EA041044B1 - ENERGY DELIVERY SYSTEM USING ELECTRIC FIELD - Google Patents
ENERGY DELIVERY SYSTEM USING ELECTRIC FIELD Download PDFInfo
- Publication number
- EA041044B1 EA041044B1 EA202092883 EA041044B1 EA 041044 B1 EA041044 B1 EA 041044B1 EA 202092883 EA202092883 EA 202092883 EA 041044 B1 EA041044 B1 EA 041044B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- signal
- animal tissue
- applicator
- electrical
- poultry
- Prior art date
Links
Description
Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США порядковый номер 62/682262, поданной 8 июня 2018 г., которая содержится по ссылке в этом раскрытии сущности.The present application claims priority to U.S. provisional application serial number 62/682262, filed June 8, 2018, which is referenced in this disclosure.
Настоящее раскрытие сущности относится к системам доставки энергии. В частности, настоящее раскрытие сущности относится к системам доставки энергии, которые генерируют электрические поля для обработки животной ткани.The present disclosure pertains to energy delivery systems. In particular, the present disclosure relates to energy delivery systems that generate electrical fields to treat animal tissue.
Обработка домашней птицы может включать в себя такие действия, как установление пола для того, чтобы определять пол, прививание или иное лечение птиц, кормление птиц, взвешивание птиц и обработку клювов и/или когтей птиц, например, чтобы задерживать их рост, в числе других действий.Handling poultry may include activities such as sexing to determine sex, grafting or otherwise treating birds, feeding birds, weighing birds, and treating birds' beaks and/or claws, for example, to retard their growth, among others. actions.
В последние годы некоторые системы доставляют энергию в выбранную ткань домашней птицы для целей обработки. Патенты США №№ 5195925; 5651731; 7232450 и 9775695 описывают некоторые системы и способы для обработки клювов и когтей домашней птицы, которые представляют собой более ориентированные на здоровье и благополучие способы для птицы. Остается потребность в улучшенных системах доставки энергии, которые еще более строго доставляют энергию.In recent years, some systems have delivered energy to selected poultry tissue for processing purposes. US Patents No. 5195925; 5651731; US Pat. There remains a need for improved energy delivery systems that deliver energy even more rigorously.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Различные аспекты настоящего раскрытия сущности относятся к системе, которая использует электрическое поле для того, чтобы обрабатывать животную ткань. Конструкция системы включает в себя аттенюатор, функционально соединенный между радиочастотным (РЧ) синтезатором и по меньшей мере одним усилителем, чтобы обеспечивать строгое и динамическое управление коэффициентом усиления по мощности электрического РЧ-сигнала в широком диапазоне, например вплоть до 60 дБ, чтобы генерировать переменное электрическое РЧ-поле. В частности, аттенюатор может регулироваться без регулирования некоторых или всех усилителей. Система может избирательно обеспечивать переменное электрическое РЧ-поле с низким или высоким уровнем мощности. Система может иметь интерфейсную РЧплату, сконструированную с возможностью развязывать считывающую схему от сигналов с высоким уровнем мощности. Система может использоваться в различных вариантах применения, таких как обработка когтей, клювов/носиков домашней птицы и т.д. Обработка может осуществляться с использованием одного или более бесконтактных источников энергии, таких как электрическое поле. Обработка может включать в себя доставку энергии в выбранную ткань в величинах, достаточных для того, чтобы задерживать или замедлять будущий рост, но не удалять непосредственно ткань. Обработка также может включать в себя доставку энергии в выбранную ткань в величинах, достаточных для того, чтобы удалять ткань.Various aspects of the present disclosure relate to a system that uses an electric field in order to process animal tissue. The system design includes an attenuator operatively coupled between a radio frequency (RF) synthesizer and at least one amplifier to provide strict and dynamic power gain control of the electrical RF signal over a wide range, for example up to 60 dB, to generate an alternating electrical RF field. In particular, the attenuator may be adjusted without adjusting some or all of the amplifiers. The system can selectively provide an alternating RF electric field at a low or high power level. The system may have an RF interface board designed to decouple the readout circuitry from high power signals. The system can be used in a variety of applications such as nail, beak/nose processing of poultry, etc. The processing may be carried out using one or more non-contact energy sources such as an electric field. The treatment may include delivering energy to the selected tissue in amounts sufficient to delay or retard future growth, but not directly remove the tissue. The treatment may also include delivering energy to the selected tissue in amounts sufficient to remove the tissue.
В одном аспекте система доставки энергии содержит схему РЧ-синтезатора, выполненную с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал. Система также содержит предусилительный каскад, функционально соединенный с выводом схемы РЧ-синтезатора. Предусилительный каскад содержит аттенюатор. Система также содержит контроллер платы, функционально соединенный с аттенюатором предусилительного каскада. Контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления аттенюатора. Система дополнительно содержит выходное соединение, выполненное с возможностью обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности на основе, по меньшей мере, электрического РЧ-сигнала и настройки коэффициента усиления аттенюатора. Сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности выполнен с возможностью обеспечиваться в РЧ-аппликатор, выполненный с возможностью вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань.In one aspect, the energy delivery system comprises an RF synthesizer circuit configured to generate an electrical RF signal. The system also contains a preamplifier stage operatively connected to the output of the RF synthesizer circuitry. The preamp stage contains an attenuator. The system also contains a board controller operatively connected to the preamp stage attenuator. The board controller is configured to modify the attenuator gain setting. The system further comprises an output connection configured to provide a low power signal or a high power signal based on at least the electrical RF signal and the attenuator gain setting. A low power signal or a high power signal is configured to be provided to an RF applicator configured to apply an alternating RF electric field to animal tissue.
В другом аспекте способ доставки энергии в животную ткань содержит синтезирование электрического РЧ-сигнала; регулирование ослабления электрического РЧ-сигнала таким образом, чтобы избирательно обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности; и генерирование переменного электрического РЧ-поля из РЧ-аппликатора на основе сигнала с низким уровнем мощности или сигнала с высоким уровнем мощности для того, чтобы вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань.In another aspect, a method for delivering energy to animal tissue comprises synthesizing an electrical RF signal; adjusting the attenuation of the electrical RF signal so as to selectively provide a low power signal or a high power signal; and generating an alternating RF electric field from the RF applicator based on the low power signal or the high power signal to apply the alternating RF electric field to the animal tissue.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
В дальнейшем в данном документе подробно описываются различные варианты осуществления настоящего раскрытия сущности относительно нижеприведенных чертежей.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure are described in detail with respect to the drawings below.
Фиг. 1 иллюстрирует систему доставки энергии настоящего раскрытия сущности, фиг. 2А - РЧ-аппликаторы, соединенные с колодкой для использования в системе доставки энергии по фиг. 1, фиг. 2В - один РЧ-аппликатор по фиг. 2А, позиционированный около животной ткани, фиг. 3 - одну схему размещения интерфейсной РЧ-платы в системе доставки энергии по фиг. 1, фиг. 4 - одну схему размещения различных каскадов интерфейсной РЧ-платы в системе доставки энергии по фиг. 1, фиг. 5 - одну схему размещения считывающей схемы, используемой в интерфейсной РЧ-плате по фиг. 3, фиг. 6 и 7 - переднюю главную поверхность и вторую главную поверхность, соответственно, одной физической схемы размещения интерфейсной РЧ-платы по фиг. 3, фиг. 8 - один способ для использования интерфейсной РЧ-платы по фиг. 3,Fig. 1 illustrates the energy delivery system of the present disclosure, FIG. 2A shows RF applicators connected to a shoe for use in the energy delivery system of FIG. 1, fig. 2B shows one RF applicator of FIG. 2A positioned near animal tissue, FIG. 3 shows one layout of the RF interface board in the power delivery system of FIG. 1, fig. 4 shows one layout of the various stages of the RF interface board in the power delivery system of FIG. 1, fig. 5 shows one layout of the reader circuit used in the RF interface board of FIG. 3, fig. 6 and 7 show a front major surface and a second major surface, respectively, of one physical layout of the RF interface board of FIG. 3, fig. 8 is one way to use the RF interface board of FIG. 3,
- 1 041044 фиг. 9 - один конкретный способ для осуществления способа по фиг. 8, фиг. 10 и 11 графически показывают измерения считываемых значений мощности в зависимости от времени с/без активации режима отслеживания при высоком уровне мощности, соответственно, на интерфейсной РЧ-плате по фиг. 3, фиг. 12 иллюстрирует один пример второй стороны колодки, отличающейся от первой стороны, показанной на фиг. 2А, фиг. 13 - блок-схему последовательности операций способа для подстройки для использования с колодкой по фиг. 2А и 12.- 1 041044 fig. 9 shows one particular method for carrying out the method of FIG. 8, fig. 10 and 11 graphically show measurements of read power values versus time with/without activation of tracking mode at high power level, respectively, on the RF interface board of FIG. 3, fig. 12 illustrates one example of a second side of the shoe different from the first side shown in FIG. 2A, fig. 13 is a flow diagram of a method for adjusting for use with the shoe of FIG. 2A and 12.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Данное раскрытие сущности относится к системам доставки энергии и, в частности, к системам доставки энергии, которые используют один или более бесконтактных источников энергии, таких как электрические поля, которые вносятся в животную ткань. Хотя в данном документе упоминаются системы обработки домашней птицы, такие как система обработки когтей домашней птицы, используемая для того, чтобы доставлять энергию в каждый коготь в величинах, достаточных для того, чтобы задерживать рост когтей, но не удалять непосредственно коготь, системы доставки энергии могут использоваться с любой тканью домашней птицы или другого животного, для которой может требоваться обработка (например, с тканью клювов/носиков домашней птицы и т.д.). Обработка также может включать в себя доставку энергии в выбранную ткань в величинах, достаточных для того, чтобы удалять ткань. Различные другие варианты применения для систем доставки энергии должны становиться очевидными для специалистов в данной области техники с использованием преимущества настоящего раскрытия сущности.This disclosure relates to energy delivery systems, and in particular to energy delivery systems that use one or more non-contact energy sources, such as electric fields, that are applied to animal tissue. While reference is made herein to poultry treatment systems, such as a poultry claw treatment system, used to deliver energy to each claw in sufficient amounts to retard claw growth but not directly remove the claw, energy delivery systems may be used with any poultry or other animal tissue that may require treatment (e.g. poultry beak/nose tissue, etc.). The treatment may also include delivering energy to the selected tissue in amounts sufficient to remove the tissue. Various other applications for energy delivery systems should become apparent to those skilled in the art by taking advantage of the present disclosure.
Может быть преимущественным обеспечивать систему доставки энергии, имеющую строгое и динамическое управление в широком диапазоне коэффициентов усиления по мощности для того, чтобы обеспечивать переменные радиочастотные (РЧ) электрические поля, в частности, в системах обработки ткани для животных. Может быть преимущественным обеспечивать систему доставки энергии, допускающую обеспечение электрического РЧ-поля с низким или с высоким уровнем мощности для того, чтобы упрощать обнаружение и обработку животной ткани с использованием идентичной системы. Дополнительно для системы доставки энергии может быть преимущественным строго управлять электрическим РЧ-полем таким образом, чтобы обеспечивать целевую энергию в животную ткань, чтобы достигать требуемой обработки при одновременном смягчении нежелательных эффектов.It may be advantageous to provide an energy delivery system having strict and dynamic control over a wide range of power gains in order to provide alternating radio frequency (RF) electric fields, particularly in animal tissue processing systems. It may be advantageous to provide an energy delivery system capable of providing a low or high power RF electric field in order to facilitate detection and processing of animal tissue using an identical system. Additionally, it may be advantageous for the energy delivery system to tightly control the electrical RF field in such a way as to deliver targeted energy to animal tissue to achieve the desired treatment while mitigating undesirable effects.
Настоящее раскрытие сущности обеспечивает систему, которая использует электромагнитное поле для того, чтобы обрабатывать животную ткань. Система может использоваться при обработке домашней птицы для остановки роста когтей домашней птицы. Система может избирательно обеспечивать переменное электрическое РЧ-поле с низким или высоким уровнем мощности. Переменное электрическое РЧ-поле с низким уровнем мощности может использоваться для считывания присутствия животной ткани. Переменное электрическое РЧ-поле с высоким уровнем мощности может использоваться для обработки животной ткани. Некоторые предлагаемые на рынке РЧ-усилители с высоким уровнем мощности не допускают строгое динамическое управление коэффициентом усиления при низких коэффициентах усиления. Преимущественно в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия сущности один или более предусилительных каскадов могут использоваться для того, чтобы обеспечивать строгое динамическое ослабление или усиление в широком диапазоне коэффициентов усиления по мощности. В некоторых вариантах осуществления предусилительный каскад, спаренный с одним или более усилительных каскадов, может обеспечивать широкий диапазон для динамического диапазона управления коэффициентом усиления, например, вплоть до 60 дБ для электрического РЧ-сигнала, который может использоваться для того, чтобы обеспечивать переменное электрическое РЧ-поле.The present disclosure provides a system that uses an electromagnetic field to process animal tissue. The system can be used in the processing of poultry to stop the growth of poultry claws. The system can selectively provide an alternating RF electric field at a low or high power level. An alternating electric RF field at a low power level can be used to sense the presence of animal tissue. An alternating electrical RF field with a high power level can be used to treat animal tissue. Some high power RF amplifiers on the market do not allow tight dynamic gain control at low gains. Advantageously, in various embodiments of the present disclosure, one or more preamplifier stages may be used to provide strong dynamic attenuation or gain over a wide range of power gains. In some embodiments, a preamp stage coupled to one or more gain stages can provide a wide range for gain control dynamic range, such as up to 60 dB for an electrical RF signal that can be used to provide a variable electrical RF signal. field.
В некоторых вариантах осуществления аттенюаторы регулируются вместо регулирования усилителей для того, чтобы обеспечивать динамический диапазон коэффициентов усиления. Частотное отслеживание может использоваться в сочетании с переменным электрическим РЧ-полем с высоким уровнем мощности для того, чтобы улучшать внесение в животную ткань при обработке. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления система может иметь интерфейсную РЧ-плату, сконструированную с возможностью развязывать считывающую схему таким образом, чтобы упрощать считывание мощности при обеспечении выходных электрических РЧ-сигналов с низким или высоким уровнем мощности.In some embodiments, the attenuators are adjusted instead of adjusting the amplifiers in order to provide a dynamic range of gains. Frequency tracking can be used in combination with a high power alternating RF electric field to improve application to animal tissue during processing. Additionally, in some embodiments, the system may have an RF interface board designed to decouple the sensing circuitry so as to facilitate power sensing while providing low or high power electrical RF outputs.
Все научно-технические термины, используемые в данном документе, имеют смысловые значения, наиболее часто используемые в данной области техники, если не указано иное. Определения, предоставляемые в настоящем документе, служат для того, чтобы упрощать понимание конкретных терминов, часто используемых в данном документе, и не имеют намерение ограничивать объем настоящего раскрытия сущности.All scientific and technical terms used in this document have the meanings most commonly used in this field of technology, unless otherwise indicated. The definitions provided herein serve to facilitate understanding of specific terms frequently used in this document and are not intended to limit the scope of this disclosure.
При использовании в данном документе термин животная ткань относится к нечеловеческой ткани. Неограничивающие примеры животной ткани включают в себя коготь, клюв/носик или другой придаток домашней птицы.As used herein, the term animal tissue refers to non-human tissue. Non-limiting examples of animal tissue include a claw, beak/nose, or other appendage of poultry.
При использовании в данном документе термин аппликатор или РЧ-аппликатор означает конструкцию, выполненную с возможностью обеспечивать переменное электрическое РЧ-поле в ответ на прием электрического РЧ-сигнала. Аппликатор выполнен с возможностью вносить энергию переменногоAs used herein, the term applicator or RF applicator means a structure configured to provide a variable electrical RF field in response to receiving an electrical RF signal. The applicator is configured to introduce AC energy
- 2 041044 электрического РЧ-поля в животную ткань. В отличие от РЧ-антенны РЧ-аппликатор направляет или концентрирует энергию переменного электрического РЧ-поля локально в точке, находящейся рядом или в непосредственной близости от поверхности конструкции, вместо передачи электрического РЧ-поля в приемную антенну через среду.- 2 041044 electric RF field into animal tissue. Unlike an RF antenna, an RF applicator directs or concentrates the energy of an alternating electrical RF field locally at a point near or in close proximity to the surface of the structure, instead of transmitting the electrical RF field to the receiving antenna through the medium.
При использовании в данном документе термин или, в общем, используется во включающем смысле, например, чтобы означать и/или, если контекст явно не предписывает иное. Термин и/или означает один или все перечисленные элементы либо комбинацию по меньшей мере двух из перечисленных элементов.As used herein, the term or is generally used in an inclusive sense, eg, to mean and/or, unless the context clearly dictates otherwise. The term and/or means one or all of the listed elements or a combination of at least two of the listed elements.
Далее следует обратиться к чертежам, которые иллюстрируют один или более аспектов, описанных в этом раскрытии сущности. Тем не менее, следует понимать, что другие аспекты, не проиллюстрированные на чертежах, попадают в пределы объема этого раскрытия сущности. Аналогичные номера, используемые на чертежах, означают аналогичные компоненты, этапы и т.п. Тем не менее, следует понимать, что использование ссылки с номером для того, чтобы ссылаться на элемент на данном чертеже, не имеет намерения ограничивать элемент на другом чертеже, помеченный идентичной ссылкой с номером. Помимо этого использование различных ссылок с номерами для того, чтобы ссылаться на элементы на различных чертежах, не имеет намерения указывать то, что элементы с различными номерами ссылок не могут быть идентичными или аналогичными.Further reference should be made to the drawings, which illustrate one or more of the aspects described in this disclosure. However, it should be understood that other aspects not illustrated in the drawings fall within the scope of this disclosure. Like numbers used in the drawings mean like components, steps, and the like. However, it should be understood that the use of a numbered reference to refer to an element in a given drawing is not intended to limit an element in another drawing labeled with an identical numbered reference. In addition, the use of different reference numbers to refer to elements in different drawings is not intended to indicate that elements with different reference numbers cannot be identical or similar.
Фиг. 1 показывает систему 100 доставки энергии согласно настоящему раскрытию сущности. Система 100 включает в себя один или более компонентов, таких как системный контроллер 102, интерфейсная РЧ-плата 104 и РЧ-аппликатор 106.Fig. 1 shows an energy delivery system 100 according to the present disclosure. System 100 includes one or more components such as a system controller 102, an RF interface board 104, and an RF applicator 106.
Системный контроллер 102 может функционально соединяться с интерфейсной РЧ-платой 104 для того, чтобы обеспечивать или выдавать команды и настройки в интерфейсную РЧ-плату 104. Интерфейсная РЧ-плата 104 может использовать калибровочную или компенсационную таблицу для того, чтобы корректировать уход сигнала вследствие изменений частоты или температуры, затрагивающих один или более компонентов интерфейсной РЧ-платы 104.System controller 102 may be operatively coupled to RF interface board 104 to provide or issue commands and settings to RF interface board 104. RF interface board 104 may use a calibration or compensation table to correct for signal drift due to frequency changes. or temperatures affecting one or more components of the RF interface board 104.
Интерфейсная РЧ-плата 104 может быть выполнена с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал. Электрический РЧ-сигнал может усиливаться или ослабляться посредством различных компонентов интерфейсной РЧ-платы 104 для того, чтобы формировать выходной электрический РЧ-сигнал. В некоторых вариантах осуществления интерфейсная РЧ-плата 104 включает в себя, по меньшей мере, схему РЧ-синтезатора, аттенюатор, усилитель, считывающую схему и выходное соединение, чтобы обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал. Интерфейсная РЧ-плата 104 выполнена с возможностью обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал с низким или высоким уровнем мощности на основе сгенерированного электрического РЧ-сигнала. Интерфейсная РЧ-плата 104 может включать в себя одно или более из следующего: дополнительные аттенюаторы, дополнительные усилители, температурные датчики и электромагнитные экранирующие компоненты.The RF interface board 104 may be configured to generate an electrical RF signal. The electrical RF signal may be amplified or attenuated by various components of the RF interface board 104 in order to generate an electrical RF signal output. In some embodiments, the RF interface board 104 includes at least an RF synthesizer circuit, an attenuator, an amplifier, a sensing circuit, and an output connection to provide an electrical RF signal output. The RF interface board 104 is configured to provide a low or high power electrical RF output based on the generated electrical RF signal. The RF interface board 104 may include one or more of the following: additional attenuators, additional amplifiers, temperature sensors, and electromagnetic shielding components.
РЧ-аппликатор 106 может функционально соединяться с интерфейсной РЧ-платой 104 для того, чтобы генерировать переменное электрическое РЧ-поле в ответ на прием выходного электрического РЧсигнала. РЧ-аппликатор 106 может функционально соединяться с выходным соединением интерфейсной РЧ-платы 104. РЧ-аппликатор 106 может формироваться из любой подходящей конструкции, допускающей формирование или передачу переменного электрического РЧ-поля. В некоторых вариантах осуществления РЧ-аппликатор 106 включает в себя проводящий материал и диэлектрический материал. Например, РЧ-аппликатор 106 может включать в себя два проводника, отделенные посредством диэлектрического материала. Неограничивающие примеры диэлектрического материала включают в себя полимер, такой как политетрафторэтилен (PTFE), к примеру, тефлон™ или диэлектрик в свободном пространстве (воздух).The RF applicator 106 may be operatively coupled to the RF interface board 104 to generate an alternating RF electrical field in response to receiving an electrical RF output. The RF applicator 106 may be operatively coupled to the output connection of the RF interface board 104. The RF applicator 106 may be formed from any suitable design capable of generating or transmitting an alternating RF electric field. In some embodiments, RF applicator 106 includes a conductive material and a dielectric material. For example, the RF applicator 106 may include two conductors separated by a dielectric material. Non-limiting examples of the dielectric material include a polymer such as polytetrafluoroethylene (PTFE) such as Teflon™ or a free space (air) dielectric.
Интерфейсная РЧ-плата 104 выполнена с возможностью выполнять или исполнять одну или более команд, обеспеченных посредством системного контроллера 102. В некоторых вариантах осуществления интерфейсная РЧ-плата 104 выполнена с возможностью принимать команды, включающие в себя одно или более из следующего: команда вывода постоянной мощности, команда управления режимом обнаружения, команда управления режимом отслеживания при высоком уровне мощности, команда формирования сообщения об ошибке, команда считывания температуры, команда выключения и команда включения.The RF interface board 104 is configured to execute or execute one or more commands provided by the system controller 102. In some embodiments, the RF interface board 104 is configured to receive commands including one or more of the following: a constant power output command , detection mode control command, high power tracking mode control command, error message generation command, temperature reading command, off command, and on command.
Различные команды могут использоваться в ходе работы системы доставки энергии. В ответ на команду вывода постоянной мощности интерфейсная РЧ-плата 104 может обеспечивать электрический РЧсигнал с постоянным уровнем мощности в выходное соединение. Например, постоянная мощность может соответствовать выходному электрическому РЧ-сигналу с низким или высоким уровнем мощности. В ответ на режим обнаружения интерфейсная РЧ-плата 104 может быть выполнена с возможностью обнаруживать изменение обратных потерь сигнала с низким уровнем мощности. Дополнительно интерфейсная РЧ-плата 104 может уведомлять системный контроллер 102, когда отраженная мощность падает ниже, или обратные потери поднимаются выше порогового значения. Режим обнаружения может использоваться в сочетании с обеспечением выходного электрического РЧ-сигнала с низким уровнем мощности в РЧ-аппликатор 106. Когда обнаруженные обратные потери поднимаются, животная ткань можетVarious commands may be used during the operation of the energy delivery system. In response to the constant power output command, the RF interface board 104 may provide an electrical RF signal at a constant power level to the output connection. For example, constant power may correspond to an electrical RF output at a low or high power level. In response to the detection mode, the RF interface board 104 may be configured to detect a change in the return loss of the low power signal. Additionally, the RF interface board 104 may notify the system controller 102 when the reflected power falls below or the return loss rises above a threshold. The detection mode may be used in conjunction with providing a low power electrical RF output to the RF applicator 106. When the detected return loss rises, the animal tissue may
- 3 041044 позиционироваться в непосредственной близости к РЧ-аппликатору 106, и системный контроллер 102 может командовать интерфейсной РЧ-плате 104 обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности. В ответ на режим отслеживания при высоком уровне мощности, интерфейсная РЧ-плата 104 может модифицировать частоту сгенерированного электрического РЧ-сигнала таким образом, чтобы уменьшать или минимизировать отраженную мощность либо увеличивать или максимизировать обратные потери, обнаруженные посредством интерфейсной РЧ-платы 104, что позволяет улучшать внесение РЧ-энергии в животную ткань. Другими словами, частота может регулироваться таким образом, что она согласуется с обнаруженной электрической нагрузкой. Режим отслеживания при высоком уровне мощности может использоваться в сочетании с обеспечением выходного электрического РЧсигнала с высоким уровнем мощности для того, чтобы увеличивать или максимизировать внесение энергии переменного электрического РЧ-поля в животную ткань в начале обработки и в течение обработки (например, импеданс может изменяться по мере того, как животная ткань обрабатывается).- 3 041044 be positioned in close proximity to the RF applicator 106, and the system controller 102 may command the RF interface board 104 to provide a high power electrical RF output signal. In response to the high power tracking mode, the RF interface board 104 may modify the frequency of the generated electrical RF signal so as to reduce or minimize the reflected power, or increase or maximize the return loss detected by the RF interface board 104, thereby improving introducing RF energy into animal tissue. In other words, the frequency can be adjusted to match the detected electrical load. The high power tracking mode may be used in conjunction with providing a high power electrical RF output to increase or maximize the delivery of alternating electrical RF field energy to animal tissue at the start of treatment and during treatment (e.g., the impedance may vary with as animal tissue is processed).
Различные частоты могут использоваться для того, чтобы возбуждать РЧ-аппликатор 106 для доставки энергии в животную ткань. В некоторых вариантах осуществления, интерфейсная РЧ-плата 104 может быть выполнена с возможностью обеспечивать электрический РЧ-сигнал, соответствующий частотам в одной или более полос частот для применения в научных, медицинских и промышленных целях (ISM), которые могут резервироваться в одной или более стран для использования РЧ-энергии, предназначенной для применения в научных, медицинских и промышленных целях, а не для связи. В одном или более вариантов осуществления электрический РЧ-сигнал включает в себя по меньшей мере одну частоту в полосе ISM-частот от 2400 до 2500 МГц и может центрироваться или иметь пик при 2450 МГц.Various frequencies may be used to excite the RF applicator 106 to deliver energy to animal tissue. In some embodiments, the RF interface board 104 may be configured to provide an electrical RF signal corresponding to frequencies in one or more scientific, medical, and industrial (ISM) frequency bands that may be reserved in one or more countries. to use RF energy intended for scientific, medical, and industrial purposes and not for communications. In one or more embodiments, the electrical RF signal includes at least one frequency in the 2400 to 2500 MHz ISM band and may center or peak at 2450 MHz.
РЧ-аппликатор 106 может соединяться с колодкой, которая задает позицию для обработки для животной ткани. Колодка выполнена с возможностью направлять животную ткань в позицию для обработки рядом с РЧ-аппликатором 106, в которой переменное электрическое РЧ-поле должно вноситься в животную ткань. В некоторых вариантах осуществления, к примеру, для систем обработки когтей домашней птицы, колодка может описываться как направляющая для когтей.The RF applicator 106 may be connected to a shoe that defines a treatment position for the animal tissue. The shoe is configured to guide the animal tissue to a treatment position adjacent to the RF applicator 106 where an alternating RF electric field is to be applied to the animal tissue. In some embodiments, such as for poultry claw systems, the shoe may be described as a claw guide.
Фиг. 2А показывает первый вид сбоку одного примера РЧ-аппликаторов 106, соединенных с колодкой 202. Как проиллюстрировано, три РЧ-аппликатора 106 соединяются с колодкой 202. Каждый РЧаппликатор 106 может включать в себя одно входное соединение 206, выполненное с возможностью соединяться с выходным соединением интерфейсной РЧ-платы 104. Каждый РЧ-аппликатор 106 может возбуждаться независимо, например, посредством различной интерфейсной РЧ-платы 104. В некоторых вариантах осуществления входные соединения 206 могут включать в себя коаксиальные разъемы.Fig. 2A shows a first side view of one example of RF applicators 106 connected to a block 202. As illustrated, three RF applicators 106 are connected to a block 202. Each RF applicator 106 may include one input connection 206 configured to connect to an output connection of the interface RF Boards 104. Each RF applicator 106 may be driven independently, such as by a different RF interface board 104. In some embodiments, input connections 206 may include coaxial connectors.
Колодка 202 может включать в себя один или более каналов 204, выполненных с возможностью направлять животную ткань в место рядом с РЧ-аппликаторами 106. В проиллюстрированном варианте осуществления каналы 204 дополняют форму и размер лапы домашней птицы и позиционируют дальний конец каждого когтя домашней птицы рядом с одним РЧ-аппликатором 106. Для обработки цыплят, например, каналы 204 могут иметь форму, которая включает в себя три канала для передних когтей, протягивающиеся из канала для задних когтей. Каждый коготь домашней птицы может обрабатываться независимо, в различные моменты времени или параллельно.Shoe 202 may include one or more channels 204 configured to direct animal tissue to a location adjacent to RF applicators 106. In the illustrated embodiment, channels 204 complement the shape and size of the poultry paw and position the distal end of each poultry claw adjacent to one RF applicator 106. For chick treatment, for example, the channels 204 may be shaped to include three front claw channels extending from the rear claw channel. Each claw of the poultry can be processed independently, at different times or in parallel.
Фиг. 2В показывает один пример РЧ-аппликатора 106, позиционированного около животной ткани 210. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97 или даже 99% энергии электрического РЧ-поля (полной испускаемой мощности) направляются в объем в пределах 10, 5, 3, 2, 1 или 0,5 см от поверхности конструкции. В одном или более вариантов осуществления по меньшей мере 90% или по меньшей мере 97% полной испускаемой мощности направляются в пределах 10кратного значения относительно расстояния 212 от РЧ-аппликатора 106 до заземляющей плоскости 208 на основе модели конечных элементов, такой как COMSOL для моделирования электромагнитного поля, РЧ-аппликатора 106. Например, CAD-модель SolidWorks продукта может обеспечиваться в модель конечных элементов вместе с диэлектрическими свойствами, такими как относительная диэлектрическая проницаемость, и могут вычисляться коэффициент потерь (или тангенс угла потерь) и рисунок полной испускаемой мощности. В некоторых вариантах осуществления расстояние 212 между РЧ-аппликатором 106 и заземляющей плоскостью 208 составляет приблизительно 1 мм (приблизительно 0,040 дюймов).Fig. 2B shows one example of an RF applicator 106 positioned near animal tissue 210. In some embodiments, at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 97%, or even 99% of the electrical RF field energy (total emitted power) is directed into a volume within 10, 5, 3, 2, 1 or 0.5 cm from the surface of the structure. In one or more embodiments, at least 90% or at least 97% of the total power emitted is directed within 10 times the distance 212 from the RF applicator 106 to the ground plane 208 based on a finite element model such as COMSOL for electromagnetic field modeling. , RF applicator 106. For example, a SolidWorks CAD model of a product can be provided to a finite element model along with dielectric properties such as relative permittivity, and a loss factor (or loss tangent) and total emitted power pattern can be calculated. In some embodiments, distance 212 between RF applicator 106 and ground plane 208 is approximately 1 mm (approximately 0.040 inches).
Фиг. 3 показывает один пример схемы размещения интерфейсной РЧ-платы 104 согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия сущности. Интерфейсная РЧ-плата 104 может включать в себя одно или более из следующего: контроллер 302 платы, схема 304 РЧ-синтезатора, один или более ослабляющих каскадов 306, один или более дополнительных каскадов 308, прямая считывающая схема 310, циркулятор 312, выходное соединение 314 и обратная считывающая схема 316. Каждый компонент интерфейсной РЧ-платы 104 может соединяться или располагаться на одной подложке. Подложка может представлять собой печатную плату.Fig. 3 shows one example of a layout of an RF interface board 104 according to one embodiment of the present disclosure. RF interface board 104 may include one or more of the following: board controller 302, RF synthesizer circuit 304, one or more attenuation stages 306, one or more additional stages 308, direct sensing circuit 310, circulator 312, output connection 314 and a reverse reading circuit 316. Each component of the RF interface board 104 may be connected to or placed on the same substrate. The substrate may be a printed circuit board.
Контроллер 302 платы может функционально соединяться с системным контроллером 102 для того, чтобы принимать команды или настройки. Контроллер 302 платы также может обеспечивать данные в системный контроллер 102, такие как значение обратных потерь. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы включает в себя интерфейс или соединение связи, соединенное в беспроводном или в проводном режиме с системным контроллером 102. В некоторых вариантах осуществления кон- 4 041044 троллер 302 платы функционально соединяется с системным контроллером 102 по шине контроллерной сети (CAN).The board controller 302 may be operatively connected to the system controller 102 in order to receive commands or settings. The board controller 302 may also provide data to the system controller 102, such as a return loss value. In some embodiments, the board controller 302 includes a communications interface or connection connected wirelessly or wired to the system controller 102. In some embodiments, the board controller 302 is operatively connected to the system controller 102 over a controller network (CAN) bus. ).
Контроллер 302 платы может функционально соединяться со схемой 304 РЧ-синтезатора для того, чтобы обеспечивать генерирующий РЧ-сигнал, с одним или более ослабляющих каскадов 306 для того, чтобы обеспечивать настройки коэффициентов усиления, с одним или более дополнительных каскадов 308 для того, чтобы обеспечивать настройки коэффициентов усиления, с прямой считывающей схемой 310 для того, чтобы обнаруживать значение прямой мощности, и с обратной считывающей схемой 316 для того, чтобы обнаруживать значение отраженной мощности.The board controller 302 may be operatively coupled to the RF synthesizer circuit 304 to provide a generating RF signal, with one or more attenuation stages 306 to provide gain settings, with one or more additional stages 308 to provide gain settings, with forward sensing circuit 310 to detect the forward power value, and with reverse sensing circuit 316 to detect the reflected power value.
При использовании в данном документе термин настройка коэффициента усиления означает значение коэффициента усиления или параметр коэффициента усиления и может соответствовать коэффициентам усиления, которые ослабляют (например, отрицательное значение в дБ) или усиливают (например, положительное значение в дБ). Например, настройка коэффициента усиления с более высокой абсолютной величиной дополнительно может ослаблять или усиливать сигнал в зависимости от того, является настройка коэффициента усиления положительной или отрицательной.As used herein, the term gain setting means a gain value or gain parameter, and may correspond to gains that attenuate (eg, a negative dB value) or enhance (eg, a positive dB value). For example, a higher absolute gain setting may further attenuate or boost the signal depending on whether the gain setting is positive or negative.
Схема 304 РЧ-синтезатора выполнена с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал в ответ на генерирующий РЧ-сигнал. Схема 304 РЧ-синтезатора может быть выполнена с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал на одной или более частот. Например, схема 304 РЧ-синтезатора может генерировать электрический РЧ-сигнал, содержащий частоты в одной или боле полос ISM-частот.The RF synthesizer circuit 304 is configured to generate an electrical RF signal in response to the generating RF signal. RF synthesizer circuit 304 may be configured to generate an electrical RF signal at one or more frequencies. For example, RF synthesizer circuit 304 may generate an electrical RF signal containing frequencies in one or more ISM frequency bands.
Один или более ослабляющих каскадов 306 могут функционально соединяться с выводом схемы 304 РЧ-синтезатора. По меньшей мере один ослабляющий каскад 306 выполнен с возможностью обеспечивать промежуточный электрический РЧ-сигнал на основе сгенерированного электрического РЧсигнала. Каждый ослабляющий каскад 306 включает в себя аттенюатор и необязательно усилитель. Сгенерированный электрический РЧ-сигнал может ослабляться или усиливаться посредством одного или более ослабляющих каскадов 306 для того, чтобы обеспечивать промежуточный электрический РЧсигнал. Каждый ослабляющий каскад 306 может описываться как предусилительный каскад.One or more attenuating stages 306 may be operatively connected to an output of the RF synthesizer circuit 304. At least one attenuation stage 306 is configured to provide an intermediate electrical RF signal based on the generated electrical RF signal. Each attenuation stage 306 includes an attenuator and optionally an amplifier. The generated electrical RF signal may be attenuated or amplified by one or more attenuation stages 306 in order to provide an intermediate electrical RF signal. Each attenuating stage 306 may be described as a preamplifier stage.
Один или более дополнительных каскадов 308 могут функционально соединяться с выводом ослабляющих каскадов 306. Дополнительные каскады 308 выполнены с возможностью обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал на основе промежуточного электрического РЧ-сигнала. В некоторых вариантах осуществления промежуточный электрический РЧ-сигнал усиливается посредством одного или более дополнительных каскадов 308 для того, чтобы обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал. Дополнительные каскады 308 могут более конкретно описываться как возбуждающие каскады или усилительные каскады.One or more additional stages 308 may be operatively coupled to the output of attenuating stages 306. Additional stages 308 are configured to provide an electrical RF output signal based on the intermediate electrical RF signal. In some embodiments, the intermediate electrical RF signal is amplified by one or more additional stages 308 in order to provide an electrical RF output signal. Additional stages 308 may be more specifically described as drive stages or boost stages.
Прямая считывающая схема 310 может функционально соединяться с выводом дополнительных каскадов 308. Прямая считывающая схема 310 выполнена с возможностью обеспечивать значение прямой мощности на основе измерения выходного электрического РЧ-сигнала. Прямая считывающая схема 310 может включать в себя детектор уровня мощности, который может электромагнитно развязываться или экранироваться от других частей интерфейсной РЧ-платы 104. Прямая считывающая схема 310 может включать в себя вывод для того, чтобы обеспечивать значение прямой мощности в контроллер 302 платы, и может включать в себя сквозной порт для того, чтобы обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал.The forward sensing circuit 310 may be operatively coupled to the output of additional stages 308. The direct sensing circuit 310 is configured to provide a forward power value based on a measurement of the electrical RF output signal. The direct sensing circuit 310 may include a power level detector that may be electromagnetically isolated or shielded from other parts of the RF interface board 104. The direct sensing circuit 310 may include an output to provide a forward power value to the board controller 302, and may include a through port to provide an electrical RF signal output.
Циркулятор 312 может функционально соединяться со сквозным портом прямой считывающей схемы 310 для того, чтобы принимать выходной электрический РЧ-сигнал. Циркулятор 312 может включать в себя несколько портов А, В, С, которые непрерывно обеспечивают сигнал, принимаемый в каждом порту, в последующий порт круговым способом. Каждый порт выполнен с возможностью параллельно принимать и обеспечивать различные сигналы. Например, сигнал, принимаемый в порту А, обеспечивается в порт В, сигнал, принимаемый в порту В, обеспечивается в порт С, и сигнал, принимаемый в порту С, обеспечивается в порт А.The circulator 312 may be operatively coupled to the through port of the forward reading circuit 310 in order to receive an electrical RF signal output. The circulator 312 may include multiple ports A, B, C that continuously provide the signal received at each port to the next port in a round-robin fashion. Each port is configured to receive and provide different signals in parallel. For example, a signal received at port A is provided at port B, a signal received at port B is provided at port C, and a signal received at port C is provided at port A.
В проиллюстрированном варианте осуществления порт А циркулятора 312 функционально соединяется со сквозным портом прямой считывающей схемы 310 для того, чтобы принимать выходной электрический РЧ-сигнал. Циркулятор 312 обеспечивает выходной электрический РЧ-сигнал в порт В. РЧаппликатор 106 может функционально соединяться с портом В циркулятора 312 для того, чтобы принимать выходной электрический РЧ-сигнал. РЧ-аппликатор 106 может обеспечивать переменное электрическое РЧ-поле в ответ на выходной электрический РЧ-сигнал. Некоторая энергия или мощность выходного электрического РЧ-сигнала может отражаться посредством РЧ-аппликатора 106 обратно в порт В циркулятора 312. Любая часть выходного электрического РЧ-сигнала, отражаемого посредством РЧаппликатора 106 в порт В, может обеспечиваться посредством циркулятора 312 в порт С.In the illustrated embodiment, port A of circulator 312 is operatively coupled to a through port of direct sensing circuit 310 in order to receive an electrical RF output signal. Circulator 312 provides an electrical RF output to port B. RF applicator 106 may be operatively connected to port B of circulator 312 to receive an electrical RF output. The RF applicator 106 may provide a variable electrical RF field in response to the electrical RF output signal. Some of the energy or power of the electrical RF output may be reflected by the RF applicator 106 back to port B of the circulator 312. Any portion of the electrical RF output reflected by the RF applicator 106 to port B may be provided by the circulator 312 to port C.
Обратная считывающая схема может функционально соединяться с портом С циркулятора 312. Обратная считывающая схема 316 выполнена с возможностью обеспечивать значение отраженной мощности на основе измерения отраженной части выходного электрического РЧ-сигнала. Обратная считывающая схема 316 может включать в себя детектор уровня мощности, который может электромагнитно развязываться или экранироваться от других частей интерфейсной РЧ-платы 104. Обратная считывающая схема 316 может включать в себя вывод для того, чтобы обеспечивать значение отраженной мощности вThe reverse sensing circuit may be operatively connected to port C of the circulator 312. The reverse sensing circuit 316 is configured to provide a reflected power value based on a measurement of the reflected portion of the electrical RF signal output. Readback circuitry 316 may include a power level detector that can be electromagnetically isolated or shielded from other parts of RF interface board 104. Readback circuitry 316 may include a pin to provide a reflected power value in
- 5 041044 контроллер 302 платы, и может включать в себя сквозной порт, например, для того, чтобы обеспечивать энергию из отраженного электрического РЧ-сигнала в электрическое заземление через импедансный элемент.- 5 041044 board controller 302, and may include a through port, for example, in order to provide energy from the reflected electrical RF signal to electrical ground through the impedance element.
РЧ-аппликатор 106 может быть выполнен с возможностью быть чувствительным к присутствию животной ткани поблизости от РЧ-аппликатора 106. В некоторых вариантах осуществления интерфейсная РЧ-плата 104 может калиброваться с возможностью не согласовывать импеданс с воздухом, а вместо этого согласовывать импеданс с животной тканью, позиционированной рядом или около РЧ-аппликатора 106 в позиции для обработки. Интерфейсная РЧ-плата 104 для согласования импеданса с животной тканью может увеличивать или обеспечивать максимальную величину энергии, доставляемой в животную ткань. Другими словами, отраженная часть выходного электрического РЧ-сигнала больше, когда животная ткань не находится в позиции для обработки, по сравнению со случаем, когда животная ткань находится в позиции для обработки.The RF applicator 106 may be configured to be responsive to the presence of animal tissue in the vicinity of the RF applicator 106. In some embodiments, the RF interface board 104 may be calibrated to not be impedance matched to air, but instead impedance matched to animal tissue, positioned next to or near the RF applicator 106 in the treatment position. The RF interface board 104 for impedance matching with animal tissue can increase or maximize the amount of energy delivered to the animal tissue. In other words, the reflected portion of the electrical RF output is larger when the animal tissue is not in the treatment position compared to when the animal tissue is in the treatment position.
При использовании в данном документе термин согласование импедансов означает расчет входного импеданса электрической нагрузки (например, животной ткани) или выходного импеданса соответствующего источника сигналов (например, интерфейсной РЧ-платы) таким образом, чтобы практически максимизировать или оптимизировать передачу мощности или минимизировать отражение сигналов от электрической нагрузки. Например, в некоторых вариантах осуществления система, включающая в себя интерфейсную РЧ-плату, может изменять частоту электрического РЧ-сигнала таким образом, чтобы выполнять согласование выходного импеданса интерфейсной РЧ-платы с входным импедансом животной ткани, что позволяет практически максимизировать передачу мощности в животную ткань, в рамках ограничений интерфейсной РЧ-платы и системы.As used herein, the term impedance matching means the calculation of the input impedance of an electrical load (e.g., animal tissue) or the output impedance of an appropriate signal source (e.g., an RF interface card) in such a way as to substantially maximize or optimize power transfer or minimize signal reflection from an electrical loads. For example, in some embodiments, a system including an RF interface board may vary the frequency of the electrical RF signal so as to match the output impedance of the RF interface board to the input impedance of the animal tissue, thereby substantially maximizing power transfer to the animal tissue. , within the limitations of the RF interface board and system.
Контроллер 302 платы может принимать значения прямой и отраженной мощности. Контроллер 302 платы может быть выполнен с возможностью определять обратные потери на основе значений прямой и отраженной мощности (например, значения отраженной мощности минус значение прямой мощности). Обратные потери могут быть больше, когда животная ткань находится в позиции для обработки, по сравнению со случаем, когда животная ткань не находится в позиции для обработки.The board controller 302 can accept forward and reflected power values. The board controller 302 may be configured to determine the return loss based on the forward and reflected power values (eg, the reflected power value minus the forward power value). The return loss may be greater when the animal tissue is in the treatment position compared to when the animal tissue is not in the treatment position.
Обратные потери могут передаваться в системный контроллер 102. На основе обратных потерь системный контроллер 102 может выдавать различные команды в контроллер 302 платы. Например, когда обратные потери поднимаются выше порогового значения обратных потерь (или отраженная мощность падает или опускается ниже порогового значения отраженной мощности), системный контроллер 102 может выдавать одну или более команд в контроллер 302 платы, чтобы обеспечивать электрический выходной РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности и переходить в режим отслеживания при высоком уровне мощности. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы также может быть выполнен с возможностью переходить в режим отслеживания при невысоком уровне мощности, к примеру, в режим отслеживания при низком уровне мощности.The return loss may be transmitted to the system controller 102. Based on the return loss, the system controller 102 may issue various commands to the board controller 302. For example, when the return loss rises above the return loss threshold (or the reflected power drops or falls below the reflected power threshold), the system controller 102 may issue one or more commands to the board controller 302 to provide a high power RF electrical output signal. and enter tracking mode at high power level. In some embodiments, the board controller 302 may also be configured to enter a tracking mode at a low power level, such as a tracking mode at a low power level.
Пороговое значение обратных потерь может определяться на основе значения базовых обратных потерь. Например, пороговое значение потерь может составлять по меньшей мере на 1, 2, 3, 4 или 5 дБм больше базовых обратных потерь.The return loss threshold may be determined based on the base return loss value. For example, the loss threshold may be at least 1, 2, 3, 4, or 5 dBm greater than the base return loss.
Один или более компонентов, таких как контроллеры, синтезаторы, интерфейсы, датчики (например, мощности или температуры), усилители и аттенюаторы, описанные в данном документе, может включать в себя процессор, такой как центральный процессор (CPU) или модуль микроконтроллера (MCU), компьютер, логическую матрицу или другое устройство, допускающее направление данных, поступающих в/из интерфейсной РЧ-платы системы доставки энергии. Контроллер может включать в себя одно или более вычислительных устройств, имеющих запоминающее устройство, аппаратные средства обработки и связи. Контроллер может включать в себя схему, используемую для того, чтобы соединять различные компоненты контроллера между собой либо с другими компонентами, функционально соединенными с контроллером. Функции контроллера могут выполняться посредством аппаратных средств и/или в качестве компьютерных инструкций на энергонезависимом машиночитаемом носителе хранения данных.One or more of the components such as controllers, synthesizers, interfaces, sensors (such as power or temperature), amplifiers, and attenuators described herein may include a processor, such as a central processing unit (CPU) or microcontroller unit (MCU) , computer, logic array, or other device capable of directing data to/from the RF interface board of the power delivery system. The controller may include one or more computing devices having storage, processing, and communication hardware. The controller may include circuitry used to connect the various components of the controller to each other or to other components operatively coupled to the controller. The functions of the controller may be executed by hardware and/or as computer instructions on a non-volatile computer-readable storage medium.
Процессор контроллера может включать в себя любое одно или более из микропроцессора, микроконтроллера, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) и/или эквивалентной дискретной или интегральной логической схемы. В некоторых примерах процессор может включать в себя несколько компонентов, таких как любая комбинация одного или более микропроцессоров, одного или более контроллеров, одного или более DSP, одной или более ASIC и/или одной или более FPGA, а также других дискретных или интегральных логических схем. Функции, приписываемые контроллеру или процессору в данном документе, могут быть осуществлены в качестве программного обеспечения, микропрограммного обеспечения, аппаратных средств либо любой комбинации вышеозначенного. Хотя описывается в данном документе в качестве процессорной системы, альтернативный контроллер может использовать другие компоненты, такие как реле и таймеры, для того, чтобы достигать требуемых результатов, отдельно или в комбинации с микропроцессорной системой.The controller processor may include any one or more of a microprocessor, a microcontroller, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), and/or an equivalent discrete or integrated logic circuit. In some examples, a processor may include multiple components, such as any combination of one or more microprocessors, one or more controllers, one or more DSPs, one or more ASICs, and/or one or more FPGAs, and other discrete or integrated logic circuits. . The functions attributed to a controller or processor in this document may be implemented as software, firmware, hardware, or any combination of the foregoing. Although described herein as a processor system, an alternative controller may use other components, such as relays and timers, in order to achieve the desired results, alone or in combination with a microprocessor system.
В одном или более вариантов осуществления примерные системы, способы и интерфейсы могут ре- 6 041044 ализовываться с использованием одной или более компьютерных программ с использованием вычислительного оборудования, которое может включать в себя один или более процессоров и/или запоминающее устройство. Программный код и/или логика, описанные в данном документе, могут применяться к входным данным/информации для того, чтобы выполнять функциональность, описанную в данном документе, и формировать требуемые выходные данные/информацию. Выходные данные/информация могут применяться в качестве ввода в одно или более других устройств и/или способов, как описано в данном документе, либо применяться известным способом. С учетом вышеизложенного, должно быть очевидным, что функциональность контроллера, описанная в данном документе, может реализовываться любым способом, известным для специалистов в данной области техники.In one or more embodiments, the exemplary systems, methods, and interfaces may be implemented using one or more computer programs using computing hardware, which may include one or more processors and/or memory. Program code and/or logic described herein may be applied to input data/information in order to perform the functionality described in this document and generate the required output data/information. The output data/information may be used as input to one or more other devices and/or methods, as described herein, or used in a known manner. In view of the foregoing, it should be apparent that the controller functionality described herein may be implemented in any manner known to those skilled in the art.
Фиг. 4 показывает один пример схемы размещения различных каскадов интерфейсной РЧ-платы 104, которые могут включать в себя одно или более из следующего: первый предусилительный каскад 402, второй предусилительный каскад 404, возбуждающий каскад 406 и усилительный каскад 408. Каждый каскад может соответствовать схеме, включающей в себя аттенюатор, усилитель либо и то, и другое. Интерфейсная РЧ-плата 104 может включать в себя одно или более из следующего: первый аттенюатор 412, первый усилитель 414, второй аттенюатор 416, второй усилитель 418, третий усилитель 420 и четвертый усилитель 422. Каждый аттенюатор может описываться как аттенюатор с регулируемым напряжением (VVA).Fig. 4 shows one example of a layout of various stages of the RF interface board 104, which may include one or more of the following: a first preamplifier stage 402, a second preamplifier stage 404, a drive stage 406, and an amplifier stage 408. Each stage may correspond to a scheme including an attenuator, an amplifier, or both. The RF interface board 104 may include one or more of the following: a first attenuator 412, a first amplifier 414, a second attenuator 416, a second amplifier 418, a third amplifier 420, and a fourth amplifier 422. Each attenuator may be described as a voltage regulated attenuator (VVA ).
Первый предусилительный каскад 402 может функционально соединяться с выводом схемы 304 РЧсинтезатора для того, чтобы принимать сгенерированный электрический РЧ-сигнал. Первый предусилительный каскад 402 может динамически ослаблять или усиливать сгенерированный электрический РЧсигнал. В некоторых вариантах осуществления первый предусилительный каскад 402 может включать в себя первый аттенюатор 412 и первый усилитель 414. Первый усилитель 414 может функционально соединяться с выводом первого аттенюатора 412. Первый усилитель 414 может усиливать сигнал, ослабленный посредством первого аттенюатора 412.The first preamplifier stage 402 may be operatively connected to the output of the RF synthesizer circuit 304 in order to receive the generated electrical RF signal. The first preamplifier stage 402 can dynamically attenuate or amplify the generated electrical RF signal. In some embodiments, the first preamplifier stage 402 may include a first attenuator 412 and a first amplifier 414. The first amplifier 414 may be operatively connected to the output of the first attenuator 412. The first amplifier 414 may amplify the signal attenuated by the first attenuator 412.
В некоторых вариантах осуществления первый аттенюатор 412 может функционально соединяться с контроллером 302 платы и может модулироваться или регулироваться с помощью настройки коэффициента усиления таким образом, чтобы динамически ослаблять сгенерированный электрический РЧсигнал. Первый аттенюатор 412 может быть выполнен с возможностью ослабляться от низкого значения ослабления до высокого значения ослабления. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы может быть выполнен с возможностью не регулировать настройку коэффициента усиления первого усилителя 414 таким образом, чтобы динамически ослаблять или усиливать сгенерированный электрический РЧ-сигнал. Первый усилитель 414 может быть выполнен с возможностью усиливать с фиксированным значением усиления.In some embodiments, the first attenuator 412 may be operatively coupled to the board controller 302 and may be modulated or adjusted by gain adjustment so as to dynamically attenuate the generated electrical RF signal. The first attenuator 412 may be configured to be attenuated from a low attenuation value to a high attenuation value. In some embodiments, the board controller 302 may be configured to not adjust the gain setting of the first amplifier 414 so as to dynamically attenuate or boost the generated electrical RF signal. The first amplifier 414 may be configured to amplify at a fixed gain value.
Чтобы обеспечивать динамический диапазон коэффициентов усиления первого предусилительного каскада 402, значения ослабления первого аттенюатора 412 могут охватывать фиксированное значение усиления первого усилителя 414. Например, динамический диапазон коэффициентов усиления первого аттенюатора 412 может составлять от низкого значения ослабления в -4 дБ до высокого значения ослабления в -32 дБ, и фиксированное значение усиления первого усилителя 414 может составлять 15 дБ. Посредством регулирования настройки коэффициента усиления первого аттенюатора 412 от низкого значения ослабления до высокого значения ослабления, динамический диапазон коэффициентов усиления первого предусилительного каскада 402 может протягиваться от 11 до -17 дБ.To provide the dynamic range of the gains of the first preamp stage 402, the attenuation values of the first attenuator 412 may span a fixed gain of the first amplifier 414. 32 dB, and the fixed gain of the first amplifier 414 may be 15 dB. By adjusting the gain setting of the first attenuator 412 from a low attenuation value to a high attenuation value, the dynamic range of the gains of the first preamp stage 402 can be extended from 11 to -17 dB.
Второй предусилительный каскад 404 может функционально соединяться с выводом первого предусилительного каскада 402. Второй предусилительный каскад 404 может иметь идентичные или аналогичные аспекты относительно первого предусилительного каскада 402. Аналогично первому предусилительному каскаду 402, второй предусилительный каскад 404 может динамически ослаблять или усиливать сгенерированный электрический РЧ-сигнал. В некоторых вариантах осуществления второй предусилительный каскад 404 может включать в себя второй аттенюатор 416 и первый усилитель 414. Второй усилитель 418 может функционально соединяться с выводом второго аттенюатора 416.The second preamplifier stage 404 may be operatively connected to the output of the first preamplifier stage 402. The second preamplifier stage 404 may have identical or similar aspects to the first preamplifier stage 402. Like the first preamplifier stage 402, the second preamplifier stage 404 may dynamically attenuate or boost the generated electrical RF signal. . In some embodiments, the second preamplifier stage 404 may include a second attenuator 416 and a first amplifier 414. The second amplifier 418 may be operatively connected to the output of the second attenuator 416.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления второй аттенюатор 416 может функционально соединяться с контроллером 302 платы и может регулироваться с помощью настройки коэффициента усиления таким образом, чтобы динамически ослаблять или усиливать сгенерированный электрический РЧ-сигнал. Второй аттенюатор 416 может быть выполнен с возможностью ослабляться от низкого значения ослабления до высокого значения ослабления. Высокие и низкие значения ослабления могут быть идентичными или отличающимися от значений ослабления первого аттенюатора 412. Другими словами, диапазон ослабления второго аттенюатора 416 может быть идентичным или отличающимся от диапазона ослабления первого аттенюатора 412. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы может быть выполнен с возможностью не регулировать настройку коэффициента усиления второго усилителя 418 таким образом, чтобы динамически ослаблять или усиливать сгенерированный электрический РЧ-сигнал. Второй усилитель 418 может быть выполнен с возможностью усиливать с фиксированным значением усиления, которое может быть идентичным или отличающимся от фиксированного значения усиления первого усилителя 414.In addition, in some embodiments, the second attenuator 416 may be operatively coupled to the board controller 302 and may be adjusted by adjusting the gain so as to dynamically attenuate or enhance the generated electrical RF signal. The second attenuator 416 may be configured to be attenuated from a low attenuation value to a high attenuation value. The high and low attenuation values may be identical or different from the attenuation values of the first attenuator 412. In other words, the attenuation range of the second attenuator 416 may be the same or different from the attenuation range of the first attenuator 412. In some embodiments, the board controller 302 may be configured to not adjust the gain setting of the second amplifier 418 so as to dynamically attenuate or enhance the generated electrical RF signal. The second amplifier 418 may be configured to amplify at a fixed gain value, which may be the same as or different from the fixed gain value of the first amplifier 414.
Чтобы обеспечивать динамический диапазон коэффициентов усиления первого второго предусилиTo ensure the dynamic range of the gains of the first second preamplifier
- 7 041044 тельного каскада 404, значения ослабления второго аттенюатора 416 могут охватывать фиксированное значение усиления второго усилителя 418. Аналогично первому предусилительному каскаду 402, в некоторых вариантах осуществления посредством регулирования настройки коэффициента усиления второго аттенюатора 416 от низкого значения ослабления до высокого значения ослабления, динамический диапазон коэффициентов усиления второго предусилительного каскада 404 может протягиваться от 11 до -17 дБ.- 7 041044 of the power stage 404, the attenuation values of the second attenuator 416 may span a fixed gain of the second amplifier 418. Similar to the first preamplifier stage 402, in some embodiments, by adjusting the gain setting of the second attenuator 416 from a low attenuation value to a high attenuation value, dynamic range the gain of the second preamplifier stage 404 can be stretched from 11 to -17 dB.
С использованием примерных диапазонов коэффициентов усиления, описанных выше, предусилительные каскады 402, 404 вместе могут обеспечивать динамический диапазон коэффициентов усиления от 22 до -34 дБ. Другими словами, промежуточный электрический РЧ-сигнал, обеспеченный посредством предусилительных каскадов 402, 404 вместе, может соответствовать сгенерированному электрическому РЧ-сигналу, динамически ослабленному на 34 дБ (например, на коэффициент усиления в -34 дБ) или усиленному на 22 дБ.Using the exemplary gain ranges described above, the preamp stages 402, 404 together can provide a dynamic gain range of 22 to -34 dB. In other words, the intermediate electrical RF signal provided by the preamplifier stages 402, 404 together may correspond to a generated electrical RF signal dynamically attenuated by 34 dB (eg, by a gain of -34 dB) or boosted by 22 dB.
Настройка коэффициента усиления для второго аттенюатора 416 может быть идентичной или отличающейся относительно настройки коэффициента усиления для первого аттенюатора 412. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы увеличивает значение ослабления второго аттенюатора 416 до увеличения значения ослабления первого аттенюатора 412, что позволяет улучшать минимальный уровень шума по всему динамическому диапазону коэффициентов усиления комбинированных предусилительных каскадов 402, 404.The gain setting for the second attenuator 416 may be identical or different from the gain setting for the first attenuator 412. In some embodiments, the board controller 302 increases the attenuation value of the second attenuator 416 to increase the attenuation value of the first attenuator 412, which improves the noise floor over the entire the dynamic range of the gains of the combined preamp stages 402, 404.
В некоторых вариантах осуществления могут регулироваться только настройки коэффициентов усиления одного или более аттенюаторов. Другими словами, настройки коэффициентов усиления одного или более усилителей могут не регулироваться таким образом, чтобы изменять уровень мощности выходного электрического РЧ-сигнала. В общем, регулирование значений коэффициента усиления аттенюаторов вместо усилителей позволяет улучшать управление интерфейсной РЧ-платой 104 таким образом, чтобы обеспечивать строгий уровень мощности выходного электрического РЧ-сигнала.In some embodiments, only the gain settings of one or more attenuators may be adjusted. In other words, the gain settings of one or more amplifiers may not be adjusted in such a way as to change the power level of the electrical RF signal output. In general, adjusting the gain values of the attenuators instead of the amplifiers allows better control of the RF interface board 104 so as to provide a strict electrical RF output power level.
Возбуждающий каскад 406 может включать в себя третий усилитель 420, функционально соединенный с выводом второго предусилительного каскада 404 для того, чтобы принимать промежуточный электрический РЧ-сигнал. Третий усилитель 420 может иметь фиксированное значение усиления. Например, фиксированное значение усиления третьего усилителя 420 может составлять 20 дБ. Динамический диапазон коэффициентов усиления предусилительных каскадов 402, 404 в комбинации с возбуждающим каскадом 406 может составлять от 42 до -14 дБ. В некоторых вариантах осуществления третий усилитель 420 может иметь максимальную выходную мощность в 10 Вт (+40 дБм).The drive stage 406 may include a third amplifier 420 operatively connected to the output of the second preamplifier stage 404 in order to receive an intermediate electrical RF signal. The third amplifier 420 may have a fixed gain value. For example, the fixed gain of the third amplifier 420 may be 20 dB. The dynamic range of the gains of the preamplifier stages 402, 404 in combination with the drive stage 406 can be from 42 to -14 dB. In some embodiments, the third amplifier 420 may have a maximum output power of 10 W (+40 dBm).
Усилительный каскад 408 может включать в себя четвертый усилитель 422, функционально соединенный с выводом возбуждающего каскада 406 и выполненный с возможностью обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал в ответ на прием промежуточного электрического РЧ-сигнала. Четвертый усилитель 422 может иметь фиксированное значение усиления. Например, фиксированное значение усиления четвертого усилителя 422 может составлять 20 дБ. Динамический диапазон коэффициентов усиления предусилительных каскадов 402, 404 в комбинации с возбуждающим каскадом 406 и усилительным каскадом 408 может составлять от 62 до 6 дБ. В некоторых вариантах осуществления четвертый усилитель 422 может иметь максимальную выходную мощность в 140 Вт (+51,5 дБм).Amplifier stage 408 may include a fourth amplifier 422 operably coupled to the output of drive stage 406 and configured to provide an electrical RF output in response to receiving an intermediate electrical RF signal. The fourth amplifier 422 may have a fixed gain value. For example, the fourth amplifier 422 may have a fixed gain of 20 dB. The dynamic range of the gains of the preamp stages 402, 404 in combination with the drive stage 406 and the gain stage 408 can be between 62 and 6 dB. In some embodiments, the fourth amplifier 422 may have a maximum output power of 140 W (+51.5 dBm).
В дополнение к обеспечению широкого динамического диапазона коэффициентов усиления интерфейсная РЧ-плата 104 может быть выполнена с возможностью обеспечивать высокое разрешение по всему диапазону. Цифроаналоговый преобразователь (DAC), который может быть включен или соединяться в/с контроллером 302 платы, может использоваться для того, чтобы обеспечивать настройки коэффициентов усиления в один или более аттенюаторов или усилителей. В некоторых вариантах осуществления DAC, предоставляющий настройки коэффициентов усиления в первый и второй аттенюаторы 412, 416, может использоваться для того, чтобы обеспечивать выходной электрический РЧ-сигнал с размером шага, меньшим или равным 0,1 дБ, по всему целевому диапазону выходной мощности. Размер шага может быть равен приблизительно 0,05 дБ. В некоторых вариантах осуществления может использоваться 12-битовый DAC.In addition to providing a wide dynamic range of gains, the RF interface board 104 can be configured to provide high resolution over the entire range. A digital-to-analog converter (DAC), which may be included in or connected to/with the board controller 302, may be used to provide gain settings to one or more attenuators or amplifiers. In some embodiments, a DAC providing gain settings to the first and second attenuators 412, 416 may be used to provide an electrical RF output with a step size less than or equal to 0.1 dB over the entire target output power range. The step size can be approximately 0.05 dB. In some embodiments, a 12-bit DAC may be used.
Целевой диапазон выходной мощности может выбираться на основе конкретного варианта применения. Целевой диапазон выходной мощности может варьироваться, например, от 1 мВт до 125 Вт или приблизительно на пять порядков величины. Целевой диапазон в дБ или отношение мощностей между выходными электрическими РЧ-сигналами с высоким и низким уровнем мощности может составлять по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 или 60 дБ. Один пример целевого диапазона выходной мощности составляет от 17 до 47 дБм. В некоторых примерах целевой диапазон выходной мощности может иметь нижний уровень в 0 дБм.The target power output range may be selected based on the particular application. The target output power range may vary, for example, from 1 mW to 125 W, or about five orders of magnitude. The target dB range or power ratio between the high and low power electrical RF output signals may be at least 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, or 60 dB. One example of a target output power range is 17 to 47 dBm. In some examples, the target output power range may have a low level of 0 dBm.
В отличие от других типов конструкций выходной электрический РЧ-сигнал может быть практически устойчивым к изменениям нагрузки импеданса. Например, независимо от того, находится или нет животная ткань в позиции для обработки, выходной электрический РЧ-сигнал может не изменяться (может измеряться с использованием значения прямой мощности). В некоторых вариантах осуществления выходной электрический РЧ-сигнал изменяется менее чем на ±0,25 дБ независимо от того, находится или нет животная ткань в позиции для обработки. Присутствие животной ткани может представлять согласоUnlike other types of designs, the electrical RF output can be virtually immune to changes in impedance loading. For example, whether or not animal tissue is in position to be treated, the electrical RF output may not change (may be measured using a forward power value). In some embodiments, the electrical RF output changes by less than ±0.25 dB whether or not the animal tissue is in the treatment position. The presence of animal tissue may represent according to
- 8 041044 вание импедансов (например, приблизительно 50 Ом для когтя домашней птицы), и отсутствие животной ткани может представлять рассогласование (например, разомкнутую схему). Поскольку выходной электрический РЧ-сигнал является практически устойчивым к изменениям нагрузки импеданса, интерфейсная РЧ-плата 104, возможно, не должна существенно изменять настройки коэффициентов усиления, когда животная ткань размещается или удаляется в/из позиции для обработки. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы может использовать измеренное значение прямой мощности, например, для того, чтобы поддерживать постоянную мощность для выходного электрического РЧ-сигнала, но с регулированием настроек коэффициентов усиления.- 8 041044 impedance variation (eg, approximately 50 ohms for a poultry claw) and the absence of animal tissue may represent a mismatch (eg, an open circuit). Because the electrical RF output is substantially immune to impedance loading changes, the RF interface board 104 may not need to significantly change the gain settings when animal tissue is placed or removed into/out of the treatment position. However, in some embodiments, the board controller 302 may use the measured forward power, for example, to maintain a constant power for the electrical RF output, but with gain adjustments.
Фиг. 5 показывает один пример схемы размещения считывающей схемы 502. Считывающая схема 502 может функционально соединяться с портом 504 циркулятора. Считывающая схема может включать в себя направленный разветвитель 506 и датчик 512 мощности. Направленный разветвитель 506 выполнен с возможностью принимать сигнал мощности из порта 504 циркулятора. Направленный разветвитель 506 выполнен с возможностью обеспечивать считывающий сигнал в соединительный порт 510, который развязывается от передаваемого сигнала, обеспеченного в сквозной порт 508. Большая часть энергии из сигнала мощности может содержаться в передаваемом сигнале, обеспеченном в сквозной порт 508. Считывающий сигнал может содержать только часть сигнала мощности. В некоторых вариантах осуществления считывающий сигнал соответствует -30, -40 или-50 дБ сигнала мощности. В некоторых вариантах осуществления отношение мощности в сквозном порту 508 к мощности в соединительном порту 510 составляет 1000 к 1 или приблизительно -30 дБ. Направленный разветвитель 506 также может описываться как делитель мощности. В общем, направленный разветвитель 506 предпочтительно может иметь тщательно управляемое соединение, низкие вносимые потери и рабочий частотный диапазон от 1400 до 2700 МГц.Fig. 5 shows one example of a layout for a sensing circuit 502. The sensing circuit 502 may be operatively coupled to a circulator port 504. The reading circuitry may include a directional splitter 506 and a power sensor 512. The directional splitter 506 is configured to receive a power signal from the port 504 of the circulator. The directional splitter 506 is configured to provide a read signal to the connection port 510 that is decoupled from the transmitted signal provided to the through port 508. Most of the energy from the power signal may be contained in the transmitted signal provided to the through port 508. The read signal may contain only a portion power signal. In some embodiments, the read signal corresponds to -30, -40, or -50 dB of the power signal. In some embodiments, the ratio of power at pass-through port 508 to power at connection port 510 is 1000 to 1, or approximately -30 dB. The directional splitter 506 may also be described as a power splitter. In general, the directional splitter 506 can preferably have a carefully controlled connection, low insertion loss, and an operating frequency range of 1400 to 2700 MHz.
Датчик 512 мощности может функционально соединяться с соединительным портом 510 направленного разветвителя 506 для того, чтобы обеспечивать значение мощности на основе считывающего сигнала с пониженным уровнем мощности, представляющего сигнал мощности из порта 504 циркулятора. Считывающая схема 502 также может включать в себя другие компоненты (не показаны), такие как аналого-цифровой преобразователь (ADC) и температурный датчик. Датчик 512 мощности может соединяться с аналого-цифровым преобразователем (ADC), который может считаться частью считывающей схемы 502 или контроллера 302 платы. В некоторых вариантах осуществления контроллер 302 платы может описываться как схема управления платой, которая может включать в себя один или более процессоров или микроконтроллеров.Power sensor 512 may be operatively coupled to connection port 510 of directional splitter 506 to provide a power value based on a reduced power reading signal representing the power signal from circulator port 504. Readout circuitry 502 may also include other components (not shown) such as an analog-to-digital converter (ADC) and a temperature sensor. The power sensor 512 may be coupled to an analog-to-digital converter (ADC), which may be considered part of the sensing circuit 502 or the board controller 302. In some embodiments, board controller 302 may be described as a board control circuit that may include one or more processors or microcontrollers.
Контроллер 302 платы может функционально соединяться с датчиком 512 мощности для того, чтобы принимать значение мощности, которое может представлять значение прямой или отраженной мощности. Контроллер 302 платы может быть выполнен с возможностью обеспечивать значение обратных потерь на основе значений прямой и отраженной мощности. Контроллер 302 платы может сообщать значение обратных потерь в системный контроллер 102.The board controller 302 may be operatively coupled to the power sensor 512 to receive a power value, which may represent a forward or reflected power value. The board controller 302 may be configured to provide a return loss value based on the forward and reflected power values. The board controller 302 may report the return loss value to the system controller 102.
Фиг. 6 и 7 показывают один пример физической схемы размещения для интерфейсной РЧ-платы 104. Как показано, интерфейсная РЧ-плата 104 представляет собой печатную плату, которая может иметь несколько слоев. Фиг. 6 показывает первую главную поверхность 602 или верхнюю поверхность интерфейсной РЧ-платы 104, а фиг. 7 показывает вторую главную поверхность 604 или нижнюю поверхность в зеркальном виде.Fig. 6 and 7 show one example of a physical layout for an RF interface board 104. As shown, the RF interface board 104 is a printed circuit board that may have multiple layers. Fig. 6 shows the first major surface 602 or the top surface of the RF interface board 104, and FIG. 7 shows the second major surface 604 or bottom surface in a mirror image.
Вторая главная поверхность 604 находится на противоположной стороне интерфейсной РЧ-платы 104 относительно первой главной поверхности 602. При использовании в данном документе термин главная поверхность означает поверхность, которая является практически параллельной каждому слою печатной платы.The second major surface 604 is on the opposite side of the RF interface board 104 relative to the first major surface 602. As used herein, the term major surface means a surface that is substantially parallel to each layer of the printed circuit board.
Интерфейсная РЧ-плата 104 включает в себя одну или более областей. Каждая область может частично или полностью электромагнитно экранироваться или развязываться от других областей с использованием кожуха. Интерфейсная РЧ-плата 104 может включать в себя заземляющую трассу 606 или заземляющий проводник, который протягивается между одной или более областей для того, чтобы упрощать экранирование. Заземляющая трасса 606 может позиционироваться на первой главной поверхности 602 и второй главной поверхности 604. Одна или более апертур 608 могут протягиваться через заземляющую трассу 606, которые могут использоваться для того, чтобы прикреплять электромагнитную экранирующую конструкцию к интерфейсной РЧ-плате 104. Электромагнитная экранирующая конструкция может использоваться для того, чтобы создавать отсек вокруг каждой области, чтобы упрощать шумовую развязку различных компонентов, и может протягиваться вокруг периметра интерфейсной РЧплаты 104 с тем, чтобы упрощать управление излучениями.The RF interface board 104 includes one or more areas. Each area can be partially or completely electromagnetically shielded or decoupled from other areas using a housing. The RF interface board 104 may include a ground trace 606 or a ground conductor that extends between one or more areas in order to facilitate shielding. The ground trace 606 may be positioned on the first major surface 602 and the second major surface 604. One or more apertures 608 may extend through the ground trace 606, which may be used to secure the electromagnetic shield structure to the RF interface board 104. The electromagnetic shield structure may be used to create a bay around each area to facilitate noise decoupling of the various components, and can be extended around the perimeter of the RF interface board 104 to facilitate emission control.
Интерфейсная РЧ-плата 104 может включать в себя одно или более из следующего: первая область 652, вторая область 654, третья область 656, четвертая область 658, пятая область 660, шестая область 662, седьмая область 664, восьмая область 666 и девятая область 668. В проиллюстрированном варианте осуществления все области позиционируются на первой главной поверхности 602 за исключением восьмой и девятой областей 666, 668, которые позиционируются на второй главной поверхности 604.The RF interface board 104 may include one or more of the following: a first region 652, a second region 654, a third region 656, a fourth region 658, a fifth region 660, a sixth region 662, a seventh region 664, an eighth region 666, and a ninth region 668 In the illustrated embodiment, all regions are positioned on the first major surface 602 except for the eighth and ninth regions 666, 668, which are positioned on the second major surface 604.
На первой главной поверхности 602 первая область 652 может включать в себя контроллер 302 пла- 9 041044 ты. Вторая область 654 может включать в себя схему 304 РЧ-синтезатора. Третья область 656 может включать в себя один или более предусилительных каскадов 402, 404. Четвертая область 658 может включать в себя возбуждающий каскад 406. Пятая область 660 может включать в себя усилительный каскад 408. Шестая область 662 может включать в себя часть прямой считывающей схемы 310. Седьмая область 664 может включать в себя циркулятор 312 и часть обратной считывающей схемы 316.On the first main surface 602, the first area 652 may include a board controller 302. The second region 654 may include an RF synthesizer circuit 304. Third region 656 may include one or more preamplifier stages 402, 404. Fourth region 658 may include a driver stage 406. Fifth region 660 may include an amplifier stage 408. Sixth region 662 may include a portion of a direct readout circuit 310 The seventh region 664 may include a circulator 312 and a portion of the reverse reading circuit 316.
На второй главной поверхности 604 восьмая область 666 может включать в себя часть прямой считывающей схемы 310, такую как датчик 512 мощности (фиг. 7). Восьмая область 666 может позиционироваться напротив шестой области 662. Девятая область 668 может включать в себя часть обратной считывающей схемы 316, такую как датчик 512 мощности (отличающийся от датчика 512 мощности прямой считывающей схемы 310). Девятая область 668 может позиционироваться напротив седьмой области 664.On the second main surface 604, the eighth region 666 may include a portion of the direct sensing circuitry 310, such as a power sensor 512 (FIG. 7). The eighth region 666 may be positioned opposite the sixth region 662. The ninth region 668 may include a portion of the reverse sensing circuit 316, such as a power sensor 512 (different from the power sensor 512 of the forward sensing circuit 310). Ninth region 668 may be positioned opposite seventh region 664.
Соединение связи 610 может функционально соединяться с первой областью 652, и выходное соединение 314 может функционально соединяться с седьмой областью 664.Communication connection 610 may be operatively connected to the first area 652, and output connection 314 may be operably connected to the seventh area 664.
Прямая и обратная считывающие схемы 310, 316 могут быть точными по всему целевому диапазону выходной мощности. В некоторых вариантах осуществления измерения значений прямой и отраженной мощности могут быть точными в пределах ±0,25 дБ по диапазону выходной мощности от 17 до 47 дБм. Значения отраженной мощности могут быть точными в пределах ±0,25 дБ по еще большему диапазону, к примеру от 3 до 47 дБм, по сравнению со значениями прямой мощности. Точность прямой и обратной считывающих схем 310, 316 может поддерживаться в одной или более полос ISM-частот, к примеру в полосе ISM-частот в 2400-2500 МГц. Частота электрического РЧ-сигнала может центрироваться или иметь пик при 2450 МГц. В других вариантах осуществления частота электрического РЧ-сигнала может центрироваться или иметь пик при 915 МГц в пределах полосы ISM-частот в 902-928 МГц.The forward and reverse reading circuits 310, 316 can be accurate over the entire target power output range. In some embodiments, forward and reflected power measurements can be accurate to within ±0.25 dB over an output power range of 17 to 47 dBm. Reflected power values can be accurate to within ±0.25 dB over an even larger range, eg 3 to 47 dBm, than forward power values. The accuracy of the forward and backward reading circuits 310, 316 may be maintained in one or more ISM frequency bands, such as in the 2400-2500 MHz ISM frequency band. The frequency of the electrical RF signal may center or peak at 2450 MHz. In other embodiments, the electrical RF signal frequency may center or peak at 915 MHz within the 902-928 MHz ISM bandwidth.
Дополнительно прямая и обратная считывающие схемы 310, 316 могут быть точными в пределах целевого диапазона рабочих температур. В некоторых вариантах осуществления значения прямой и отраженной мощности могут иметь точность в пределах ±0,3 дБ в диапазоне температур в 20-40°С. С использованием температурных датчиков значения прямой и отраженной мощности могут компенсироваться таким образом, что они имеют точность в пределах ±0,1 дБ.Additionally, the forward and reverse reading circuits 310, 316 can be accurate within a target operating temperature range. In some embodiments, the forward and reflected power values may be accurate within ±0.3 dB over a temperature range of 20-40°C. Using temperature sensors, the forward and reflected power values can be compensated so that they are accurate within ±0.1 dB.
Фиг. 8 показывает один способ 700 для использования интерфейсной РЧ-платы 104 в системе 100 доставки энергии. Способ 700 может включать в себя синтезирование электрического РЧ-сигнала (702), который также может описываться как сгенерированный электрический РЧ-сигнал. Электрический РЧсигнал может иметь частотный спектр в одной или более полос ISM-частот.Fig. 8 shows one method 700 for using an RF interface board 104 in a power delivery system 100. Method 700 may include synthesizing an electrical RF signal (702), which may also be described as a generated electrical RF signal. The electrical RF signal may have a frequency spectrum in one or more ISM frequency bands.
Способ 700 может продолжаться таким образом, чтобы ослаблять и усиливать электрический РЧсигнал (704). Некоторые усилители могут не обеспечивать точное и строгое управление коэффициентом усиления при низких коэффициентах усиления. Аттенюаторы могут использоваться для того, чтобы обеспечивать динамический диапазон коэффициентов усиления, в частности в предусилительном каскаде.Method 700 may continue to attenuate and amplify the electrical RF signal (704). Some amplifiers may not provide precise and tight gain control at low gains. Attenuators can be used to provide dynamic gain range, particularly in the preamplifier stage.
Способ 700 может продолжаться таким образом, чтобы обеспечивать электрический сигнал с высоким уровнем мощности или с низким уровнем мощности в РЧ-аппликатор (706). Электрический выходной РЧ-сигнал с низким уровнем мощности может использоваться для того, чтобы генерировать переменное электрическое РЧ-поле с низким уровнем мощности с использованием РЧ-аппликатора. Поле с низким уровнем мощности может использоваться для считывания присутствия животной ткани около РЧ-аппликатора. Электрический выходной РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности может использоваться для того, чтобы генерировать переменное электрическое РЧ-поле с высоким уровнем мощности с использованием РЧ-аппликатора. Поле с низким уровнем мощности может использоваться для считывания животной ткани около РЧ-аппликатора.Method 700 may continue to provide a high power or low power electrical signal to the RF applicator (706). A low power RF electrical output can be used to generate a low power RF electrical field using an RF applicator. A low power field can be used to sense the presence of animal tissue near the RF applicator. The high power RF electrical output signal can be used to generate a high power alternating RF electrical field using the RF applicator. A low power field can be used to read animal tissue near the RF applicator.
Фиг. 9 показывает способ 750, который представляет собой один пример для осуществления способа 750 по фиг. 8. Способ 750 может включать в себя обеспечение электрического выходного РЧ-сигнала с низким уровнем мощности в РЧ-аппликатор, такой как РЧ-аппликатор 106, который может генерировать электрическое РЧ-поле с низким уровнем мощности (752). Способ 750 может продолжаться и обнаруживать обратные потери из РЧ-аппликатора (754), которые могут представлять собой базовые обратные потери, соответствующие отсутствию животной ткани в позиции для обработки РЧ-аппликатора.Fig. 9 shows a method 750 which is one example for implementing the method 750 of FIG. 8. Method 750 may include providing a low power RF electrical output to an RF applicator, such as RF applicator 106, which can generate a low power RF electrical field (752). Method 750 may continue and detect return loss from the RF applicator (754), which may be a base return loss corresponding to no animal tissue in the RF applicator treatment position.
Животная ткань, которая должна обрабатываться, может быть размещена в позиции для обработки РЧ-аппликатора (756). В некоторых вариантах осуществления РЧ-аппликатор может перемещаться в животную ткань. В некоторых вариантах осуществления машинное зрение может использоваться для того, чтобы позиционировать животную ткань около РЧ-аппликатора.Animal tissue to be treated can be placed in the RF applicator (756) treatment position. In some embodiments, the implementation of the RF applicator can move into animal tissue. In some embodiments, machine vision may be used to position animal tissue near the RF applicator.
Обратные потери, обнаруженные после позиционирования животной ткани, могут превышать пороговое значение (758). Например, интерфейсная РЧ-плата может измерять обратные потери и передавать обратные потери в системный контроллер. Обратные потери могут сравниваться с пороговым значением, сохраненным или определенным посредством системного контроллера. Когда более одного РЧаппликатора используются, например, для того, чтобы обнаруживать более одного когтя домашней птицы, средние обратные потери, ассоциированные с каждым РЧ-аппликатором, могут сравниваться с пороговым значением.Return loss detected after positioning of animal tissue may exceed the threshold value (758). For example, an RF interface board can measure the return loss and report the return loss to the system controller. The return loss may be compared to a threshold value stored or determined by the system controller. When more than one RF applicator is used, for example, to detect more than one claw of a poultry, the average return loss associated with each RF applicator can be compared to a threshold value.
- 10 041044- 10 041044
В некоторых вариантах осуществления пороговое значение может быть больше или равно 1, 2, 3, 4, 5 или 6 дБ. Когда измеренные обратные потери превышают пороговое значение, системный контроллер может выдавать команду в интерфейсную РЧ-плату, чтобы обеспечивать выходной электрический РЧсигнал с высоким уровнем мощности, который может генерировать электрическое РЧ-поле с высоким уровнем мощности, которое должно вноситься в животную ткань (760). Животная ткань может обрабатываться в ответ на принимаемую энергию из электрического РЧ-поля с высоким уровнем мощности.In some embodiments, the implementation of the threshold value may be greater than or equal to 1, 2, 3, 4, 5 or 6 dB. When the measured return loss exceeds a threshold, the system controller may issue a command to the RF interface board to provide a high power RF electrical output that can generate a high power RF electrical field to be applied to the animal tissue (760) . Animal tissue can be treated in response to received energy from a high power RF electric field.
Когда более одного РЧ-аппликатора используются, каждый РЧ-аппликатор может обрабатывать ткань параллельно или последовательно. Другими словами, электрическое РЧ-поле с высоким уровнем мощности может обеспечиваться в каждый РЧ-аппликатор параллельно или в различные моменты времени.When more than one RF applicator is used, each RF applicator may treat tissue in parallel or sequentially. In other words, a high power RF electric field may be provided to each RF applicator in parallel or at different times.
Системный контроллер может выдавать команду в интерфейсную РЧ-плату, чтобы модифицировать частоту электрического РЧ-сигнала на основе обнаруженных обратных потерь во время обработки (762). Частотный спектр может содержаться в одной или более полос ISM-частот, даже после регулирования. В некоторых вариантах осуществления контроллер платы может развертывать частоту в пределах одной или более полос ISM-частот. Например, частота электрического РЧ-сигнала может быть развернута с использованием схемы РЧ-синтезатора в полосе ISM-частот в 2400-2500 МГц с приращениями в 1 МГц или меньше (например, для более точного управления). Частота, приводящая к наименьшим обратным потерям, может выбираться и использоваться во время доставки электрического РЧ-поля с высоким уровнем мощности в животную ткань. Частота может модифицироваться один или более раз во время доставки электрического РЧ-поля с высоким уровнем мощности.The system controller may issue a command to the RF interface board to modify the frequency of the electrical RF signal based on the detected return loss during processing (762). The frequency spectrum may be contained in one or more ISM frequency bands, even after adjustment. In some embodiments, the board controller may sweep a frequency within one or more ISM frequency bands. For example, the frequency of an electrical RF signal can be swept using an RF synthesizer circuit over the 2400-2500 MHz ISM frequency band in increments of 1 MHz or less (eg, for finer control). The frequency that results in the lowest return loss can be selected and used during high power RF electric field delivery to animal tissue. The frequency may be modified one or more times during the delivery of the high power RF electric field.
Способ 750 может продолжаться таким образом, чтобы переключаться в режим мониторинга, в котором электрический РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности переключается на электрический РЧсигнал с низким уровнем мощности для того, чтобы генерировать электрическое РЧ-поле с низким уровнем мощности (764), снова, в частности, когда обработка животной ткани завершена. Интерфейсная РЧплата может переключаться в режим мониторинга. В некоторых вариантах осуществления обработка животной ткани может завершаться после того, как предварительно определенная длительность или период времени истек. Например, электрический РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности может варьироваться от 10 до 30 Вт (например, приблизительно при 40-45 дБм) и доставляться в течение приблизительно 1 с, чтобы обрабатывать коготь домашней птицы. В некоторых вариантах осуществления приблизительно 1 Дж энергии доставляется в каждый коготь домашней птицы.Method 750 may continue to switch to a monitoring mode in which a high power electrical RF signal is switched to a low power electrical RF signal in order to generate a low power electrical RF field (764), again, in particular, when the processing of the animal tissue is completed. The RF interface board can switch to monitoring mode. In some embodiments, the processing of animal tissue may be completed after a predetermined duration or period of time has elapsed. For example, a high power RF electrical signal can range from 10 to 30 watts (eg, at about 40-45 dBm) and be delivered for about 1 second to treat a poultry claw. In some embodiments, approximately 1 J of energy is delivered to each claw of the poultry.
Выходной электрический РЧ-сигнал с высоким уровнем мощности может выбираться на основе конкретного варианта применения. В некоторых вариантах осуществления выходной электрический РЧсигнал с высоким уровнем мощности может иметь мощность в диапазоне от 10 до 50 Вт.The high power RF electrical output may be selected based on the particular application. In some embodiments, the high power electrical RF output may have a power in the range of 10 to 50 watts.
В некоторых вариантах осуществления обнаружение базовых обратных потерь (754) и обнаружение обратных потерь, превышающих пороговое значение (758), могут включать в себя коррекцию значения обратных потерь для компенсации ухода. Например, датчик мощности может уходить вследствие изменений температуры или частоты.In some embodiments, detecting baseline return loss (754) and detecting return loss that exceeds a threshold (758) may include adjusting the return loss value to compensate for drift. For example, the power sensor may go off due to changes in temperature or frequency.
Фиг. 10 и 11 показывают графики измеренных считываемых значений мощности (дБм) в зависимости от времени (миллисекунды) с/без режима отслеживания при высоком уровне мощности, в котором частота регулируется таким образом, что она согласуется с нагрузкой, с использованием системы 100 по фиг. 1 согласно одному примеру животной ткани. График 802 по фиг. 10 показывает значения 812 отраженной мощности и вычисленные обратные потери 814 в ответ на значения 810 прямой мощности без использования режима отслеживания при высоком уровне мощности на интерфейсной РЧ-плате. График 804 по фиг. 11 показывает значения 822 отраженной мощности и вычисленные обратные потери 824 в ответ на значения 810 прямой мощности с включенным режимом отслеживания при высоком уровне мощности.Fig. 10 and 11 show plots of measured read power (dBm) versus time (milliseconds) with/without tracking mode at a high power level in which the frequency is adjusted to match the load using the system 100 of FIG. 1 according to one example of animal tissue. Plot 802 of FIG. 10 shows reflected power values 812 and calculated return loss 814 in response to forward power values 810 without using high power tracking mode on the RF interface board. Graph 804 of FIG. 11 shows reflected power values 822 and calculated return loss 824 in response to forward power values 810 with high power tracking enabled.
Значения 810 прямой мощности включают в себя считываемые значения мощности в 20 дБм, начиная приблизительно в -500 мс. Значения 812, 822 отраженной мощности являются высокими (соответствуют низким обратным потерям 814, 824) до тех пор, пока животная ткань не вставляется в колодку и перемещается к позиции для обработки приблизительно в -400 мс. Когда животная ткань позиционируется, быстрое снижение значений 812, 822 отраженной мощности (соответствует увеличению обратных потерь 814, 824) обнаруживается, в то время как ткань надлежащим образом позиционируется. Обработка начинается в 0 мс. Как проиллюстрировано, значения 810 прямой мощности поднимаются быстро до мощности обработки приблизительно в 45,4 дБм и длятся в течение приблизительно 1,2 с.Forward power values 810 include 20 dBm read power values starting at approximately -500 ms. Reflected power values 812, 822 are high (corresponding to low return loss 814, 824) until animal tissue is inserted into the shoe and moved to the processing position in approximately -400 ms. When animal tissue is positioned, a rapid decrease in reflected power values 812, 822 (corresponding to an increase in return loss 814, 824) is detected while the tissue is properly positioned. Processing starts at 0 ms. As illustrated, the forward power values 810 rise rapidly to a processing power of approximately 45.4 dBm and last for approximately 1.2 seconds.
На графике 802, когда режим отслеживания при высоком уровне мощности не используется, значения 812 отраженной мощности могут постепенно увеличиваться в течение первых 350 мс обработки, что может быть обусловлено нагревом ткани и может изменяться в зависимости от животного. Большие переходы в значениях 812 отраженной мощности могут представлять собой результат физических перемещений животной ткани относительно РЧ-аппликатора. Значения 812 отраженной мощности могут продолжать подниматься в течение оставшегося времени обработки по мере того, как ткань продолжает нагреваться. Прямая мощность может отключаться через 1200 мс, и значения 810 прямой мощности могут падать, когда обработка закончена.In plot 802, when the high power tracking mode is not used, the reflected power values 812 may gradually increase during the first 350 ms of treatment, which may be due to tissue heating and may vary depending on the animal. Large transitions in reflected power values 812 may be the result of physical movements of the animal tissue relative to the RF applicator. The reflected power values 812 may continue to rise during the remainder of the treatment as the tissue continues to heat up. The forward power may turn off after 1200 ms, and the forward power values 810 may drop when processing is finished.
- 11 041044- 11 041044
В отличие от графика 802 график 804 показывает результирующие значения 822 отраженной мощности и обратные потери 824, когда используется режим отслеживания при высоком уровне мощности. В общем, цель режима отслеживания при высоком уровне мощности может состоять в том, чтобы поддерживать постоянные обратные потери в течение обработки. Как проиллюстрировано, значения 822 отраженной мощности и обратные потери 824 могут оставаться постоянными или практически постоянными от начала обработки в 0 мс до завершения обработки в 1200 мс.Unlike plot 802, plot 804 shows the resulting reflected power 822 and return loss 824 when the high power tracking mode is used. In general, the goal of the high power tracking mode may be to maintain a constant return loss during processing. As illustrated, reflected power values 822 and return loss 824 may remain constant or substantially constant from the start of processing at 0 ms to the end of processing at 1200 ms.
Фиг. 12 показывает один пример второй стороны колодки 202, отличающейся от первой стороны, показанной на фиг. 2А. В частности, первая сторона колодки 202, показанной на фиг. 2А, показывает только половину колодки 202, показанной на фиг. 12. Например, фиг. 2А показывает только три входных соединения 206 или входных разъема, тогда как фиг. 12 показывает шесть входных соединений 206 для того, чтобы доставлять энергию во все шесть пальцев лап домашней птицы.Fig. 12 shows one example of a second side of the last 202 different from the first side shown in FIG. 2A. In particular, the first side of the shoe 202 shown in FIG. 2A shows only half of the block 202 shown in FIG. 12. For example, FIG. 2A shows only three input connections 206 or input connectors, while FIG. 12 shows six input connections 206 for delivering energy to all six toes of the poultry paws.
Колодка 202 также может описываться как направляющий узел для пальцев лап. Колодка 202 может включать в себя подстроечную плату 900, которая может представлять собой печатную плату, включающую в себя различные токопроводящие пути и электрические компоненты, соединенные с подложкой, которые доставляют электрический РЧ-сигнал из одного или более входных соединений 206 в один или более РЧ-аппликаторов 106 (фиг. 2А). Колодка 202 может подстраиваться для доставки РЧ-энергии в ткань, позиционированную рядом с каждым РЧ-аппликатором 106, с использованием подстроечной платы 900.The shoe 202 can also be described as a toe guide assembly. Block 202 may include a trim board 900, which may be a circuit board including various conductive paths and electrical components coupled to the substrate that deliver an electrical RF signal from one or more input connections 206 to one or more RF circuits. applicators 106 (FIG. 2A). Shoe 202 can be adjusted to deliver RF energy to tissue positioned adjacent to each RF applicator 106 using trim board 900.
В проиллюстрированном варианте осуществления подстроечная плата 900 функционально соединяется с шестью входными соединениями 206. Хотя подстроечная плата 900 показывается с шестью входными разъемами 206, подстроечная плата 900 может включать в себя любое подходящее число входных соединений 206. Каждое входное соединение 206 функционально соединяется с разным проводником 902. Каждый проводник 902 протягивается из входной области 904 колодки 202 в область 906 аппликатора колодки 202. Каждый проводник 902 функционально соединяется с разным соединением 908 аппликатора, которое может включать в себя паяное соединение через переходное отверстие. В свою очередь, каждое соединение 908 аппликатора может функционально соединяться с разным РЧаппликатором 106.In the illustrated embodiment, trim board 900 is operatively connected to six input connections 206. Although trim board 900 is shown with six input connectors 206, trim board 900 may include any suitable number of input connections 206. Each input connection 206 is operatively connected to a different conductor 902 Each conductor 902 extends from the entry region 904 of the shoe 202 to the applicator region 906 of the shoe 202. Each conductor 902 is operatively connected to a different applicator connection 908, which may include a via solder connection. In turn, each applicator connection 908 can be operably connected to a different RF applicator 106.
Проводники 902 могут протягиваться вдоль любого подходящего тракта из входной области 904 в область 906 аппликатора. В проиллюстрированном варианте осуществления проводники 902, в общем, являются прямыми и линейными.Conductors 902 may be extended along any suitable path from entry region 904 to applicator region 906. In the illustrated embodiment, conductors 902 are generally straight and linear.
Каждый проводник 902 и соответствующее соединение 908 аппликатора могут быть отделены от заземляющей плоскости 910, например, в силу отсутствия проводящего материала на печатной плате. В общем, каждый проводник 902 функционально соединяется, например, с соответствующей заземляющей плоскостью 910 для того, чтобы формировать 50-омную линию электропередачи для РЧ-сигнала. Заземляющая плоскость 910 может электрически соединяться с одной или более соединительных точек заземления, которые показаны как проводящие выступы или болты, соединенных с подстроечной платой 900. Соединительные точки заземления могут электрически соединять заземляющую плоскость 910 с электромагнитным экранирующим кожухом.Each conductor 902 and corresponding applicator connection 908 may be separated from the ground plane 910, for example, due to the lack of conductive material on the printed circuit board. In general, each conductor 902 is operatively connected to, for example, a respective ground plane 910 to form a 50 ohm power line for the RF signal. The ground plane 910 may electrically connect to one or more ground connection points, which are shown as conductive lugs or bolts, connected to the trim board 900. The ground connection points may electrically connect the ground plane 910 to the electromagnetic shield housing.
Один или более конденсаторов 912 могут позиционироваться вдоль одного или более проводников 902. В проиллюстрированном варианте осуществления каждый конденсатор 912 электрически соединяется между одним проводником 902 и заземляющей плоскостью 910. Каждый конденсатор 912 может использоваться для того, чтобы подстраивать соответствующий РЧ-аппликатор 106 таким образом, чтобы достигать целевой частоты. В частности, размещение конденсатора 912 вдоль проводника 902, например, ближе ко входной области 904 или ближе к области 906 аппликатора может изменять резонансную частоту соответствующего РЧ-аппликатора 106.One or more capacitors 912 may be positioned along one or more conductors 902. In the illustrated embodiment, each capacitor 912 is electrically connected between one conductor 902 and ground plane 910. Each capacitor 912 may be used to adjust the corresponding RF applicator 106 in such a way that to reach the target frequency. In particular, placing capacitor 912 along conductor 902, such as closer to entry region 904 or closer to applicator region 906, may change the resonant frequency of the associated RF applicator 106.
Конденсаторы 912 могут описываться как подстроечные компоненты. Хотя показаны конденсаторы 912, любой подходящий подстроечный компонент может использоваться, который доступен для специалистов в данной области техники, которые используют преимущество этого раскрытия сущности. Неограничивающие примеры других подстроечных компонентов включают в себя индукторы, провод, емкость интегральной схемной платы и согласование с помощью четвертьволнового трансформатора.Capacitors 912 may be described as trimmers. Although capacitors 912 are shown, any suitable trimmer may be used that is available to those skilled in the art who take advantage of this disclosure. Non-limiting examples of other trimmers include inductors, wire, integrated circuit board capacitance, and quarter-wave transformer matching.
Фиг. 13 показывает блок-схему последовательности операций одного примера способа для подстройки колодки настоящего раскрытия сущности. Способ 920 может использоваться для того, чтобы подстраивать направляющую для ткани или колодку, такую как колодка 202 (фиг. 12), так, чтобы доставлять РЧ-энергию на целевой частоте в животную ткань. В общем, способ включает в себя регулирование позиции одного или более конденсаторов вдоль одного или более проводников подстроечной платы РЧаппликатора таким образом, чтобы достигать целевой резонансной частоты. Каждый конденсатор может быть ассоциирован с одним каналом РЧ-аппликатора.Fig. 13 shows a flowchart of one example of a method for adjusting a shoe of the present disclosure. Method 920 can be used to adjust a tissue guide or shoe, such as shoe 202 (FIG. 12), to deliver RF energy at a target frequency into animal tissue. In general, the method includes adjusting the position of one or more capacitors along one or more conductors of an RF applicator trim board so as to achieve a target resonant frequency. Each capacitor can be associated with one channel of the RF applicator.
Способ 920 может включать в себя выбор начального размера конденсатора (922). Предыдущие эмпирические данные могут использоваться для того, чтобы определять начальный размер конденсатора. Например, некоторые размеры конденсаторов могут варьироваться от 3 до 30 пикофарад (пФ).Method 920 may include selecting an initial capacitor size (922). The previous empirical data can be used to determine the initial size of the capacitor. For example, some capacitor sizes can range from 3 to 30 picofarads (pF).
Выбранный конденсатор может быть размещен в тестовом местоположении на подстроечной плате направляющей для ткани (924) в способе 920. Предыдущие эмпирические данные могут использоватьсяThe selected capacitor may be placed at a test location on the cloth guide trim board (924) in method 920. The previous empirical data may be used
- 12 041044 для того, чтобы определять местоположение начального теста. Конденсатор может размещаться и функционально соединяться, например, посредством припаивания конденсатора между соответствующим проводником и заземляющей плоскостью в тестовом местоположении. Размещение конденсатора может обеспечивать возможность электрического и механического соединения конденсатора с одним или более проводников в тестовом местоположении.- 12 041044 for locating the initial test. The capacitor may be placed and operatively connected, for example, by soldering the capacitor between the appropriate conductor and the ground plane at the test location. The location of the capacitor may allow the capacitor to be electrically and mechanically connected to one or more conductors at the test location.
После того как выбранный конденсатор размещается, способ 920 может включать в себя определение резонансной частоты одного или более каналов на подстроечной плате и соответствующего падения мощности (926). Может использоваться любая подходящая технология для того, чтобы определять резонансную частоту, которая известна для специалистов в данной области техники с использованием преимущества этого раскрытия сущности. В одном примере один или более каналов могут анализироваться с использованием векторного РЧ-анализатора сетей (VNA).After the selected capacitor is placed, method 920 may include determining the resonant frequency of one or more channels on the trimmer board and the corresponding power drop (926). Any suitable technique may be used to determine the resonant frequency, which is known to those skilled in the art, taking advantage of this disclosure. In one example, one or more channels may be analyzed using a vector RF network analyzer (VNA).
Электромагнитный экранирующий кожух или крышка направляющей для ткани может быть размещена таким образом, что она закрывает подстроечную плату в то время, когда резонансная частота определяется. Кожух может затрагивать характеристики подстроечной платы.An electromagnetic shroud or cloth guide cover can be placed such that it covers the trim board at the time when the resonant frequency is being determined. The shroud may affect the characteristics of the trim board.
Целевая частота во время подстройки может задаваться на конкретную величину выше номинальной частоты соединенной интерфейсной РЧ-платы, такой как интерфейсная РЧ-плата 104 (фиг. 1), когда подстройка выполняется без ткани в позиции для обработки. Более высокая целевая частота может способствовать резонансной частоте, которая равна или практически равна номинальной частоте соединенной интерфейсной РЧ-платы, когда ткань размещается в позиции для обработки. В некоторых вариантах осуществления целевая частота может задаваться на 1,5-2% выше номинальной частоты интерфейсной РЧ-платы. Например, если интерфейсная РЧ-плата 104 имеет РЧ-частоту, центрированную при 2,45 ГГц, то целевая частота может составлять приблизительно 2,49 ГГц. Целевая частота может задаваться как требуемая резонансная частота, когда направляющая для ткани полностью собирается (например, с включением электромагнитного экранирования) без животной ткани, присутствующей около аппликатора.The target frequency during trimming may be set to a specific amount higher than the nominal frequency of the connected RF interface board, such as the RF interface board 104 (FIG. 1), when trimming is performed without tissue in the processing position. The higher target frequency may result in a resonant frequency that is equal to or substantially equal to the nominal frequency of the connected RF interface board when the tissue is placed in the treatment position. In some embodiments, the target frequency may be set to 1.5-2% above the nominal frequency of the RF interface card. For example, if the RF interface board 104 has an RF frequency centered at 2.45 GHz, then the target frequency may be approximately 2.49 GHz. The target frequency may be set as the desired resonant frequency when the tissue guide is fully assembled (eg, with electromagnetic shielding enabled) with no animal tissue present near the applicator.
Резонансная частота, в общем, представляет собой функцию от размера конденсатора и местоположения вдоль проводника. В некоторых вариантах осуществления резонансная частота не может определяться посредством способа 920, например, когда резонансная частота находится за пределами требуемого диапазона. В таких случаях способ 920 может возвращаться к выбору нового размера конденсатора 922 и размещению нового конденсатора в тестовом местоположении 924.The resonant frequency is, in general, a function of the capacitor size and location along the conductor. In some embodiments, the resonant frequency cannot be determined by the method 920, for example, when the resonant frequency is outside the desired range. In such cases, method 920 may return to selecting a new capacitor size 922 and placing the new capacitor at test location 924.
Способ 920 также может включать в себя оценку или анализ резонансной частоты (928). Конденсатор, возможно, должен перемещаться или повторно позиционироваться в другую позицию до тех пор, пока резонансная частота не достигает целевой частоты.Method 920 may also include estimating or analyzing a resonant frequency (928). The capacitor may need to be moved or repositioned to a different position until the resonant frequency reaches the target frequency.
Способ 920 может включать в себя перемещение конденсатора к входной области (930) или в позицию ближе к стороне разъема, например, в ответ на резонансную частоту, составляющую выше целевой частоты. Перемещение конденсатора к входной области может понижать резонансную частоту. Конденсатор может повторно припаиваться в новой позиции.Method 920 may include moving the capacitor to the input region (930) or to a position closer to the side of the connector, for example, in response to a resonant frequency above the target frequency. Moving the capacitor towards the input region can lower the resonant frequency. The capacitor can be re-soldered in a new position.
Способ 920 также может включать в себя перемещение конденсатора к области 906 аппликатора или в позицию ближе к области 906 аппликатора, например, в ответ на резонансную частоту, составляющую ниже целевой частоты. Перемещение конденсатора к области аппликатора может повышать резонансную частоту. Конденсатор может повторно припаиваться в новой позиции.Method 920 may also include moving the capacitor to or near applicator region 906, such as in response to a resonant frequency below the target frequency. Moving the capacitor towards the applicator area can increase the resonant frequency. The capacitor can be re-soldered in a new position.
Способ 920 может включать в себя определение дифференциала обратных потерь с/без животной ткани, размещенной в направляющей для ткани (934). Например, палец лапы домашней птицы может позиционироваться с возможностью принимать РЧ-энергию в направляющей для ткани, и обратные потери в децибелах могут измеряться. Измеренные обратные потери могут сравниваться с измерением обратных потерь в децибелах, когда палец лапы птицы не позиционируется с возможностью принимать РЧэнергию в направляющей для ткани.Method 920 may include determining a return loss differential with/without animal tissue placed in the tissue guide (934). For example, a poultry toe may be positioned to receive RF energy in a tissue guide and return loss in decibels may be measured. The measured return loss can be compared to a return loss measurement in decibels when the bird's toe is not positioned to receive RF energy in the tissue guide.
Способ 920 может включать в себя определение того, превышает или нет дифференциал обратных потерь предварительно определенное пороговое значение 936. Предварительно определенное пороговое значение может соответствовать требуемой разности между РЧ-энергией с высоким уровнем мощности и с низким уровнем мощности. Например, предварительно определенное пороговое значение может быть равно 15 дБ.Method 920 may include determining whether or not the return loss differential exceeds a predetermined threshold 936. The predetermined threshold may correspond to a desired difference between high power and low power RF energy. For example, a predetermined threshold may be 15 dB.
В некоторых вариантах осуществления в ответ на дифференциал обратных потерь, не превышающий предварительно определенное пороговое значение, способ 920 может возвращаться к выбору нового размера конденсатора 922 и размещению нового конденсатора в тестовом местоположении 924. Если дифференциал обратных потерь меньше порогового значения, направляющая для ткани может не быть достаточно чувствительной. На чувствительность может влиять форма кривой (например, широкая и пологая по сравнению с узкой и высокой), которая представляет дифференциал обратных потерь по сравнению с частотой. Например, широкая и пологая кривая может приводить к более низкой чувствительности, а узкая и высокая кривая может приводить к более высокой чувствительности.In some embodiments, in response to a return loss differential not exceeding a predetermined threshold, method 920 may return to selecting a new capacitor size 922 and placing a new capacitor at test location 924. If the return loss differential is less than the threshold, the tissue guide may not be sensitive enough. Sensitivity can be affected by the shape of the curve (eg, wide and flat versus narrow and high) that represents the return loss differential versus frequency. For example, a wide and flat curve may result in lower sensitivity, while a narrow and high curve may result in higher sensitivity.
В ответ на дифференциал обратных потерь, превышающий предварительно определенное пороговое значение, способ 920 может переходить к завершению сборки направляющей для ткани 938. Все ка- 13 041044 налы могут подстраиваться до окончательного закрепления кожуха таким образом, что он закрывает подстроенную плату.In response to a return loss differential exceeding a predetermined threshold, method 920 may proceed to complete tissue guide assembly 938. All channels may be adjusted until the shroud is finally secured such that it covers the adjusted board.
Хотя настоящее раскрытие сущности не ограничено этим, понимание различных аспектов раскрытия сущности должно получаться через пояснение конкретных иллюстративных вариантов осуществления, обеспеченных ниже. Различные модификации иллюстративных вариантов осуществления, а также дополнительных вариантов осуществления раскрытия сущности должны становиться очевидными в данном документе.Although the present disclosure is not limited to this, an understanding of the various aspects of the disclosure is to be obtained through an explanation of the specific illustrative embodiments provided below. Various modifications of the illustrative embodiments, as well as additional embodiments of the disclosure, should become apparent herein.
Иллюстративные варианты осуществленияIllustrative Embodiments
В варианте А1 осуществления система доставки энергии содержит схему РЧ-синтезатора, выполненную с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал, и предусилительный каскад, функционально соединенный с выводом схемы РЧ-синтезатора. Предусилительный каскад содержит аттенюатор. Система также содержит контроллер платы, функционально соединенный с аттенюатором предусилительного каскада. Контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления аттенюатора. Система также содержит выходное соединение, выполненное с возможностью обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности на основе, по меньшей мере, электрического РЧ-сигнала и настройки коэффициента усиления аттенюатора. Сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности выполнен с возможностью обеспечиваться в РЧ-аппликатор, выполненный с возможностью вносить переменное электрическое РЧполе в животную ткань.In Embodiment A1, the energy delivery system comprises an RF synthesizer circuit configured to generate an electrical RF signal and a preamplifier stage operatively coupled to an output of the RF synthesizer circuit. The preamp stage contains an attenuator. The system also contains a board controller operatively connected to the preamp stage attenuator. The board controller is configured to modify the attenuator gain setting. The system also includes an output connection configured to provide a low power signal or a high power signal based on at least the electrical RF signal and the attenuator gain setting. A low power signal or a high power signal is configured to be provided to an RF applicator configured to apply an alternating RF electrical field to animal tissue.
В варианте А2 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, дополнительно содержащую по меньшей мере один усилитель, функционально соединенный между аттенюатором и выходным соединением.In Embodiment A2, the system comprises the system of any Embodiment A, further comprising at least one amplifier operatively connected between the attenuator and the output connection.
В варианте A3 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, дополнительно содержащую циркулятор, функционально соединенный между предусилительным каскадом и выходным соединением.In Embodiment A3, the system comprises the system of any Embodiment A, further comprising a circulator operatively connected between the preamplifier stage and the output connection.
В варианте А4 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, дополнительно содержащую считывающую схему, выполненную с возможностью обнаруживать значение мощности, соответствующее сигналу с низким уровнем мощности или сигналу с высоким уровнем мощности.In Embodiment A4, the system comprises the system of any Embodiment A, further comprising a reading circuit configured to detect a power value corresponding to a low power signal or a high power signal.
В варианте А5 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, дополнительно содержащую РЧ-аппликатор, при этом РЧ-аппликатор функционально соединяется с выходным соединением.In Embodiment A5, the system comprises the system of any Embodiment A, further comprising an RF applicator, wherein the RF applicator is operatively connected to an outlet connection.
В варианте А6 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой РЧ-аппликатор соединяется с колодкой, выполненной с возможностью направлять животную ткань в позицию для обработки для соединения с переменным электрическим РЧ-полем.In Embodiment A6, the system comprises the system of any Embodiment A wherein an RF applicator is connected to a shoe capable of guiding animal tissue into a treatment position for connection to an alternating RF electric field.
В варианте А7 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой колодка выполнена с возможностью направлять коготь домашней птицы в позицию для обработки рядом с РЧ-аппликатором.In Embodiment A7, the system comprises the system of any Embodiment A wherein the shoe is configured to guide the poultry claw into a treatment position adjacent to the RF applicator.
В варианте А8 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой контроллер платы выполнен с возможностью обеспечивать первую настройку коэффициента усиления аттенюатора, чтобы обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности в выходном соединении, и измерять значение базовых обратных потерь, соответствующее отсутствию животной ткани в позиции для обработки РЧ-аппликатора. Контроллер платы также выполнен с возможностью обеспечивать вторую настройку коэффициента усиления аттенюатора, имеющую более низкую абсолютную величину, чем абсолютная величина первой настройки коэффициента усиления, с тем, чтобы обеспечивать сигнал с высоким уровнем мощности в выходном соединении в ответ на обнаружение значения обратных потерь, превышающего пороговое значение потерь. Значение обратных потерь, превышающее пороговое значение потерь, соответствует животной ткани в позиции для обработки РЧ-аппликатора.In Embodiment A8, the system comprises the system according to any Embodiment A, wherein the board controller is configured to provide a first attenuator gain setting to provide a low power signal at the output connection and measure a base return loss value corresponding to the absence of animal tissue in positions for processing the RF applicator. The board controller is also configured to provide a second attenuator gain setting having a lower absolute value than the absolute value of the first gain setting so as to provide a high power signal at the output connection in response to detecting a return loss value greater than a threshold. loss value. A return loss value greater than the loss threshold corresponds to animal tissue at the RF applicator treatment position.
В варианте А9 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой контроллер платы выполнен с возможностью переходить в режим отслеживания при высоком уровне мощности для того, чтобы модифицировать частоту электрического РЧ-сигнала, когда сигнал с высоким уровнем мощности обеспечивается в выходном соединении с тем, чтобы выполнять согласование импедансов с животной тканью.In Embodiment A9, the system comprises the system according to any Embodiment A, wherein the board controller is configured to enter a tracking mode at a high power level in order to modify the frequency of an electrical RF signal when a high power signal is provided in an output connection with in order to perform impedance matching with animal tissue.
В варианте А10 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой предусилительный каскад представляет собой первый предусилительный каскад, дополнительно содержащая второй предусилительный каскад, функционально соединенный между первым предусилительным каскадом и выходным соединением, при этом при переключении между сигналом с низким уровнем мощности и сигналом с высоким уровнем мощности, контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления второго предусилительного каскада перед модификацией настройки коэффициента усиления первого предусилительного каскада.In Embodiment A10, the system comprises the system according to any Embodiment A, wherein the preamplifier stage is the first preamplifier stage, further comprising a second preamplifier stage operatively connected between the first preamplifier stage and the output connection, wherein when switching between a low power signal and high power signal, the board controller is configured to modify the gain setting of the second preamplifier stage before modifying the gain setting of the first preamplifier stage.
В варианте A11 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, в которой при переключении между сигналом с низким уровнем мощности и сигналом с высокимIn Embodiment A11, the system comprises the system of any Embodiment A in which, when switching between a low power signal and a high power signal,
- 14 041044 уровнем мощности, контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления аттенюатора без модификации значения коэффициента усиления усилителя в предусилительном каскаде.- 14 041044 power level, the board controller is configured to modify the attenuator gain setting without modifying the amplifier gain value in the preamplifier stage.
В варианте А12 осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, дополнительно содержащую кожух, выполненный с возможностью формировать электромагнитный экран вокруг, по меньшей мере, датчика мощности контроллера платы.In Embodiment A12, the system comprises the system according to any Embodiment A, further comprising a housing configured to form an electromagnetic shield around at least the power sensor of the board controller.
В варианте В1 осуществления способ доставки энергии в животную ткань содержит синтезирование электрического РЧ-сигнала; регулирование ослабления электрического РЧ-сигнала таким образом, чтобы избирательно обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности; и генерирование переменного электрического РЧ-поля из РЧ-аппликатора на основе сигнала с низким уровнем мощности или сигнала с высоким уровнем мощности для того, чтобы вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань.In embodiment B1, the method for delivering energy to animal tissue comprises synthesizing an electrical RF signal; adjusting the attenuation of the electrical RF signal so as to selectively provide a low power signal or a high power signal; and generating an alternating RF electric field from the RF applicator based on the low power signal or the high power signal to apply the alternating RF electric field to the animal tissue.
В варианте В2 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту В осуществления, дополнительно содержащий регулирование позиции одного или более подстроечных компонентов вдоль одного или более проводников подстроечной платы РЧ-аппликатора таким образом, чтобы достигать целевой резонансной частоты, при этом каждый подстроечный компонент ассоциирован с одним каналом РЧ-аппликатора.In Embodiment B2, the method comprises the method of any Embodiment B, further comprising adjusting the position of one or more trimmers along one or more leads of the RF applicator trim board so as to achieve a target resonant frequency, with each trimmer associated with one channel. RF applicator.
В варианте С осуществления система содержит систему согласно любому варианту А осуществления, выполненную с возможностью осуществлять способ согласно любому варианту В осуществления.In embodiment C, the system comprises a system according to any embodiment A, configured to perform a method according to any embodiment B.
В варианте D1 осуществления система доставки энергии содержит схему РЧ-синтезатора, выполненную с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал. Система также содержит предусилительный каскад, функционально соединенный с выводом схемы РЧ-синтезатора. Предусилительный каскад содержит аттенюатор. Система также содержит контроллер платы, функционально соединенный с аттенюатором предусилительного каскада. Контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления аттенюатора. Система дополнительно содержит выходное соединение, выполненное с возможностью обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности на основе, по меньшей мере, электрического РЧ-сигнала и настройки коэффициента усиления аттенюатора. Сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности выполнен с возможностью обеспечиваться в РЧ-аппликатор, выполненный с возможностью вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань. Отношение мощностей между сигналом с высоким уровнем мощности и сигналом с низким уровнем мощности составляет по меньшей мере 10 дБм.In embodiment D1, the energy delivery system comprises an RF synthesizer circuit configured to generate an electrical RF signal. The system also contains a preamplifier stage operatively connected to the output of the RF synthesizer circuitry. The preamp stage contains an attenuator. The system also contains a board controller operatively connected to the preamp stage attenuator. The board controller is configured to modify the attenuator gain setting. The system further comprises an output connection configured to provide a low power signal or a high power signal based on at least the electrical RF signal and the attenuator gain setting. A low power signal or a high power signal is configured to be provided to an RF applicator configured to apply an alternating RF electric field to animal tissue. The power ratio between the high power signal and the low power signal is at least 10 dBm.
В варианте D2 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, дополнительно содержащую по меньшей мере один усилитель, функционально соединенный между аттенюатором и выходным соединением.In embodiment D2, the system comprises the system according to any embodiment D, further comprising at least one amplifier operatively connected between the attenuator and the output connection.
В варианте D3 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, дополнительно содержащую считывающую схему, выполненную с возможностью обнаруживать значение мощности, соответствующее сигналу с низким уровнем мощности или сигналу с высоким уровнем мощности.In Embodiment D3, the system comprises the system of any Embodiment D, further comprising a sensing circuit configured to detect a power value corresponding to a low power signal or a high power signal.
В варианте D4 осуществления система содержит систему согласно варианту D3 осуществления, в которой считывающая схема содержит прямую считывающую схему, выполненную с возможностью измерять значение прямой мощности, и обратную считывающую схему, выполненную с возможностью измерять значение отраженной мощности.In Embodiment D4, the system comprises the system of Embodiment D3, wherein the sensing circuit comprises a forward sensing circuit configured to measure a forward power value and a reverse sensing circuit configured to measure a reflected power value.
В варианте D5 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, дополнительно содержащую РЧ-аппликатор, при этом РЧ-аппликатор функционально соединяется с выходным соединением.In Embodiment D5, the system comprises the system of any Embodiment D, further comprising an RF applicator, the RF applicator being operatively connected to an outlet connection.
В варианте D6 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой РЧ-аппликатор соединяется с колодкой, выполненной с возможностью направлять животную ткань в позицию для обработки для соединения с переменным электрическим РЧ-полем.In Embodiment D6, the system comprises the system of any Embodiment D wherein an RF applicator is connected to a shoe configured to guide animal tissue into a treatment position for connection to an alternating RF electric field.
В варианте D7 осуществления система содержит систему согласно варианту D6 осуществления, в которой колодка выполнена с возможностью направлять коготь домашней птицы в позицию для обработки рядом с РЧ-аппликатором.In Embodiment D7, the system comprises the system of Embodiment D6 wherein the shoe is configured to guide the poultry claw into a treatment position adjacent to the RF applicator.
В варианте D8 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой контроллер платы выполнен с возможностью переходить в режим обнаружения, чтобы обнаруживать изменение обратных потерь сигнала с низким уровнем мощности.In Embodiment D8, the system comprises the system of any Embodiment D, wherein the board controller is configured to enter a detection mode to detect a change in the return loss of a low power signal.
В варианте D9 осуществления система содержит систему согласно варианту D8 осуществления, в которой контроллер платы выполнен с возможностью обеспечивать первую настройку коэффициента усиления аттенюатора, чтобы обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности в выходном соединении, и измерять значение базовых обратных потерь, соответствующее отсутствию животной ткани в позиции для обработки РЧ-аппликатора. Контроллер платы также выполнен с возможностью обеспечивать вторую настройку коэффициента усиления аттенюатора, имеющую более низкую абсолютную величину, чем абсолютная величина первой настройки коэффициента усиления, с тем, чтобы обеспечивать сигнал сIn Embodiment D9, the system comprises the system of Embodiment D8, wherein the board controller is configured to provide a first attenuator gain setting to provide a low power signal at the output connection, and measure a base return loss value corresponding to no animal tissue in position. for processing the RF applicator. The board controller is also configured to provide a second attenuator gain setting having a lower absolute value than the absolute value of the first gain setting so as to provide a signal with
- 15 041044 высоким уровнем мощности в выходном соединении в ответ на обнаружение значения обратных потерь, превышающего пороговое значение потерь. Значение обратных потерь, превышающее пороговое значение потерь, соответствует животной ткани в позиции для обработки РЧ-аппликатора.- 15 041044 high power level in the output connection in response to the detection of a return loss value exceeding the loss threshold. A return loss value greater than the loss threshold corresponds to animal tissue at the RF applicator treatment position.
В варианте D10 осуществления система содержит систему согласно варианту D9 осуществления, в которой пороговое значение потерь составляет по меньшей мере на 2 дБм больше значения базовых обратных потерь, и контроллер платы необязательно выполнен с возможностью корректировать уход сигнала.In Embodiment D10, the system comprises the system of Embodiment D9, wherein the loss threshold is at least 2 dBm greater than the base return loss value, and the board controller is optionally configured to correct signal drift.
В варианте D11 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой контроллер платы выполнен с возможностью переходить в режим отслеживания при высоком уровне мощности для того, чтобы модифицировать частоту электрического РЧ-сигнала, когда сигнал с высоким уровнем мощности обеспечивается в выходном соединении с тем, чтобы выполнять согласование импедансов с животной тканью.In Embodiment D11, the system comprises the system according to any Embodiment D, wherein the board controller is configured to enter a tracking mode at a high power level in order to modify the frequency of an electrical RF signal when a high power signal is provided in an output connection with in order to perform impedance matching with animal tissue.
В варианте D12 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой предусилительный каскад представляет собой первый предусилительный каскад. Система дополнительно содержит второй предусилительный каскад, функционально соединенный между первым предусилительным каскадом и выходным соединением. При переключении между сигналом с низким уровнем мощности и сигналом с высоким уровнем мощности, контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления второго предусилительного каскада перед модификацией настройки коэффициента усиления первого предусилительного каскада.In Embodiment D12, the system comprises the system according to any Embodiment D, wherein the preamplifier stage is the first preamplifier stage. The system further comprises a second preamp stage operatively connected between the first preamp stage and the output connection. When switching between a low power signal and a high power signal, the board controller is configured to modify the gain setting of the second preamplifier stage before modifying the gain setting of the first preamplifier stage.
В варианте D13 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой при переключении между сигналом с низким уровнем мощности и сигналом с высоким уровнем мощности контроллер платы выполнен с возможностью модифицировать настройку коэффициента усиления аттенюатора без модификации значения коэффициента усиления усилителя в предусилительном каскаде.In Embodiment D13, the system comprises the system of any Embodiment D wherein, upon switching between a low power signal and a high power signal, the board controller is configured to modify the attenuator gain setting without modifying the preamp stage amplifier gain value.
В варианте D14 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, дополнительно содержащую системный контроллер, функционально соединенный с контроллером платы. Системный контроллер дополнительно выполнен с возможностью обеспечивать по меньшей мере одну из команды вывода постоянной мощности и команды отслеживания при высоком уровне мощности в контроллер платы.In Embodiment D14, the system comprises the system of any Embodiment D, further comprising a system controller operatively coupled to the board controller. The system controller is further configured to provide at least one of a constant power output command and a high power tracking command to the board controller.
В варианте D15 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой отношение мощностей сигнала с высоким уровнем мощности к сигналу с низким уровнем мощности составляет по меньшей мере 10 дБ.In Embodiment D15, the system comprises the system of any Embodiment D wherein the power ratio of the high power signal to the low power signal is at least 10 dB.
В варианте D16 осуществления система содержит систему согласно любому варианту D осуществления, в которой электрический РЧ-сигнал имеет частотный спектр, соответствующий по меньшей мере одной полосе ISM-частот.In Embodiment D16, the system comprises the system of any Embodiment D wherein the electrical RF signal has a frequency spectrum corresponding to at least one ISM frequency band.
В варианте Е1 осуществления система доставки энергии содержит подложку, имеющую первую главную поверхность и вторую главную поверхность напротив первой главной поверхности. Система также содержит схему РЧ-синтезатора на подложке, выполненную с возможностью генерировать электрический РЧ-сигнал. Система дополнительно содержит выходное соединение на подложке, выполненное с возможностью обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности в РЧ-аппликатор, чтобы вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань. Система дополнительно содержит предусилительный каскад на первой главной поверхности подложки, функционально соединенный между схемой РЧ-синтезатора и выходным соединением. Система дополнительно содержит контроллер платы на подложке, функционально соединенный с предусилительным каскадом и выполненный с возможностью регулировать настройку коэффициента усиления для предусилительного каскада. Система также содержит циркулятор на подложке, функционально соединенный между предусилительным каскадом и выходным соединением. Помимо этого система содержит схему считывания мощности. Схема считывания мощности содержит направленный разветвитель на первой главной поверхности подложки, функционально соединенный с портом циркулятора; и датчик мощности на второй главной поверхности подложки, функционально соединенный с направленным разветвителем и контроллером платы.In embodiment E1, the energy delivery system comprises a substrate having a first major surface and a second major surface opposite the first major surface. The system also includes an RF synthesizer circuit on a substrate configured to generate an electrical RF signal. The system further comprises an output connection on the substrate configured to provide a low power signal or a high power signal to the RF applicator to apply an alternating RF electric field to animal tissue. The system further comprises a preamplifier stage on the first main surface of the substrate operatively connected between the RF synthesizer circuit and the output connection. The system further comprises a substrate board controller operatively coupled to the preamplifier stage and configured to adjust the gain setting for the preamplifier stage. The system also contains a substrate-mounted circulator operatively connected between the preamplifier stage and the output connection. In addition, the system contains a power reading circuit. The power sensing circuitry comprises a directional splitter on the first main surface of the substrate operatively connected to the circulator port; and a power sensor on the second main surface of the substrate operatively connected to the directional splitter and the board controller.
В варианте Е2 осуществления система содержит систему согласно любому варианту Е осуществления, в которой схема считывания мощности содержит прямую считывающую схему мощности и обратную считывающую схему. Каждая схема функционально соединяется с различным портом циркулятора.In Embodiment E2, the system comprises the system according to any Embodiment E, wherein the power sensing circuit comprises a forward power sensing circuit and a reverse sensing circuit. Each circuit is operatively connected to a different port on the circulator.
В варианте ЕЗ осуществления система содержит систему согласно любому варианту Е осуществления, дополнительно содержащую кожух, соединенный с подложкой, выполненный с возможностью формировать электромагнитный экран вокруг, по меньшей мере, датчика мощности.In Embodiment E3, the system comprises the system of any Embodiment E, further comprising a housing coupled to the substrate, configured to form an electromagnetic shield around at least the power sensor.
В варианте F1 осуществления способ доставки энергии в животную ткань содержит синтезирование электрического РЧ-сигнала. Способ также содержит регулирование ослабления электрического РЧсигнала таким образом, чтобы избирательно обеспечивать сигнал с низким уровнем мощности или сигнал с высоким уровнем мощности. Способ дополнительно содержит генерирование переменного электрического РЧ-поля из РЧ-аппликатора на основе сигнала с низким уровнем мощности или сигнала сIn embodiment F1, the method for delivering energy to animal tissue comprises synthesizing an electrical RF signal. The method also comprises adjusting the attenuation of the electrical RF signal so as to selectively provide a low power signal or a high power signal. The method further comprises generating an alternating RF electric field from the RF applicator based on a low power signal or a signal with
- 16 041044 высоким уровнем мощности для того, чтобы вносить переменное электрическое РЧ-поле в животную ткань. Отношение мощностей между сигналом с высоким уровнем мощности и сигналом с низким уровнем мощности может составлять по меньшей мере 10 дБм.- 16 041044 high power level in order to introduce an alternating RF electric field into animal tissue. The power ratio between the high power signal and the low power signal may be at least 10 dBm.
В варианте F2 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту F осуществления, дополнительно содержащий позиционирование животной ткани в позиции для обработки для соединения с переменным электрическим РЧ-полем.In Embodiment F2, the method comprises the method of any Embodiment F, further comprising positioning the animal tissue in a treatment position for connection to an alternating RF electric field.
В варианте F3 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту F осуществления, дополнительно содержащий усиление ослабленного электрического РЧ-сигнала.In Embodiment F3, the method comprises the method of any Embodiment F, further comprising amplifying the attenuated electrical RF signal.
В варианте F4 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту F осуществления, дополнительно содержащий определение значения обратных потерь в ответ на обеспечение сигнала с низким уровнем мощности или сигнала с высоким уровнем мощности в РЧ-аппликатор.In Embodiment F4, the method comprises the method of any Embodiment F, further comprising determining a return loss value in response to providing a low power signal or a high power signal to the RF applicator.
В варианте F5 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту F осуществления, дополнительно содержащий обеспечение сигнала с низким уровнем мощности в РЧ-аппликатор, чтобы считывать, находится или нет животная ткань в позиции для обработки, чтобы соединяться с переменным электрическим РЧ-полем.In Embodiment F5, the method comprises the method of any Embodiment F, further comprising providing a low power signal to the RF applicator to read whether or not animal tissue is in a treatment position to be coupled to an alternating RF electric field.
В варианте F6 осуществления способ содержит способ согласно любому варианту F осуществления, дополнительно содержащий обеспечение сигнала с высоким уровнем мощности в РЧ-аппликатор в ответ на обнаружение животной ткани в позиции для обработки.In Embodiment F6, the method comprises the method of any Embodiment F, further comprising providing a high power signal to the RF applicator in response to detection of animal tissue at the treatment position.
Таким образом, раскрываются различные варианты осуществления Системы доставки энергии с использованием электрического поля. Хотя в данном документе упоминается прилагаемый набор чертежей, которые составляют часть этого раскрытия сущности, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные адаптации и модификации вариантов осуществления, описанных в данном документе, находятся в пределах или не отступают от объема этого раскрытия сущности. Например, аспекты вариантов осуществления, описанные в данном документе, могут комбинироваться множеством способов друг с другом. Следовательно, следует понимать, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения заявленное изобретение может осуществляться на практике иными способами, чем явно описанные в данном документе.Thus, various embodiments of an Electric Field Power Delivery System are disclosed. Although reference is made herein to the accompanying set of drawings that form part of this disclosure, those skilled in the art should appreciate that various adaptations and modifications of the embodiments described herein are within or do not depart from the scope of this disclosure. . For example, aspects of the embodiments described herein may be combined in a variety of ways with each other. Therefore, it should be understood that within the scope of the appended claims, the claimed invention may be practiced in ways other than those expressly described herein.
Все ссылки и публикации, процитированные в данном документе, полностью содержатся по ссылке в явном виде в этом раскрытии сущности, за исключением случаев, в которых они могут непосредственно противоречить этому раскрытию сущности.All references and publications cited herein are expressly incorporated by reference in this disclosure in their entirety, except where they may directly conflict with this disclosure.
Если не указано иное, все числа, выражающие размеры признаков, величины и физические свойства, используемые в подробном описании и формуле изобретения, могут пониматься как модифицируемые посредством термина точно или приблизительно. Соответственно, если не указывается иное, числовые параметры, изложенные в вышеприведенном описании изобретения и в прилагаемой формуле изобретения, представляют собой аппроксимации, которые могут варьироваться в зависимости от требуемых свойств, которые должны получаться специалистами в данной области техники с использованием идей, раскрытых в данном документе, либо, например, в пределах типичных диапазонов экспериментальной ошибки.Unless otherwise indicated, all numbers expressing feature sizes, quantities, and physical properties used in the detailed description and claims may be understood to be modified by the term exactly or approximately. Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in the above description of the invention and in the accompanying claims are approximations that may vary depending on the desired properties, which should be obtained by specialists in this field of technology using the ideas disclosed in this document. , or, for example, within the typical ranges of the experimental error.
Перечисление диапазонов числовых значений посредством конечных точек включает в себя все числа, включенные в пределы этого диапазона (например, 1-5 включает в себя 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 и 5), и любой диапазон в пределах этого диапазона. В данном документе термины вплоть до или не больше числа (например, вплоть до 50) включают в себя число (например, 50), а термин не меньше числа (например, не меньше 5) включает в себя число (например, 5).Enumerating ranges of numeric values by endpoints includes all numbers included within that range (for example, 1-5 includes 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, and 5), and any range within that range. As used herein, terms up to or not greater than a number (eg, up to 50) include a number (eg, 50), and terms not less than a number (eg, not less than 5) include a number (eg, 5).
Термины соединенный или связанный означают присоединение элементов друг к другу либо непосредственно (в прямом контакте друг с другом), либо косвенно (с наличием одного более элементов в промежутке и с присоединением двух элементов). Любой термин может модифицироваться за счет функционально (operatively) и функционально (operably), которые могут использоваться взаимозаменяемо для того, чтобы описывать то, что соединение или связывание выполнено с возможностью обеспечивать возможность компонентам взаимодействовать таким образом, чтобы выполнять, по меньшей мере, некоторую функциональность (например, контроллер может функционально соединяться с DAC, чтобы обеспечивать данные для преобразования в аналоговый сигнал).The terms connected or connected mean the attachment of elements to each other, either directly (in direct contact with each other) or indirectly (with one more element in between and with two elements attached). Either term may be modified by functionally (operatively) and functionally (operably), which may be used interchangeably to describe that a connection or binding is configured to allow components to interact in such a way as to perform at least some functionality. (for example, a controller may be operatively connected to a DAC to provide data for conversion to an analog signal).
Термины, связанные с ориентацией, такие как верхний и нижний, используются для того, чтобы описывать относительные позиции компонентов, и не имеют намерения ограничивать ориентацию предполагаемых вариантов осуществления. Например, вариант осуществления, описанный как имеющий верхний и нижний, также охватывает свои варианты осуществления, вращающиеся в различных направлениях, если контекст явно не указывает иное.Orientation terms such as top and bottom are used to describe the relative positions of components and are not intended to limit the orientation of contemplated embodiments. For example, an embodiment described as having an up and down also encompasses its multi-directional rotating embodiments unless the context clearly indicates otherwise.
Ссылка на один вариант осуществления, вариант осуществления, конкретные варианты осуществления или некоторые варианты осуществления и т.д. означает то, что конкретный признак, конфигурация, структура или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, включается по меньшей мере в один вариант осуществления раскрытия сущности. Таким образом, вхождения таких фраз в различных местах в данном документе не обязательно означают идентичный вариант осуществления раскрытия сущности. Кроме того, конкретные признаки, конфигурации, структуры или характери-Reference to one embodiment, embodiment, specific embodiments, or some embodiments, etc. means that a particular feature, configuration, structure, or characteristic described in connection with an embodiment is included in at least one embodiment of the disclosure. Thus, occurrences of such phrases in various places in this document do not necessarily mean an identical embodiment of the disclosure. In addition, specific features, configurations, structures or characteristics
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/682,262 | 2018-06-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA041044B1 true EA041044B1 (en) | 2022-08-31 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11963717B2 (en) | Energy delivery system using an electric field | |
US10874459B2 (en) | System and method for monitoring ablation size | |
EP3120665B2 (en) | Solid-state microwave device | |
US20180296266A1 (en) | System and method for monitoring ablation size | |
US9820813B2 (en) | System and method for monitoring ablation size | |
JP6973826B2 (en) | Electrical surgical instrument with impedance transformer to carry microwave energy | |
CN102711649A (en) | A microwave apparatus and method | |
EP2806816A1 (en) | Electrosurgical device having a multiplexer | |
WO2013158232A1 (en) | System and method for combined microwave heating and radiometry for characterizing biological tissues | |
EP4282465A2 (en) | Optimization of composite electrode | |
EA041044B1 (en) | ENERGY DELIVERY SYSTEM USING ELECTRIC FIELD | |
CN112291877B (en) | Control method and microwave heating device | |
US7180307B2 (en) | Coaxial probe | |
CN113739220B (en) | Control method, microwave device and storage medium | |
CN114390740B (en) | Calibration method, calibration system and microwave cooking equipment | |
CN113873703B (en) | Control method, microwave cooking appliance and storage medium | |
JP2015093100A (en) | Heating probe | |
Yoon et al. | Microwave thermal radiation effects on skin tissues | |
Yuvamaliga et al. | Design of Phantom and Flexible Antenna Array for Early Diabetic Foot Detection. |