrito. A maior diferença é a pesada confiança sobre as fatias de comprimento de símbolo 1,5 * para encontrar a frequência. Nesta solução mostrada para produzir fortes resultados, este algoritmo (aqui referido como Fatiador de Símbolo de Protocolo 3, ou P3SS) é utilizado em um modo de frequência bruta para rapidamente escanear a frequência para o sinal, se aproveitando de seu espectro amplo, bem-comportado. Então, uma pesquisa fina utilizando P3SS é utilizada para encontrar a frequência de melhor palpite. Em ambientes de alto ruído, esta proposta é superior do que utilizar a proposta de fatia combinada de comprimento de quadro devido à eliminação de ruído adicional (de 75% de eliminação de ruído a 98% de eliminação de ruído).

[00403] Nota-se que, após as fatias de símbolo serem criadas (combinadas de 240 fatias) somente o índice e valores de pico dos dois picos superiores (pelo menos 35 ps afastados) são mantidos. Estes são adicionados às outras duas magnitudes superiores para cada fatia de comprimento de símbolo (ou 1,5 * symbolLength) para esta frequência. A soma destas duas magnitudes superiores para cada fatia torna-se esta contribuição da frequência para o "espectro". Todas outras informações - todo o ruído que aparece nos outros 90 ps de dados amostrados e convolvidos - são descartadas. O espectro resultante da pesquisa de frequências bruta a uma distância de 228,6 mm (9 polegadas) do detector está mostrado na Figura 100.

[00404] A Figura 100 mostra um gráfico do espectro de frequência bruta para emulador de sensor a 228,6 mm (9 polegadas) do detector. O eixo geométrico x deste gráfico representa, no centro, um número nominal de amostras por fatia de 920. Em X = 0, existe 919 amostras por fatia; em X = 200, existem 921 amostras por fatia. A resolução mostrada é de 0,01 amostras por fatia. Assim, a frequência de transmissão mais alta está à esquerda. O pico está claramente localizado em 112, o que significa 919 + (112-1) * 0,01 = 920,11 amostras por fatia.

[00405] Nesse ponto, o quadro de dados foi aparado para incluir somente o pacote e 3 símbolos adicionais, um e meio em cada lado do local do pacote presumido. Isso elimina mais ruído das análises subsequentes.

[00406] Utilizando este novo valor como uma frequência central e uma resolução de 0,002 amostra por fatia, a análise P3SS foi executada novamente. O Espectro fino que resultou está mostrado na Figura 101.

[00407] A Figura 101 mostra um gráfico do espectro de frequência fino para emulador de sensor a 228,6 mm (9 polegadas) do detector. Do Espectro fino, pode ser visto que o pico foi encontrado a 6 unidades e que o comprimento final era de 920,106 amostras por fatia. Nota-se que a resolução mais fina foi estendida para dois pontos brutos sobre cada lado da frequência do centro.

[00408] Utilizando isto como a frequência final, a fatia combinada de comprimento de pacote total foi utilizada para encontrar o registro exato. A Figura 102 mostra a fatia combinada utilizando a frequência central encontrada utilizando P3SS. Por exemplo, mostradas na Figura 102 estão as saídas chave para sensor de ingestão a uma distância de 228,6 mm (9 polegadas) do receptor. A Figura 102 mostra um gráfico da fatia de comprimento de quadro combinada do detector a 228,6 mm (9 polegadas) da fonte. Na Figura 102, o gabarito coincidente está mostrado nos picos mais altos (linhas azuis) 2400, enquanto os dados de fatia combinada estão mostrados nos picos ligeiramente mais curtos (linhas vermelhas) 2410. Nota-se que estes têm paridade oposta: estas informações são utilizadas para ajustar a paridade dos dados que entram para corresponder com o gabarito.

[00409] O gabarito está correlacionado com a fatia combinada, resultando no gráfico "bestSums" mostrado na Figura 103. A Figura 103 é um gráfico que mostra o BestSums utilizando dados reunidos a 228,6 mm (9 polegadas) da fonte.

[00410] Utilizando este índice de registo e frequência finda do segundo P3SS, os símbolos foram calculados e o pacote final mostrado na Figura 104. A Figura 104 é um gráfico que mostra os símbolos de pacote e forças utilizando dados reunidos a 228, 6 mm (9 polegadas) da fonte.

[00411] O mesmo processo foi utilizando a 609,6 mm (24 polegadas) com os seguintes resultados:

[00412] A Figura 105 é um gráfico que mostra o espectro de frequência bruta para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00413] Utilizando a frequência bruta de 920,11 como a frequência central, P3SS2 (uma segunda variação de P3SS com a frequência bruta ajustada) foi executado e encontrou o espectro mais fino como mostrado na Figura 106. A Figura 106 mostra o espectro de frequência fino P3SS2 para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00414] Neste tempo P3SS2 estava fora por comprimento de fatia de 0,004 pontos de amostra por fatia, e a decodificação foi imprecisa. Repetindo a pesquisa fina com a técnica de fatia de quadro total produziu o seguinte espectro como mostrado na Figura 107. A Figura 107 mostra o espectro de frequência de quadro total fina para emulador de sensor a 609,6 mm (24 polegadas) do detector.

[00415] O espectro de quadro completo forneceu uma estimativa melhor do melhor comprimento de fatia, 920.104, e isto levou a uma decodificação com sucesso do pacote. Os conjuntos intermediários estão mostrados na Figura 108. A Figura 108 mostra um gráfico da fatia de quadro total melhor combinada juntamente com um gabarito de melhor ajuste para o sinal a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte. Novamente, os picos mais altos representam o gabarito e os picos mais curtos são da fatia de quadro total.

[00416] A Figura 109 é um gráfico que mostra o resultado de bestSums (resultado de convolução de gabarito com fatia combinada) para dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte. Utilizando o índice da Figura 109, os símbolos foram decodificados com sucesso. Os símbolos resultantes e as somas de convolução que foram com estes estão mostrados na Figura 110.

[00417] A Figura 110 é um gráfico que mostra os valores de símbolo e resultado de pacote para dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte. Estes resultados indicam a utilidade de protocolo de comunicação de distorção de pico para comunicação de sensor de ingestão.

[00418] A Figura 111 é um gráfico que mostra BestSums utilizando dados reunidos a 609,6 mm (24 polegadas) da fonte.

RECEPTORES EXEMPLARES QUE UTILIZAM PROTOCOLOS DE IMPULSO

[00419] Tendo descrito a geração e transmissão da função de impulso "impulsos esparsos", a descrição agora se volta para vários circuitos de receptor para receber e decodificar os sinais transmitidos pelo circuito de acionamento de indutor de impulso 720. Consequentemente, a Figura 47 ilustra um receptor de modo de tensão 900 para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição. O receptor de modo de tensão 900 compreende um circuito ressonante 902, um amplificador baixo ruído 908 (LNA), e um processador de receptor 910 que compreende circuitos e componentes para processar o sinal eletromagnético recebido e codificado transmitido do identificador ingerível. O circuito ressonante 902 compreende uma antena de indutor de recepção 904 e um capacitor de sintonização 906 para ressonar na frequência de operação f0. O indutor de recepção 904 recebe o sinal eletromagnético no fator de forma de um percurso com o indutor 904.

[00420] Será apreciado que nas Figuras 44-46, o eixo horizontal pode não necessariamente representar tempo, já que o sinal pode ser distendido ou comprimido em um número fixo de pontos de dados. Se o sinal estiver na frequência nominal, então os pontos de dados correspondentes corresponderão a tempo, mas as unidades provavelmente não seriam em microssegundos, mas ao invés a unidade seria escalonada para qualquer que seja a duração do chip, o que poderia variar, dependendo da implementação.

[00421] A resposta de impulso do indutor de recepção 904 está mostrada graficamente na Figura 48. O sinal recebido sobre a frequência (f) aparece através do capacitor 906 em forma de tensão. A curva de resposta 922 tem a mais alta amplitude ou energia na frequência de operação f0. Com referência de volta à Figura 47, o sinal de tensão v através do capacitor de sintonização 906 é aplicada na entrada do LNA 908. A saída do LNA 908 é aplicada no processador de receptor 910, o qual processa e decodifica o sinal recebido para reproduzir os dados 912 transmitidos pelo identificador ingerível.

[00422] A Figura 49 ilustra um receptor de modo de tensão 930 para detectar um campo eletromagnético gerado por um identificador ingerível, de acordo com um aspecto da presente descrição. O receptor 930 compreende um circuito ressonante 932, um amplificador de baixo ruído 938 (LNA), um ressonador de banda estreita ou filtro de cristal 944, e um processador de receptor 940 que compreende componentes para processar o sinal eletromagnético codificado recebido transmitido pelo identificador ingerível. O circuito ressonante 932 compreende uma antena de indutor 934 e um capacitor de sintonização 936 para ressonar na frequência de operação f0. O indutor 934 recebe o sinal eletromagnético no fato de forma de um percurso com o indutor 934.

[00423] A resposta de impulso do indutor de recepção 934 está mostrada graficamente na Figura 49. O sinal recebido sobre frequência (f) aparece através do capacitor 936 em forma de tensão. A curva de resposta tem a mais alta amplitude ou energia na frequência de operação f0. O sinal de tensão v através do capacitor de sintonização 936 é aplicado no LNA 938. A saída do LNA 938 é aplicada no ressonador ou filtro de cristal 944, o qual está acoplado no processador de receptor 940. O processador de receptor 940 processa e decodifica o sinal recebido para reproduzir os dados 942 transmitidos pelo identificador ingerível.

[00424] O ressonador ou filtro de cristal 944 pode compreender um ou mais ressonadores ou cristais acoplados para ajustar a seletividade do filtro 944. Outros tipos de filtros que podem ser empregados, incluem, sem limitação, filtros de indutor/capacitor agrupados (LC), filtros planos, filtros coaxiais, filtros de cavidade, filtros dielétricos, filtros eletroacústicos, e/ou filtros de guia de ondas.

[00425] Os processadores de receptor 910, 940 podem compreender filtros de passagem de banda analógicos ou digitais para filtrar os pulsos que chegam. A tensão de cada pulso pode ser integrada ao longo do tempo em caso dos pulsos serem muito curtos. As frequências de transmissão podem ocorrer em frequências na faixa de ~ 12,5 kHz a ~ 20 kHz ou maior do que ~ 24 kHz e tão altas quanto ~ 10 MHz, por exemplo. Apesar dos impulsos não serem determinísticos, estes repetem sobre 128 pulsos a uma taxa de repetição de ~ 6 kHz. A prontidão da bateria é randômica e a impedância da bateria (Z) e a tensão (VBAT) podem flutuar. A largura de pulso e taxa de repetição podem ser ajustadas com base na condição corrente da bateria. Estes tipos de protocolos podem ser adaptados em circuitos do tipo de Internet de coisas.

[00426] Os processadores de receptor 910, 940 discutidos em conexão com as Figuras 47 e 49 estão configurados para processar o sinal analógico eletromagnético codificado recebido transmitido pelo identificador ingerível utilizando um gabarito de impulso esparso e técnica de convolução para identificar a frequência de transmissão. Em um aspecto, os processadores de receptor 910, 940 podem compreender um conversor analógico para digital (ADC) na interface inicial para receber impulso esparsos analógicos dos circuitos de amplificador 908, 938. O ADC digitaliza a série de impulsos esparsos recebidos na forma de voltagens analógicas e emite um número digital que representa a amplitude da tensão. Os números digitais emitidos do ADC são então aplicados a um processador, tal como, por exemplo, um processador de sinal digital (DSP) otimizado para determinar a frequência de transmissão do sinal de impulsos esparsos e decodificar sinal de impulsos esparsos para extrair ou reproduzir os dados 912, 942 transmitidos pelo identificador ingerível. O DSP está bem adequado para medição, filtração, e/ou compressão contínua de sinais analógicos de impulsos esparsos e executar algoritmos. Alternativamente, um microprocessador de uso geral também pode ser configurado para executar os algoritmos de processamento de sinal digital com sucesso. Apesar de tudo, DSPs dedicados usualmente têm melhor eficiência de potência assim, estes são mais adequados em dispositivos portáteis, tais como telefones móveis devido a restrições de consumo de potência. Os DSPs frequentemente utilizam arquiteturas de memória especiais que são capazes de buscar dados múltiplos e/ou instruções ao mesmo tempo. Apesar de DSP e microprocessadores de uso geral poderem ser empregados, circuitos dedicados ou circuitos reconfiguráveis tais como PLDs, PGA, FPGA, ASICs, e outros circuitos podem ser empregados sozinho ou em conjunto com DSPs e microprocessadores de uso geral para executar as funções de receptor.

[00427] Além dos circuitos de receptor de modo de tensão 900, 930 descritos em conexão com as Figuras 47-49, múltiplos outros circuitos de receptor podem ser empregados para receber e decodificar o sinal analógico eletromagnético transmitido pelo identificador ingerível. A Figura 50 ilustra um receptor de modo de corrente 950, de acordo com um aspecto da presente descrição. O receptor de modo corrente 950 compreende um indutor de recepção 952 acoplado a um amplificador de transimpedância 954 (TIA), o qual provê baixa impedância de saída. O TIA 954 está acoplado a um amplificador 956 e sua saída está acoplada a um processador de receptor 958, semelhantes aos processadores de receptor 910, 940 (Figuras 47, 49). O TIA 954 é benéfico para preservar a forma do pulso recebido, de modo que a impedância do indutor flutua ou é acoplada através do TIA 954 e dali em diante o pulso pode ser reconstruído da saída do TIA 954 e é independente de qualquer capacitância parasita do TIA 954.

[00428] A Figura 51 ilustra outro circuito de receptor 960, de acordo com um aspecto da presente descrição. O receptor 960 compreende um indutor de recepção 962 acoplado a um primeiro amplificador 964. A saída do primeiro amplificador 964 está acoplada a um segundo amplificador 966. A saída do segundo amplificador 966 está acoplada a um processador de receptor 967. No exemplo ilustrado na Figura 51, o processador de receptor 967 compreende um ADC 968 e um DSP 969 para determinar a frequência de transmissão do sinal de impulsos esparsos e descodificar o sinal de impulsos esparsos codificado para extrair ou reproduzir os dados transmitidos pelo identificador ingerível. O DSP também pode ser implementado para filtrar o sinal analógico de impulsos esparsos e executar vários algoritmos.

[00429] A Figura 52 ilustra uma configuração de receptor 970 que compreende indutores de recepção 972, 974, 976 ortogonalmente espaçados um em relação ao outro e receptores correspondentes 978, 980, 982, de acordo com um aspecto da presente descrição. Os indutores de recepção 972, 974, 976 têm um fator de forma alongado total. Os indutores de recepção 972, 974, 976 e o receptores correspondentes 978, 980, 982 estão dispostos ao longo de eixos geométricos X, Y, Z para mitigar a dependência da orientação do transmissor. As saídas dos receptores 978, 980, 982 estão acopladas a um multiplexador 984. A saída do multiplexador 984 está acoplada a um processador de receptor 986 que compreende um ADC 988 e um DSP 989.

[00430] A Figura 53 ilustra uma configuração de receptor 990 que compreende indutores de recepção ortogonalmente espaçados 992, 994, 996 e receptores correspondentes 998, 1000, 1002, de acordo com um aspecto da presente descrição. Dois dos indutores de recepção 992, 994 têm um fator de forma alongado total e um dos indutores de recepção 996 tem um fator de forma plano total. Os indutores de recepção 992, 994, 996 e os receptores correspondentes 998, 1000, 1002 estão dispostos ao longo de eixos geométricos X, Y, Z para mitigar a dependência da orientação do transmissor. As saídas dos receptores 998, 1000, 1002 estão acopladas a um multiplexador 1004. A saída do multiplexador 1004 está acoplada a um processador de receptor 1006 que compreende um ADC 1008 e um DSP 1009.

[00431] A Figura 54 ilustra uma configuração de receptor 1010 que compreende múltiplos indutores de recepção L1-Ln e múltiplos amplificadores de receptor RXi-RXn, de acordo com um aspecto da presente descrição. Os indutores de receptor L1-Ln estão acoplados nas entradas dos receptores correspondentes RXi-RXn. As saídas dos amplificadores de receptor RXi-RXn estão acopladas a um multiplexador 1012. A saída do multiplexador 1012 está acoplada a um processador de receptor 1014. Como anteriormente discutido, o processador de receptor 1014 compreende um ADC 1016 e um DSP 1018 acoplado no ADC 1016. Os múltiplos indutores de recepção L1- Ln e múltiplos amplificadores de receptor correspondentes RXi-RXn aperfeiçoam a razão de sinal para ruído (SNR), dependência de orientação, entre outros.

[00432] A Figura 55 ilustra um circuito de receptor 1100, de acordo com um aspecto da presente descrição. O circuito de receptor 1100 mostrado na Figura 55 compreende um circuito analógico de interface de entrada 1101 acoplado a um circuito de processador de receptor 1103. O circuito analógico de interface de entrada 1101 compreende um indutor de receptor 1108, 1110, 1112 acoplado a um amplificador de receptor 1102, 1104, 1106. Os sinais transmitidos pelo circuito de acionamento de impulso, tal como o circuito de acionamento de impulso 720 mostrado nas Figuras 38 e 39 ou o circuito de acionamento de impulso 726 mostrado na Figura 43, são recebidos pelos indutores de receptor 1108, 1110, 1112 dispostos ao longo de eixos geométricos X, Y, Z para mitigar a dependência da orientação do transmissor e amplificados pelos amplificadores de receptor correspondentes 1102, 1104, 1106. Como mostrado na Figura 55, três indutores de receptor 1108, 1110, 1112 estão acoplados a três amplificadores de receptor correspondentes 1102, 1104, 1106. As saídas dos três amplificadores de receptor 1102, 1104, 1106 são multiplexadas por um multiplexador 1120. Em vários aspectos, o processador de receptor 1100 pode receber sinais de um indutor de receptor 1108, dois indutores de receptor 1108, 1110, ou mais do que três indutores de receptor 1108, 1110, 1112 dependendo dos detalhes de implementação de sistema.

[00433] O multiplexador 1120 está eletricamente acoplado a um ou mais filtros de passagem de banda. Como mostrado na Figura 55, o multiplexador 1120 está eletricamente acoplado a um filtro de passagem de banda alta 1130 e um filtro de passagem de banda baixa 1140 para filtrar as frequências transmitidas utilizadas para transmitir a função de impulso. Filtros de passagem de banda e amplificadores adicionais podem ser acoplados no multiplexador 1120 para cobrir as bandas de frequência entre aquelas aqui recitadas. As cadeias de sinal de alta e baixa frequência proveem um ganho programável para cobrir o nível ou faixa desejada. Neste aspecto específico, o filtro de passagem de banda alta 1130 passa frequências na banda de ~ 500 KHz a ~ 1500 KHz enquanto filtrando o ruído de frequências fora de banda. Esta banda de alta frequência pode variar e pode incluir, por exemplo, uma faixa de ~ 800 KHz a ~ 1200 KHz, e em alguns aspectos frequências de ~ 1000 KHz. As frequências de passagem são então amplificadas por um amplificador 1132 antes de serem convertidas em um sinal digital por um conversor analógico para digital 1134 (ADC) para inserção em um processador de alta potência 1180 (mostrado como um DSP) o qual está eletricamente acoplado não cadeia de sinais de alta frequência.

[00434] Um filtro de passagem de banda baixa 1140 está mostrado que passa frequências mais baixas na faixa de ~ 50 KHz a ~ 150 KHz enquanto filtrando as frequências fora de banda. A banda de frequência pode variar, e pode incluir, por exemplo, frequências na faixa de ~ 80 KHz a ~ 120 KHz, e em alguns aspectos frequências de ~ 100 KHz. Os sinais de frequência que passam são amplificados por um amplificador 1142. Também mostrado está um acelerômetro 1150 eletricamente acoplado no segundo multiplexador 1160. Um multiplexador 1160 multiplexa os sinais do acelerômetro com os sinais amplificados do amplificador 1142. Os sinais multiplexados são então convertidos em sinais digitais por um ADC 1164 o qual está também eletricamente acoplado no processador de baixa potência 1170.

[00435] Em um aspecto, opcionalmente, um acelerômetro 1150 pode ser multiplexado com a saída do amplificador 1142 por um multiplexador 1160. Um acelerômetro digital (tal como um fabricado pela Analog Devices), pode ser implementado no lugar do acelerômetro 1150. Várias vantagens podem ser conseguidas utilizando um acelerômetro digital. Por exemplo, como os sinais que o acelerômetro digital produziria sinais já em formato digital, o acelerômetro digital 1150 poderia desviar do ADC 1164 e eletricamente acoplar a um microcontrolador de baixa potência 1170, em cujo caso o multiplexador 1160 não seria mais requerido. Também, o sinal digital pode ser configurado para ligar a si mesmo quando detectando movimento, adicionalmente conservando energia. Além disso, uma contagem de etapas contínua pode ser implementada. O acelerômetro digital pode incluir um armazenamento temporário FIFO para ajudar a controlar o fluxo de dados enviados para o processador de baixa potência 1170. Por exemplo, os dados podem ser armazenados no FIFO até pleno, em cujo tempo o processador pode ser disparado para despertar de um estado ocioso e receber os dados.

[00436] O processador de baixa potência 1170 pode ser, por exemplo, um microcontrolador MSP430 da Texas Instruments. O processador de baixa potência 1170 e o receptor 1100 mantêm o estado ocioso, o qual como anteriormente declarado, requer um mínimo consumo de corrente, por exemplo, ~10 pA ou menos, ou ~1 pA ou menos.

[00437] O processador de alta potência 1180 pode ser, por exemplo, um processador de sinal digital VC5509 da Texas Instruments. O processador de alta potência 1180 executa as ações de processamento de sinal durante o estado ativo. Essas ações, como já dito anteriormente, requerem maiores quantidades de corrente do que o estado ocioso, por exemplo, correntes de 30 pA ou mais, tal como 50 pA ou mais, e podem incluir, por exemplo, ações como escaneamento para sinais condutivamente transmitidos, processando sinais condutivamente transmitidos quando recebidos, obtendo e/ou processando dados fisiológicos, etc.

[00438] O receptor 1100 pode incluir um componente acelerador de hardware para processar sinais de dados. O componente acelerador de hardware pode ser implementado ao invés de, por exemplo, um DSP. Sendo uma unidade de computação mais especializada, este executa aspectos do algoritmo de processamento de sinal com menos transistores (menor custo e potência) comparado com o DSP de uso mais geral. Os blocos de hardware podem ser usados para "acelerar" o desempenho de função(ões) específicas importantes. Algumas arquiteturas para aceleradores de hardware podem ser "programáveis"através de microcódigo ou linguagem assembly de palavra de instrução muito longa (VLIW). No decorrer da utilização, suas funções podem ser acessadas por chamadas para bibliotecas de funções.

[00439] O componente acelerador de hardware (HWA) compreende um bloco de entrada HWA para receber um sinal de entrada que deve ser processado e instruções para processar o sinal de entrada; e, um bloco de processamento de HWA para processar o sinal de entrada de acordo com instruções recebidas e para gerar um sinal de saída resultante. O sinal de saída resultante pode ser transmitido conforme necessário por um bloco de saída de HWA.

[00440] Também mostrado na Figura 55 está uma memória instantânea 1190 eletricamente acoplada ao processador de alta potência 1180. Em um aspecto, a memória instantânea 1190 pode ser eletricamente acoplada ao processador de baixa potência 1170, o que pode prover uma melhor eficiência de potência.

[00441] Um elemento de comunicação sem fio 1195 está mostrado eletricamente acoplado ao processador de alta potência 1180 e pode incluir, por exemplo, um transceptor de comunicação sem fio BLUETOOTH™. Em um aspecto, o elemento de comunicação sem fio 1195 está eletricamente acoplado no processador de alta potência 1180. Em outro aspecto, o elemento de comunicação sem fio 1195 está eletricamente acoplado no processador de alta potência 1180 e no processador de baixa potência 1170. Mais ainda, o elemento de comunicação sem fio 1195 pode ser implementado para ter sua própria fonte de alimentação, de modo que ele possa ser ligado e desligado independentemente de outros componentes do receptor, por exemplo, por um microprocessador.

[00442] Deve ser apreciado que qualquer patente, publicação, ou outro material de divulgação, no todo ou em parte, que é dito ser aqui incorporado por referência é aqui incorporado somente na medida em que o material incorporado não conflite com definições existentes, declarações, ou outro material de descrição apresentado nesta descrição. Como tal, e na medida do necessário, a descrição conforme explicitamente aqui estabelecida substitui qualquer material conflitante aqui incorporado por referência. Qualquer material, ou sua porção, que está dito ser aqui incorporado por referência, mas o qual conflito com definições existentes, declarações, ou outro material de descrição aqui apresentado será somente incorporado na medida em que nenhum conflito surge entre o material incorporado e o material de descrição existente.

[00443] Apesar de vários detalhes terem sido apresentados na descrição acima, será apreciado que os vários aspectos de percepção e detecção eletromagnética de marcadores de eventos ingeríveis podem ser praticados sem estes detalhes específicos. Por exemplo, para concisão clareza aspectos selecionados foram mostrados em forma de diagrama de blocos ao invés de em detalhes. Algumas porções das descrições detalhadas aqui providas podem ser apresentadas em termos de instruções que operam sobre dados armazenados que estão armazenadas em uma memória de computador. Tais descrições e representações são utilizadas por aqueles versados na técnica para descrever e transmitir a substância de seu trabalho para outros versados na técnica. Em geral, um algoritmo refere-se a uma sequência de etapas autoconsistente que leva a um resultado desejado, onde uma "etapa"refere-se a uma manipulação de quantidades físicas as quais podem, apesar de não necessariamente, tomar a forma de sinais elétricos ou magnéticos capazes de serem armazenados, transferidos, combinados, comparados, e de outro modo manipulados. É de utilização comum referir a esses sinais como bits, valores, elementos, símbolos, caracteres, termos, números ou similares. Estes e similares termos podem estar associados com as quantidades físicas apropriadas e são etiquetas meramente convenientes aplicados a estas quantidades.

[00444] A menos que especificamente declarado de outro modo como aparente da discussão acima, é apreciado que, através de toda a descrição acima, discussões que utilizam termos tais como "processar" ou "computar" ou "calcular" ou "determinar" ou "exibir" ou similares, referem-se à ação e processos de um sistema de computador, ou dispositivo de computação eletrônica similar, que manipula e transforma dados representados como quantidades físicas (eletrônicas) dentro dos registros e memórias do sistema de computador em outros dados similarmente representados como quantidades físicas dentro das memórias de sistema de computador ou registros ou outros tais dispositivo de armazenamento, transmissão ou exibição de informações.

[00445] Vale a pena notar que qualquer referência a "um aspecto", "o aspecto", "um aspecto", ou "o aspecto" significa que um aspecto, estrutura, ou característica específica descrita em conexão com o aspecto está incluída em pelo menos um aspecto. Assim, aparições das frases "em um aspecto", "no aspecto", "em um aspecto", "no aspecto" em vários lugares através de todas as especificações não estão necessariamente todas referindo ao mesmo aspecto. Mais ainda, os aspectos, estruturas ou características específicas podem ser combinados em qualquer modo adequado em um ou mais aspectos.

[00446] Apesar de vários aspectos terem sido aqui descritos, muitas modificações, variações, substituições, mudanças e equivalentes a esses aspectos podem ser implementadas e ocorrerão àqueles versados na técnica. Também, onde materiais estão descritos para certos componentes, outros materiais podem ser utilizados. Deve, portanto, ser compreendido que a descrição acima e as reivindicações anexas pretendem cobrir todas tais modificações e variações que caem dentro do escopo dos aspectos descritos. As reivindicações seguintes pretendem cobrir todas tais modificações e variações.

[00447] Alguns ou todos os vários aspectos aqui descritos podem geralmente compreender tecnologias para percepção e detecção eletromagnética de identificadores ingeríveis de acordo com as tecnologias aqui descritas. Em um sentido geral, aqueles versados na técnica reconhecerão que os vários aspectos aqui descritos os quais podem ser implementados, individualmente e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware, ou qualquer sua combinação podem ser vistos como sendo composto de vários tipos de "circuito elétrico". Consequentemente, como utilizado aqui "circuito elétrico" inclui, mas não está limitado a, um circuito elétrico que tem pelo menos um circuito elétrico discreto, um circuito elétrico que tem pelo menos um circuito integrado, um circuito elétrico que tem pelo menos um circuito integrado de aplicação específica, um circuito eléctrico que forma um dispositivo de computação de uso geral configurado por um programa de computador (por exemplo, um computador de uso geral configurado por um programa de computador o qual pelo menos parcialmente executa processos e/ou dispositivos aqui descritos, ou um microprocessador configurado por um programa de computador o qual pelo menos parcialmente executa processos e/ou dispositivos aqui descritos), um circuito elétrico que forma um dispositivo de memória (por exemplo, formas de memória de acesso randômico), e/ou um circuito elétrico que forma um dispositivo de comunicações (por exemplo, um modem, comutador de comunicações, ou equipamento ótico-elétrico). Aqueles versados na técnica reconhecerão que o assunto aqui descrito pode ser implementado em um modo analógico ou digital ou alguma sua combinação.

[00448] A descrição detalhada acima apresentou vários aspectos dos dispositivos e/ou processos através da utilização de diagramas de blocos, fluxogramas e/ou exemplos. Na medida em que tais diagramas de blocos, fluxogramas, e/ou exemplos contêm uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido por aqueles versados na técnica que cada função e/ou operação dentro de tais diagramas de blocos, fluxogramas, ou exemplos podem ser implementados, individualmente e/ou coletivamente, por uma ampla gama de hardware, software, firmware, ou virtualmente qualquer sua combinação. Em um aspecto, diversas porções do assunto aqui descrito podem ser implementadas através de Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs), Redes de Portas Programáveis no Campo (FPGAs), processadores de sinal digital (DSPs), ou outros formatos integrados.

[00449] Aqueles versados na técnica reconhecerão, no entanto, que alguns aspectos dos aspectos aqui descritos, no todo ou em parte, podem ser equivalentemente implementados em um circuitos integrados, como um ou mais programas de computador que executam em um ou mais computadores (por exemplo, como um ou mais programas que executam em um ou mais sistemas de computador), como um ou mais programas que executam em um ou mais processadores (por exemplo, como um ou mais programas que executam em um ou mais microprocessadores), como firmware, ou como virtualmente qualquer sua combinação, e que projetar o circuito e/ou escrever o código para o software e/ou firmware estaria bem dentro da capacidade de alguém versado na técnica à luz desta descrição. Além disso, aqueles versados na técnica apreciarão que os mecanismos do assunto aqui descrito são capazes de serem distribuídos como um produto de programa em uma variedade de formas, e que um aspecto ilustrativo do assunto aqui descrito aplica independentemente do tipo específico do meio de suporte de sinal utilizado para realmente executar a distribuição. Exemplos de um meio de suporte de sinal incluem, mas não estão limitados a, o seguinte: um meio de tipo gravável tal como um disco flexível, uma unidade de disco rígido, um Disco Compacto (CD), um Disco de Vídeo Digital (DVD), uma fita digital, uma memória de computador, etc.; e um meio de tipo de transmissão tal como um meio de comunicação digital e/ou analógico (por exemplo, um cabo de fibra ótica, uma guia de onda, uma conexão de comunicações com fio, uma conexão de comunicação sem fio (por exemplo, transmissor, receptor, lógica de transmissão, lógica de recepção, etc.).

[00450] Alguém versado na técnica reconhecerá que os componentes aqui descritos (por exemplo, operações), dispositivos, objetos, e a discussão que os acompanha são utilizados como exemplos para o bem de clareza conceituai e que várias modificações de configuração estão contempladas. Consequentemente, como aqui utilizado, exemplos específicos apresentados e a discussão acompanhante pretendem ser representativos de suas classes mais gerais. Em geral, a utilização de qualquer exemplo específico pretende ser representativa de sua classe, e a não inclusão de componentes específicos (por exemplo, operações), dispositivos, e objetos não deve ser tomada como limitante.

[00451] Com relação à utilização de substancialmente quaisquer termos plurais e/ou singulares aqui, aqueles versados na técnica podem traduzir do plural para o singular e/ou do singular para o plural conforme apropriado ao contexto e/ou aplicação. As várias permutações singular/plural não são expressamente aqui apresentadas para o bem de clareza.

[00452] O assunto aqui descrito, algumas vezes, ilustra diferentes componentes contidos em, ou conectado com diferentes outros componentes. Deve ser compreendido que tais arquiteturas apresentadas são meramente exemplares, e que de fato muitas outras arquiteturas podem ser implementadas a quais atingem a mesma funcionalidade. Em um sentido conceituai, qualquer disposição de componentes para conseguir a mesma funcionalidade está efetivamente "associada", de modo que a funcionalidade desejada seja conseguida. Com isto, quaisquer dois componentes aqui combinados para conseguir uma funcionalidade específica podem ser vistos como "associados" um com o outro de modo que a funcionalidade desejada seja conseguida, independentemente de arquiteturas ou componentes intermediários. Do mesmo modo, quaisquer dois componentes assim associados podem também ser vistos como sendo "operativamente conectados", ou " operativamente acoplados", um no outro para conseguir a funcionalidade desejada, e quaisquer dois componentes capazes de serem assim associados podem também ser vistos como "operativamente acopláveis", um no outro para conseguir a funcionalidade desejada. Exemplos específicos de operativamente acoplável incluem, mas não estão limitados a componentes fisicamente compatíveis e/ou fisicamente interativos, e/ou interativos sem fio, e/ou componentes interativos sem fio, e/ou componentes logicamente interativos, e/ou logicamente interoperacionais.

[00453] Alguns aspectos podem ser descritos utilizando a expressão "acoplado" e "conectado" juntamente com seus derivativos. Deve ser compreendido que estes termos não são pretendidos como sinônimos um do outro. Por exemplo, alguns aspectos podem ser descritos utilizando o termo "conectado" para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto um com o outro. Em outro exemplo, alguns aspectos podem ser descritos utilizando o termo "acoplado" para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto. O termo "acoplado", no entanto, também pode significar que dois ou mais elementos não estão em contato direto um com o outro, mas, porém, ainda cooperam ou interagem um com o outro.

[00454] Em alguns casos, um ou mais componentes podem ser referidos aqui como "configurado para", "configurável para", "operável/operativo para", "adaptado/adaptável", "capaz de", "conformável/conformado a", etc. Aqueles versados na técnica reconhecerão que "configurado para" pode geralmente abranger componentes de estado ativo e/ou componentes de estado inativo e/ou componentes de estado de espera, a menos que o contexto requeira de outro modo.

[00455] Apesar de aspectos específicos do presente assunto aqui descrito terem sido mostrados e descritos, será aparente para aqueles versados na técnica que, com base nos ensinamentos aqui, mudanças e modificações podem ser feitas sem afastar do assunto aqui descrito e seus aspectos mais amplos, portanto, as reivindicações anexas devem abranger dentro do seu escopo todas tais mudanças e modificações como estão dentro do verdadeiro espírito e escopo do assunto aqui descrito. Será compreendido por aqueles versados na técnica que, em geral, termos aqui utilizados, e especialmente nas reivindicações anexas (por exemplo, corpos das reivindicações anexas) são geralmente pretendidos como termos "abertos" (por exemplo, o termo "incluindo" deve ser interpretado como "incluindo, mas não limitado a", o termo "tendo" deve ser interpretado como "tendo pelo menos", o termo "inclui" deve ser interpretado como "inclui, mas não está limitado a", etc.). Será ainda compreendido por aqueles versados na técnica que se um número específico de uma recitação de reivindicação introduzida for pretendido, tal intenção será explicitamente recitada na reivindicação, e na ausência de tal recitação nenhuma tal intenção está presente. Por exemplo, como um auxílio à compreensão, as seguintes reivindicações anexas podem conter a utilização das frases introdutórias "pelo menos um" e "um ou mais"para introduzir as recitações de reivindicação. No entanto, a utilização de tais frases não deve ser considerada implicar que a introdução de uma recitação de reivindicação pelos artigos indefinidos "uma" ou "um" limita qualquer reivindicação específica que contém a tal recitação de reivindicação introduzida a reivindicações que contêm somente uma tal recitação, mesmo quando a mesma reivindicação inclui as frases introdutórias "um ou mais"ou "pelo menos um" e artigos indefinidos como "um" ou "uma" (por exemplo, "um" e/ou "uma" deve tipicamente ser interpretado significar "pelo menos um" ou "um ou mais"); o mesmo é verdadeiro para utilização de artigos definidos utilizados para introduzir recitações de reivindicações.

[00456] Além disso, mesmo se um número específico de uma recitação de reivindicação introduzida for explicitamente recitado, aqueles versados na técnica reconhecerão que tal recitação deve tipicamente ser interpretada significar pelo menos o número recitado (por exemplo, uma simples recitação de "duas recitações", sem outros modificadores, tipicamente significa pelo menos duas recitações, ou duas ou mais recitações). Além disso, naqueles casos onde uma convenção análoga a "pelo menos um de A, B, e C, etc.," é utilizada, em geral tal construção é pretendida no sentido que alguém versado na técnica compreenderia a invenção (por exemplo, "um sistema que tem pelo menos um de A, B, e C” incluiria, mas não seria limitado a sistemas que têm A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B, e C juntos, etc.). Naqueles casos onde uma convenção análoga a "pelo menos um de A, B, ou C, etc.", é utilizado, em geral tal construção é pretendida no sentido que alguém versado na técnica compreenderia a convenção (por exemplo, "um sistema que tem pelo menos um de A, B, ou C” incluiria, mas não seria limitado a sistemas que têm A sozinho, B sozinhos, C sozinhos, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, B, e C juntos, etc.). Será ainda compreendido por aqueles versados na técnica que tipicamente uma palavra disjuntiva e/ou frase que apresenta dois ou mais termos alternativos, seja na descrição e reivindicações ou desenhos, deve ser compreendida contemplar as possibilidades de incluir um dos termos, qualquer dos termos, ou ambos os termos, a menos que o contexto dite de outro modo. Por exemplo, a frase "A ou B" será tipicamente compreendida incluir as possibilidades de "A" ou "B" ou "A e B".

[00457] Com relação às reivindicações anexas, aqueles versados na técnica apreciarão que operações ali recitadas podem geralmente ser executadas em qualquer ordem. Também, apesar de vários fluxos operacionais serem apresentados em uma(s) sequência(s), deve ser compreendido que as várias operações podem ser executadas em outras ordens do que aquelas as quais estão ilustradas, ou podem ser executadas concorrentemente. Exemplos de tais ordenações alternativas podem incluir sobreposição, intercalação, interrupção, reordenada, incremental, preparatória, suplementar, simultânea, reversa, ou outras ordenações variante, a menos que o contexto dite de outro modo. Mais ainda disso, termos como "responsivo a", "relativo a", ou outros adjetivos do tempo passado geralmente não pretendem excluir tais variantes, a menos que o contexto dite de outro modo.

[00458] Em certos casos, a utilização de um sistema ou método pode ocorrer em um território mesmo se os componentes estiverem localizados fora do território. Por exemplo, em um contexto de computação distribuída, a utilização de um sistema de computação distribuído pode ocorrer em um território mesmo que partes do sistema possam estar localizadas fora do território (por exemplo, relé, servidor, processador, meio de suporte de sinal, computador de transmissão, computador recepção, etc. localizados fora do território).

[00459] Uma venda de um sistema ou método pode do mesmo modo ocorrer em um território mesmo se os componentes do sistema ou método forem localizados e/ou utilizados fora do território. Ainda, a implementação de pelo menos parte de um sistema para executar um método em um território não impede a utilização do sistema em outro território.

[00460] Apesar vários aspectos terem sido aqui descritos, muitas modificações, variações, substituições, mudanças, e equivalentes a estes aspectos podem ser implementados e ocorrerão àqueles versados na técnica. Também, onde materiais são descritos para certos componentes, outros materiais podem ser utilizados. Deve, portanto, entendido que a descrição acima e as reivindicações anexas pretendem cobrir todas tais modificações e variações que caem dentro do escopo dos aspectos descritos. As seguintes reivindicações pretendem cobrir todas tais modificações e variações.

[00461] Em resumo, numerosos benefícios foram descritos os quais resultam de empregar os conceitos aqui descritos. A descrição acima de um ou mais aspectos foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. Esta não pretende que ser exaustiva ou limitar à forma precisa descrita. Modificações ou variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Os um ou mais aspectos foram escolhidos e descritos de modo a ilustrar os princípios e a aplicação prática para por meio disto permitir que alguém versado na técnica utilize os vários aspectos e com várias modificações como são adequadas para a utilização específica contemplada. É pretendido que as reivindicações submetidas com esta definam o escopo geral.

[00462] Vários aspectos do assunto aqui descrito estão apresentados nas seguintes cláusulas numeradas: 1. Um dispositivo eletrônico que compreende: um dispositivo de controle; um circuito de acionamento acoplado no dispositivo de controle, o circuito de acionamento configurado para alterar a condutância; uma fonte de energia parcial acoplada no dispositivo de controle, a fonte de energia parcial está configurada para prover uma diferença de potencial de tensão para o dispositivo de controle e o circuito de acionamento como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo, a fonte de energia parcial compreendendo: um primeiro material eletricamente acoplado no dispositivo de controle; e um segundo material eletricamente acoplado no dispositivo de controle e eletricamente isolado do primeiro material; um indutor acoplado no circuito de acionamento, em que o circuito de acionamento está configurado para desenvolver uma corrente através do indutor, e em que uma magnitude da corrente desenvolvida através do indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor. 2. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, em que o circuito de acionamento compreende um circuito de acionamento de extremidade única. 3. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, em que o circuito de acionamento compreende um circuito de acionamento de ponte H push-pull. 4. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, em que o circuito de acionamento compreende: transistores acoplados cruzados; e um capacitor acoplado entre os drenos dos transistores acoplados cruzados; em que o indutor está acoplado entre os drenos dos transistores acoplados cruzados. 5. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, ainda compreendendo: um circuito duplicador de tensão de bateria; um circuito de gerador de pulso acoplado no circuito duplicador de tensão de bateria; e um circuito de descarga de indutor acoplado no circuito de gerador de pulso. 6. O dispositivo eletrônico da cláusula 5, em que o circuito duplicador de tensão de bateria compreende: um estágio de capacitor comutado que compreende primeiro e segundo capacitores comutados, em que o estágio de capacitor comutado recebe uma tensão de entrada e emite uma tensão de saída que tem uma magnitude de duas vezes a tensão de entrada; e um estágio de relógio; em que o estágio de relógio recebe um trem de pulsos e produz pulsos de relógio de fases opostas, em que os pulsos de relógio de fases opostas fazem com que os primeiro e segundo capacitores alternadamente carreguem para uma tensão igual ade duas vezes a tensão de entrada. 7. O circuito eletrônico da cláusula 5, em que o circuito de gerador de pulso compreende: um primeiro e segundo circuitos de disparo; um circuito de temporização de RC que compreende um resistor R e um capacitor C para ajustar um retardo de constante de tempo T na entrada do segundo circuito de disparo retardado; um inversor acoplado na saída do primeiro circuito de disparo não retardado; e uma porta lógica que tem uma primeira entrada acoplada a uma saída do inversor, uma segunda entrada acoplada a uma saída do segundo circuito de disparo, e uma saída acoplada no circuito de disparo de indutor; um primeiro oscilador acoplado na entrada do primeiro circuito de disparo e acoplado no circuito de temporização de RC; e um segundo oscilador acoplado no circuito de disparo de indutor. 8. O circuito eletrônico da cláusula 5, em que o circuito de descarga de indutor compreende: um circuito de carregamento de capacitor; um circuito de acoplamento; e circuitos de carregamento e descarregamento para carregar e descarregar o indutor. 9. O circuito eletrônico da cláusula 1, em que o circuito de acionamento está configurado para implementar um protocolo de comunicação de impulso. 10. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, em que os primeiro e segundo materiais são selecionados para prover a diferença de potencial de tensão como um resultado dos primeiro e segundo materiais estando em contato com o fluido condutivo. 11. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, que compreende um comutador eletrônico, em que o comutador eletrônico compreende um primeiro e segundo terminais e um terminal de controle, e em que o terminal de controle está operativamente acoplado no circuito de acionamento, o primeiro terminal está acoplado no indutor, e o segundo terminal está acoplado no segundo material, e em que o indutor está acoplado entre o primeiro material e o primeiro terminal do comutador eletrônico, em que o circuito de acionamento está configurado para alterar a condutância do comutador eletrônico entre os primeiro e segundo materiais de modo que a corrente é desenvolvida através do indutor. 12. O dispositivo eletrônico da cláusula 1, em que o indutor compreende pelo menos dois elementos indutivos formados sobre subestruturas isolantes separadas de um circuito integrado de semicondutor. 13. O dispositivo eletrônico da cláusula 12, em que os pelo menos dois elementos indutivos estão acoplados através de uma via formada entre as subestruturas isolantes separadas. 14. Um circuito de receptor, que compreende: um circuito ressonante; um amplificador de tensão de baixo ruído acoplado no circuito ressonante; e um circuito de processador de receptor acoplado a uma saída do amplificador de tensão de baixo ruído, o processador de receptor configurado para receber um sinal analógico representativo de um sinal de comunicação de impulso, converter o sinal analógico para um sinal digital, e decodificar o sinal digital para reproduzir os dados transmitidos como o sinal de comunicação de impulso. 15. O receptor da cláusula 14, ainda compreendendo um ressonador de banda estreita acoplado entre o amplificador de baixo ruído e o circuito de processador de receptor. 16. Um circuito de receptor, que compreende: um indutor de recepção; um amplificador de transimpedância acoplado na bobina de recepção; um amplificador acoplado a uma saída do amplificador de transimpedância; e um circuito de processador de receptor acoplado a uma saída do amplificador, o processador de receptor configurado para receber um sinal analógico representativo de um sinal de comunicação de impulso, converter o sinal analógico para um sinal digital, e decodificar o sinal digital para reproduzir os dados transmitidos como o sinal de comunicação de impulso. 17. O circuito de receptor da cláusula 16, em que o processador de receptor compreende: um conversor analógico para digital (ADC); e um processador de sinal digital acoplado a uma saída do ADC. 18. O receptor da cláusula 16, que compreende: pelo menos três indutores de recepção ortogonalmente espaçados um em relação ao outro; pelo menos três amplificadores acoplados a indutores ortogonalmente espaçados correspondentes; um multiplexador para receber as saídas dos pelo menos três amplificadores; um conversor analógico para digital (ADC) acoplado a uma saída do multiplexador; e um processador de sinal digital acoplado a uma saída do ADC. 19. O receptor da cláusula 18, em que pelo menos um dos três indutores tem um fator de forma alongado total. 20. O receptor da cláusula 18, em que pelo menos um dos três indutores tem um fator de forma plano total. 21. O receptor da cláusula 16, que compreende: uma pluralidade de filtros de passagem de banda acoplado na saída do multiplexador, em que cada filtro de passagem de banda está sintonizado para uma diferente banda de frequência; uma pluralidade de amplificadores acoplada na pluralidade correspondentes de filtros de passagem de banda; uma pluralidade de conversores analógico para digital (ADCs) que têm entradas acopladas a saídas dos filtros de passagem de banda e que têm saídas acopladas no processador de sinal digital. 22. O receptor da cláusula 21, ainda compreendendo um elemento de comunicação sem fio. 23. O receptor da cláusula 16, que compreende: uma pluralidade de indutores de recepção; uma pluralidade de amplificadores correspondentes acoplada na pluralidade de indutores; um multiplexador para receber as saídas da pluralidade de amplificadores; um conversor analógico para digital (ADC) acoplado a uma saída do multiplexador; e um processador de sinal digital acoplado a uma saída do ADC. 24. O receptor da cláusula 23, em que a pluralidade de indutores de recepção está disposta em um padrão circular.

Claims

1. Dispositivo eletrônico caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); um circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) configurado para alterar a condutância e compreendendo: transistores acoplados cruzados; e um capacitor acoplado entre drenos dos transistores acoplados cruzados; uma fonte de energia parcial acoplada ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), em que a fonte de energia parcial está configurada para prover uma diferença de potencial de tensão ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo, a fonte de energia parcial compreendendo: um primeiro material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); e um segundo material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e eletricamente isolado do primeiro material; e um indutor acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), em que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) está configurado para desenvolver uma corrente através de indutor, em que o indutor é acoplado entre os drenos dos transistores acoplados cruzados, e em que uma magnitude da corrente desenvolvida através de indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor.

2. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) compreende um circuito de acionamento de extremidade única (500).

3. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) compreende um circuito de acionamento de ponte H push-pull.

4. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) ainda compreende: um circuito duplicador de tensão (722) acoplado à fonte de energia parcial; um circuito gerador de pulso (724) acoplado ao circuito duplicador de tensão (722); e um circuito de descarga de indutor (726) acoplado ao circuito gerador de pulso (724).

5. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o circuito duplicador de tensão (722) compreende: um estágio de capacitor comutado (752) que compreende primeiro e segundo capacitores comutados, em que o estágio de capacitor comutado (752) recebe uma tensão de entrada e emite uma tensão de saída que tem uma magnitude de duas vezes a tensão de entrada; e um estágio de relógio (754); em que o estágio de relógio (754) recebe um trem de pulsos e produz pulsos de relógio de fases opostas, em que os pulsos de relógio de fases opostas fazem com que os primeiro e segundo capacitores alternadamente carreguem para uma tensão igual ade duas vezes a tensão de entrada.

6. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o circuito de gerador de pulso compreende: um circuito de disparo não retardado; um circuito de disparo retardado; um circuito de disparo de indutor; um circuito de temporização de RC que compreende um resistor R e um capacitor C para ajustar um retardo de constante de tempo na entrada do circuito de disparo retardado; um inversor acoplado na saída do circuito de disparo não retardado; e uma porta lógica que tem uma primeira entrada acoplada a uma saída do inversor, uma segunda entrada acoplada a uma saída do circuito de disparo retardado, e uma saída acoplada ao circuito de disparo de indutor; um primeiro oscilador acoplado a uma entrada do circuito de disparo não retardado e acoplado no circuito de temporização de RC; e um segundo oscilador acoplado ao circuito de disparo de indutor.

7. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o circuito de descarga de indutor (726) compreende: um circuito de carregamento de capacitor; um circuito de acoplamento; e circuitos de carregamento e descarregamento para carregar e descarregar o indutor.

8. Circuito eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) está configurado para implementar um protocolo de comunicação de impulso.

9. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo materiais são selecionados para prover a diferença de potencial de tensão como um resultado dos primeiro e segundo materiais estando em contato com o fluido condutivo.

10. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um comutador eletrônico, em que o comutador eletrônico compreende um primeiro e segundo terminais e um terminal de controle (428, 511), e em que o terminal de controle (428, 511) está operativamente acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), o primeiro terminal está acoplado ao indutor, e o segundo terminal está acoplado ao segundo material, e em que o indutor está acoplado entre o primeiro material e o primeiro terminal do comutador eletrônico, em que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) está ainda configurado para alterar a condutância do comutador eletrônico entre os primeiro e segundo materiais de modo que a corrente é desenvolvida através do indutor.

11. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o indutor compreende pelo menos dois elementos indutivos formados sobre subestruturas isolantes separadas de um circuito integrado de semicondutor (601, 611, 631, 651).

12. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos indutivos estão acoplados através de uma via formada entre as subestruturas isolantes separadas.

13. Dispositivo eletrônico caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); um circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) configurado para alterar a condutáncia; uma fonte de energia parcial acoplada ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), em que a fonte de energia parcial está configurada para prover uma diferença de potencial de tensão ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo, a fonte de energia parcial compreendendo: um primeiro material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); e um segundo material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e eletricamente isolado do primeiro material; um indutor acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), em que circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) é configurado para desenvolver uma corrente através do indutor, e em que uma magnitude da corrente desenvolvida através do indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor; e um comutador eletrônico, em que o comutador eletrônico compreende primeiro e segundo terminais e um terminal de controle (428, 511), e em que o terminal de controle (428, 511) é operativamente acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), o primeiro terminal é acoplado ao indutor, e o segundo terminal é acoplado ao segundo material, e em que o indutor é acoplado entre o primeiro material e o primeiro terminal do comutador eletrônico, em que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) é ainda configurado para alterar a condutáncia do comutador eletrônico entre os primeiro e segundo materiais de modo que a corrente é desenvolvida através do indutor.

14. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um circuito duplicador de tensão (722) acoplado à fonte de energia parcial; um circuito gerador de pulso (724) acoplado ao circuito duplicador de tensão (722); e um circuito de descarga de indutor (726) acoplado ao circuito gerador de pulso (724).

15. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o circuito duplicador de tensão (722) compreende: um estágio de capacitor comutado (752) compreendendo primeiro e segundo capacitores comutados, em que o estágio de capacitor comutado (752) recebe uma tensão de entrada e emite uma tensão de saída tendo uma magnitude de duas vezes a tensão de entrada; um estágio de relógio (754); em que o estágio de relógio (754) recebe um trem de pulsos e produz pulsos de relógio de fases opostas, em que os pulsos de relógio de fases opostas fazem com que os primeiro e segundo capacitores alternadamente carreguem uma tensão igual a duas vezes a tensão de entrada.

16. Dispositivo eletrônico caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); um circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) configurado para alterar uma condutância; uma fonte de energia parcial acoplada ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), em que a fonte de energia parcial está configurada para prover uma diferença de potencial de tensão para o dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo, a fonte de energia parcial compreendendo: um primeiro material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); e um segundo material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e eletricamente insolado do primeiro material; um indutor acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), em que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) é configurado para desenvolver uma corrente através do indutor, em que uma magnitude da corrente desenvolvida através do indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor, e em que o indutor compreende pelo menos dois elementos indutivos formados em subestruturas isolantes separadas de um circuito integrado de semicondutor (601,611,631,651).

17. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois elementos indutivos são acoplados através de uma via de área de superfície formada entre as subestruturas isolantes separadas.

18. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um circuito duplicador de tensão (722) acoplado à fonte de energia parcial; um circuito gerador de pulso (724) acoplado ao circuito duplicador de tensão (722); e um circuito de descarga de indutor (726) acoplado ao circuito gerador de pulso (724).

19. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o circuito duplicador de tensão (722) compreende: um estágio de capacitor comutado (752) compreendendo primeiro e segundo capacitores comutados, em que o estágio de capacitor comutado (752) recebe uma tensão de entrada e emite uma tensão de saída tendo uma magnitude de duas vezes a tensão de entrada; um estágio de relógio (754); em que o estágio de relógio (754) recebe um trem de pulsos e produz pulsos de relógio de fases opostas, em que os pulso de relógio de fases opostas fazem com que os primeiro e segundo capacitores alternadamente carreguem a uma tensão igual a duas vezes a tensão de entrada.

20. Dispositivo eletrônico caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); um circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) configurado para alterar uma condutáncia; uma fonte de energia parcial acoplada ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506), em que a fonte de energia parcial é configurada para fornecer uma diferença de potencial de tensão para o dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) como um resultado da fonte de energia parcial estando em contato com um fluido condutivo, a fonte de energia parcial compreendendo: um primeiro material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506); e um segundo material eletricamente acoplado ao dispositivo de controle (218, 228, 422, 430, 506) e eletricamente insolado do primeiro material; um indutor acoplado ao circuito de acionamento (500, 502, 700, 720), em que o circuito de acionamento (500, 502, 700, 720) é configurado para desenvolver uma corrente através do indutor, em que uma magnitude da corrente desenvolvida através do indutor é variada para produzir um sinal codificado que é remotamente detectável por um receptor; um circuito duplicador de tensão (722) acoplado à fonte de energia parcial; um circuito gerador de pulso (724) acoplado ao circuito duplicador de tensão (722); e um circuito de descarga de indutor (726) acoplado ao circuito gerador de pulso (724).

21. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o circuito duplicador de tensão (722) compreende: um estágio de capacitor comutado (752) compreendendo primeiro e segundo capacitores comutados, em que o estágio de capacitor comutado (752) recebe uma tensão de entrada e emite uma tensão de saída tendo uma magnitude de duas vezes a tensão de entrada; um estágio de relógio (754); em que o estágio de relógio (754) recebe um trem de pulsos e produz pulsos de relógio de fases opostas, em que os pulso de relógio de fases opostas fazem com que os primeiro e segundo capacitores alternadamente carreguem a uma tensão igual a duas vezes a tensão de entrada.

22. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende: um circuito de disparo não retardado; um circuito de disparo retardado; um circuito de disparo de indutor; um circuito de temporização de RC que compreende um resistor R e um capacitor C para ajustar um retardo de constante de tempo na entrada do circuito de disparo retardado; um inversor acoplado na saída do circuito de disparo não retardado; e uma porta lógica que tem uma primeira entrada acoplada a uma saída do inversor, uma segunda entrada acoplada a uma saída do circuito de disparo retardado, e uma saída acoplada ao circuito de disparo de indutor; um primeiro oscilador acoplado a uma entrada do circuito de disparo não retardado e acoplado no circuito de temporização de RC; e um segundo oscilador acoplado ao circuito de disparo de indutor.

23. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o circuito de descarga de indutor (726) compreende: um circuito de carregamento de capacitor; um circuito de acoplamento; e circuitos de carregamento e descarregamento para carregar e descarregar o indutor.

24. Dispositivo eletrônico, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o indutor compreende pelo menos dois elementos indutivos formados em subestruturas isolantes separadas de circuito integrado de semicondutor (601, 611,631, 651).