ES2788140B2 - DISTRIBUTED PHOTOBIOMODULATION THERAPY, SYSTEM AND METHOD - Google Patents

DISTRIBUTED PHOTOBIOMODULATION THERAPY, SYSTEM AND METHOD Download PDF

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ES2788140B2 ES202090046A ES202090046A ES2788140B2 ES 2788140 B2 ES2788140 B2 ES 2788140B2 ES 202090046 A ES202090046 A ES 202090046A ES 202090046 A ES202090046 A ES 202090046A ES 2788140 B2 ES2788140 B2 ES 2788140B2
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Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

SISTEMA DE TERAPIA DE FOTOBIOMODULACIÓN DISTRIBUIDADISTRIBUTED PHOTOBIOMDULATION THERAPY SYSTEM

REFERENCIA CRUZADA A APLICACIONES RELACIONADASCROSS REFERENCE TO RELATED APPS

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de EE. UU. No. 62 / 653,846, titulada " Sistema y método de terapia de fotobiomodulación distribuida " , presentada el 6 de abril de 2018.This application claims priority from US Provisional Application No. 62/653,846, entitled "Distributed Photobiomodulation Therapy System and Method", filed April 6, 2018.

Th es solicitud está relacionada con las siguientes aplicaciones: Solicitud Internacional N° PCT/US2015/015547, titulado “Sistema de accionamiento sinusoidal y método para la fototerapia,” presentada el 12 de ebrero de, 2015 ; Solicitud internacional n.° PCT / US2016 / 058064, titulada “Placa de circuito impreso 3D flexible con interconexiones redundantes”, presentada el 21 de octubre de 2016; y la solicitud de EE. UU. núm. 16 / 377.192 , titulada " Dispositivos y métodos de terapia de fotobiomodulación distribuida , biorretroalimentación y protocolos de comunicación " , presentada el 6 de abril de 2019 .Th is application is related to the following applications: International Application No. PCT/US2015/015547, entitled “Sinusoidal drive system and method for phototherapy,” filed on February 12, 2015; International Application No. PCT/US2016/058064, titled “Flexible 3D Printed Circuit Board with Redundant Interconnects,” filed October 21, 2016; and US application no. 16/377,192 , entitled " Distributed Photobiomodulation Therapy Devices and Methods , Biofeedback , and Communication Protocols , " filed April 6 , 2019 .

Cada una de las solicitudes y patentes anteriores se incorpora aquí como referencia en su totalidad.Each of the foregoing applications and patents is incorporated herein by reference in its entirety.

ANTECEDENTESBACKGROUND

Campo de invenciónfield of invention

Esta invención se refiere a la biotecnología para aplicaciones médicas y de salud, que incluyen fotobiomodulación, fototerapia y terapia de fotobiomodulación (PBT).This invention relates to biotechnology for health and medical applications, including photobiomodulation, phototherapy, and photobiomodulation therapy (PBT).

Discusión de arte relacionadorelated art discussion

La biofotónica es el campo biomédico relacionado con el control electrónico de fotones, es decir, la luz, y su interacción con células y tejidos vivos. La biofotónica incluye cirugía, imágenes, biometría, detección de enfermedades y fotobiomodulación (PBM) . La terapia de fotobiomodulación (PBT), también conocida como p hototerapia , es la aplicación controlada de fotones de luz, típicamente luz infrarroja, visible y ultravioleta para invocar la fotobiomodulación con fines terapéuticos médicos que incluyen la lucha contra lesiones, enfermedades, dolor y malestar del sistema inmunológico. Más específicamente, PBT implica someter células y tejidos sometidos a tratamiento a una corriente de fotones de longitudes de onda de luz específicas, ya sea de forma continua o en pulsos discontinuos repetidos para controlar la transferencia de energía y el comportamiento de absorción de células y tejidos vivos. Biophotonics is the biomedical field concerned with the electronic control of photons, that is, light, and their interaction with living cells and tissues. Biophotonics includes surgery, imaging, biometrics, disease detection, and photobiomodulation (PBM). Photobiomodulation therapy (PBT), also known as phototherapy, is the controlled application of photons of light, typically infrared, visible, and ultraviolet light, to invoke photobiomodulation for medical therapeutic purposes including combating injury, disease, pain, and discomfort. of the immune system. More specifically, PBT involves subjecting cells and tissues undergoing treatment to a stream of photons of specific wavelengths of light, either continuously or in repeated discontinuous pulses to control the energy transfer and absorption behavior of cells and tissues. alive.

FIGURA. 1 ilustra elementos de un sistema PBT capaz de funcionar con luz continua o pulsada que incluye un controlador de LED 1 que controla y activa los LED como fuente de fotones 3 que emanan de una almohadilla de LED 2 en el tejido 5 para el paciente. Aunque un cerebro humano se muestra como tejido 5, cualquier órgano, tejido o sistema fisiológico puede tratarse usando PBT . Antes y después, o durante el tratamiento, un médico o clínico 7 puede ajustar el tratamiento controlando la configuración del controlador LED 1 de acuerdo con las observaciones del controlador LED 1.FIGURE . 1 illustrates elements of a PBT system capable of operating with continuous or pulsed light including an LED controller 1 that controls and activates the LEDs as a source of photons 3 emanating from an LED pad 2 on tissue 5 for the patient. Although a human brain is shown as tissue 5, any organ, tissue, or physiological system can be treated using PBT. Before and after, or during the treatment, a doctor or clinician 7 can adjust the treatment by controlling the setting of the LED controller 1 according to the observations of the LED controller 1.

Si bien existen muchos mecanismos potenciales, como se muestra en la FIGURA.2 , se acepta en general que el proceso fotobiológico dominante 22 responsable de la fotobiomodulación durante el tratamiento con PBT utilizando luz roja e infrarroja ocurre dentro de la mitocondria 21, un orgánulo presente en cada célula eucariota 20 que comprende tanto plantas como animales, incluidos aves, mamíferos, caballos y humanos. . Según el conocimiento actual, el proceso fotobiológico 22 implica un fotón 23 que incide en una molécula 24 de citocromo-c oxidasa (CCO) , que actúa como un cargador de batería aumentando el contenido de energía celular al transformar el monofosfato de adenosina (AMP) en un difosfato de adenosina de mayor energía (ADP) molécula , y convertir el ADP molécula en una aún mayor adenosina energía trifosfato (ATP) molécula . En el proceso de aumento de la energía almacenada en un AMP - a - ADP - a - ATP secuencia 25 de carga, el citocromo-c oxidasa molécula 24 actúa como un cargador de batería con el ATP molécula 26 que actúa como una batería celular almacenamiento de energía, un proceso que podría considerarse “fotosíntesis” animal. La molécula 24 de citocromo-c oxidasa también es capaz de convertir la energía de la glucosa resultante de la digestión de los alimentos en combustible en la secuencia de carga de ATP 25, o mediante una combinación de digestión y fotosíntesis. Para impulsar el metabolismo celular, la molécula de ATP 26 puede liberar energía 29 a través de un proceso de descarga de ATP a ADP a AMP 28. La energía 29 se utiliza luego para impulsar la síntesis de proteínas, incluida la formación de catalizadores, enzimas, ADN polimerasa, y otras biomoléculas.Although there are many potential mechanisms, as shown in FIGURE .2 , it is generally accepted that the dominant photobiological process 22 responsible for photobiomodulation during PBT treatment using red and infrared light occurs within the mitochondria 21 , an organelle present in each eukaryotic cell 20 comprising both plants and animals, including birds, mammals, horses and humans. . According to current knowledge, the photobiological process 22 involves a photon 23 impinging on a cytochrome-c oxidase (CCO) molecule 24 , which acts as a battery charger increasing cellular energy content by transforming adenosine monophosphate (AMP) into a higher energy adenosine diphosphate (ADP) molecule, and convert the ADP molecule into an even higher energy adenosine triphosphate (ATP) molecule. In the process of increasing the energy stored in an AMP - to - ADP - to - ATP charging sequence 25, the cytochrome-c oxidase molecule 24 acts as a battery charger with the ATP molecule 26 acting as a cellular storage battery. of energy, a process that could be considered animal “photosynthesis”. The cytochrome-c oxidase molecule 24 is also capable of converting energy from glucose resulting from the digestion of food into fuel in the ATP loading sequence 25, or through a combination of digestion and photosynthesis. To drive cell metabolism, the ATP molecule 26 can release energy 29 through a process of unloading from ATP to ADP to AMP 28. Energy 29 is then used to drive protein synthesis, including the formation of catalysts, enzymes , DNA polymerase, and other biomolecules.

Otro aspecto del proceso fotobiológico 22 es que la molécula de citocromo-c oxidasa 24 es un eliminador de una molécula de óxido nítrico (NO) 27, una importante molécula de señalización en la comunicación neuronal y la angiogénesis, el crecimiento de nuevas arterias y capilares. La iluminación de la molécula de citocromo-c oxidasa 24 en las células tratadas durante la PBT libera la molécula de NO 27 en la vecindad del tejido lesionado o infectado, lo que aumenta el flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno al tejido tratado, acelerando la curación, la reparación del tejido y la respuesta inmune.Another aspect of the photobiological process 22 is that the cytochrome-c oxidase molecule 24 is a scavenger of a nitric oxide (NO) molecule 27, an important signaling molecule in neuronal communication and angiogenesis, the growth of new arteries and capillaries. . Illumination of the cytochrome-c oxidase 24 molecule in treated cells during PBT releases the NO 27 molecule in the vicinity of injured or infected tissue, thereby increasing blood flow and oxygen delivery to the treated tissue, accelerating the healing, tissue repair and the immune response.

Para realizar PBT y estimular la molécula 24 de citocromo-c oxidasa para que absorba energía del fotón 23, el tejido intermedio entre la fuente de luz y el tejido que absorbe la luz no puede bloquear o absorber la luz. Como se ilustra en la FIGURA. 3, el espectro de absorción molecular de la radiación electromagnética (EMR) del tejido humano se ilustra en un gráfico 40 del coeficiente de absorción frente a la longitud de onda de la radiación electromagnética A (medida en nm). Shown en la FIGURA. 3 son el coeficiente de absorción relativa s de hemoglobina oxigenada (curva 44a), deoxyg enated hemoglobina (44b curva), citocromo c (curvas 41a, 41b), agua (curva 42) y grasas y lípidos (curva 43) como una función de la longitud de onda de la luz. Como se ilustra, la hemoglobina desoxigenada (curva 44b) y también la hemoglobina oxigenada, es decir, sangre (curva 44a) absorben fuertemente la luz en la parte roja del espectro visible , especialmente para longitudes de onda menores de 650 nm. En longitudes de onda más largas en la porción infrarroja del espectro, es decir, por encima de 950 nm, la EMR es absorbida por el agua (H2 O) que se muestra como la curva 42. A longitudes de onda entre 650 nm y 950 nm, el tejido humano es esencialmente transparente , como se ilustra con transparente. ventana óptica 45.To perform PBT and stimulate cytochrome-c oxidase molecule 24 to absorb photon energy 23, the intermediate tissue between the light source and the light-absorbing tissue cannot block or absorb the light. As illustrated in FIG . 3, the spectrum of Molecular absorption of electromagnetic radiation (EMR) by human tissue is illustrated in a graph 40 of the absorption coefficient versus the wavelength of electromagnetic radiation A (measured in nm). Shown in FIGURE. 3 are the relative absorption coefficient s of oxygenated hemoglobin (curve 44a), deoxyg enated hemoglobin (curve 44b), cytochrome c (curves 41a, 41b), water (curve 42) and fats and lipids (curve 43) as a function of the wavelength of light. As illustrated, deoxygenated hemoglobin (curve 44b) and also oxygenated hemoglobin, ie blood (curve 44a) strongly absorb light in the red part of the visible spectrum, especially for wavelengths less than 650 nm. At longer wavelengths in the infrared portion of the spectrum, ie above 950 nm, EMR is absorbed by water (H 2 O) shown as curve 42. At wavelengths between 650 nm and 950 nm, human tissue is essentially transparent, as illustrated by transparent. optical window 45.

Aparte de la absorción por grasas y lípidos (curva 43), la EMR que comprende fotones 23 de longitudes de onda A dentro de la ventana óptica transparente 45, es absorbida directamente por la citocromo-c oxidasa (curvas 41aa, 41b). Específicamente, la molécula 24 de citocromo-c oxidasa absorbe la porción infrarroja del espectro representado por la curva 41b sin impedimentos por agua o sangre. Una cola de absorción secundaria para la citocromo-c oxidasa (curva 41a) , iluminada por la luz en la parte roja del espectro visible , está parcialmente bloqueada por las propiedades de absorción de la hemoglobina desoxigenada (curva 44b), lo que limita cualquier respuesta fotobiológica para el tejido profundo pero aún así. activado en tejido epitelial y células. FIGURA. 3 muestra así que el PBT para la piel y los órganos y tejidos internos requiere diferentes tratamientos y longitudes de onda de luz, rojo para la piel e infrarrojo para los tejidos y órganos internos.Apart from absorption by fats and lipids (curve 43), EMR comprising photons 23 of wavelengths A within the transparent optical window 45, is directly absorbed by cytochrome-c oxidase (curves 41aa, 41b). Specifically, cytochrome-c oxidase molecule 24 absorbs the infrared portion of the spectrum represented by curve 41b unimpeded by water or blood. A secondary absorption tail for cytochrome-c oxidase (curve 41a), illuminated by light in the red part of the visible spectrum, is partially blocked by the absorption properties of deoxygenated hemoglobin (curve 44b), limiting any response. photobiological for deep tissue but still. activated in epithelial tissue and cells. FIGURE. 3 thus shows that PBT for skin and internal organs and tissues requires different treatments and wavelengths of light, red for skin and infrared for internal organs and tissues.

Presentes sistemas de liberación fotónicaPresent photon release systems

Para lograr el máximo acoplamiento de energía en el tejido durante la PBT , es importante diseñar un sistema de suministro consistente para iluminar el tejido con fotones de manera consistente y uniforme. Mientras que los primeros intentos de utilizar lámparas filtrados, lámparas son extremadamente caliente e incómodo para los pacientes, potencialmente puede quemar paciente s y médicos, y son extremadamente difíciles en el mantenimiento de una iluminación uniforme durante un tratamiento de duraciones extendidas. Las lámparas también sufren una vida útil corta y, si se construyen con gases enrarecidos, también puede ser costoso reemplazarlas regularmente. Debido a los filtros, las lámparas deben calentarse mucho para lograr el flujo de fotones requerido para lograr una terapia eficiente en duraciones de tratamiento razonables. Las lámparas sin filtro, como el sol, en realidad ofrecen un espectro demasiado amplio y limitan la eficacia de los fotones al estimular simultáneamente reacciones químicas beneficiosas y no deseadas, algunas de las cuales involucran rayos dañinos, especialmente en la porción ultravioleta del espectro electromagnético. También se sabe que los períodos prolongados de exposición a la luz ultravioleta aumentan el riesgo de contraer cáncer porque la luz ultravioleta daña el ADN. En el espectro infrarrojo, la exposición prolongada a la radiación electromagnética del infrarrojo lejano y al calor puede provocar sequedad de la piel y envejecimiento prematuro al destruir la elastina y el colágeno.To achieve maximum energy coupling into tissue during PBT, it is important to design a consistent delivery system to consistently and evenly illuminate tissue with photons. While early attempts to use filtered lamps, lamps are extremely hot and uncomfortable for patients, can potentially burn patients and physicians, and are extremely difficult in maintaining uniform illumination during treatment for extended durations. The lamps also suffer from short lifespans, and if they are built with rarefied gases, they can also be expensive to replace on a regular basis. Due to the filters, the lamps must get very hot to achieve the required photon flux to achieve efficient therapy in reasonable treatment durations. Unfiltered lamps, like the sun, actually offer too broad a spectrum and limit the effectiveness of the photons by simultaneously stimulating beneficial and unwanted chemical reactions, some of which involve harmful rays, especially in the ultraviolet portion of the spectrum. electromagnetic. Long periods of exposure to ultraviolet light are also known to increase the risk of getting cancer because ultraviolet light damages DNA. In the infrared spectrum, prolonged exposure to far-infrared electromagnetic radiation and heat can cause skin dryness and premature aging by destroying elastin and collagen.

Como alternativa, se han utilizado y se siguen empleando láseres para realizar PBT, generalmente denominado por el término LLLT, un acrónimo de terapia con láser de bajo nivel . A diferencia de las lámparas, los láseres corren el riesgo de quemar al paciente, no a través del calor, sino al exponer el tejido a una intensa potencia óptica concentrada , también conocida como ablación . Para evitar ese problema, se debe tener especial cuidado de que la luz láser esté limitada en su potencia de salida y que no se produzcan accidentalmente corrientes excesivamente altas que produzcan niveles de luz peligrosos . Un segundo problema más práctico surge del pequeño "tamaño del punto" de un láser, el área iluminada. Debido a que un láser ilumina un área enfocada pequeña, es difícil tratar órganos, músculos o tejidos grandes y es mucho más fácil que surja una condición de abrumador.Alternatively, lasers have been and continue to be used to perform PBT, generally referred to by the term LLLT, an acronym for "Low Level Laser Therapy". Unlike lamps, lasers risk burning the patient, not through heat, but by exposing the tissue to intense concentrated optical power, also known as ablation. To avoid that problem, special care must be taken that the laser light is limited in its output power and that excessively high currents are not accidentally produced that produce dangerous light levels. A second, more practical problem arises from the small "spot size" of a laser, the illuminated area. Because a laser illuminates a small focused area, it is difficult to treat large organs, muscles, or tissues and it is much easier for an overwhelming condition to arise.

Otro problema con la luz láser es que su "coherencia”, el cual prevenir es un rayo láser se propague a cabo, hace que sea más difícil para cubrir grandes áreas durante el tratamiento. Los estudios revelan que no hay un beneficio adicional inherente de PBT usando luz coherente. Por un lado, la vida bacteriana, vegetal y animal evolucionó y absorbe naturalmente la luz dispersa, no coherente, porque la luz coherente no se produce de forma natural a partir de ninguna fuente de luz conocida. En segundo lugar, las dos primeras capas de tejido epitelial ya destruyen cualquier coherencia óptica, por lo que el carácter coherente de un rayo láser incidente se pierde rápidamente a medida que se absorbe en tejido humano o animal. Los fabricantes de láser han promovido la premisa de que los patrones de interferencia óptica de la luz láser llamados "motas" que surgen de la retrodispersión mejoran la eficacia terapéutica, pero no se ha proporcionado evidencia científica que respalde tales afirmaciones motivadas por el marketing.Another problem with laser light is that its "coherence", which prevents a laser beam from spreading out, makes it more difficult to cover large areas during treatment. Studies reveal that there is no additional inherent benefit of PBT using coherent light. On the one hand, bacterial, plant, and animal life evolved and naturally absorb scattered, non-coherent light, because coherent light does not occur naturally from any known light source. Second, the The first two layers of epithelial tissue already destroy any optical coherence, so the coherence of an incident laser beam is rapidly lost as it is absorbed in human or animal tissue.Laser manufacturers have promoted the premise that patterns of Optical interference from laser light called "specks" arising from backscatter enhance therapeutic efficacy, but no scientific evidence has been provided to support such marketing-motivated claims.

Además, el espectro óptico de un láser es demasiado estrecho para excitar por completo todas las transiciones químicas y moleculares beneficiosas necesarias para lograr un PBT de alta eficacia. El espectro limitado de un láser, típicamente un rango de ±1 nm alrededor del valor de longitud de onda central del láser, dificulta la excitación adecuada de todas las reacciones químicas beneficiosas necesarias en PBT. Es difícil cubrir un rango de frecuencias con una fuente óptica de ancho de banda estrecho. Por ejemplo, haciendo referencia de nuevo a la FIGURA. 3, las reacciones químicas de cromóforos (moléculas que absorben la luz) involucrados en hacer la absorción spectra CCO um (curva 41b) son claramente diferentes de las reacciones que dan lugar a la cola de absorción (curva 41a). Suponiendo que se demuestre que los espectros de absorción de ambas regiones son beneficiosos, es difícil cubrir este amplio rango con una fuente óptica que tenga un espectro de longitud de onda de solo 2 nm de ancho.Furthermore, the optical spectrum of a laser is too narrow to fully excite all of the beneficial chemical and molecular transitions required to achieve a highly efficient PBT. The limited spectrum of a laser, typically a range of ±1 nm around the central wavelength value of the laser, makes it difficult to adequately drive all of the necessary beneficial chemical reactions in PBT. It is difficult to cover a range of frequencies with a narrow bandwidth optical source. For example, referring back to FIGURE. 3, The chemical reactions of chromophores (light-absorbing molecules) involved in making the absorption spectra CCO um (curve 41b) are clearly different from the reactions that give rise to the absorption tail (curve 41a). Assuming that the absorption spectra of both regions are shown to be beneficial, it is difficult to cover this wide range with an optical source that has a wavelength spectrum only 2 nm wide.

Así como la luz solar tiene un espectro de longitudes de onda excesivamente amplio , que excita fotobiológicamente muchas reacciones químicas en competencia con muchas longitudes de onda EMR, algunas incluso dañinas, el espectro de longitud de onda de la luz láser es demasiado estrecho y no estimula suficientes reacciones químicas para alcanzar la eficacia total en el tratamiento fototerapéutico. . Este tema se discute con mayor detalle en una aplicación relacionada titulada "Sistema y proceso de fototerapia que incluye un controlador LED dinámico con forma de onda programable", por Williams et al. (Solicitud de EE. UU. N° 14 / 073,371), ahora patente de EE. UU. N° 9,877,361, emitida el 23 de enero de 2018, que se incorpora aquí como referencia.Just as sunlight has an excessively broad spectrum of wavelengths, which photobiologically excites many chemical reactions in competition with many EMR wavelengths, some even harmful, the wavelength spectrum of laser light is too narrow and does not stimulate sufficient chemical reactions to achieve full efficacy in phototherapeutic treatment. . This topic is discussed in greater detail in a related application titled "Phototherapy System and Process Including a Programmable Waveform Dynamic LED Driver" by Williams et al. (US Application No. 14/073,371), now US Patent No. 9,877,361, issued January 23, 2018, which is incorporated herein by reference.

Para entregar PBT excitando todo el rango de longitudes de onda en la ventana óptica transparente 45, es decir, el ancho completo de aproximadamente 650 nm a 950 nm, incluso si se emplean cuatro fuentes de luz de longitud de onda diferentes para abarcar el rango, cada fuente de luz requeriría un ancho de banda casi 80 nm de ancho. Esto es más de un orden de magnitud más ancho que el ancho de banda de una fuente de luz láser. Este rango es simplemente demasiado amplio para que los láseres lo cubran de manera práctica. Hoy en día, los LED están disponibles comercialmente para emitir una amplia gama de espectros de luz desde el infrarrojo profundo hasta la porción ultravioleta del espectro electromagnético. Con anchos de banda de ± 30 nm a ± 40 nm, es mucho más fácil cubrir el espectro deseado con frecuencias centrales ubicadas en las porciones roja, roja larga, infrarroja cercana corta (NIR) y NIR media del espectro, por ejemplo, 670 nm, 750 nm, 810 nm y 880 nm.To deliver PBT by exciting the full range of wavelengths in the transparent optical window 45, i.e. the full width of approximately 650 nm to 950 nm, even if four different wavelength light sources are employed to span the range, each light source would require a bandwidth nearly 80 nm wide. This is more than an order of magnitude wider than the bandwidth of a laser light source. This range is simply too wide for lasers to cover practically. Today, LEDs are commercially available to emit a wide range of light spectrums from the deep infrared to the ultraviolet portion of the electromagnetic spectrum. With bandwidths of ±30 nm to ±40 nm, it is much easier to cover the desired spectrum with center frequencies located in the red, long red, short near-infrared (NIR), and mid-NIR portions of the spectrum, e.g., 670 nm , 750nm, 810nm and 880nm.

La terapia de fotobiomodulación (PBT) se distingue claramente de la terapia fotoóptica. Como se muestra en la FIGURA. 4A, PBT implica la estimulación directa del tejido 5 con fotones 3 emitidos por la almohadilla LED 2. El tejido 5 puede no estar relacionado con los ojos y puede comprender órganos asociados con los sistemas endocrino e inmunológico , como riñones, hígado, glándulas, ganglios linfáticos, etc. o el sistema musculoesquelético , como músculos, tendones, ligamentos e incluso huesos. PBT también trata y repara directamente las neuronas, incluidos los nervios periféricos, la médula espinal, así como (como se muestra) el cerebro 5 y el tronco encefálico. El tratamiento transcraneal con PBT penetra en el cráneo y muestra beneficios terapéuticos rápidos y significativos en la recuperación de la conmoción cerebral y la reparación del daño causado por una lesión cerebral traumática leve (mTBI). En otras palabras, la energía PBT es absorbida por cromóforos en células no asociadas con el nervio óptico. La terapia fotoóptica, por el contrario, se basa en excitar la retina con luz de colores o imágenes para invocar una respuesta cognitiva o emocional o para ayudar a sincronizar los ritmos circadianos del cuerpo con su entorno. En tales casos, la imagen 12 de la fuente de luz 12 estimula el nervio óptico en el ojo 11 para enviar señales eléctricas, es decir, impulsos neurales, al cerebro 5.Photobiomodulation therapy (PBT) is clearly distinguished from photo-optic therapy. As the picture shows. 4 A, PBT involves direct stimulation of tissue 5 with photons 3 emitted by the LED pad 2. Tissue 5 may not be related to the eyes and may comprise organs associated with the endocrine and immune systems, such as kidneys, liver, glands, lymph nodes etc or the musculoskeletal system, such as muscles, tendons, ligaments, and even bones. PBT also directly treats and repairs neurons, including peripheral nerves, the spinal cord, as well as (as shown) the brain 5 and brainstem. Transcranial PBT treatment penetrates the skull and shows rapid and significant therapeutic benefits in concussion recovery and repair of damage caused by mild traumatic brain injury (mTBI). In other words, PBT energy is absorbed by chromophores in cells not associated with the optic nerve. Photo-optic therapy, by contrast, involves exciting the retina with colored light or images to invoke a cognitive or emotional response or to help synchronize the body's circadian rhythms with its around. In such cases, the image 12 from the light source 12 stimulates the optic nerve in the eye 11 to send electrical signals, ie neural impulses, to the brain 5.

Varias pruebas rudimentarias destacan las muchas y enormes diferencias entre PBT y la terapia fotoóptica. Por un lado, la terapia fotoóptica solo funciona en los ojos, mientras que el PBT afecta a cualquier célula, incluidos los órganos internos y las células cerebrales. En p terapia hoto-óptico , la luz se dirige a las células de luz Percepción (foto - transducción), que a su vez resulta en la generación de señales eléctricas que se lleva al cerebro, donde como PBT estimula transformaciones químicas, iónica, de electrones y el transporte térmico dentro de las células y tejidos tratados , sin necesidad de transducción de señales al cerebro. El efecto es local y sistémico sin la ayuda del cerebro. Por ejemplo, los pacientes ciegos responden a PBT pero no a la terapia fotoóptica. Otra distinción entre terapia fotoóptica y PBT se ilustra en la FIGURA. 4B. En el caso de la vista, es decir, la estimulación o la visión fotoóptico, la combinación de 15A luz roja y luz azul 15B que emana de la fuente de luz 14, una vez recibido por el ojo 11 send s una señal eléctrica 9 a cerebro 5, que percibe la color de la luz que incide como púrpura. En realidad, la luz violeta / púrpura tiene una longitud de onda mucho más corta que la luz azul o roja y, como tal, comprende fotones con mayor energía que la luz roja 15A o la luz azul 15B. En el caso de PBT, la celda 16 y las mitocondrias 17 contenidas en ella responderán fotoquímicamente a la fuente de luz 14 como si estuviera emitiendo luz roja 15A y azul 15B (que realmente es), y no responderán como si la luz violeta fuera presente. Solo la verdadera luz púrpura de longitud de onda corta emitida por una fuente de luz violeta o ultravioleta puede producir una respuesta de fotobiomodulación a la luz púrpura. En otras palabras, las mitocondrias y las células no son " engañadas " por la mezcla de luz de diferentes colores como lo son el ojo y el cerebro. En conclusión , la estimulación fotoóptica es muy diferente de la fotobiomodulación . Como tal, las técnicas y desarrollos en la técnica de la terapia fotoóptica no pueden considerarse aplicables o relevantes para PBT.Several rudimentary tests highlight the many huge differences between PBT and photo-optic therapy. For one, photo-optic therapy only works on the eyes, while PBT affects any cell, including internal organs and brain cells. In photo-optic therapy, light is directed into light perception cells (photo-transduction), which in turn results in the generation of electrical signals that are carried to the brain, where as PBT stimulates chemical, ionic, electrons and thermal transport within the treated cells and tissues, without the need for signal transduction to the brain. The effect is local and systemic without the help of the brain. For example, blind patients respond to PBT but not to photo-optic therapy. Another distinction between photo-optic therapy and PBT is illustrated in FIGURE. 4 B. In the case of sight, that is, photo-optic stimulation or vision, the combination of red light 15A and blue light 15B emanating from the light source 14, once received by the eye 11 sends a signal electrical 9 to brain 5, which perceives the color of the incident light as purple. In reality, violet/purple light has a much shorter wavelength than blue or red light and as such comprises photons with higher energy than red 15A light or blue 15B light. In the case of PBT, cell 16 and the mitochondria 17 contained within it will respond photochemically to light source 14 as if it were emitting red 15A and blue 15B light (which it really is), and will not respond as if violet light were present. . Only short-wavelength true purple light emitted from a violet or ultraviolet light source can produce a photobiomodulation response to purple light. In other words, mitochondria and cells are not "fooled" by mixing different colored light like the eye and brain are. In conclusion, photooptic stimulation is very different from photobiomodulation. As such, techniques and developments in the art of photo-optic therapy cannot be considered applicable or relevant to PBT.

Como nota al margen n etimológico ambigüedad, en la nomenclatura llevó a los investigadores a cambiar las referencias originales utilizando el católica término 'fototerapia' o PT en el más moderno actualmente aceptada término 'terapia fotobiomodulación' o PBT. El término fototerapia se usó genéricamente para referirse a cualquier aplicación terapéutica de luz, incluyendo (i) terapia fotoóptica que involucra estimulación visual, (ii) terapia de fotobiomodulación o PBT que involucra modulación celular, y (iii) terapia fotodinámica o TFD que activa una sustancia química inyectada. o ungüento aplicado con luz para estimular una reacción química. Un término igualmente amplio 'fotoquímica', las reacciones químicas estimulado por la luz, también ambiguamente referirse s a cualquier y todos de los tratamientos anteriores. Entonces, mientras que la fotoquímica y la fototerapia tienen un significado amplio hoy, PBT, PDT y la terapia fotoóptica tienen interpretaciones específicas que no se superponen. As a side note, the etymological ambiguity in the nomenclature led researchers to change the original references using the Catholic term 'phototherapy' or PT to the more modern currently accepted term 'photobiomodulation therapy' or PBT. The term phototherapy has been used generically to refer to any therapeutic application of light, including (i) photo-optic therapy that involves visual stimulation, (ii) photobiomodulation therapy or PBT that involves cell modulation, and (iii) photodynamic therapy or PDT that activates a injected chemical. or ointment applied with light to stimulate a chemical reaction. An equally broad term 'photochemistry', the chemical reactions stimulated by light, also ambiguously refers to any and all of the above treatments. So while photochemistry and phototherapy have broad meaning today, PBT, PDT, and photo-optic therapy have specific, non-overlapping interpretations.

Como otra fuente de confusión, el término LLLT originalmente tenía la intención de significar ' terapia con láser de bajo nivel ' para distinguir los láseres operados a niveles de baja potencia (a veces llamados láseres 'fríos' en la prensa popular) de los láseres que operan a alta potencia para la ablación de tejidos y cirugía. Con el advenimiento de las terapias basadas en LED, algunos autores combinaron la nomenclatura de las terapias basadas en láser y LED en "terapia de luz de bajo nivel", con el mismo acrónimo LLLT. Esta desafortunada acción causó mucha confusión en el arte publicado y desdibujó indiscriminadamente la distinción de dos sistemas de liberación fotónica muy diferentes. Un láser de "bajo nivel" es seguro para los ojos y las quemaduras solo porque funciona a niveles bajos. Si un resfriado láser es accionado hasta un nivel más alto de forma deliberada o accidentalmente de modo que ya no es 'frío', que puede causar severas e quemaduras o ceguera en milisegundos . Por el contrario, los LED siempre funcionan a niveles bajos y no pueden funcionar a altas densidades de potencia óptica. A ningún nivel de potencia, los LED pueden causar ceguera. Y aunque los LEDs pueden recalentarse mediante la ejecución de demasiada corriente a través de ellos durante períodos prolongados, no pueden causar una quemadura instantánea s o tejido ablación de la manera que una última lata. Como tal, el término luz de bajo nivel no tiene sentido en referencia a un LED. En consecuencia, a lo largo de esta solicitud, el acrónimo LLLT se referirá únicamente al láser PBT, que significa terapia con láser de bajo nivel y no se utilizará para referirse a LED PBT.As another source of confusion, the term LLLT was originally intended to stand for 'low level laser therapy' to distinguish lasers operated at low power levels (sometimes called 'cold' lasers in the popular press) from lasers that They operate at high power for tissue ablation and surgery. With the advent of LED-based therapies, some authors combined the nomenclature of LED and laser-based therapies into "low-level light therapy", with the same acronym LLLT. This unfortunate action caused much confusion in the published art and indiscriminately blurred the distinction of two very different photon delivery systems. A "low level" laser is safe for eyes and burns only because it operates at low levels. If a cold laser is deliberately or accidentally turned up to a higher level so that it is no longer 'cold', it can cause severe burns or blindness in milliseconds. By contrast, LEDs always operate at low levels and cannot operate at high optical power densities. At any power level, LEDs can cause blindness. And while LEDs can overheat by running too much current through them for extended periods, they can't cause instantaneous burns or ablate tissue the way an ultimate can. As such, the term low level light is meaningless in reference to an LED. Accordingly, throughout this application, the acronym LLLT will only refer to laser PBT, which stands for Low Level Laser Therapy, and will not be used to refer to LED PBT.

Sistemas de terapia de fotobiomodulación actualesCurrent photobiomodulation therapy systems

Los sistemas de terapia de fotobiomodulación del estado de la técnica actual, mostrados por el sistema de ejemplo 50 en la FIGURA. 5, comprende el controlador 51, conectado eléctricamente a dos juegos de paneles LED. Específicamente, la salida A del controlador 51 está conectada mediante el cable 53a a un primer conjunto de almohadillas LED que comprende una almohadilla LED 52b interconectada eléctricamente. Las almohadillas LED 52a y 52c están opcionalmente conectadas a la almohadilla LED 52b mediante puentes eléctricos 54a y 54b para crear un primer conjunto de almohadillas LED que funcionan como una sola almohadilla LED que comprende más de 600 LED y cubre un área de tratamiento que excede los 600 cm2. De manera similar, la salida B del controlador 51 está conectada mediante un cable 53b a un segundo juego de almohadillas LED que comprende una almohadilla LED 52e interconectada eléctricamente. Las almohadillas LED 52d y 52f están opcionalmente conectadas a la almohadilla LED 52d mediante puentes eléctricos 54c y 54d para crear un segundo conjunto de almohadillas LED que funciona como una sola almohadilla LED que comprende más de 600 LED y cubre un área de tratamiento que excede los 600 cm2.Photobiomodulation therapy systems of the current state of the art, shown by example system 50 in FIGURE. 5 , comprises the controller 51, electrically connected to two sets of LED panels. Specifically, output A of controller 51 is connected via cable 53a to a first set of LED pads comprising an electrically interconnected LED pad 52b. LED pads 52a and 52c are optionally connected to LED pad 52b via electrical jumpers 54a and 54b to create a first set of LED pads that function as a single LED pad comprising more than 600 LEDs and covering a treatment area exceeding the 600 cm2. Similarly, output B of controller 51 is connected via a cable 53b to a second set of LED pads comprising an electrically interconnected LED pad 52e. LED pads 52d and 52f are optionally connected to LED pad 52d via electrical jumpers 54c and 54d to create a second set of LED pads that function as a single LED pad comprising more than 600 LEDs and covering a treatment area exceeding the 600 cm2.

En el sistema mostrado, el controlador 51 no solo genera las señales para controlar los LED dentro de las almohadillas, sino que también proporciona una fuente de energía para impulsar los LED. La energía eléctrica entregada desde el controlador 51 a las almohadillas LED es sustancial, típicamente 12 W para dos juegos de tres almohadillas cada uno . Un esquema eléctrico ejemplar del sistema se muestra en la FIGURA. 6A, donde el controlador 61 incluye una fuente de alimentación conmutada SMPS 65 utilizada para convertir la energía de la red 64 de 120 V a 220 V CA en al menos dos fuentes de voltaje de CC reguladas, es decir, 5 V para control y lógica, y un suministro de voltaje más alto VLED utilizado para alimentar las cadenas de LED en las almohadillas de LED. Los voltajes típicos para VLED varían de 24 V a 40 V dependiendo del número de LED conectados en serie. Para facilitar el control algorítmico, el microcontrolador (pC ) 67 ejecuta software dedicado en respuesta a la entrada de comandos de usuario en el panel LCD de pantalla táctil 66. El resultado es una serie de pulsos emitidos en algún patrón alterno en las salidas A de los búferes lógicos 68a y 68b utilizados para controle los LED rojo e infrarrojo cercano (NIR) en las almohadillas LED conectadas a la salida A. Se incluye una disposición similar para la salida B usando sus propios búferes lógicos dedicados, pero donde pC 67 puede administrar y controlar las salidas A y B simultáneamente.In the system shown, controller 51 not only generates the signals to control the LEDs within the pads, but also provides a power source for drive the LEDs. The electrical power delivered from the driver 51 to the LED pads is substantial, typically 12 W for two sets of three pads each. An exemplary electrical schematic of the system is shown in FIGURE. 6 A, where the controller 61 includes an SMPS 65 switching power supply used to convert 120 V AC to 220 V AC mains 64 power into at least two regulated DC voltage sources, i.e., 5 V for control and logic, and a higher voltage VLED supply used to power the LED strings on the LED pads. Typical voltages for VLEDs range from 24V to 40V depending on the number of LEDs connected in series. To facilitate algorithmic control, the microcontroller (pC) 67 executes dedicated software in response to user command input on the touch screen LCD panel 66. The result is a series of pulses output in some alternating pattern on the A outputs of logic buffers 68a and 68b used to drive the red and near-infrared (NIR) LEDs on the LED pads connected to output A. A similar arrangement is included for output B using its own dedicated logic buffers, but where pC 67 can manage and control outputs A and B simultaneously.

La señal en la salida A se enruta luego a una o más almohadillas LED 62 a través del cable apantallado 63 que comprende líneas de alta corriente, tierra GND 69a, línea de suministro de 5 V 69b y línea de suministro de Vled 69c, así como la línea de señal de control LED 70a para el control de la conducción en NIR LEDs 71a a través de 71m, y control de LED señal de línea 70b para contro llenado conducción en LEDs 72a rojo a través de 72m. Las líneas de señal de control s 70a y 70b, a su vez, activan los terminales de base del transistor de unión bipolar s 73a y 73b, respectivamente, operando los transistores como conmutadores para activar y desactivar las correspondientes cadenas de LED. Cuando la entrada a cualquiera de los transistores bipolares es baja, es decir, polarizada a tierra, no hay corriente de base ni flujo de corriente de colector y la cadena de LED permanece oscura. Cuando la entrada a cualquiera de los transistores bipolares es alta, es decir, polarizada a 5 V, la corriente de base fluye y de manera correspondiente fluye la corriente del colector, iluminando los LED en la cadena de LED correspondiente. LED flujo de corriente se establece por el giro LED - en voltajes y por resistencias de corriente 74a o 74b limitante. No se prefiere el uso de resistencias para configurar el brillo del LED porque cualquier variación en el voltaje del LED, ya sea por la variabilidad estocástica de fabricación o por variaciones en la temperatura durante el funcionamiento, dará como resultado un cambio en el brillo del LED. El resultado es una baja uniformidad en el brillo del LED en una almohadilla LED, desde la almohadilla LED hasta la almohadilla LED, y de un lote de fabricación al siguiente. Una mejora en el mantenimiento de la uniformidad de brillo del LED se puede obtener mediante la sustitución de los resistores 74 a y 74b con valor fijo constantes fuentes o sumideros de corriente 75a y 75b, como se muestra en la FIGURA. 6B. The signal at output A is then routed to one or more LED pads 62 via shield cable 63 comprising high current lines, GND ground 69a, 5V supply line 69b and led V supply line 69c, as well as such as LED control signal line 70a for control of driving on NIR LEDs 71a through 71m, and LED control signal line 70b for control of driving on red LEDs 72a through 72m. Control signal lines s 70a and 70b, in turn, activate the base terminals of bipolar junction transistor s 73a and 73b, respectively, the transistors operating as switches to turn the corresponding strings of LEDs on and off. When the input to either bipolar transistor is low, i.e. biased to ground, there is no base current or collector current flow and the LED string remains dark. When the input to either bipolar transistor is high, ie biased to 5 V, base current flows and correspondingly collector current flows, lighting the LEDs in the corresponding LED string. LED current flow is established by the LED turn-on voltages and by current-limiting resistors 74a or 74b. The use of resistors to set LED brightness is not preferred because any variation in LED voltage, either from manufacturing stochastic variability or variations in temperature during operation, will result in a change in LED brightness. . The result is poor uniformity in LED brightness across an LED pad, from LED pad to LED pad, and from one manufacturing batch to the next. An improvement in maintaining LED brightness uniformity can be obtained by replacing resistors 74a and 74b with fixed value constant current sources or sinks 75a and 75b, as shown in FIGURE. 6 b.

La conexión física entre el controlador 61 de PBT y las almohadillas de LED 62, sobre el cable 63 blindado, también se puede describir como dos pilas de comunicación que interactúan en el lenguaje de la iniciativa de fuente abierta de 7 capas o el modelo OSI de 7 capas. Como se muestra en la FIGURA. 7, el controlador 61 de PBT se puede representar como la pila 80 que comprende la capa de aplicación - 7, el sistema operativo del controlador de PBT denominado LightOS v1. En funcionamiento, la capa de aplicación transfiere datos a la capa física o PHY de capa 1 que comprende búferes lógicos. La pila 80 envía unidireccionalmente señales eléctricas 82 a la capa PHY - 1, es decir, los controladores de cadena de LED, en la pila de comunicación 81 de la almohadilla de LED pasiva 62.The physical connection between the PBT controller 61 and the LED pads 62, over the shielded cable 63, can also be described as two communication stacks that interact in the language of the 7 Layer Open Source Initiative or the OSI model of 7 layers. As the picture shows. 7 , the PBT driver 61 can be represented as the stack 80 comprising the application layer-7, the PBT driver operating system called LightOS v1. In operation, the application layer transfers data to the physical layer or layer 1 PHY comprising logical buffers. The stack 80 unidirectionally sends electrical signals 82 to the PHY-1 layer, i.e., the LED chain drivers, in the communication stack 81 of the passive LED pad 62.

Debido a que las señales eléctricas comprenden pulsos digitales simples, las impedancias parásitas en el cable 63 pueden afectar la integridad de la señal de comunicación y el funcionamiento de la almohadilla LED. Como se muestra en la FIGURA..Because the electrical signals comprise simple digital pulses, stray impedances in cable 63 can affect the integrity of the communication signal and the operation of the LED pad. As the picture shows..

8, como se envió cuadrado onda de la señal eléctrica 82 puede ser significativo Ly distorsionada en forma de onda recibida 83 incluyendo reducida magnitud y duración 84a, tiempos de subida lenta 84b, los picos de voltaje 84c, las oscilaciones 84 d, y los bucles de tierra 89 que afecta a la 84e suelo de rebote de la señal. Los parásitos del cable responsables de estas perturbaciones incluyen las resistencias en serie de líneas eléctricas 87a a 87c e inductancias 86a a 86c, y capacitancias entre conductores 85a a 85e. Otros efectos pueden incluir la conducción de bucle de tierra 89 y los efectos de antena 88. 8 , as the sent square wave electrical signal 82 can be significant and distorted in the received waveform 83 including reduced magnitude and duration 84a, slow rise times 84b, voltage spikes 84c, oscillations 84d, and loops ground 89 affecting the ground 84e signal bounce. Cable parasites responsible for these disturbances include power line series resistances 87a to 87c and inductances 86a to 86c, and interconductor capacitances 85a to 85e. Other effects may include ground loop conduction 89 and antenna effects 88.

Otra desventaja de usar conexiones de señales eléctricas simples entre el controlador PBT 61 y las almohadillas LED es que el sistema PBT no puede confirmar si el periférico conectado al cable 63 es de hecho una almohadilla LED calificada o una carga no válida. Por ejemplo, las configuraciones de LED incorrectas que no se corresponden con el controlador PBT, como se muestra en la FIGURA. 9, se traducirá en ya sea inadecuada corriente del LED o excesiva. Específicamente, como se muestra en el icono 91, demasiados LED en serie darán como resultado una caída de voltaje alta con poca o ninguna iluminación LED. Por el contrario , como se muestra en el icono 92, muy pocos LED conectados en serie pueden provocar un exceso de corriente, sobrecalentamiento y posibles riesgos de quemaduras para el paciente.Another disadvantage of using simple electrical signal connections between the PBT controller 61 and the LED pads is that the PBT system cannot confirm whether the peripheral connected to the cable 63 is in fact a qualified LED pad or an invalid load. For example, incorrect LED configurations that do not correspond to the PBT driver, as shown in FIGURE. 9 , will result in either inadequate or excessive LED current. Specifically, as shown in icon 91, too many LEDs in series will result in a high voltage drop with little or no LED illumination. Conversely, as shown in icon 92, too few LEDs connected in series can cause excess current, overheating, and possible burn hazards to the patient.

Las cargas de potencia no LED desde el controlador PBT 61 puede d Amage el periférico no válida, el controlador, o ambos. Esto es particularmente problemático porque un pin en la salida del controlador PBT suministra alto voltaje de 20 V o más, excediendo la clasificación de 5 V de la mayoría de los semiconductores y causando daños permanentes a los circuitos integrados. Las cargas inductivas representadas por el icono 94 pueden causar picos de voltaje de sobretensión que pueden dañar el controlador. Las cargas que contienen motores como unidades de disco o ventiladores pueden provocar corrientes de irrupción excesivas y dañinas. Los cables en cortocircuito o las cargas eléctricas en corto , como se muestra en el icono 93 , pueden provocar incendios. C onexión una batería para el controlador de PBT 61, como se muestra por icono 96, puede dar lugar a e actual xcessive y riesgo de incendio. O vercharging o someter una célula química a una sobretensión también tiene el potencial de causar fuego intenso o incluso una explosión. Las cargas eléctricas desconocidas , que se muestran con el icono 95 , representan riesgos no especificados. Especialmente problemática es cualquier conexión entre el controlador PBT 61 y una fuente de energía eléctrica tal como un generador , batería de automóvil o UPS, cuyo resultado puede incluir la destrucción completa del sistema y un riesgo de incendio extremo. En la FIGURA. 9 los iconos están destinados a representar una clase de cargas eléctricas, pero no deben considerarse como un circuito específico.Non-LED power loads from the PBT 61 controller may damage the peripheral, the controller, or both. This is particularly problematic because a pin on the output of the PBT driver supplies high voltage of 20V or more, exceeding the 5V rating of most semiconductors and causing permanent damage to integrated circuits. Inductive loads represented by icon 94 can cause surge voltage spikes that can damage the controller. Loads containing motors such as disk drives or fans can cause excessive and damaging inrush currents. Shorted wires or shorted electrical loads, as shown in icon 93 , may cause fires. Connecting a battery to the PBT 61 controller, as shown by icon 96, can result in excessive current and risk of fire. Either vercharging or subjecting a chemical cell to a surge also has the potential to cause intense fire or even an explosion. Unknown electrical charges , shown with the 95 icon , represent unspecified risks. Especially problematic is any connection between the PBT 61 controller and an electrical power source such as a generator, car battery, or UPS, the result of which can include complete destruction of the system and extreme fire hazard. In FIGURE. 9 Icons are intended to represent a class of electrical loads, but should not be considered as a specific circuit.

Otros problemas surgen cuando las almohadillas LED no coincidentes están conectadas a la misma salida. Por ejemplo, en la FIGURA. 10 dos almohadillas LED diferentes 62 y 79, alimentadas por un cable común 63, comparten conexiones a tierra 69a, alimentación de 5 V 69b, alimentación de VLED alto voltaje V 69c, señal de control de luz visible LEDvv 70a y señal de control de LEDnir infrarrojo cercano 70b. Como se muestra, LED almohadilla 62 incluye fregaderos 75a actual y 75b y los interruptores 73a y 73b de conducción LEDs 71a correspondiente a través 71m que tiene una longitud de onda de luz visible Av y los LED 72a a través de 72m que tiene una longitud de onda A de infrarrojo cercano Anir. Alternativamente, la almohadilla de LED 79 incluye las mismas sumideros de corriente 75a y 75b y los interruptores 73a y 73b, pero las unidades de LED de diferentes longitudes de onda, específicamente LEDs 76a a través de 76m que tiene una longitud de onda de luz visible Av2 y los LED 77a a través de 77m que tiene una infrarrojo cercano de longitud de onda Anir2. Ninguna de las cadenas de LED ha s la misma luz de longitud de onda como las otras cuerdas LED. Por ejemplo, Av puede comprender luz roja, mientras que Av2 puede comprender luz azul. De manera similar, Anir puede comprender una radiación de 810 nm, mientras que Av2 puede comprender 880 nm. En funcionamiento, la conexión en paralelo de los LED rojo y azul impulsados por la señal LEDv 70a significa que un tratamiento para la luz roja podría inadvertidamente generar luz azul. De manera similar, la conexión en paralelo de los LED de 810nm y 880nm impulsados por la señal LEDnir 70a significa que un tratamiento para un LED NIR de longitud de onda podría inadvertidamente conducir una longitud de onda diferente.Other problems arise when mismatched LED pads are connected to the same output. For example, in FIG. 10 two different LED pads 62 and 79, powered by a common wire 63, share ground connections 69a, 5V supply 69b, LED high voltage V supply 69c, LED visible light control signal vv 70a and control signal of near infrared nir LEDs 70b. As shown, LED pad 62 includes current sinks 75a and 75b and switches 73a and 73b driving corresponding LEDs 71a through 71m which has a visible light wavelength Av and LEDs 72a through 72m which has a length near-infrared A-wave A nir . Alternatively, the LED pad 79 includes the same current sinks 75a and 75b and switches 73a and 73b, but different wavelength LED units, specifically LEDs 76a through 76m that have a visible light wavelength. A v2 and the LEDs 77a through 77m which has a near infrared of wavelength A nir2 . None of the LED strings has the same light wavelength as the other LED strings. For example, A v may comprise red light, while A v2 may comprise blue light. Similarly, A nir may comprise 810 nm radiation, while A v2 may comprise 880 nm. In operation, the parallel connection of the red and blue LEDs driven by LED signal v 70a means that a treatment for red light could inadvertently generate blue light. Similarly, paralleling the 810nm and 880nm LEDs driven by the 70a nir LED signal means that a treatment for one wavelength NIR LED could inadvertently drive a different wavelength.

Otro problema surge cuando dos o más almohadillas LED están conectadas a ambas salidas LED al mismo tiempo, como se muestra en la FIGURA. 11 A. Como se muestra, el controlador PBT 51 tiene dos salidas, salida A y salida B. Estas salidas están diseñadas para impulsar conjuntos separados de almohadillas LED. Como se muestra, la Salida A se conecta a la almohadilla LED 52d a través del cable 53a. La salida B se conecta a la almohadilla LED 52e a través del cable 53b y también se conecta a través del puente 54d a la almohadilla LED 52f. Sin embargo, accidentalmente, el puente 54c conecta la almohadilla LED 52e al LED 52d y, por lo tanto, cortocircuita la salida A con la salida B. El impacto eléctrico de acortar las salidas A y B juntas depende del programa de tratamiento que se esté ejecutando. FIGURA.Another problem arises when two or more LED pads are connected to both LED outputs at the same time, as shown in FIGURE. 11 A. As shown, the PBT 51 driver has two outputs, Output A and Output B. These outputs are designed to drive separate sets of LED pads. As shown, Output A is connected to LED pad 52d via cable 53a. Output B is connected to LED pad 52e via wire 53b and is also connected via jumper 54d to LED pad 52f. However, accidentally jumper 54c connects LED pad 52e to LED 52d and therefore shorts output A to output B. The electrical impact of shorting outputs A and B together depends on the treatment program being run. FIGURE.

11B ilustra el caso en el que ambas salidas A y B del búfer 100 controlan la salida de luz roja/visible, específicamente los búferes 101a y 101c están activos al mismo tiempo. Como se muestra , las salidas están cortocircuitadas a través de los conductores eléctricos 102a a la almohadilla LED 105a, a través del conector 104a a la almohadilla LED 105b y, finalmente, a través del conector 103a. En funcionamiento, los patrones de frecuencia y pulso de las dos salidas son asíncronos, lo que significa que puede producirse cualquier combinación de polarizaciones de salida alta y baja. Si los transistores pull-up son demasiado fuertes, los búferes de salida se pueden destruir en otro ; de lo contrario, las señales de encendido alternas pueden hacer que los LED permanezcan encendidos con un factor de trabajo alto que cause sobrecalentamiento y presente un posible riesgo de quemaduras para el paciente. 11B illustrates the case where both the A and B outputs of the buffer 100 control the red/visible light output, specifically the buffers 101a and 101c are active at the same time. As shown, the outputs are shorted across electrical leads 102a to LED pad 105a, through connector 104a to LED pad 105b, and finally through connector 103a. In operation, the frequency and pulse patterns of the two outputs are asynchronous, which means that any combination of high and low output biases can occur. If the pull-up transistors are too strong, the output buffers can be destroyed in another ; otherwise, alternating power signals may cause the LEDs to stay on with a high duty factor causing overheating and a potential burn hazard to the patient.

En la FIGURA. 11 C, la memoria intermedia 101a en la salida A está alimentando los LED rojos en las almohadillas LED 105a y 105b mientras que la memoria intermedia 101d en la salida B está alimentando los LED NIR también en las almohadillas LED 105a y 105b. Aunque el funcionamiento independiente de los LED rojo y NIR no representa un problema eléctrico, la conducción simultánea de los LED rojo y NIR provocará un sobrecalentamiento de la almohadilla LED, lo que podría dañar la almohadilla y posiblemente quemar al paciente. Esta condición de sobrepotencia se ilustra mediante las formas de onda mostradas en la FIGURA. 11D donde la potencia P v de los LED visibles conductores mostrados por la forma de onda 110 tiene una potencia promedio Pave 113, y la potencia Pnir de los LED NIR mostrados por la forma de onda 111 tiene una potencia promedio Pave 114. En conjunto, la forma de onda de potencia agregada 112 Tiene una potencia promedio 115 de magnitud 2Pave.In FIGURE. 11C , buffer 101a on output A is powering the red LEDs on LED pads 105a and 105b while buffer 101d on output B is powering the NIR LEDs on LED pads 105a and 105b as well. Although the independent operation of the red and NIR LEDs does not present an electrical problem, simultaneous driving of the red and NIR LEDs will cause the LED pad to overheat, which could damage the pad and possibly burn the patient. This overpower condition is illustrated by the waveforms shown in FIGURE. 11 D where the power P v of the conductive visible LEDs displayed by waveform 110 has a Pave average power of 113, and the Pnir power of the NIR LEDs displayed by waveform 111 has a Pave average power of 114. Collectively , the aggregate power 112 waveform has an average power 115 of magnitude 2Pave.

En las almohadillas LED actuales, el sobrecalentamiento por cualquier motivo es problemático porque no hay protección de temperatura. Como se muestra en la FIGURA. 12, incluso si la almohadilla de LED 109 hace h de detección de temperatura ave, con datos unidireccionales flujo 82 en el cable 63 no hay manera para el cojín LED 109 para informar controlador PBT 61 de una condición de temperatura de más de o para suspender el funcionamiento.On current LED pads, overheating for any reason is problematic because there is no temperature protection. As the picture shows. 12 Even if LED pad 109 does ave temperature sensing h, with one-way data flow 82 on wire 63 there is no way for LED pad 109 to inform PBT controller 61 of an over-temperature condition or to suspend. the performance.

Como se ha descrito en lo anterior, las l imitaciones de los actuales sistemas de PBT anteriormente son numerosas, impactando sistema PBT utilidad, funcionalidad, seguridad y capacidad de ampliación . Estas limitaciones incluyen los siguientes problemas :As described above, the limitations of current PBT systems above are numerous, impacting PBT system utility, functionality, security, and expandability. These limitations include the following issues:

Comunicación de "señal" eléctrica a la almohadilla LED: las señales del controlador PBT a las almohadillas LED son pulsos digitales simples, no comunicación diferencial entre un par de transceptores de bus. Estas señales son sensibles al ruido de modo común y los bucles de tierra que afectan la magnitud y duración de los pulsos que controlan el funcionamiento del LED. Como simples pulsos eléctricos, el sistema también carece de capacidad de verificación de errores, por lo que las fallas no se pueden corregir o incluso detectar.Electrical "signal" communication to the LED pad: The signals from the PBT driver to the LED pads are simple digital pulses, not differential communication between a pair of bus transceivers. These signals are sensitive to common mode noise and ground loops that affect the magnitude and duration of the pulses that control LED operation. as simple electrical pulses, the system also lacks error checking capability, so faults cannot be corrected or even detected.

Flujo de señal unidireccional del controlador PBT a la almohadilla LED : con el flujo de datos unidireccional, los controladores PBT no pueden autenticar ninguna almohadilla LED conectada a su salida, ni una vez conectados pueden monitorear el estado de funcionamiento de una almohadilla. Los datos unidireccionales también evitan la retroalimentación del estado de una almohadilla LED o la notificación de otra información de la almohadilla al controlador PBT principal.Unidirectional Signal Flow from PBT Driver to LED Pad – With unidirectional data flow, PBT drivers cannot authenticate any LED Pad connected to their output, nor once connected can they monitor a pad's health status. One-way data also prevents feedback of an LED pad's status or reporting of other pad information to the main PBT controller.

Incapacidad para detectar un cortocircuito en la conexión incorrecta de varios pads: debido a un error del usuario, la conexión incorrecta de dos salidas de un controlador PBT a la misma almohadilla o almohadillas LED, es decir, un cortocircuito inadvertido entre dos salidas, significa que ambas salidas están accionando las mismas cadenas de LED. Este error de conexión incorrecta puede dañar el circuito del controlador de LED, provocar un sobrecalentamiento del LED, riesgo de quemaduras para el paciente y un posible incendio.Inability to detect a short on misconnection of multiple pads: Due to user error, the misconnection of two outputs of a PBT controller to the same LED pad(s), ie, an inadvertent short between two outputs, means that both outputs are driving the same LED strings. This misconnection error can damage the LED driver circuitry, lead to overheating of the LED, risk of patient burns, and possible fire.

Incapacidad para identificar las almohadillas LED aprobadas o los fabricantes certificados : al no poder identificar el pedigrí de una almohadilla LED, un sistema PBT, sin saberlo, activará cualquier LED conectado a él, incluidas las almohadillas LED ilegales, falsificadas o de imitación. Las almohadillas de conducción no fabricadas o certificadas por el especificador del sistema o el fabricante tienen consecuencias desconocidas que van desde la pérdida de funcionalidad y eficacia reducida hasta riesgos de seguridad. Comercialmente, la comercialización y venta de almohadillas LED falsificadas y de imitación también priva a los comerciantes de dispositivos PBT con licencia de IP de ingresos legales.Inability to Identify Approved LED Pads or Certified Manufacturers – Failing to identify the pedigree of an LED pad, a PBT system will unknowingly activate any LED connected to it, including illegal, counterfeit, or imitation LED pads. Driving pads not manufactured or certified by the system specifier or manufacturer have unknown consequences ranging from loss of functionality and reduced effectiveness to safety risks. Commercially, the marketing and sale of counterfeit and imitation LED pads also deprives IP-licensed PBT device dealers of legal revenue.

Incapacidad para identificar un dispositivo conectado como una almohadilla LED : sin la capacidad de confirmar si un dispositivo conectado a una salida del controlador PBT es una almohadilla LED (en lugar de un periférico completamente no relacionado, como un altavoz, batería, motor, etc.), La conexión de una carga eléctrica no autorizada a la salida de un sistema PBT dañará invariablemente el accesorio, el controlador PBT o ambos. Cuando se activa una carga eléctrica desconocida, el alto voltaje presente en los pines de salida del controlador durante el funcionamiento también presenta un riesgo de incendio.Inability to identify a connected device as an LED pad – no ability to confirm if a device connected to a PBT controller output is an LED pad (rather than a completely unrelated peripheral such as a speaker, battery, motor, etc. .), Connection of an unauthorized electrical load to the output of a PBT system will invariably damage the fixture, the PBT controller, or both. When an unknown electrical load is activated, the high voltage present on the controller's output pins during operation also presents a fire hazard.

Incapacidad para identificar fuentes de energía : la incapacidad de un controlador PBT para identificar la conexión de su salida a una fuente de energía (como adaptadores de alimentación de CA, baterías, energía eléctrica de automóvil o generadores) representa un riesgo real de seguridad, por lo que la fuente de alimentación contenida en el controlador PBT compite con la fuente de alimentación externa. La interconexión de dos fuentes de alimentación diferentes puede dar como resultado corrientes, voltajes, disipación de energía excesivos u oscilaciones incontroladas que pueden dañar la fuente de alimentación externa, el controlador PBT o ambos.Inability to Identify Power Sources – The inability of a PBT controller to identify its output's connection to a power source (such as AC power adapters, batteries, car power, or generators) represents a real safety risk, so the power supply contained in the PBT driver competes with the power supply external. Interconnecting two different power supplies can result in excessive currents, voltages, power dissipation, or uncontrolled oscillations that can damage the external power supply, the PBT driver, or both.

Incapacidad para controlar o limitar la corriente de salida del controlador: la conexión de una carga en corto, como una almohadilla dañada, un cable corto o cualquier carga que presente una alta corriente de entrada (como un motor) representa un alto riesgo de corriente y posiblemente un peligro de incendio. Las cargas inductivas como los solenoides también pueden crear momentáneamente voltajes excesivos que dañan los componentes de bajo voltaje.Inability to control or limit the output current of the controller - connecting a shorted load, such as a damaged pad, a short cable, or any load that has a high input current (such as a motor) presents a high current hazard. and possibly a fire hazard. Inductive loads like solenoids can also momentarily create excessive voltages that damage low voltage components.

Incapacidad para detectar baterías conectadas a la salida de un sistema PBT : conectar un paquete de baterías a la salida de un sistema PBT tiene el potencial de dañar el paquete de baterías, cargar accidentalmente la batería con las condiciones de carga incorrectas y dar lugar a sobretensión, sobrecorriente, o condiciones de sobrecalentamiento en las celdas electroquímicas. La carga incorrecta de baterías de química húmeda o de ácido tiene el potencial de fugas de ácido o electrolito. La carga incorrecta de las baterías de iones de litio puede provocar sobrecalentamiento, incendios e incluso explosiones.Inability to detect batteries connected to the output of a PBT system - Connecting a battery pack to the output of a PBT system has the potential to damage the battery pack, accidentally charge the battery with the wrong charging conditions, and result in overvoltage, overcurrent, or overheat conditions in electrochemical cells. Improper charging of wet chemical or acid batteries has the potential for acid or electrolyte leakage. Improper charging of lithium ion batteries can cause overheating, fire, and even explosion.

Incapacidad para detectar condiciones de sobrecalentamiento en las almohadillas LED : el sobrecalentamiento de una almohadilla LED corre el riesgo de que el paciente se sienta incómodo y se queme, daño de la almohadilla y, en casos extremos, la posibilidad de incendio.Inability to detect overheat conditions on LED Pads - Overheating an LED Pad risks patient discomfort and burns, pad damage, and in extreme cases, the possibility of fire.

Incapacidad para identificar la configuración de LED dentro de una almohadilla de LED : no se puede identificar la configuración de matriz en serie-paralelo de LED en una almohadilla de LED, el controlador PBT no puede determinar si la almohadilla es compatible con el sistema PBT o incluso si es posible la operación del LED . Por ejemplo, muy pocos LED conectados en serie pueden dañar los LED con demasiado voltaje. Demasiados LED conectados en serie darán como resultado una iluminación tenue o nula. Demasiadas cadenas paralelas de LED pueden provocar una corriente total excesiva de la almohadilla y, en consecuencia, un sobrecalentamiento, así como grandes caídas de voltaje en las interconexiones, una uniformidad de luz deficiente en una almohadilla LED y un posible daño a las trazas conductoras de la PCB.Inability to identify LED configuration within an LED pad – Unable to identify series-parallel array configuration of LEDs in an LED pad, PBT controller unable to determine if pad is compatible with PBT system or even if LED operation is possible. For example, too few LEDs connected in series can damage LEDs with too much voltage. Too many LEDs connected in series will result in dim or no lighting. Too many parallel strings of LEDs can cause excessive total pad current and consequently overheating, as well as large voltage drops across the interconnects, poor light uniformity across an LED pad, and possible damage to the LED conductive traces. the PCB.

Incapacidad para identificar los tipos de LED contenidos dentro de una almohadilla de LED : no puede detectar qué LED de longitud de onda hay en una almohadilla, un sistema PBT no tiene medios para hacer coincidir sus programas de tratamiento con la matriz de LED o para seleccionar los LED de longitud de onda correcta para cada uno. forma de onda específica en el protocolo de tratamiento. • Las salidas del controlador PBT están limitadas a un número fijo de señales de control : con solo una o dos señales de control por salida, los controladores PBT actuales son incapaces de activar tres, cuatro o más longitudes de onda diferentes de LED dentro de la misma almohadilla con diferentes patrones de excitación. • Movilidad limitada: en los sistemas PBT de grado médico actuales, la conexión de un controlador PBT central a las almohadillas LED requiere conexiones de cables. Si bien estos sistemas PBT conectados son generalmente aceptables en aplicaciones hospitalarias (y posiblemente en entornos clínicos), en aplicaciones militares, paramédicas y de consumo no es útil limitar la movilidad con cables o alambres.Inability to identify the types of LEDs contained within an LED pad – unable to detect what wavelength LEDs are on a pad, a PBT system has no means of matching their programming schedules. treatment with the LED array or to select the correct wavelength LEDs for each. specific waveform in the treatment protocol. • PBT driver outputs are limited to a fixed number of control signals – With only one or two control signals per output, current PBT drivers are incapable of driving three, four, or more different wavelengths of LEDs within the same pad with different excitation patterns. • Limited Mobility – In today's medical grade PBT systems, connecting a central PBT controller to the LED pads requires cable connections. While these connected PBT systems are generally acceptable in hospital applications (and possibly clinical settings), in military, paramedical, and consumer applications it is not useful to limit mobility with cables or wires.

Incapaz de la síntesis de formas de onda : los sistemas PBT carecen de la tecnología para impulsar LED con cualquier forma de onda que no sea pulsos de onda cuadrada. La operación pulsada de onda cuadrada limita los patrones de iluminación LED a una operación de una frecuencia a la vez. Dado que la frecuencia del pulso afecta el acoplamiento de energía a tipos de tejido específicos, un sistema PBT de frecuencia única solo puede tratar de manera óptima un tipo de tejido a la vez, extendiendo el tiempo de terapia requerido y el costo del paciente / seguro. El análisis también revela que los pulsos de onda cuadrada desperdician energía , produciendo armónicos no necesariamente beneficiosos para una terapia. La unidad LED que utiliza sinusoides, acordes, ondas triangulares, formas de onda de diente de sierra, ráfagas de ruido o muestras de audio requiere una síntesis de forma de onda compleja dentro de la almohadilla LED. Aunque los controladores PBT del host deben tener suficiente capacidad de cálculo para sintetizar tales formas de onda, la capacidad no es beneficiosa porque la señal no se puede entregar a través de cables largos sin sufrir una distorsión significativa de la forma de onda. Desafortunadamente, las almohadillas LED no pueden realizar la tarea. Utilizando componentes discretos baratos, las almohadillas LED de hoy en día son incapaces de realizar ninguna síntesis de forma de onda, sin mencionar que los protocolos de comunicación necesarios para seleccionar o cambiar de forma remota la forma de onda sintetizada no existen.Incapable of waveform synthesis – PBT systems lack the technology to drive LEDs with any waveform other than square wave pulses. Pulsed square wave operation limits LED lighting patterns to one frequency operation at a time. Since pulse rate affects energy coupling to specific tissue types, a single-frequency PBT system can only optimally treat one tissue type at a time, extending required therapy time and patient/insurance cost. . The analysis also reveals that square wave pulses waste energy, producing harmonics that are not necessarily beneficial for therapy. LED unit using sinusoids, chords, triangle waves, sawtooth waveforms, noise bursts, or audio samples requires complex waveform synthesis within the LED pad. Although host PBT drivers must have sufficient computational power to synthesize such waveforms, the ability is not beneficial because the signal cannot be delivered over long cables without suffering significant waveform distortion. Unfortunately, the LED pads cannot perform the task. Using cheap discrete components, today's LED pads are incapable of any waveform synthesis, not to mention that the communication protocols needed to remotely select or change the synthesized waveform do not exist.

Distribución de nuevos algoritmos de controladores LED : los sistemas PBT actuales carecen de la capacidad de descargar actualizaciones de software desde una base de datos o servidor para corregir errores de software o instalar nuevos algoritmos de tratamiento. Distribution of New LED Driver Algorithms – Current PBT systems lack the ability to download software updates from a database or server to fix software bugs or install new treatment algorithms.

Incapacidad para capturar y registrar datos biométricos del paciente en tiempo real : los sistemas PBT actuales carecen de la capacidad de recopilar datos biométricos como ondas cerebrales, presión arterial, azúcar en sangre, oxígeno en sangre y otros datos biométricos durante un tratamiento o la capacidad de integrar estos datos recopilados en el registro del archivo de tratamiento.Inability to capture and record real-time patient biometric data – Current PBT systems lack the ability to collect biometric data such as brain waves, blood pressure, blood sugar, blood oxygen, and other biometric data during a treatment or capacity to integrate this collected data into the treatment file record.

Incapacidad para recopilar imágenes en tiempo real del área de tratamiento : los sistemas PBT actuales carecen de medios para medir o crear imágenes de tejido durante el tratamiento. Los sistemas también carecen de la capacidad de almacenar imágenes fijas y de video o de hacer coincidir las imágenes con el tiempo de tratamiento de una sesión PBT.Inability to collect real-time images of the treatment area – Current PBT systems lack the means to measure or image tissue during treatment. The systems also lack the ability to store still and video images or to match the images to the treatment time of a PBT session.

Incapacidad de los usuarios (médicos) para crear nuevos algoritmos de tratamiento: los sistemas PBT actuales carecen de capacidad para que los usuarios, como médicos o investigadores, creen nuevos algoritmos o combinen tratamientos existentes para formar tratamientos específicos de terapia compleja, por ejemplo, optimizar una secuencia de excitación para activar inyectados células madre (útiles para acelerar la diferenciación de células madre y reducir los riesgos de rechazo).Inability for users ( clinicians) to create new treatment algorithms: Current PBT systems lack the ability for users, such as clinicians or researchers, to create new algorithms or combine existing treatments to form specific complex therapy treatments, for example, optimize an excitation sequence to activate injected stem cells (useful for accelerating stem cell differentiation and reducing rejection risks).

Distribución electrónica de documentación : los sistemas PBT actuales no pueden distribuir ni actualizar ninguna documentación electrónicamente. Sería beneficioso si la distribución de avisos o fallos de la FDA, así como erratas y actualizaciones de los manuales de operación y terapia PBT, guías de tratamiento y otra documentación se pudieran proporcionar electrónicamente a todos los usuarios del sistema PBT. Actualmente, esta capacidad no está disponible en ningún dispositivo médico.Electronic Documentation Distribution – Current PBT systems cannot distribute or update any documentation electronically. It would be beneficial if the distribution of FDA notices or rulings, as well as errata and updates to PBT therapy and operating manuals, treatment guidelines, and other documentation could be provided electronically to all users of the PBT system. Currently, this capability is not available on any medical device.

Seguimiento del tratamiento : los sistemas PBT actuales no pueden realizar un seguimiento del historial de uso del tratamiento, capturar el uso del sistema en un registro de tratamiento y cargar el registro de tratamiento en un servidor. Al carecer de registros de tratamiento en tiempo real a través de la conectividad de red, la adopción comercial generalizada de sistemas PBT por parte de médicos, hospitales, clínicas y spas es problemática. Sin registros de uso cargados, los sistemas de hoy en día PBT no puede apoyar modelos de negocio de arrendamiento de reparto de ingresos debido a que el les s o r es incapaz de verificar el fichero s uso del sistema de Sede. Del mismo modo , los hospitales y las clínicas no pueden confirmar el uso de sistemas PBT para auditorías de seguros y para la prevención de fraudes. En los modelos de pago SaaS (software como servicio) de pago por uso, el agente de servicio PBT no puede confirmar el historial de uso de un cliente. Treatment Tracking – Current PBT systems cannot track treatment usage history, capture system usage in a treatment record, and upload the treatment record to a server. Lacking real-time treatment records via network connectivity, the widespread commercial adoption of PBT systems by physicians, hospitals, clinics, and spas is problematic. Without uploaded usage logs, today's PBT systems cannot support revenue sharing leasing business models because the les sor is unable to verify the Headquarters system usage file. Similarly, hospitals and clinics cannot confirm the use of PBT systems for insurance audits and fraud prevention. In pay-as-you-go SaaS (Software as a Service) payment models, the PBT service agent cannot confirm a customer's usage history.

Recetas electrónicas : en la actualidad, ningún dispositivo de medicina física, incluidos los sistemas PBT, es capaz de transferir y distribuir de forma segura las recetas médicas en un dispositivo médico.Electronic Prescribing – Currently, no physical medicine device, including PBT systems, is capable of securely transferring and distributing prescriptions on a medical device.

Deshabilitación remota : hoy en día, ningún sistema PBT es capaz de deshabilitar el funcionamiento del dispositivo en caso de impago o robo para detener el comercio en el mercado negro.Remote Disablement – Today, no PBT system is capable of disabling device operation in the event of non-payment or theft to stop black market trading.

Seguimiento de la ubicación : hoy en día, ningún sistema PBT es capaz de rastrear la ubicación de un sistema PBT robado para rastrear a los ladrones.Location Tracking – Today, no PBT system is capable of tracking the location of a stolen PBT system to track down the thieves.

Comunicación segura : dado que los sistemas PBT actuales utilizan señales eléctricas en lugar de comunicación basada en paquetes para controlar las almohadillas LED, la piratería y la medición directa de la comunicación entre un sistema PBT host y una almohadilla LED es trivial y carece de seguridad alguna. Además, los sistemas PBT hoy en día carecen de cualquier disposición para la comunicación por Internet y los métodos de seguridad necesarios para prevenir la piratería de contenido y frustrar el robo de identidad de acuerdo con las regulaciones HEPA. En el futuro, se espera que el cifrado por sí solo sea inadecuado para asegurar la comunicación de datos a través de Internet. En tales casos, también se requerirá conectividad a redes privadas hiperseguras.Secure Communication – Since current PBT systems use electrical signals instead of packet-based communication to control LED pads, hacking and direct measurement of communication between a host PBT system and LED pad is trivial and lacks security. some. Furthermore, PBT systems today lack any provision for Internet communication and security methods necessary to prevent content piracy and thwart identity theft in accordance with HEPA regulations. In the future, encryption alone is expected to be inadequate to secure data communication over the Internet. In such cases, connectivity to hyper-secure private networks will also be required.

En resumen , la arquitectura de los sistemas PBT actuales está completamente anticuada y requiere una arquitectura de sistema completamente nueva, nuevos métodos de control y nuevos protocolos de comunicación para facilitar una solución eficaz, flexible, versátil y segura para proporcionar terapia de fotobiomodulación.In summary, the architecture of current PBT systems is completely outdated and requires a completely new system architecture, new control methods, and new communication protocols to facilitate an effective, flexible, versatile, and safe solution for providing photobiomodulation therapy.

RESUMEN DE LA INVENCIONSUMMARY OF THE INVENTION

En el proceso de terapia de fotobiomodulación (PBT) de esta invención, se definen patrones (por ejemplo, secuencias de pulsos de ondas cuadradas, ondas sinusoidales o combinaciones de las mismas) de radiación electromagnética (EMR) que tienen una o más longitudes de onda, o bandas espectrales de longitudes de onda, son introducido en un organismo vivo (por ejemplo, un ser humano o un animal) utilizando un sistema distribuido que comprende dos o más componentes distribuidos o "nodos" que se comunican utilizando un bus o transceptor para enviar instrucciones o archivos entre los componentes constituyentes . La radiación se encuentra normalmente dentro de las partes infrarrojas o visibles del espectro EMR, aunque a veces se puede incluir luz ultravioleta.In the photobiomodulation therapy (PBT) process of this invention, patterns (eg, pulse sequences of square waves, sine waves, or combinations thereof) of electromagnetic radiation (EMR) having one or more wavelengths are defined. , or spectral bands of wavelengths, are introduced into a living organism (for example, a human or an animal) using a distributed system that comprises two or more distributed components or "nodes" that communicate using a bus or transceiver to send instructions or files between constituent components. The radiation is typically within the infrared or visible portions of the EMR spectrum, although ultraviolet light can sometimes be included.

Puede usarse EMR de una sola longitud de onda, o el patrón puede incluir EMR que tiene dos, tres o más longitudes de onda. En lugar de consistir en radiación de una sola longitud de onda, el EMR puede incluir bandas espectrales de radiación, a menudo representadas como un rango de longitudes de onda centradas en una longitud de onda central, por ejemplo, A ± AA. Los pulsos o formas de onda pueden estar separados por espacios, durante los cuales no se genera radiación, el borde posterior de un pulso o forma de onda puede coincidir temporalmente con el borde anterior del siguiente pulso, o los pulsos pueden superponerse de manera que la radiación de dos o más longitudes de onda (o bandas espectrales de longitudes de onda) pueden generarse simultáneamente.Single wavelength EMR can be used, or the pattern can include EMR having two, three or more wavelengths. Rather than consisting of radiation of a single wavelength, EMR can include spectral bands of radiation, often represented as a range of wavelengths centered on one wavelength. center, for example, A ± AA. Pulses or waveforms may be separated by spaces, during which no radiation is generated, the trailing edge of one pulse or waveform may temporarily coincide with the leading edge of the next pulse, or the pulses may overlap such that the radiation of two or more wavelengths (or spectral bands of wavelengths) can be generated simultaneously.

En una realización, el sistema PBT distribuido ‘s componentes comprenden un controlador de PBT y uno o más inteligentes almohadillas de LED se comunican mediante un bus de datos en serie unidireccional envío de datos, archivos, instrucciones o código ejecutable desde el controlador de PBT a las almohadillas de LED inteligentes. En una segunda realización, los componentes del sistema PBT distribuido comprenden un controlador PBT y una o más almohadillas LED inteligentes que se comunican mediante un bus de datos bidireccional o un transceptor mediante el cual el controlador PBT puede enviar datos, archivos, instrucciones o código ejecutable al LED inteligente. almohadilla y, a la inversa, la almohadilla LED inteligente puede devolver datos al controlador PBT relacionados con el estado operativo de la almohadilla o la condición del paciente, incluidos los datos de configuración de la almohadilla LED, el estado del programa, las condiciones de falla, la temperatura de la piel u otros datos del sensor. Otro sensor puede incluir mapas de temperatura bidimensionales, imágenes de ultrasonido bidimensionales o tridimensionales, o puede comprender datos biométricos como pH, humedad, oxígeno en sangre, azúcar en sangre o impedancia de la piel, etc., que a su vez se pueden utilizar opcionalmente para cambiar las condiciones del tratamiento, es decir, operar en un circuito cerrado de biorretroalimentación.In one embodiment, the distributed PBT system's components comprise a PBT controller and one or more smart LED pads that communicate using a one-way serial data bus sending data, files, instructions, or executable code from the PBT controller to the smart LED pads. In a second embodiment, the components of the distributed PBT system comprise a PBT controller and one or more smart LED pads that communicate via a bi-directional data bus or a transceiver through which the PBT controller can send data, files, instructions, or executable code. to smart LED. pad, and conversely, the smart LED pad can return data to the PBT controller related to the operating status of the pad or patient condition, including LED pad configuration data, program status, fault conditions , skin temperature or other sensor data. Another sensor may include two-dimensional temperature maps, two-dimensional or three-dimensional ultrasound images, or may comprise biometric data such as pH, humidity, blood oxygen, blood sugar or skin impedance, etc., which in turn can be optionally used to change the treatment conditions, that is, to operate in a closed biofeedback loop.

En una realización, el EMR se genera mediante diodos emisores de luz (LED) dispuestos en "cadenas" en serie conectadas a una fuente de alimentación común. Cada cadena de LED puede comprender LED diseñados para generar radiación de una sola longitud de onda o banda de longitudes de onda en respuesta a una corriente definida constante o variable en el tiempo . Los LED pueden estar incrustados en una almohadilla flexible diseñada para ajustarse cómodamente contra la superficie de la piel de un cuerpo humano, permitiendo que el tejido u órgano objetivo se exponga a un patrón uniforme de radiación. Se puede suministrar energía a cada almohadilla inteligente desde un cable que conecta la almohadilla LED al controlador PBT o, alternativamente, se puede proporcionar al LED desde una fuente de energía separada. En una realización alternativa, se pueden usar diodos láser semiconductores en lugar de LED configurados en una matriz para crear un patrón uniforme de radiación o, alternativamente, montados en una varilla de mano para crear un punto o área pequeña de radiación concentrada.In one embodiment, the EMR is generated by light emitting diodes (LEDs) arranged in series "strings" connected to a common power source. Each string of LEDs may comprise LEDs designed to generate radiation of a single wavelength or band of wavelengths in response to a defined constant or time-varying current. The LEDs may be embedded in a flexible pad designed to fit snugly against the skin surface of a human body, allowing the target tissue or organ to be exposed to a uniform pattern of radiation. Power can be supplied to each smart pad from a cable connecting the LED pad to the PBT driver, or alternatively the LED can be supplied from a separate power source. In an alternative embodiment, semiconductor laser diodes can be used instead of LEDs configured in an array to create a uniform pattern of radiation, or alternatively mounted on a handheld wand to create a small point or area of concentrated radiation.

En el sistema PBT distribuido descrito en este documento, cada una de las cadenas de LED está controlada por un controlador de LED, que a su vez está controlado por un microcontrolador contenido dentro de la almohadilla de LED inteligente. El microcontrolador de la almohadilla LED se comunica con otro microcontrolador o computadora que comprende el controlador PBT a través de un bus de comunicación, que puede incluir conectividad por cable como USB, RS232, HDMI, I2 C, SMB, Ethernet o formatos propietarios y protocolos de comunicación, o que pueden alternativamente, comprenden medios y protocolos inalámbricos que incluyen Bluetooth, WiFi, WiMax, radio celular que usa protocolos 2G, 3G, 4G/LTE o 5G, u otros métodos de comunicación patentados.In the distributed PBT system described in this document, each of the LED strings is controlled by an LED driver, which in turn is controlled by a microcontroller contained within the smart LED pad. The LED pad microcontroller communicates with another microcontroller or computer comprising the PBT controller via a communication bus, which may include wired connectivity such as USB, RS232, HDMI, I2C, SMB, Ethernet, or proprietary formats and protocols. communication methods, or may alternatively, comprise wireless media and protocols including Bluetooth, WiFi, WiMax, cellular radio using 2G, 3G, 4G/LTE or 5G protocols, or other proprietary communication methods.

Usando una pantalla, teclado u otro dispositivo de entrada conectado al controlador PBT, un médico o clínico puede seleccionar el algoritmo particular (secuencia de proceso) que sea adecuado para la condición o enfermedad que se está tratando. A continuación, las instrucciones se comunican desde el controlador PBT a través del bus de datos cableado o inalámbrico a una o más almohadillas LED inteligentes que indican al microcontrolador de la almohadilla cuándo comenzar o suspender un tratamiento PBT y especificar qué tratamiento se realizará.Using a display, keyboard, or other input device connected to the PBT controller, a physician or clinician can select the particular algorithm (process sequence) that is appropriate for the condition or disease being treated. Instructions are then communicated from the PBT controller via the wired or wireless data bus to one or more smart LED pads that tell the pad's microcontroller when to start or stop a PBT treatment and specify which treatment to perform.

En una realización referida a un flujo de datos, el controlador PBT envía un flujo de paquetes de datos que especifican las formas de onda de activación del LED que incluyen el momento en el que se indica a un LED que conduzca la corriente y la magnitud de la corriente a conducir. Las instrucciones de flujo enviadas por el controlador se seleccionan de una "biblioteca de patrones" de algoritmos, cada uno de los cuales define una secuencia de proceso particular de pulsos o formas de onda del EMR generado por las cadenas de LED. Al recibir los paquetes de datos a través del bus de datos, la almohadilla LED inteligente almacena la instrucción en la memoria, luego comienza la "reproducción" del archivo de datos de flujo continuo, es decir, activa los LED de acuerdo con las instrucciones recibidas. Durante la reproducción de transmisión, la comunicación del bus desde el controlador PBT al panel LED inteligente puede interrumpirse para acomodar las comprobaciones de seguridad del sistema o para permitir que el panel LED inteligente informe su estado o cargue datos del sensor al controlador PBT.In a data stream embodiment, the PBT controller sends a stream of data packets specifying LED drive waveforms including when an LED is told to conduct current and the magnitude of the current. the current to drive. The flow instructions sent by the controller are selected from a "pattern library" of algorithms, each of which defines a particular processing sequence of pulses or waveforms from the EMR generated by the LED strings. Upon receiving the data packets via the data bus, the smart LED pad stores the instruction in memory, then starts "playing" the streaming data file, that is, it drives the LEDs according to the received instructions . During streaming playback, bus communication from the PBT Controller to the Smart LED Panel may be interrupted to accommodate system security checks or to allow the Smart LED Panel to report its status or upload sensor data to the PBT Controller.

A diferencia de los sistemas PBT de la técnica anterior, en el sistema PBT distribuido descrito, el controlador PBT no envía constantemente instrucciones a las almohadillas LED inteligentes. Durante los intervalos en los que el controlador PBT está en silencio, ya sea escuchando el bus o recibiendo datos de las almohadillas LED inteligentes, cada almohadilla LED inteligente debe funcionar de forma autónoma e independiente del controlador PBT y las otras almohadillas LED conectadas en el mismo bus de datos o comunicación. red. Esto significa que el controlador PBT debe enviar suficientes datos a la almohadilla LED inteligente para que se almacenen en el búfer de memoria de la almohadilla para admitir la operación de reproducción LED ininterrumpida hasta que se pueda entregar el siguiente archivo de datos. Unlike prior art PBT systems, in the described distributed PBT system, the PBT controller does not constantly send instructions to the smart LED pads. During intervals when the PBT Controller is silent, either listening to the bus or receiving data from the Smart LED Pads, each Smart LED Pad must operate autonomously and independently of the PBT Controller and the other LED Pads connected to it. data bus or communication. grid. This means that the PBT controller must send enough data to the smart LED pad to be stored in the pad's memory buffer to support seamless LED playback operation until the next data file can be delivered.

En otra realización, el controlador PBT entrega un archivo de reproducción completo al panel LED inteligente que define la secuencia de ejecución completa de un tratamiento o sesión PBT. En este método, el archivo se entrega antes de comenzar la reproducción, es decir, antes de ejecutar el tratamiento. Tan pronto como el archivo se carga en la memoria de la almohadilla LED inteligente, el microcontrolador local integrado en la almohadilla puede ejecutar la reproducción realizada de acuerdo con las instrucciones del archivo. El archivo de reproducción transferido puede comprender (i) un archivo de código ejecutable que incluye la totalidad de todas las instrucciones de forma de onda de activación de LED, (ii) un archivo de reproducción pasiva que define las duraciones y configuraciones del tratamiento que se interpreta mediante un código ejecutable que comprende un software de reproducción de LED, o (iii) archivos de datos que comprenden primitivas de forma de onda que posteriormente se combinan de una manera prescrita por el microcontrolador de la almohadilla LED para controlar el patrón de iluminación LED y ejecutar un tratamiento o sesión PBT.In another embodiment, the PBT controller delivers a complete playback file to the smart LED panel that defines the entire execution sequence of a PBT treatment or session. In this method, the file is delivered before playback starts, ie before processing is executed. As soon as the file is loaded into the Smart LED Pad's memory, the local microcontroller built into the pad can execute playback according to the file's instructions. The transferred replay file may comprise (i) an executable code file that includes the entirety of all LED activation waveform instructions, (ii) a passive replay file that defines the treatment durations and settings to be interpreted by executable code comprising LED rendering software, or (iii) data files comprising waveform primitives which are subsequently combined in a manner prescribed by the LED pad microcontroller to control the LED lighting pattern and executing a treatment or PBT session.

En los dos últimos ejemplos, el código ejecutable necesario para interpretar el archivo de reproducción, es decir, el reproductor LED, debe cargarse en el LED inteligente antes de comenzar la reproducción. Este reproductor LED se puede cargar en la almohadilla LED inteligente en el momento en que un usuario indica al controlador PBT que comience la terapia, o se puede cargar en la almohadilla inteligente en una fecha anterior, por ejemplo, cuando la almohadilla LED se programa durante la fabricación o en ese momento. el controlador PBT se enciende y establece que la almohadilla LED inteligente está conectada a la red de área local del controlador. En los casos en los que el archivo del reproductor LED se carga previamente en una almohadilla LED inteligente y se almacena en una memoria no volátil durante períodos prolongados, el sistema PBT distribuido debe incluir disposiciones para verificar si el software cargado aún está actualizado o se ha vuelto obsoleto. Si el sistema detecta que el reproductor de LED está actualizado, la reproducción de LED puede comenzar inmediatamente. Alternativamente, si el controlador PBT detecta que el reproductor LED está obsoleto, vencido o simplemente no está actualizado, el controlador PBT puede descargar el nuevo código ejecutable del reproductor LED ya sea inmediatamente o obteniendo primero la aprobación del usuario. En algunos casos, la realización de tratamientos con un código ejecutable del reproductor LED obsoleto puede provocar una reproducción incorrecta o un mal funcionamiento del sistema. En tales casos, el controlador PBT puede suspender obligatoriamente su funcionamiento del reproductor LED de la almohadilla inteligente hasta que se ejecute la descarga y actualización del software.In the last two examples, the executable code needed to interpret the playback file, ie the Player LED, must be loaded into the Smart LED before playback begins. This LED Player can be loaded onto the LED Smart Pad at the time a user instructs the PBT Controller to start therapy, or it can be loaded onto the Smart Pad at an earlier date, for example when the LED Pad is programmed during manufacturing or at that time. the PBT controller turns on and establishes that the smart LED pad is connected to the local area network of the controller. In cases where the LED player file is pre-loaded onto a smart LED pad and stored in non-volatile memory for extended periods, the distributed PBT system should include provisions to check whether the loaded software is still up to date or has been upgraded. become obsolete. If the system detects that the LED player is up to date, the LED playback can start immediately. Alternatively, if the PBT controller detects that the LED player is outdated, expired, or simply not up to date, the PBT controller can download the new executable code from the LED player either immediately or by first obtaining user approval. In some cases, processing with outdated LED player executable code may cause incorrect playback or system malfunction. In such cases, the PBT controller may forcibly suspend its operation of the smart pad LED player until the software download and update is executed.

La capacidad de una almohadilla LED para funcionar de forma independiente y autónoma durante un tiempo definido distingue la almohadilla LED como "intelligen t" en comparación con las almohadillas LED pasivas. Las almohadillas LED pasivas, en contraste, se limitan a responder solo a las señales en tiempo real enviadas desde el controlador PBT, donde cualquier interrupción en la comunicación resultará inmediatamente en una interrupción en el funcionamiento de la almohadilla LED, lo que afectará el tren de pulsos LED o la forma de onda. En otras palabras, la comunicación por bus entre el controlador PBT y una o más almohadillas LED inteligentes se puede considerar como una red de área local (LAN) conmutada por paquetes.The ability of an LED pad to function independently and autonomously for a defined time distinguishes the LED pad as "intelligent" compared to passive LED pads. The passive, contrasting, LED pads they are limited to responding only to the real-time signals sent from the PBT controller, where any break in communication will immediately result in a break in the operation of the LED pad, affecting the LED pulse train or waveform. In other words, the bus communication between the PBT controller and one or more smart LED pads can be thought of as a packet-switched local area network (LAN).

Otra característica clave del sistema PBT distribuido revelado son sus sistemas de seguridad autónomos: funciones de protección y seguridad que operan en cada almohadilla LED inteligente independientemente del controlador PBT. Específicamente en los dispositivos médicos profesionales conectados a la red, los sistemas de seguridad deben continuar funcionando sin fallas incluso cuando se pierde la conectividad de la red. Como característica clave de esta invención, durante el funcionamiento, cada almohadilla LED inteligente ejecuta regularmente una subrutina relacionada con la seguridad para garantizar que el software esté funcionando normalmente y que no existan condiciones peligrosas. Los SE inteligentes incorporados almohadilla LED características de protección incluyen un software relacionado “temporizador de parpadeo ” sub rutina , un temporizador de vigilancia, protección contra sobretensiones, LED actual equilibrio y la protección de sobrecalentamiento. Las funciones de seguridad autónomas involucran firmware que comprende el sistema operativo local de la almohadilla LED inteligente (referido aquí como LightPadOS) almacenado en una memoria no volátil y ejecutado por el microcontrolador integrado presente dentro de cada almohadilla LED inteligente.Another key feature of the revealed distributed PBT system is its autonomous security systems: protection and security functions that operate on each smart LED pad independently of the PBT controller. Specifically in network-connected professional medical devices, security systems must continue to function without failure even when network connectivity is lost. As a key feature of this invention, during operation, each smart LED pad regularly executes a safety related subroutine to ensure that the software is operating normally and that dangerous conditions do not exist. The SE smart LED pad's built-in protection features include a software related “blink timer” sub routine, a watchdog timer, surge protection, LED current balance, and overheat protection. Autonomous security features involve firmware comprising the smart LED pad's local operating system (referred to herein as LightPadOS) stored in non-volatile memory and executed by the embedded microcontroller present within each smart LED pad.

Al recibir una instrucción para comenzar la terapia, el LightPadOS de una almohadilla específica inicia un temporizador de software y al mismo tiempo se reinicia e inicia un contador de hardware en el microcontrolador. El LightPadOS luego lanza el código ejecutable para realizar un tratamiento PBT ejecutado como un archivo de datos de transmisión o como un reproductor LED (reproduciendo un archivo de reproducción específico) en sincronía con un contador de programa en avance. Los avances contador de programa en una frecuencia definida como se ha definido por cualquiera de un reloj de sistema compartida o una referencia de tiempo de precisión específico de uno o varios almohadilla LED inteligente. Tales referencias de tiempo se pueden establecer usando un oscilador de relajación RC, un oscilador de tanque resonante RLC, un oscilador de cristal o un oscilador basado en una máquina micromecánica. De esta manera, se pueden usar pulsos con precisión de nanosegundos para sintetizar pulsos de onda cuadrada, ondas sinusoidales y otras formas de onda que varían en frecuencia y duración. Las formas de onda sintetizadas se utilizan para impulsar cadenas de LED de formas de onda variables en los patrones seleccionados de acuerdo con algoritmos definidos. Upon receiving an instruction to start therapy, the LightPadOS for a specific pad starts a software timer and at the same time resets and starts a hardware counter on the microcontroller. The LightPadOS then launches the executable code to perform a PBT treatment executed as a streaming data file or as an LED player (playing a specific playback file) in sync with a program-forward counter. The program counter advances at a defined frequency as defined by either a shared system clock or a specific precision time reference from one or more Smart LED Pads. Such time references can be established using an RC relaxation oscillator, an RLC resonant tank oscillator, a crystal oscillator, or an oscillator based on a micromechanical machine. In this way, pulses with nanosecond precision can be used to synthesize square wave pulses, sine waves, and other waveforms that vary in frequency and duration. The synthesized waveforms are used to drive variable waveform LED strings in selected patterns according to defined algorithms.

Durante la ejecución del programa, tanto el temporizador de parpadeo del software como el temporizador de vigilancia basado en hardware continúan contando en sincronía con la base de tiempo del contador del programa. Cuando el temporizador de parpadeo alcanza un cierto tiempo predefinido (denominado aquí intervalo de parpadeo), por ejemplo, 30 segundos, el temporizador de software genera una señal de interrupción enviada al control local de la almohadilla LightPadOS que suspende el contador del programa de tratamiento y comienza una "rutina de servicio de interrupción” o ISR. El ISR luego realiza funciones de limpieza, que pueden incluir leer la temperatura de uno o más sensores en la almohadilla LED inteligente, enviar los datos de temperatura a través del transceptor al controlador PBT y comparar simultáneamente la temperatura medida más alta con un rango definido. Si la temperatura excede un nivel de advertencia, también se genera una bandera de advertencia y se comunica al controlador PBT como una solicitud para que el sistema tome alguna acción, por ejemplo, para reducir el factor de trabajo del LED (a tiempo por ciclo) para disminuir la temperatura de la almohadilla o para suspender el tratamiento.During program execution, both the software blink timer and the hardware-based watchdog timer continue to count in synchrony with the program counter time base. When the blink timer reaches a certain predefined time (referred to here as blink interval), for example 30 seconds, the software timer generates an interrupt signal sent to the local control of the LightPadOS pad which suspends the treatment program counter and begins an “interrupt service routine” or ISR. The ISR then performs cleaning functions, which may include reading the temperature from one or more sensors on the smart LED pad, sending the temperature data through the transceiver to the PBT controller, and simultaneously compare the highest measured temperature with a defined range If the temperature exceeds a warning level, a warning flag is also generated and communicated to the PBT controller as a request for the system to take some action, for example to reduce the LED duty cycle (on time per cycle) to lower the pad temperature or to discontinue treatment.

Sin embargo, si la temperatura medida más alta excede un umbral de seguridad predeterminado, la almohadilla LED inteligente suspende inmediatamente la ejecución del programa de tratamiento y simultáneamente envía un mensaje a través del transceptor al controlador PBT. A menos que el PBT reinicie el programa, la almohadilla LED inteligente de sobrecalentamiento permanecerá apagada indefinidamente. De esta manera, si ocurre una condición de sobrecalentamiento mientras el controlador PBT no está disponible o funciona mal, o si la red o el bus de comunicación está ocupado o no disponible, la condición predeterminada es detener el tratamiento.However, if the highest measured temperature exceeds a predetermined safety threshold, the Smart LED Pad immediately suspends execution of the treatment program and simultaneously sends a message via the transceiver to the PBT controller. Unless the PBT is reset, the Overheat Smart LED Pad will remain off indefinitely. Thus, if an overheat condition occurs while the PBT controller is unavailable or malfunctioning, or if the network or communication bus is busy or unavailable, the default condition is to stop treatment.

Durante el ISR, la almohadilla LED inteligente puede realizar otras pruebas de seguridad, por ejemplo, verificar si hay voltajes de entrada excesivos como resultado de una falla en el suministro de energía, corrientes excesivas como resultado de un cortocircuito interno de la almohadilla o detectar humedad excesiva resultante del sudor o el agua en contacto con el LED inteligente. almohadilla, lo que posiblemente resulte en una barrera sanitaria faltante o aplicada incorrectamente entre el paciente y la almohadilla LED. En cualquier caso, la almohadilla LED inteligente que funciona mal primero suspende la operación y luego envía un mensaje al controlador PBT informando al sistema distribuido de la falla. En tal caso, las otras almohadillas LED pueden continuar funcionando de forma independiente (aunque una almohadilla haya dejado de funcionar) o, alternativamente, todas las almohadillas LED inteligentes pueden apagarse simultáneamente (ya sea por el controlador PBT o mediante comunicaciones directas de almohadilla a almohadilla). Una vez finalizado el ISR, el control vuelve a la realización del tratamiento PBT reiniciando el contador del programa, reiniciando el temporizador de parpadeo del software y reiniciando el temporizador de vigilancia. During ISR, the Smart LED Pad can perform other safety tests, for example, checking for excessive input voltages as a result of a power supply failure, excessive currents as a result of an internal pad short, or detecting moisture. excessive resulting from sweat or water in contact with the smart LED. pad, possibly resulting in a missing or improperly applied sanitary barrier between the patient and the LED pad. In either case, the malfunctioning smart LED pad first suspends operation and then sends a message to the PBT controller informing the distributed system of the failure. In such a case, the other LED pads can continue to function independently (even if one pad has stopped working) or alternatively, all smart LED pads can be turned off simultaneously (either by the PBT controller or via direct pad-to-pad communications). ). After the ISR is complete, the control returns to performing the PBT treatment by resetting the program counter, resetting the software blink timer, and resetting the watchdog timer.

En el caso de que ocurra una falla en la ejecución del software, ya sea en el código ejecutable de reproducción de LED o en la subrutina ISR, el contador del programa no reanudará la operación y el temporizador de parpadeo no se reiniciará ni reiniciará. Si el temporizador de vigilancia alcanza su cuenta completa sin reiniciarse (por ejemplo, a los 31 segundos) sin reiniciarse, significa que la ejecución del software ha fallado. Un temporizador de vigilancia genera instantáneamente una bandera de interrupción que suspende la ejecución del programa en la almohadilla LED infractora y envía un mensaje de falla al controlador PBT y, opcionalmente, a las otras almohadillas LED. Como tal, una falla de software siempre cambia por defecto a un estado no operativo para la almohadilla LED que funciona mal para garantizar la seguridad del paciente incluso en ausencia de conectividad de red.In the event of a software execution failure, either in the LED playback executable code or in the ISR subroutine, the program counter will not resume operation and the blink timer will not be reset or reset. If the watchdog timer reaches its full count without resetting (for example, at 31 seconds) without resetting, then software execution has failed. A watchdog timer instantly generates an interrupt flag that suspends program execution on the offending LED pad and sends a fault message to the PBT controller and, optionally, the other LED pads. As such, a software failure always defaults to a non-operational state for the malfunctioning LED pad to ensure patient safety even in the absence of network connectivity.

Aparte de las características de seguridad autónomas, en otra realización, el sistema PBT distribuido descrito incluye protección centralizada de los componentes en red administrados por el controlador PBT. Específicamente, el sistema operativo PBT que opera con el controlador PBT, al que aquí se hace referencia como LightOS, incluye una serie de disposiciones de protección que incluyen la capacidad de detectar si un componente conectado a la red o al bus de comunicación es un componente autorizado o un fraude. Si un usuario intenta conectar un panel de luz u otro componente a la red del controlador PBT que no puede pasar un proceso de autenticación prescrito, se le negará el acceso a la red al componente. El sistema operativo LightOS del controlador PBT puede prohibir el acceso no autorizado de diversas formas, incluido el cierre de todo el sistema distribuido hasta que se elimine el dispositivo infractor, no enviar ningún paquete de datos a la dirección IP del dispositivo fraudulento o cifrar los comandos para que no sean reconocidos por el componente no autorizado .Apart from the standalone security features, in another embodiment, the described distributed PBT system includes centralized protection of the networked components managed by the PBT controller. Specifically, the PBT operating system that runs on the PBT driver, referred to herein as LightOS, includes a number of protection provisions including the ability to detect whether a component connected to the network or communication bus is a component. authorized or a fraud. If a user attempts to connect a light panel or other component to the PBT controller's network that cannot pass a prescribed authentication process, the component will be denied network access. The PBT controller's LightOS operating system can prohibit unauthorized access in a variety of ways, including shutting down the entire distributed system until the offending device is removed, not sending any data packets to the rogue device's IP address, or encrypting commands so that they are not recognized by the unauthorized component.

Para efectuar una comunicación segura multicapa en el sistema PBT distribuido divulgado, el sistema operativo del controlador PBT (LightOS) y el sistema operativo de las almohadillas LED inteligentes (LightPadOS) comprenden pilas de comunicación paralela que utilizan protocolos consistentes y secretos compartidos no discernibles para un operador de dispositivo, piratas informáticos o desarrolladores no autorizados. Como tal, el sistema de PBT distribuido funciona como un communicatio protegida n de red con la capacidad de ejecutar la seguridad en cualquier número de capas de comunicación, incluida la capa 2 de enlace de datos, la capa 3 de red, la capa 4 de transporte, la capa 5 de sesión, la capa 6 de presentación o la capa 7 de aplicación. Por ejemplo, un código numérico instalado y criptográficamente oculto tanto en un controlador PBT como en una almohadilla LED inteligente , es decir, un secreto compartido, se puede utilizar para confirmar la autenticidad de una almohadilla LED inteligente conectada a la red sin siquiera divulgar la clave. En un método de validación del panel LED ejecutado en la capa 2 de enlace de datos , el controlador PBT pasa un número aleatorio al panel LED inteligente a través de la red o el bus de comunicación. En respuesta, el microcontrolador en la almohadilla LED descifra su copia de la clave secreta compartida (código numérico) , la fusiona con el número aleatorio recibido a continuación, realiza una operación de hash criptográfica del número concatenado. Luego, la almohadilla LED inteligente devuelve abiertamente el valor hash criptográfico a través del mismo enlace de transceptor.To effect multi-layer secure communication in the disclosed distributed PBT system, the PBT Controller Operating System (LightOS) and the Smart LED Pads Operating System (LightPadOS) comprise parallel communication stacks using consistent protocols and shared secrets not discernible for a device operator, hackers or unauthorized developers. As such, the distributed PBT system functions as a protected network communication with the ability to enforce security at any number of communication layers, including data link layer 2, network layer 3, network layer 4, transport, session layer 5, presentation layer 6, or application layer 7. For example, a numerical code installed and cryptographically hidden in both a PBT controller and a smart LED pad, i.e. a shared secret, can be used to confirm the authenticity of a network-connected smart LED pad without ever divulging the key. . In an LED panel validation method executed on the data link layer 2, the controller PBT passes a random number to the smart LED panel through the network or communication bus. In response, the microcontroller in the LED pad decrypts its copy of the shared secret key (numeric code), merges it with the received random number, then performs a cryptographic hash of the concatenated number. The smart LED pad then openly returns the cryptographic hash value over the same transceiver link.

Al mismo tiempo, el controlador PBT realiza una operación idéntica descifrando su propia copia del secreto compartido (código numérico), fusionándola con el número aleatorio generado que envió al panel LED y luego realizando una operación hash criptográfica en el número concatenado. A continuación, el controlador PBT compara los valores hash recibidos y generados localmente. Si los dos números coinciden, el pad es auténtico , es decir, está "autorizado" para conectarse a la red. El algoritmo de autenticación mencionado anteriormente se puede ejecutar en cualquier conexión PHY capa 1 y/o data-link capa 2 a través de cualquier bus de datos o red de conmutación de paquetes, incluyendo USB, Ethernet, WiFi o conexiones de radio celular. En el caso de una conexión WiFi, el enlace de datos también se puede establecer utilizando WPA2, un protocolo de acceso protegido WiFi..At the same time, the PBT controller performs an identical operation by decrypting its own copy of the shared secret (numerical code), fusing it with the generated random number it sent to the LED panel, and then performing a cryptographic hash on the concatenated number. The PBT controller then compares the received and locally generated hash values. If the two numbers match, the pad is authentic, that is, it is "authorized" to connect to the network. The aforementioned authentication algorithm can be executed on any layer 1 PHY and/or layer 2 data-link connection over any data bus or packet-switched network, including USB, Ethernet, WiFi, or cellular radio connections. In the case of a WiFi connection, the data link can also be established using WPA2, a WiFi Protected Access Protocol.

Para fines 'administrativos' y seguimiento de seguridad , la fecha y hora de autorización (y, según esté disponible, la ubicación GPS) del componente autenticado se almacena en una memoria no volátil y, opcionalmente, se carga en un servidor. El beneficio de emplear comunicación segura y validación AAA (autenticación, autorización, administración) de todos los componentes conectados en el sistema PBT distribuido es crucial para garantizar la seguridad y protección contra la conexión intencional de dispositivos impostores no certificados y potencialmente inseguros. De esta manera, los dispositivos impostores no pueden ser controlados por el sistema PBT distribuido. La validación AAA también protege contra la conexión accidental de dispositivos que no están diseñados para funcionar como parte del sistema PBT, como paquetes de baterías de iones de litio, fuentes de alimentación no aprobadas, altavoces, unidades de disco, controladores de motor, láseres de clase III y IV de alta potencia, y otros peligros potenciales no relacionados con el sistema PBT.For 'admin' and security tracking purposes, the authorization date and time (and, where available, GPS location) of the authenticated component is stored in non-volatile memory and optionally uploaded to a server. The benefit of employing secure communication and AAA (authentication, authorization, management) validation of all connected components in the distributed PBT system is crucial to ensuring security and protecting against the intentional connection of uncertified and potentially insecure imposter devices. In this way, imposter devices cannot be controlled by the distributed PBT system. AAA validation also protects against accidental connection of devices that are not designed to function as part of the PBT system, such as lithium-ion battery packs, unapproved power supplies, speakers, disk drives, motor controllers, lasers, etc. high power class III and IV, and other potential hazards not related to the PBT system.

La seguridad del sistema PBT distribuido que utiliza una red de conmutación de paquetes (como Ethernet o WiFi ) también puede mejorarse utilizando direccionamiento dinámico en la capa 3 de red y asignación dinámica de puertos en la capa 4 de transporte de datos . En funcionamiento de un controlador PBT no conectado a Internet o cualquier otra red de área local, el controlador PBT genera una dirección IP dinámica y una dirección de puerto dinámica, luego transmite la dirección a los otros dispositivos conectados a la red a los cuales las almohadillas LED inteligentes responden con sus propias direcciones IP dinámicas y sus propias direcciones de puerto dinámicas. En el caso de que el sistema PBT distribuido esté en contacto con un enrutador o Internet, se utiliza un procesador de configuración dinámica de host (DHCP) para asignar direcciones IP dinámicas. De manera similar, una llamada a procedimiento remoto (RPC) se utiliza para realizar una asignación dinámica de número de puerto. Dado que las direcciones IP dinámicas y los puertos dinámicos cambian cada vez que un dispositivo se conecta a una red, la superficie de ataque cibernético se reduce. Se puede agregar seguridad adicional de L ayer- 4 usando TLS 'seguridad de capa de transporte', protocolo de seguridad IPSec u otros protocolos.The security of distributed PBT system using a packet-switched network (such as Ethernet or WiFi) can also be improved using dynamic addressing at network layer 3 and dynamic port assignment at data transport layer 4. In operation of a PBT controller not connected to the Internet or any other local area network, the PBT controller generates a dynamic IP address and a dynamic port address, then broadcasts the address to the other devices connected to the network to which the pads Smart LEDs respond with their own dynamic IP addresses and their own dynamic port addresses. In the event that the distributed PBT system is in contact with a router or the Internet, a Dynamic Host Configuration Processor (DHCP) is used to assign dynamic IP addresses. Similarly, a remote procedure call (RPC) is used to perform dynamic port number assignment. Since dynamic IP addresses and dynamic ports change every time a device connects to a network, the cyber attack surface is reduced. Additional security of L yesterday-4 can be added using TLS 'transport layer security', IPSec security protocol, or other protocols.

Una vez que los componentes de un sistema PBT distribuido se establecen a través de la autenticación de capa 2 y las asignaciones de direcciones de puerto, y red de capa 3 y capa-4, el sistema PBT distribuido está listo para ejecutar los tratamientos. Una vez que el controlador PBT recibe un comando de 'inicio' del usuario, el tratamiento PBT comienza con un intercambio de claves de cifrado o certificados digitales entre el controlador PBT y las almohadillas LED inteligentes conectadas a la red para establecer una sesión capa-5. Una vez que se abre la sesión, el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente mantienen su vínculo seguro durante el intercambio de archivos y comandos hasta que se completa o termina el tratamiento. Se puede realizar una seguridad de red adicional mediante el cifrado en la capa 6 de presentación o en la capa 7 de la aplicación.Once the components of a distributed PBT system are established through layer 2 authentication and port address assignments, and layer 3 and layer-4 networking, the distributed PBT system is ready to execute the treatments. Once the PBT controller receives a 'start' command from the user, the PBT processing begins with an exchange of encryption keys or digital certificates between the PBT controller and the network-connected smart LED pads to establish a layer-5 session. . Once the session is opened, the PBT controller and smart LED pad maintain their secure link during file and command exchange until treatment is completed or terminated. Additional network security can be realized using either presentation layer 6 or application layer 7 encryption.

Como se reveló, el sistema PBT distribuido conectado a la red funciona como una única máquina virtual unificada (VM) capaz de realizar la terapia de fotobiomodulación de manera confiable y segura utilizando múltiples almohadillas LED inteligentes que ofrecen • Sin distorsión de forma de onda resultante de parásitos del cable • Comunicación bidireccional entre el controlador PBT y la almohadilla LED inteligenteAs revealed, the network-connected distributed PBT system functions as a single unified virtual machine (VM) capable of reliably and safely performing photobiomodulation therapy using multiple smart LED pads offering • No waveform distortion resulting from cable parasites • Bi-directional communication between the PBT controller and the smart LED pad

• Capacidad para detectar un cortocircuito de conexión incorrecta de varios pads • A bilidad para identificar almohadillas LED aprobados o fabricantes certificados • A bilidad para identificar un dispositivo conectado como inteligente almohadilla LED• Ability to detect a misconnection short of multiple pads • Ability to identify approved LED pads or certified manufacturers • Ability to identify a connected device as a smart LED pad

• Un bilidad para identificar las fuentes de energía y para controlar su tensión de funcionamiento• Ability to identify power sources and to control their operating voltage

• Capacidad para controlar y limitar la corriente del LED del controlador• Ability to control and limit the driver's LED current

• Un bilidad para detectar las baterías y evitar su conexión a la salida de un sistema de PBT• Ability to detect batteries and prevent their connection to the output of a PBT system

• A bilidad para detectar el exceso de temperatura condiciones en las almohadillas LED• Ability to detect over-temperature conditions on the LED pads

• A bilidad para identificar la configuración de LED dentro de una almohadilla de LED • Ability to identify the LED pattern within an LED pad.

• A bilidad para identificar los tipos y la configuración de los LED contenida dentro de un inteligente n almohadilla LED• Ability to identify LED types and configuration contained within a smart n LED pad

• Capacidad para controlar de forma independiente múltiples salidas • Capacidad para realizar síntesis de formas de onda sin distorsión dentro de una almohadilla LED inteligente• Ability to independently control multiple outputs • Ability to perform distortion-free waveform synthesis within a smart LED pad

• Capacidad para distribuir nuevos algoritmos de controladores LED a pads LED inteligentes• Ability to distribute new LED driver algorithms to smart LED pads

• Un bilidad a la captura y el paciente registro de datos biométricos en tiempo real• Ability to capture and record patient biometric data in real time

• Un bilidad para recoger imágenes en tiempo real de área de tratamiento • Apoyar la capacidad de los usuarios (médicos) para crear nuevos algoritmos de tratamiento.• Ability to collect real-time images of treatment area • Support the ability of users (physicians) to create new treatment algorithms.

• Capacidad para apoyar la distribución electrónica de documentación.• Ability to support the electronic distribution of documentation.

• Capacidad para realizar el seguimiento del tratamiento• Ability to monitor treatment

• Capacidad para gestionar la distribución de recetas electrónicas .• Ability to manage the distribution of electronic prescriptions.

• Capacidad para admitir un control remoto conectado a la red• Ability to support a remote control connected to the network

• Capacidad para realizar el seguimiento de la ubicación de los sistemas PBT • Capacidad para realizar una comunicación segura entre componentes• Ability to track the location of PBT systems • Ability to perform secure communication between components

En otra realización, el sistema PBT distribuido descrito comprende una generación de formas de onda de tres etapas que implica síntesis de formas de onda digitales, generación de pulsos PWM y un controlador LED multicanal multiplexado dinámico capaz de producir formas de onda cuadradas, triangulares, de diente de sierra y sinusoidales. Las formas de onda pueden comprender una única función periódica o una cuerda de múltiples componentes de frecuencia.In another embodiment, the described distributed PBT system comprises a three-stage waveform generation involving digital waveform synthesis, PWM pulse generation, and a dynamic multiplexed multi-channel LED driver capable of producing square, triangle, and square waveforms. sawtooth and sinusoidal. Waveforms can comprise a single periodic function or a string of multiple frequency components.

En otra realización, el generador de forma de onda descrito puede generar acordes basados en una clave y una escala de frecuencia prescritas, por ejemplo, un acorde que comprende dos, tres o cuatro frecuencias diferentes, incluido el filtrado de ruido. Las formas de onda de conducción de LED también se pueden producir a partir de muestras de audio o combinando acordes de formas de onda primitivas de audio escalables de resolución y frecuencia variables. Las formas de onda se pueden almacenar en bibliotecas basadas en paramétricas de sintetizador de formas de onda, formas de onda PWM y acordes PWM, incluidos acordes mayores, menores, disminuidos, aumentados, octavas e inversiones. El controlador LED controlado por software incluye mapeo de E / S (multiplexación), control dinámico de corriente y varias referencias de corriente dinámicas programables.In another embodiment, the described waveform generator can generate chords based on a prescribed key and frequency scale, eg, a chord comprising two, three, or four different frequencies, including noise filtering. LED driving waveforms can also be produced from audio samples or by combining chords from scalable audio primitive waveforms of variable resolution and frequency. Waveforms can be stored in libraries based on synth parametric waveforms, PWM waveforms, and PWM chords, including major, minor, diminished, augmented, octave, and inversion chords. The software-controlled LED driver includes I/O mapping (multiplexing), dynamic current control, and various programmable dynamic current references.

En otra realización, un sistema PBT distribuido comprende múltiples conjuntos de almohadillas LED inteligentes controladas desde una estación de control PBT multicanal centralizada. Se incluye un control remoto WiFi PBT opcional para facilitar el control local de inicio-inicio y pausa. En otra realización más, el controlador PBT comprende una aplicación que se ejecuta en un dispositivo móvil o teléfono inteligente que controla las almohadillas LED inteligentes. La aplicación móvil incluye control intuitivo UI / UX y pantalla de biorretroalimentación. La aplicación también puede conectarse a Internet oa un servidor PBT como base de datos de terapias. En otra realización, el sistema PBT comprende un conjunto de almohadillas LED completamente autónomas programadas a través de la red.In another embodiment, a distributed PBT system comprises multiple sets of smart LED pads controlled from a multi-channel PBT control station. centralized. An optional WiFi PBT remote control is included for easy local start-start and pause control. In yet another embodiment, the PBT controller comprises an application running on a mobile device or smartphone that controls the smart LED pads. The mobile app includes intuitive UI/UX control and biofeedback screen. The app can also connect to the Internet or a PBT server as a therapy database. In another embodiment, the PBT system comprises a set of fully autonomous LED pads programmed via the network.

El sistema PBT distribuido también se puede utilizar para controlar los LED montados en una boquilla para combatir la inflamación de las encías y la enfermedad periodontal o para activar los LED individuales montados en auriculares insertados en la nariz o los oídos para matar las inflexiones bacterianas en las cavidades sinusales. Se puede utilizar una variación de los botones LED individuales como "puntos" colocados en puntos de acupuntura.The distributed PBT system can also be used to control mouthpiece-mounted LEDs to combat gum inflammation and periodontal disease or to activate individual earpiece-mounted LEDs inserted into the nose or ears to kill bacterial inflections in mouthpieces. sinus cavities. A variation of the individual LED buttons can be used as "dots" placed on acupuncture points.

El sistema PBT distribuido antes mencionado no se limita a la activación de LED, sino que se puede utilizar para activar cualquier emisor de energía ubicado junto a un paciente para inyectar energía en el tejido vivo, incluida una luz coherente de un láser, o emitir campos magnéticos que varían en el tiempo. (magnetoterapia), microcorrientes eléctricas (electroterapia), energía ultrasónica, infrasonido, radiación electromagnética infrarroja lejana o cualquier combinación de los mismos.The aforementioned distributed PBT system is not limited to activation of LEDs, but can be used to activate any energy emitter located next to a patient to inject energy into living tissue, including coherent light from a laser, or emit fields time-varying magnetic (magnetotherapy), electric microcurrents (electrotherapy), ultrasonic energy, infrasound, far infrared electromagnetic radiation, or any combination thereof.

En una de tales realizaciones, una varilla de mano LED o láser comprende una unidad principal de área grande y un mango pivotante, un sensor de temperatura integral, un cargador de batería, un regulador de voltaje elevador (refuerzo) y un sistema de seguridad integral como detector de proximidad. En otra realización más, un dispositivo de magnetoterapia comprende una bobina implementada en una placa de circuito impreso multicapa utilizada para generar campos magnéticos variables en el tiempo. El dispositivo de magnetoterapia se puede implementar en una almohadilla o en una varita. Magnetoterapia, utilizado para reducir la inflamación y el dolor en las articulaciones m un y ser operado de forma independiente o en combinación con PBT.In one such embodiment, a handheld LED or laser wand comprises a large area main unit and pivoting handle, an integral temperature sensor, a battery charger, a step-up (boost) voltage regulator, and an integral security system. as a proximity switch. In yet another embodiment, a magnetotherapy device comprises a coil implemented on a multilayer printed circuit board used to generate time-varying magnetic fields. The magnet therapy device can be implemented on a pad or on a wand. Magnetotherapy, used to reduce inflammation and pain in joints m a and be operated independently or in combination with PBT.

Otra versión de varita manual incluye una bobina de voz modulada que funciona como un vibrador que aplica presión a los músculos y tejidos a frecuencias infrasónicas, es decir, por debajo de 10 Hz, similar a la terapia de masaje pero con una penetración más profunda. La terapia de infrasonidos, que se utiliza para reducir la relajación de los músculos y mejorar la flexibilidad y el rango de movimiento, puede operarse de forma independiente o en combinación con PBT.Another version of the manual wand includes a modulated voice coil that works like a vibrator, applying pressure to muscles and tissue at infrasonic frequencies, i.e. below 10 Hz, similar to massage therapy but with deeper penetration. Infrasound therapy, which is used to reduce muscle relaxation and improve flexibility and range of motion, can be operated independently or in combination with PBT.

En otra realización, un n ultrasonido dispositivo de terapia comprende un PCB flexible con uno o transductores piezoeléctricos más moduladas en la banda de ultrasonido de 20 kHz a 4 MHz. La almohadilla con transductores piezoeléctricos también puede incluir LED modulados por pulsos en el espectro de audio. En una aplicación del dispositivo combinado de ultrasonido-LED, el ultrasonido se emplea para romper el tejido cicatricial con PBT utilizado para mejorar la circulación y eliminar las células muertas a partir de entonces. In another embodiment, an ultrasound therapy device comprises a flexible PCB with one or more modulated piezoelectric transducers in the 20 kHz to 4 MHz ultrasound band. The piezoelectric transducer pad may also include pulse-modulated LEDs in the audio spectrum. . In a combined device app Ultrasound-LED, ultrasound is employed to break up scar tissue with PBT used to improve circulation and remove dead cells thereafter.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

FIGURA. 1 ilustra un sistema PBT que funciona bajo el control de un terapeuta. FIGURA. 2 ilustra la fotobiomodulación de las mitocondrias.FIGURE. 1 illustrates a PBT system operating under the control of a therapist. FIGURE. 2 illustrates the photobiomodulation of mitochondria.

FIGURA. 3 ilustra los espectros de absorción óptica de varios biomateriales.FIGURE. 3 illustrates the optical absorption spectra of various biomaterials.

FIGURA. 4A contrasta las diferencias entre la terapia fotoóptica y la terapia de fotobiomodulación.FIGURE. 4 A contrasts the differences between photo-optic therapy and photobiomodulation therapy.

FIGURA. 4B ilustra la estimulación fotoquímica de las mitocondrias de orgánulos intracelulares por longitud de onda combinada.FIGURE. 4B illustrates photochemical stimulation of intracellular organelle mitochondria by combined wavelength.

FIGURA. 5 representa un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED activa. FIGURA. 6A es una representación esquemática de un sistema PBT con almohadillas LED pasivas que utilizan resistencias limitadoras de corriente.FIGURE. 5 represents a distributed PBT system with an active LED pad. FIGURE. 6 A is a schematic representation of a PBT system with passive LED pads using current limiting resistors.

FIGURA. 6B es una representación esquemática de un sistema PBT con pads LED pasivos que utilizan control de corriente.FIGURE. 6B is a schematic representation of a PBT system with passive LED pads using current control.

FIGURA. 7 es una descripción de red de un sistema PBT con almohadillas LED activas que utilizan solo comunicación física (PHY) de capa-1.FIGURE. 7 is a network description of a PBT system with active LED pads using only layer-1 physical communication (PHY).

FIGURA. 8 es un circuito equivalente de un cable de comunicación y su impacto en las señales eléctricas.FIGURE. 8 is an equivalent circuit of a communication cable and its impact on electrical signals.

FIGURA. 9 es una representación icónica de la interconexión de un sistema de terapia de fotobiomodulación con accesorios eléctricos o almohadillas LED no calificados o inadecuados.FIGURE. 9 is an iconic representation of the interconnection of a photobiomodulation therapy system with unqualified or inappropriate electrical accessories or LED pads.

FIGURA. 10 representa un sistema de terapia de fotobiomodulación que activa almohadillas LED diferentes con un conjunto común de señales eléctricas.FIGURE. 10 depicts a photobiomodulation therapy system that activates different LED pads with a common set of electrical signals.

FIGURA. 11A ilustra una conexión incorrecta de "salida en cortocircuito" de dos salidas del sistema LED PBT a una almohadilla LED común.FIGURE. 11A illustrates an incorrect "output shorting" connection of two PBT LED system outputs to a common LED pad.

FIGURA. 11B ilustra una conexión de salida corta que activa cadenas de LED rojos con más de una señal de control en competencia.FIGURE. 11B illustrates a short output connection that drives strings of red LEDs with more than one competing control signal.

FIGURA. 11C ilustra una conexión de salida en cortocircuito que activa simultáneamente los LED NIR y rojos en la misma almohadilla LED con señales de control superpuestas o simultáneas.FIGURE. 11C illustrates a shorted output connection that simultaneously drives the NIR and Red LEDs on the same LED pad with overlapping or simultaneous control signals.

FIGURA. 11D ilustra las formas de onda de salida de potencia para una conexión de salida en corto que activa simultáneamente los LED NIR y rojos en la misma almohadilla LED con señales de control superpuestas o simultáneas.FIGURE. 11D illustrates the power output waveforms for a shorted output connection that simultaneously drives the NIR and Red LEDs on the same LED pad with overlapping or simultaneous control signals.

FIGURA. 12 es un sistema PBT que carece de detección, protección o retroalimentación de temperatura.FIGURE. 12 is a PBT system that lacks temperature sensing, protection, or feedback.

FIGURA. 13 representa un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED activa. FIGURA. 14 es una ilustración esquemática de un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED inteligente (activa) . FIGURE. 13 represents a distributed PBT system with an active LED pad. FIGURE. 14 is a schematic illustration of a distributed PBT system with a smart (active) LED pad.

FIGURA. 15 es una ilustración de red de un sistema PBT con almohadillas LED inteligentes ( activas ) que utilizan una pila OSI de 3 capas.FIGURE. 15 is a network illustration of a PBT system with smart ("active") LED pads using an OSI 3-layer stack.

FIGURA. 16 es un diagrama de flujo de una secuencia de autenticación de almohadilla LED.FIGURE. 16 is a flowchart of an LED pad authentication sequence.

FIGURA. 17 ilustra un diagrama de bloques de una almohadilla LED activa con registro de datos de identidad.FIGURE. 17 illustrates a block diagram of an active LED pad with identity data recording.

FIGURA. 18 ilustra un diagrama de bloques de una almohadilla LED activa con registro de configuración de LED.FIGURE. 18 illustrates a block diagram of an active LED pad with LED configuration register.

FIGURA. 19 es una representación esquemática de un n ejemplares LED electrónica de la matriz y de accionamiento que comprende tres LED de longitud de onda.FIGURE. 19 is a schematic representation of an n exemplary LED matrix and drive electronics comprising three wavelength LEDs.

FIGURA. 20A es una representación esquemática de un elemento de control de corriente conmutado de lado bajo o "sumidero de corriente" que impulsa una serie de LED que comprende "m" LED.FIGURE. 20A is a schematic representation of a low side switched current control element or "current sink" that drives an LED array comprising "m" LEDs.

FIGURA. 20B es una representación esquemática de un controlador LED de lado bajo conmutado de tipo disipador de corriente que comprende un MOSFET de canal N y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia Iref.FIGURE. 20B is a schematic representation of a current sink-type switched low-side LED driver comprising an N-channel MOSFET and a current sense gate bias circuit with reference current input Iref.

FIGURA. 20C es una representación esquemática de un ejemplo y del lado de baja tipo actual del disipador de conmutación de implementación de controlador de LED que comprende un sensor de espejo de corriente, una transconducta NCE circuito de polarización del amplificador con referencia de entrada de corriente I ref y una puerta de transmisión con entrada digital.FIGURE. 20C is a schematic representation of an example and low current type side of the LED driver implementation switching sink comprising a current mirror sensor, a transconducting NCE amplifier bias circuit with current input reference I ref and a transmission gate with digital input.

FIGURA. 21A es una representación esquemática de un ejemplo y generador de referencia de corriente de múltiples canales con DAC resistor de ajuste fino actual.FIGURE. 21A is a schematic representation of an exemplary multi-channel current reference generator with DAC current trim resistor.

FIGURA. 21B es una representación esquemática de un ejemplo y generador de referencia de multi-canal actual con DAC MOSFET puerta anchuras útiles actual.FIGURE. 21B is a schematic representation of an example and reference multi-channel current generator with DAC MOSFET gate useful current widths.

FIGURA. 21C es una representación esquemática de un ejemplo y generador de multicanal de referencia actual con DAC y aritmética-lógica-unidad de entrada calculado que comprende corrientes de corriente de entrada de referencia de calibración y de destino.FIGURE. 21C is a schematic representation of an example and calculated multi-channel reference current generator with DAC and arithmetic-logic-input unit comprising target and calibration reference input current streams.

FIGURA. 22A es un repres esquemática entación de un lado de alta conmutada current- elemento de control o “fuente de corriente” conducir una cadena serie de LEDs que comprenden LEDs “m”.FIGURE. 22A is a schematic representation of a single sided high switched current- control element or "current source" driving a serial string of LEDs comprising LEDs "m".

FIGURA. 22B es una representación esquemática de un controlador de LED de lado alto conmutado del tipo de fuente de corriente que comprende un MOSFET de canal P y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia (-Iref).FIGURE. 22B is a schematic representation of a current source type switched high-side LED driver comprising a P-channel MOSFET and a current sense gate bias circuit with reference current input (-Iref).

FIGURA. 22C es una representación esquemática de un ejemplo y tipo de corriente de fuente conmutada del lado de alta implementación de controlador de LED que comprende un sensor de espejo de corriente, un circuito de polarización amplificador de transconductancia con referencia entrada de corriente (-Iref) y una puerta de transmisión con entrada digital.FIGURE. 22C is a schematic representation of an example and type of high side switching current supply LED driver implementation comprising a current mirror sensor, a transconductance amplifier bias circuit with current input reference (-I ref ) and a transmission gate with digital input.

FIGURA. 23A es una representación esquemática de un elemento de control de corriente de lado alto o "fuente de corriente" que acciona una serie de LED que comprenden LED "m" con una habilitación digital MOSFET de canal N de lado bajo.FIGURE. 23A is a schematic representation of a high-side current control element or "current source" that drives an array of LEDs comprising LEDs "m" with a low-side N-channel MOSFET digital enable.

FIGURA. 23B es una representación esquemática de un controlador de LED de lado alto de tipo fuente de corriente que comprende un MOSFET de canal P y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia (-Iref) que activa una cadena de LED en serie con un bajo - habilitación digital MOSFET de canal N lateral.FIGURE. 23B is a schematic representation of a current-source-type high-side LED driver comprising a P-channel MOSFET and a current-sense gate-bias circuit with reference current input (-I ref ) that drives a current-sense gate bias circuit. LED string in series with a low-side N-channel MOSFET digital enable.

FIGURA. 23C es una representación esquemática de una implementación de controlador LED de lado alto tipo fuente de corriente ejemplar y que comprende un sensor de espejo de corriente, un circuito de polarización del amplificador de transconductancia con entrada de corriente de referencia (-I ref ) que activa una cadena de LED conectados en serie con una baja -side N-MOSFET de canal digital de habilitarment .FIGURE. 23C is a schematic representation of an exemplary current source type high side LED driver implementation and comprising a current mirror sensor, a transconductance amplifier bias circuit with reference current input (-I ref ) that drives a string of LEDs connected in series with a low-side digital channel N-MOSFET enable.

FIGURA. 24 es un diagrama de flujo que describe un maestro-esclavo , la transmisión de datos de excitación de LED basado.FIGURE. 24 is a flowchart describing a master-slave, LED drive based data transmission.

FIGURA. 25 ilustra la transferencia de datos en tiempo real a una almohadilla LED mediante transferencia de paquetes a través de USB.FIGURE. 25 illustrates real-time data transfer to an LED pad via packet transfer over USB.

FIGURA. 26A ilustra un método de transferencia de datos secuencial justo a tiempo o "JIT" para una unidad LED basada en flujo.FIGURE. 26A illustrates a just-in-time or "JIT" sequential data transfer method for a flux-based LED drive.

FIGURA. 26B ilustra una transferencia - por delante - y - método de cambio para un LED de la unidad base corriente.FIGURE. 26B illustrates a transfer-ahead-and-change method for a current base unit LED.

FIGURA. 26C compara JIT contra la transferencia - por delante - y - método de desplazamiento de la unidad LED.FIGURE. 26C compares JIT versus the transfer-ahead-and-shift method of the LED unit.

FIGURA. 27 es un diagrama de flujo de la reproducción de almohadilla autónoma de almohadilla LED utilizando archivos no cifrados.FIGURE. 27 is a flowchart of LED pad stand-alone pad playback using unencrypted files.

FIGURA. 28 ilustra el almacenamiento de archivos de código ejecutable en una almohadilla LED activa.FIGURE. 28 illustrates the storage of executable code files on an active LED pad.

FIGURA. 29A ilustra una n ejemplar y protocolo de tratamiento que comprende tres “sesiones” PBT cada constituting tres algoritmos de tratamiento secuenciales.FIGURE. 29A illustrates an exemplary n treatment protocol comprising three PBT "sessions" each constituting three sequential treatment algorithms.

FIGURA. 29B ilustra ejemplares Y tratamientos, cada uno que ilustra una secuencia de control de LED de encendido y apagado elogia y duraciones.FIGURE. 29B illustrates instances AND treatments, each illustrating an on/off LED control sequence of praises and durations.

FIGURA. 30 ilustra un modelo de respuesta a dosis bifásico de Arndt-Schultz para PBT. FIGURE. 30 illustrates an Arndt-Schultz biphasic dose response model for PBT.

FIGURA. 31 ilustra una pila de protocolos de comunicación LightOS basada en bus serie de 4 capas.FIGURE. 31 illustrates a 4 layer serial bus based LightOS communication protocol stack.

FIGURA. 32 ilustra la preparación de paquetes cifrados del archivo de tratamiento PBT.FIGURE. 32 illustrates the preparation of encrypted packets from the PBT processing file.

FIGURA. 33 ilustra la preparación de paquetes cifrados de un archivo de sesión PBT. FIGURA. 34 ilustra el descifrado y almacenamiento activos de la almohadilla LED de un paquete cifrado entrante.FIGURE. 33 illustrates the preparation of encrypted packets from a PBT session file. FIGURE. 34 illustrates the active decryption and storage of the LED pad of an incoming encrypted packet.

FIGURA. 35 es un diagrama de flujo de reproducción de almohadilla autónoma de almohadilla LED que utiliza el descifrado de archivo posterior a la transferencia.FIGURE. 35 is a flowchart of LED pad standalone pad playback using post-transfer file decryption.

FIGURA. 36 ilustra el almacenamiento de archivos de texto cifrado en una almohadilla LED activa.FIGURE. 36 illustrates the storage of ciphertext files on an active LED pad.

FIGURA. 37 es un diagrama de flujo de reproducción de pad autónomo de almohadilla LED que utiliza descifrado sobre la marcha durante la reproducción.FIGURE. 37 is an LED pad stand-alone pad playback flowchart using on-the-fly decryption during playback.

FIGURA. 38 es una comparación de archivos entre el descifrado de archivos en masa antes de la reproducción y el descifrado sobre la marcha durante la reproducción.FIGURE. 38 is a file comparison between bulk file decryption before playback and on-the-fly decryption during playback.

FIGURA. 39 ilustra la descarga de archivos desde un reproductor LED a una almohadilla LED.FIGURE. 39 illustrates downloading files from an LED player to an LED pad.

FIGURA. 40 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "sintetizador de forma de onda".FIGURE. 40 is a flowchart describing the operation of a "waveform synthesizer" module.

FIGURA. 41 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "reproductor PWM".FIGURE. 41 is a flowchart describing the operation of a "PWM player" module.

FIGURA. 42 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "controlador de LED".FIGURE. 42 is a flowchart describing the operation of an "LED driver" module.

FIGURA. 43 es un diagrama de bloques que muestra la generación de formas de onda usando un sintetizador de formas de onda, un reproductor PWM y módulos de controlador de LED.FIGURE. 43 is a block diagram showing waveform generation using a waveform synthesizer, PWM player, and LED driver modules.

FIGURA. 44 es un diagrama de bloques que muestra detalles del funcionamiento del sintetizador de forma de onda, incluida la síntesis a través de un generador de funciones unitarias o un procesador de primitivas.FIGURE. 44 is a block diagram showing details of the operation of the waveform synthesizer, including synthesis via a unit function generator or primitive processor.

FIGURA. 45 ilustra ejemplos de formas de onda generadas por función unitaria, incluidas formas de onda constante, de diente de sierra, triangular, sinusoidal y de cuerda sinusoidal.FIGURE. 45 illustrates examples of unit function generated waveforms, including constant, sawtooth, triangle, sinusoidal, and sinusoidal string waveforms.

FIGURA. 46 es una descripción funcional de un nodo sumador de sintetizador y una operación de rango automático utilizada en la síntesis de formas de onda.FIGURE. 46 is a functional description of a synthesizer summing node and autoranging operation used in waveform synthesis.

FIGURA. 47 ilustra ejemplos de ondas sinusoidales de frecuencia variable y acordes mezclados de las mismas. FIGURE. 47 illustrates examples of variable frequency sine waves and blended chords thereof.

FIGURA. 48A ilustra una contracorriente de síntesis sinusoidal basado sistema de capa ble de mezclar acordes más de diez octava s con ponderación independiente y la funcionalidad de rango automático.FIGURE. 48A illustrates a countercurrent based sinusoidal synthesis system capable of blending chords over ten octaves with independent weighting and autorange functionality.

FIGURA. 48B ilustra la síntesis de acordes de dos ondas sinusoidales empleando un sistema de síntesis sinusoidal basado en contador.FIGURE. 48B illustrates chord synthesis of two sine waves using a counter-based sine synthesis system.

FIGURA. 48C ilustra la síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales empleando un sistema de síntesis sinusoidal basado en contador.FIGURE. 48C illustrates chord synthesis of three sine waves using a counter-based sine synthesis system.

FIGURA. 49 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidales basado en contador que utiliza una primitiva sinusoidal única con una resolución de ángulo de 24 puntos.FIGURE. 49 is a block diagram of a counter-based sinusoidal chord synthesizer using a single sinusoidal primitive with 24-point angle resolution.

FIGURA. 50 es un ejemplo de síntesis de acordes de dos ondas sinusoidales utilizando una sola primitiva de resolución fija.FIGURE. 50 is an example of chord synthesis of two sine waves using a single fixed resolution primitive.

FIGURA. 51A es un ejemplo de síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales que utiliza una sola primitiva sinusoidal de resolución fija.FIGURE. 51 A is an example of three-sine wave chord synthesis using a single fixed-resolution sine primitive.

FIGURA. 51B ilustra ondas sinusoidales ejemplares y y acordes combinados utilizando una única primitiva sinusoidal de resolución fija que resalta el ruido de cuantificación.FIGURE. 51B illustrates exemplary sine waves and combined chords using a single fixed-resolution sine primitive that highlights quantization noise.

FIGURA. 52A es un ejemplo de síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales utilizando múltiples primitivas sinusoidales de resolución escalada.FIGURE. 52 A is an example of three sine wave chord synthesis using multiple scaled resolution sine primitives.

FIGURA. 52B ilustra ondas sinusoidales ejemplares y y acordes combinados utilizando múltiples primitivas sinusoidales de resolución escalada para eliminar completamente el ruido de cuantificación.FIGURE. 52B illustrates exemplary sine waves and chords combined using multiple scaled resolution sine primitives to completely eliminate quantization noise.

FIGURA. 52C es una comparación entre la síntesis de onda sinusoidal de resolución fija y resolución escalada de un acorde combinado de tres ondas sinusoidales.FIGURE. 52 C is a comparison between the scaled resolution and fixed resolution sine wave synthesis of a combined chord of three sine waves.

FIGURA. 53 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidales basado en contador que utiliza primitivas sinusoidales de resolución escalada y cuatro rangos de escala de reloj.FIGURE. 53 is a block diagram of a counter-based sinusoidal chord synthesizer using scaled resolution sinusoidal primitives and four clock scale ranges.

FIGURA. 54 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidal primitivo universal aplicable para cualquier primitiva sinusoidal de resolución.FIGURE. 54 is a block diagram of a universal primitive sinusoidal chord synthesizer applicable to any resolution sinusoidal primitive.

FIGURA. 55A ilustra la interfaz UI / UX para establecer una clave global para la síntesis de seno y acorde basado en escalas musicales ecuánime y una cuarta octava nota -clave basada.FIGURE. 55A illustrates the UI/UX interface for establishing a global key for sine-chord synthesis based on equal musical scales and a fourth 8th note-based key.

FIGURA. 55B ilustra la interfaz UI / UX para establecer una clave global para la síntesis de seno y acorde basado en otras escalas y una cuarta octava nota - clave basada.FIGURE. 55B illustrates the UI/UX interface for setting a global key for sine and chord synthesis based on other scales and a fourth 8th note-based key.

FIGURA. 56 ilustra la interfaz UI / UX para configurar una clave global para la síntesis de seno y acordes basada en una frecuencia personalizada. FIGURE. 56 illustrates the UI/UX interface for setting a global key for sine and chord synthesis based on a custom frequency.

FIGURA. 57A es un diagrama de bloques de un constructor algorítmico de acordes para síntesis de tríada / cuádruple de acordes musicales (con una nota de 1 octava opcional), que incluye acordes mayores, menores, aumentados y disminuidos.FIGURE. 57 A is a block diagram of an algorithmic chord constructor for triad/quadruple synthesis of musical chords (with an optional 1 octave note), including major, minor, augmented, and diminished chords.

FIGURA. 57B ilustra la interfaz UI / UX para un constructor de acordes de tríada personalizado con una nota de 1 octava opcional.FIGURE. 57 B illustrates the UI/UX interface for a custom triad chord builder with an optional 1 octave note.

FIGURA. 58A ilustra la compresión de señal en síntesis de suma de tres senos sin función de rango automático.FIGURE. 58 A illustrates signal compression in three-sine sum synthesis without autoranging function.

FIGURA. 58B compara formas de onda sintetizadas de suma de tres sinusoidales con y sin amplificación de rango automático.FIGURE. 58 B compares three-sine sum synthesized waveforms with and without autorange amplification.

FIGURA. 59 es una funcional ilustración de una función de generador PWM se utiliza en el sintetizador de forma de onda.FIGURE. 59 is a functional illustration of a PWM generator function used in the waveform synthesizer.

FIGURA. 60 ilustra ejemplos de formas de onda generadas no sinusoidales y sus correspondientes representaciones PWM.FIGURE. 60 illustrates examples of non-sinusoidal generated waveforms and their corresponding PWM representations.

FIGURA. 61A ilustra el funcionamiento de la función de corte del reproductor PWM. FIGURA. 61B ilustra un equivalente funcional esquemático de un modulador de ancho de pulso utilizado en el reproductor PWM.FIGURE. 61 A illustrates the operation of the PWM player's chopping function. FIGURE. 61B illustrates a schematic functional equivalent of a pulse width modulator used in the PWM player.

FIGURA. 62 enfermo u s Trates ab diagrama de bloqueo de la acción del conductor LED .FIGURE. 62 ill us Treats ab blocking diagram of the action of the LED driver .

FIGURA. 63A ilustra las formas de onda constitutivas de una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 50% y una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63 A illustrates the constitutive waveforms of a square wave generated by a PWM player with a duty factor of 50% and an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63B ilustra las formas de onda constituyentes para una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 20% y una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63B illustrates the constituent waveforms for a square wave generated by a PWM player with a duty factor of 20% and an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63C ilustra las formas de onda constituyentes para una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 95% y una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63 C illustrates the constituent waveforms for a square wave generated by a PWM player with a duty factor of 95% and an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63D ilustra las formas de onda constituyentes de una onda cuadrada jugador PWM generada con el factor de trabajo del 50% y una corriente de LED promedio 10 mA posteriormente paso ped arriba a 13 mA.FIGURE. 63 D illustrates the constituent waveforms of a square wave PWM player generated with 50% duty factor and an average LED current of 10 mA subsequently stepping up to 13 mA.

FIGURA. 63E ilustra las formas de onda constitutivas de una onda cuadrada generada por un controlador LED con un factor de trabajo del 50% y una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63 E illustrates the constitutive waveforms of a square wave generated by an LED driver with a duty factor of 50% and an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63F ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal generada por un controlador de LED ADC (convertidor analógico a digital) con una corriente LED promedio de 10 mA. FIGURE. 63F illustrates the constitutive waveforms of a sine wave generated by an ADC (Analog-to-Digital Converter) LED driver with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63G ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio generada por ADC (convertidor analógico a digital) de controlador LED de un punteo de cuerda de guitarra con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63G illustrates the constitutive waveforms of an audio sample generated by a guitar string pluck LED driver ADC (analog-to-digital converter) with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 63H ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio generada por ADC (convertidor analógico a digital) de un controlador LED de un choque de platillos con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 63H illustrates the constitutive waveforms of an audio sample generated by the ADC (analog-to-digital converter) of a cymbal crash LED driver with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 64A ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 64A illustrates the constitutive waveforms of a PWM synthesized sine wave with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 64B ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA que posteriormente se incrementó hasta 13 mA.FIGURE. 64B illustrates the constitutive waveforms of a PWM synthesized sine wave with an average LED current of 10 mA which was later increased to 13 mA.

FIGURA. 64C ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un acorde de ondas sinusoidales con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 64C illustrates the constituent waveforms of a PWM synthesized audio sample comprising a chord of sine waves with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 64D ilustra las formas de onda constitutivas de una onda triangular sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 64D illustrates the constitutive waveforms of a PWM synthesized triangle wave with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 64E ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un punteo de cuerda de guitarra con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 64E illustrates the constituent waveforms of a PWM synthesized audio sample comprising a guitar string pluck with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 64F ilustra las formas de onda constituyentes para una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un choque de platillos con una corriente LED promedio de 10 mA.FIGURE. 64F illustrates the constituent waveforms for a PWM synthesized audio sample comprising a cymbal crash with an average LED current of 10 mA.

FIGURA. 65 ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada por PWM con una corriente LED promedio de 10 mA posteriormente aumentada hasta 13 mA cortada por un reproductor PWM.FIGURE. 65 illustrates the constitutive waveforms of a PWM synthesized sine wave with an average LED current of 10mA subsequently boosted to 13mA cut by a PWM player.

FIGURA. 66 ilustra la descarga de un archivo de reproducción en una almohadilla LED.FIGURE. 66 illustrates downloading a playback file to an LED pad.

FIGURA. 67 ilustra un archivo de datos de reproducción de LED que comprende una reproducción de archivos de ID, archivo de parámetros del sintetizador, archivo primitivas, archivo jugador PWM, LED archivo de controlador, y componentes de los mismos.FIGURE. 67 illustrates an LED playback data file comprising a playback ID file, synthesizer parameter file, primitives file, PWM player file, LED driver file, and components thereof.

FIGURA. 68 es una vista analógica esquemática del firmware utilizado para controlar el reloj del reproductor PWM 0 ref.FIGURE. 68 is a schematic analog view of the firmware used to control the clock of the PWM player 0 ref.

FIGURA. 69 es comprende la pila de comunicación para un sistema de PBT distribuido basado Ethernet.FIGURE. 69 is comprises the communication stack for an Ethernet based distributed PBT system.

FIGURA. 70 comprende la pila de comunicaciones para un sistema PBT distribuido basado en WiFi. FIGURE. 70 comprises the communications stack for a WiFi-based distributed PBT system.

FIGURA. 71A es un diagrama de bloques de un controlador PBT habilitado para comunicación WiFi para sistemas PBT distribuidos.FIGURE. 71A is a block diagram of a WiFi communication enabled PBT controller for distributed PBT systems.

FIGURA. 71B es un diagrama de bloques de una almohadilla LED habilitada para comunicación WiFi para sistemas PBT distribuidos.FIGURE. 71B is a block diagram of a WiFi communication enabled LED pad for distributed PBT systems.

FIGURA. 72 es un sistema PBT distribuido multiusuario y una red de comunicaciones. FIGURA. 73 comprende las pilas de comunicación para un sistema PBT distribuido basado en teléfono celular.FIGURE. 72 is a multi-user distributed PBT system and communications network. FIGURE. 73 comprises the communication stacks for a distributed cellular phone based PBT system.

FIGURA. 74 ilustra un sistema PBT distribuido que usa una aplicación de teléfono celular y un control basado en WiFi.FIGURE. 74 illustrates a distributed PBT system using a cell phone app and WiFi based control.

FIGURA. 75 es un menú UI / UX para el control PBT usando un programa de aplicación de dispositivo móvil.FIGURE. 75 is a UI/UX menu for PBT control using a mobile device application program.

FIGURA. 76 es una vista en sección transversal, superior e inferior de una varilla PBT de mano para terapia con LED o láser.FIGURE. 76 is a top and bottom cross-sectional view of a handheld PBT wand for LED or laser therapy.

FIGURA. 77 es un diagrama de bloques de una varilla PBT portátil para terapia con LED o láser.FIGURE. 77 is a block diagram of a portable PBT wand for LED or laser therapy.

FIGURA. 78 es una vista en sección transversal y desde abajo de un sistema de seguridad ocular con varilla de PBT para PBT láser que utiliza detección de contacto capacitiva.FIGURE. 78 is a bottom, cross-sectional view of a PBT wand eye-safety system for laser PBT using capacitive contact sensing.

FIGURA. 79 es un esquema de un sistema de seguridad ocular para PBT láser que utiliza detección de contacto capacitiva.FIGURE. 79 is a schematic of a laser PBT eye safety system using capacitive contact detection.

FIGURA. 80 es un esquema de un circuito de control PBT láser de sistema distribuido. FIGURA. 81A es una sección transversal, una vista superior y una vista lateral de una almohadilla LED inteligente autónoma con un interruptor integrado.FIGURE. 80 is a schematic of a distributed system laser PBT control circuit. FIGURE. 81A is a cross section, top view, and side view of a self-contained smart LED pad with an integrated switch.

FIGURA. 81B es un diagrama de flujo que describe la secuencia de cambio de programa de una almohadilla LED inteligente autónoma.FIGURE. 81B is a flowchart describing the program change sequence of a self-contained smart LED pad.

FIGURA. 82 es la sección transversal de una PCB flexible rígida.FIGURE. 82 is the cross section of a rigid flex PCB.

FIGURA. 83 es un diagrama de explosión de magnetismo plano utilizado en una almohadilla de magnetoterapia.FIGURE. 83 is an explosion diagram of planar magnetism used in a magnetotherapy pad.

FIGURA. 84 es una vista lateral de una almohadilla de magnetoterapia con magnetismo plano.FIGURE. 84 is a side view of a flat magnet magnet therapy pad.

FIGURA. 85 es una vista superior de una almohadilla de magnetoterapia con magnetismo plano.FIGURE. 85 is a top view of a flat magnet magnet therapy pad.

FIGURA. 86 es un esquema de un circuito de control de magnetoterapia de sistema distribuido.FIGURE. 86 is a schematic of a distributed system magnetotherapy control circuit.

FIGURA. 87 es una sección transversal de una almohadilla de magnetoterapia que utiliza magnetismo discreto. FIGURE. 87 is a cross section of a magnetic therapy pad using discrete magnetism.

FIGURA. 88A es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes.FIGURE. 88A is a magnetic therapy pad comprising an array of electromagnets.

FIGURA. 88B es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes e imanes permanentes.FIGURE. 88B is a magnetic therapy pad comprising a series of electromagnets and permanent magnets.

FIGURA. 88C es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes e imanes permanentes de electroimanes híbridos apilados.FIGURE. 88C is a magnet therapy pad comprising an array of stacked hybrid electromagnet electromagnets and permanent magnets.

FIGURA. 88D es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes y electroimanes híbridos de imán permanente apilados.FIGURE. 88D is a magnetotherapy pad comprising a series of stacked permanent magnet electromagnets and hybrid electromagnets.

FIGURA. 89 es un dispositivo de magnetoterapia portátil compatible con un sistema distribuido.FIGURE. 89 is a portable magnetic therapy device compatible with a distributed system.

FIGURA. 90 es una vista en planta y una vista en sección transversal de una boquilla periodontal PBT en forma de U.FIGURE. 90 is a plan view and a cross-sectional view of a U-shaped PBT periodontal mouthpiece.

FIGURA. 91 es una vista lateral de los pasos de fabricación para fabricar una boquilla periodontal de PBT en forma de U.FIGURE. 91 is a side view of the manufacturing steps for manufacturing a U-shaped PBT periodontal mouthpiece.

FIGURA. 92A es una vista lateral de los pasos de fabricación para fabricar una boquilla periodontal de PBT en forma de H.FIGURE. 92A is a side view of the manufacturing steps for making an H-shaped PBT periodontal mouthpiece.

FIGURA. 92B es una vista lateral de una boquilla PBT periodontal en forma de H fabricada.FIGURE. 92B is a side view of a fabricated H-shaped periodontal PBT mouthpiece.

FIGURA. 93 muestra el proceso de unión en la fabricación de una boquilla periodontal PBT en forma de H.FIGURE. 93 shows the bonding process in the fabrication of an H-shaped PBT periodontal mouthpiece.

FIGURA. 94 ilustra el diagrama de circuito de una boquilla PBT periodontal.FIGURE. 94 illustrates the circuit diagram of a periodontal PBT nozzle.

FIGURA. 95 ilustra el diagrama de circuito de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinada con unidad de puente H.FIGURE. 95 illustrates the circuit diagram of an ultrasonic PBT pad combined with H-bridge unit.

FIGURA. 96 ilustra el diagrama de circuito de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinada con un dispositivo de disipación de corriente.FIGURE. 96 illustrates the circuit diagram of an ultrasonic PBT pad combined with a current sink device.

FIGURA. 97 comprende vistas en perspectiva de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinadaFIGURE. 97 comprises perspective views of a combined ultrasonic PBT pad

DESCRIPCION DE LA INVENCIONDESCRIPTION OF THE INVENTION

Con el fin de superar las antes mencionadas limitaciones enfrentan los sistemas de PBT generación existente, un completamente nuevo sistema de la arquitectura en requerido. Específicamente, la generación de formas de onda sinusoidales y acordes que combinan ondas sinusoidales debe ocurrir con una estrecha proximidad de los LED que se activan para evitar una distorsión significativa de la forma de onda del cableado. Tal criterio de diseño obliga a reubicar la síntesis de forma de onda , sacándola del controlador PBT y dentro de la almohadilla LED. Para lograr esta aparentemente menor división de funciones es de hecho un cambio de diseño significativo y requiere convertir la almohadilla LED de un componente pasivo a un sistema activo o almohadilla LED "inteligente". Mientras que una almohadilla LED pasiva contiene solo una matriz de LED, fuentes de corriente e interruptores, una almohadilla LED inteligente debe integrar un microcontrolador, una memoria volátil y no volátil, un transceptor de comunicación o interfaz de bus, electrónica de impulsión de LED y la matriz de LED. Debido a la necesidad de cableado largo o funcionamiento inalámbrico, la referencia de tiempo para el microcontrolador también debe reubicarse en la almohadilla LED. Esencialmente, cada almohadilla LED inteligente se convierte en una pequeña computadora que, una vez que recibe instrucciones, es capaz de producir patrones de excitación LED de forma independiente.In order to overcome the aforementioned limitations, the existing generation PBT systems face a completely new system architecture in required. Specifically, the generation of sine and chordal waveforms combining sine waves should occur in close proximity to the LEDs being driven to avoid significant distortion of the wiring waveform. Such design criteria forces to relocate the waveform synthesis, away from the PBT driver and inside the LED pad. To achieve this seemingly minor division of duties is in fact a significant design change and requires converting the LED pad from a component passive to an active system or "smart" LED pad. While a passive LED pad contains only an LED array, power sources, and switches, a smart LED pad must integrate a microcontroller, volatile and non-volatile memory, communication transceiver or bus interface, LED drive electronics, and the LED matrix. Due to the need for long wiring or wireless operation, the time reference for the microcontroller must also be relocated to the LED pad. Essentially, each smart LED pad becomes a small computer that, once given instructions, is capable of independently producing LED drive patterns.

Así que en lugar de utilizar un controlador PBT centralizado que produce y distribuye señales eléctricas a pads LED pasivos, la nueva arquitectura es "distribuida", que comprende una red de componentes electrónicos que operan de forma autónoma y carecen de control en tiempo real centralizado. Este sistema PBT distribuido, el primero de su tipo, requiere la invitación de almohadillas LED inteligentes, un sistema de suministro de luz terapéutica mediante el cual las almohadillas LED realizan todos los cálculos necesarios para generar patrones de excitación LED dinámicos y ejecutar de forma segura la activación de LED en consecuencia. En la operación PBT distribuida, la función del controlador PBT se reduce drásticamente a la de una interfaz UI / UX, lo que permite al usuario seleccionar tratamientos o sesiones de terapia de las bibliotecas de protocolos disponibles e iniciar, pausar o finalizar tratamientos. Esta falta de control de hardware central es prácticamente inaudita en los dispositivos médicos porque las regulaciones ISO13485, IEC y FDA exigen, por razones de seguridad, la capacidad de control del hardware en todo momento. Como tal, la implementación de sistemas de seguridad eficaces en hardware distribuido d médicas quipos requiere un nuevo enfoque e innovador donde las funciones de seguridad deben llevarse a cabo a nivel local y el sistema de comunicados - ancho. Tal protocolo de seguridad debe ser spe cified, diseñado, verificado, validado y documentado de conformidad con las normas de diseño de la FDA y las normas internacionales de seguridad .So instead of using a centralized PBT controller that produces and distributes electrical signals to passive LED pads, the new architecture is "distributed," comprising a network of electronics that operate autonomously and lack centralized real-time control. This distributed PBT system, the first of its kind, requires the invitation of Smart LED Pads, a therapeutic light delivery system whereby the LED pads perform all the necessary calculations to generate dynamic LED excitation patterns and safely execute the LED activation accordingly. In distributed PBT operation, the role of the PBT controller is drastically reduced to that of a UI/UX interface, allowing the user to select treatments or therapy sessions from available protocol libraries and start, pause, or end treatments. This lack of central hardware control is virtually unheard of in medical devices because ISO13485, IEC and FDA regulations require, for safety reasons, the ability to control hardware at all times. As such, the implementation of effective security systems on distributed hardware of medical equipment requires a new and innovative approach where security functions must be carried out locally and communicated system-wide. Such a security protocol must be specified, designed, verified, validated, and documented in accordance with FDA design standards and international security standards.

Otra implicación de un sistema PBT distribuido con almohadillas LED inteligentes es el reemplazo de la comunicación de señales eléctricas con instrucciones basadas en comandos que comprenden paquetes de datos . Dicha comunicación basada en comandos implica el diseño y desarrollo de una red de comunicación privada conmutada por paquetes entre los componentes del sistema distribuido, adaptando la comunicación digital para cumplir con los requisitos únicos y estrictos del control de dispositivos médicos. El enrutamiento de paquetes, la seguridad y las cargas útiles de datos deben diseñarse para evitar la piratería o el mal funcionamiento del sistema, y deben llevar toda la información necesaria para realizar todas las operaciones PBT necesarias. Another implication of a distributed PBT system with smart LED pads is the replacement of electrical signal communication with command-based instructions comprising data packets. Such command-based communication involves the design and development of a private packet-switched communication network between distributed system components, tailoring digital communication to meet the unique and stringent requirements of medical device control. Packet routing, security, and data payloads must be designed to prevent hacking or system malfunction, and must carry all the information needed to perform all the necessary PBT operations.

La implementación de un sistema PBT distribuido con almohadillas LED inteligentes implica dos conjuntos de innovaciones interrelacionadas. En esta aplicación , se describe el funcionamiento de la almohadilla LED inteligente, incluidos los patrones de excitación LED basados en el tiempo entregados por transmisión o transferencia de archivos. Esta divulgación también considera la generación de formas de onda en el pad mediante un proceso de tres pasos de síntesis de formas de onda, funcionamiento del reproductor PWM y unidad LED dinámica, así como las funciones de seguridad necesarias. En la relacionada Solicitud de Estados Unidos N° 16/377.192, titulada “Distributed Fotobiomodulación Terapia Dispositivos y Métodos, Biofeedback y Protocolos de Comunicación para el Mismo,” se dan a conocer la comunicación de datos pila jerárquica y el protocolo de control.Implementing a distributed PBT system with smart LED pads involves two sets of interrelated innovations. In this application, the operation of the smart LED pad is described, including time-based LED drive patterns delivered by streaming or file transfer. This disclosure also considers waveform generation on the pad through a three-step process of waveform synthesis, PWM player operation, and dynamic LED drive, as well as necessary security features. In the related US Application No. 16/377,192, entitled "Distributed Photobiomodulation Therapy Devices and Methods, Biofeedback and Communication Protocols Therefor," the hierarchical stack data communication and control protocol is disclosed.

En los sistemas PBT distribuidos descritos en este documento, la reproducción de LED se puede controlar utilizando una secuencia de instrucciones basada en el tiempo (denominada transmisión continua) o mediante la generación y síntesis de formas de onda basadas en comandos. En cualquier caso, los paquetes de datos transportan el patrón de excitación del LED digitalmente en su carga útil. En funcionamiento, a través de una interfaz gráfica, un usuario o terapeuta selecciona un tratamiento o una sesión de terapia PBT y acepta comenzar el tratamiento. A continuación, el comando se empaqueta, es decir, se prepara, se formatea, se comprime y se rellena en un paquete de comunicación y se entrega a través de un bus de comunicación periférico en serie, LAN, conexión de banda ancha, WiFi, fibra u otros medios a una o más almohadillas LED inteligentes. Aunque los datos de carga útil que se transportan en cada paquete de datos son digitales que comprenden bits organizados como octetos o palabras hexadecimales, el medio de comunicación real es analógico , que comprende señales analógicas diferenciales, ondas de radio o luz modulada.In the distributed PBT systems described in this paper, LED playback can be controlled using a time-based instruction sequence (referred to as continuous transmission) or by command-based waveform generation and synthesis. In either case, the data packets carry the drive pattern of the LED digitally in their payload. In operation, through a graphical interface, a user or therapist selects a treatment or a PBT therapy session and agrees to start the treatment. The command is then packaged, i.e. prepared, formatted, compressed and stuffed into a communication packet and delivered via serial peripheral communication bus, LAN, broadband connection, WiFi, fiber or other media to one or more smart LED pads. Although the payload data carried in each data packet is digital comprising bits arranged as octets or hexadecimal words, the actual communication medium is analog, comprising differential analog signals, radio waves, or modulated light.

En la comunicación por cable, el bus de comunicación normalmente utiliza señales eléctricas que comprenden formas de onda diferenciales analógicas moduladas a una velocidad específica conocida como velocidad de símbolo o velocidad en baudios (https://en.wikipedia.org/wiki/Symbol_rate). Cada símbolo puede comprender una frecuencia o un código de una duración definida. La detección de cada símbolo secuencial es inmune a las distorsiones causadas por parásitos reactivos en un cable o por fuentes de ruido y, por lo tanto, supera todos los problemas asociados con la transmisión de señales de pulso digital en las implementaciones PBT de la técnica anterior. En la comunicación WiFi, los datos en serie entrantes se dividen y transmiten en pequeños paquetes a través de múltiples subbandas de frecuencia, conocidas como OFDM, es decir, multiplexación por división de frecuencia ortogonal para lograr una alta tasa de símbolos y una baja tasa de error de bits. Se utilizan métodos de división de frecuencia similares en canal de fibra y comunicación DOCSIS para lograr altas velocidades de símbolo. Debido a que cada símbolo transmitido es capaz de representar ing múltiples estados digitales, la tasa de bits de datos bus serie, por tanto, mayor que la velocidad de símbolos de los medios es. La tasa de datos de bits efectiva (https: //en.wikipedia.or g / wiki / List_of_device_bit_rates ) de varios de los protocolos de comunicación en serie e inalámbricos más comunes por encima de 50 MB / s se resumen a continuación como referencia :In wired communication, the communication bus typically uses electrical signals comprising analog differential waveforms modulated at a specific rate known as the symbol rate or baud rate (https://en.wikipedia.org/wiki/Symbol_rate) . Each symbol can comprise a frequency or a code of a defined duration. Detection of each sequential symbol is immune to distortions caused by reactive parasites in a cable or by noise sources, and thus overcomes all the problems associated with the transmission of digital pulse signals in prior art PBT implementations. . In WiFi communication, incoming serial data is divided and transmitted into small packets across multiple frequency subbands, known as OFDM, i.e. Orthogonal Frequency Division Multiplexing to achieve high symbol rate and low data rate. bit bug. Similar frequency division methods are used in Fiber Channel and DOCSIS communication to achieve high symbol rates. Because each transmitted symbol is capable of representing multiple digital states, the serial bus data bit rate, for Therefore, greater than the symbol rate of the media is. The effective bit data rate (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_device_bit_rates) of several of the most common serial and wireless communication protocols above 50 MB/s are summarized below for reference:

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En respuesta a los comandos de un usuario, el controlador PBT convierte las instrucciones en paquetes de datos de comunicación, que posteriormente se envían a todas las almohadillas LED calificadas y conectadas . Las almohadillas LED reciben las instrucciones y responden en consecuencia , comenzando una sesión de terapia o realizando otras tareas. Debido a la comunicación de alto ancho de banda , la experiencia del usuario del sistema PBT es que el tratamiento fue instantáneo, es decir, los usuarios perciben una respuesta UI/UX en tiempo real a pesar de que la operación del sistema se realizó de hecho como una secuencia de comunicación entre dispositivos y tareas autónomas. . In response to a user's commands, the PBT controller converts the instructions into communication data packets, which are subsequently sent to all connected, qualified LED pads. The LED pads receive the instructions and respond accordingly, starting a therapy session or performing other tasks. Due to high-bandwidth communication, the user experience of the PBT system is that the treatment was instantaneous, that is, users perceive a real-time UI/UX response even though the system operation was actually performed. as a sequence of communication between devices and autonomous tasks. .

El sistema PBT distribuido descrito implica múltiples componentes que interactúan , cada uno de los cuales realiza una función o funciones dedicadas dentro del sistema descentralizado. La cantidad de componentes únicos integrados en el sistema afecta la complejidad general del sistema e impacta la sofisticación del protocolo de comunicación, es decir, el "lenguaje" utilizado en la comunicación entre dispositivos . Varios componentes del sistema PBT distribuido divulgado pueden incluir:The described distributed PBT system involves multiple interacting components, each performing a dedicated function or functions within the decentralized system. The number of unique components integrated into the system affects the overall complexity of the system and impacts the sophistication of the communication protocol, that is, the "language" used in communication between devices. Various components of the disclosed distributed PBT system may include:

• Una interfaz de usuario que comprende un controlador central PBT o una aplicación móvil que se utiliza para ejecutar comandos basados en UI / UX y enviar instrucciones a través de la red de comunicaciones.• A user interface comprising a central PBT controller or mobile application used to execute UI/UX based commands and send instructions over the communications network.

• Almohadillas LED inteligentes que realizan tratamientos de terapia de fotobiomodulación dinámica con generación de patrones de excitación local en la almohadilla y síntesis de formas de onda y, opcionalmente, con sensores integrados o capacidad de imagen.• Smart LED pads that perform dynamic photobiomodulation therapy treatments with local excitation pattern generation on the pad and waveform synthesis, and optionally with integrated sensors or imaging capability.

• Servidores informáticos accesibles a través de Internet o redes de comunicación privadas que se utilizan para retener y distribuir tratamientos, sesiones y protocolos de PBT, o para cargar datos de respuesta de pacientes, estudios de casos o ensayos clínicos y archivos asociados (p.ej., resonancias magnéticas, rayos-X, análisis de sangre) .• Computer servers accessible via the Internet or private communication networks used to retain and distribute PBT treatments, sessions and protocols, or to upload patient response data, case studies or clinical trials and associated files (eg ., MRIs, X-rays, blood tests) .

• Accesorios terapéuticos opcionales, como varillas láser o almohadillas de terapia de ultrasonido.• Optional therapeutic accessories, such as laser wands or ultrasound therapy pads.

• Sensores biométricos opcionales (por ejemplo, sensores de EEG, monitores de ECG, oxígeno en sangre, presión arterial, azúcar en sangre, etc.) utilizados para capturar y cargar muestras de pacientes o datos en tiempo real.• Optional biometric sensors (eg, EEG sensors, ECG monitors, blood oxygen, blood pressure, blood sugar, etc.) used to capture and upload patient samples or real-time data.

• Periféricos informáticos, incluidas pantallas táctiles y de alta definición, teclados, ratones, altavoces, auriculares, etc.• Computer peripherals, including high-definition and touch screens, keyboards, mice, speakers, headphones, etc.

Al combinar o excluir varios componentes en el sistema PBT, se pueden adaptar una variedad de costos de rendimiento y del sistema para una amplia gama de usuarios que cubren hospitales y clínicas, y se extienden a usuarios y consumidores individuales , spas, esteticistas , entrenadores deportivos y atletas, como así como aplicaciones móviles profesionales para paramédicos , policías o médicos militares . Dado que los componentes PBT utilizan un voltaje superior a 5 V, se tiene cuidado en el diseño descrito para evitar que un usuario conecte accidentalmente un periférico USB a una conexión o bus de alto voltaje (12 V a 42 V).By combining or excluding various components in the PBT system, a variety of performance and system costs can be tailored for a wide range of users covering hospitals and clinics, and extending to individual users and consumers, spas, estheticians, sports trainers and athletes, as well as professional mobile apps for paramedics, police officers or military medics. Since PBT components use a voltage greater than 5 V, care is taken in the design described to prevent a user from accidentally connecting a USB peripheral to a high voltage (12 V to 42 V) connection or bus.

Control de LED en Sistemas PBT DistribuidosLED Control in Distributed PBT Systems

Una implementación básica de un sistema PBT distribuido, mostrado en la FIGURA.A basic implementation of a distributed PBT system, shown in FIGURE.

13, incluye tres componentes: un controlador PBT 120, una fuente de alimentación 121 y una única almohadilla LED inteligente 123 con un cable USB 122 intermedio. FIGURA. 14 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo y sistema de PBT distribuido^ aplicación, incluyendo un PBT controller y autobús transceptor 131, en e o almohadillas de LED más inteligentes 337, un cable USB 136, y un ‘ladrillo’fuente de alimentación externa 132. Aunque el bloque 132 de la fuente de alimentación se muestra como un componente discreto en la ilustración, en los sistemas donde el controlador PBT y el transceptor de bus 131 usan una conexión por cable a las almohadillas LED inteligentes 337, la fuente de alimentación se puede incluir dentro del controlador PBT y el transceptor en lugar de usar un componente separado. Como se muestra, el controlador PBT y el transceptor de bus 131 incluyen un microcontrolador principal pC o MPU 134, una pantalla táctil LCD 133, una memoria no volátil 128, una memoria volátil 129, una interfaz de bus 135 y un reloj 124 que opera en un reloj del sistema. 197 a una tasa 0sys. Los elementos de reloj y memoria se muestran por separado de la MPU principal 134, para representar su función y no están destinados a describir una realización específica o una partición de componentes. RTC reloj de tiempo real (no mostrado) puede también incluido con el controlador PBT 131. RTC es un n reloj extremadamente bajo consumo de energía que se ejecuta continuamente y sincroniza a estándares de tiempo internacionales o tiempo de la red siempre que sea posible. 13 , includes three components: a PBT controller 120, a power supply 121, and a single smart LED pad 123 with an intermediate USB cable 122 . FIGURE. 14 illustrated A block diagram of an example and distributed PBT system^ application, including a PBT controller and transceiver bus 131, in eo smarter LED pads 337, a USB cable 136, and an external power supply 'brick' 132. Although power supply block 132 is shown as a discrete component in the illustration, in systems where the PBT controller and bus transceiver 131 use a hardwired connection to the smart LED pads 337, the power supply can be included inside the PBT controller and transceiver instead of using a separate component. As shown, the PBT controller and bus transceiver 131 includes a pC or MPU main microcontroller 134, an LCD touch screen 133, nonvolatile memory 128, volatile memory 129, a bus interface 135, and a clock 124 that operates on a system clock. 197 at a rate of 0sys. Clock and memory elements are shown separately from the main MPU 134, to represent its function and are not intended to describe a specific embodiment or partition of components. RTC real time clock (not shown) can also be included with the PBT 131 controller. RTC is an extremely low power consumption clock that runs continuously and synchronizes to international time standards or network time whenever possible.

La construcción de la MPU 134 principal puede comprender un microcontrolador de un solo chip totalmente integrado o un módulo basado en microprocesador, que contiene opcionalmente el reloj 124 del sistema principal, la interfaz de bus 135 y partes de la memoria 128 no volátil y la memoria 129 volátil. Es posible cualquier número de particiones incluido el uso de varios circuitos integrados de silicio (IC), integración de sistema en chip (SOC), sistema en paquete (SIP) o como módulos. Por ejemplo, la memoria volátil 129 puede comprender una memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) o una memoria estática de acceso aleatorio (SRAM). Esta memoria puede integrarse total o parcialmente dentro de la MPU 134 principal o puede realizarse mediante circuitos integrados separados. De manera similar, la memoria no volátil 128 puede comprender una memoria de acceso aleatorio programable y borrable eléctricamente (E2 PROM) o una memoria "flash", que puede integrarse total o parcialmente dentro de la MPU 111. Dentro del controlador PBT 131 no volátil de alta capacidad El almacenamiento de datos también se puede realizar utilizando medios de almacenamiento en movimiento como discos ópticos (CD/DVD), mediante unidades de disco duro magnéticas (HDD) e incluso mediante conexiones de red al almacenamiento en la nube.The main MPU 134 construction may comprise a fully integrated single-chip microcontroller or microprocessor-based module, optionally containing the main system clock 124, bus interface 135, and portions of non-volatile memory 128 and memory. 129 volatile. Any number of partitions is possible including the use of various silicon integrated circuits (ICs), system-on-chip (SOC) integration, system-in-package (SIP), or as modules. For example, volatile memory 129 may comprise dynamic random access memory (DRAM) or static random access memory (SRAM). This memory may be fully or partially integrated within the main MPU 134 or may be realized by separate integrated circuits. Similarly, nonvolatile memory 128 may comprise electrically erasable programmable random access memory (E2 PROM) or "flash" memory, which may be fully or partially integrated within MPU 111. Within nonvolatile PBT 131 controller High-Capacity Data storage can also be accomplished using on-the-go storage media such as optical discs (CD/DVDs), magnetic hard disk drives (HDDs), and even network connections to cloud storage.

El papel de Stora de datos no volátil ge 128 dentro del controlador PBT 131 se multiuso incluyendo el almacenamiento de la mai n sistema operativo, se hace referencia aquí en como LightOS, así como para retener a las bibliotecas de programas de tratamientos de PBT y sesiones, almacenado generalmente en forma cifrada por razones de seguridad. La memoria 128 no volátil también se puede usar para capturar registros de tratamiento, cargar datos de sensores y posiblemente retener metadatos de tratamiento. En contraste con su contraparte no volátil, el papel de la memoria volátil 129 en el controlador PBT 131 es principalmente el de la memoria del bloc de notas, que retiene los datos temporalmente mientras se realizan los cálculos. Por ejemplo, al preparar una sesión PBT que comprende una secuencia de tratamientos PBT separados, los algoritmos de tratamiento cifrados primero deben descifrarse, ensamblarse en una sesión PBT, volver a cifrarse y luego ensamblarse en un paquete de comunicación listo para el transporte por red. La memoria volátil almacena el contenido de datos durante el proceso de ensamblaje del paquete de comunicación.The role of non-volatile data storage ge 128 within the PBT 131 controller is multi-purpose including storage for the main operating system, referred to herein as LightOS, as well as for holding libraries of PBT treatment programs and sessions , usually stored in encrypted form for security reasons. Non-volatile memory 128 can also be used to capture treatment records, upload data from sensors and possibly retain treatment metadata. In contrast to its non-volatile counterpart, the role of volatile memory 129 in the PBT controller 131 is primarily that of notepad memory, holding data temporarily while calculations are performed. For example, when preparing a PBT session comprising a sequence of separate PBT processings, the encrypted processing algorithms must first be decrypted, assembled into a PBT session, re-encrypted, and then assembled into a communication packet ready for network transport. The volatile memory stores the data content during the assembly process of the communication package.

Otra consideración en un sistema PBT distribuido es la distribución de energía necesaria para alimentar el controlador PBT y las almohadillas LED. Las opciones incluyen lo siguiente:Another consideration in a distributed PBT system is the power distribution needed to power the PBT driver and LED pads. Options include the following:

• Encienda el controlador PBT usando una fuente de alimentación interna, luego entregue energía a las almohadillas LED a través del bus de comunicación, • Encienda el controlador PBT con una fuente de alimentación externa (ladrillo), luego entregue energía a las almohadillas LED a través del bus de comunicación,• Power on the PBT controller using an internal power supply, then power the LED pads via the communication bus, • Power the PBT controller with an external power supply (brick), then power the LED pads via of the communication bus,

• Alimente el controlador PBT utilizando una fuente de alimentación interna y alimentando las almohadillas LED utilizando su propia fuente de alimentación externa dedicada o suministros (ladrillos),• Power the PBT driver using an internal power supply and power the LED pads using their own dedicated external power supply or supplies (bricks),

• Alimente el controlador PBT con una fuente de alimentación externa (bloque) y las almohadillas LED con su propia fuente de alimentación externa dedicada o suministros (bloques).• Power the PBT controller with an external power supply (block) and the LED pads with their own dedicated external power supply or supplies (blocks).

En el ejemplo que se muestra, el bloque 132 de fuente de alimentación externa alimenta todo el sistema PBT, proporcionando 5 V a los circuitos integrados y Vled a las cadenas de LED. Cable USB 136 lleva transceptor de símbolos de datos desde el bus de interfaz 135 de controlador de PBT y autobús transceptor 131 a la Interfaz de bus 338 de almohadillas de LED 337. El cable USB 136 también suministra energía; específicamente tierra (GND), 5V y V led a la almohadilla LED inteligentes 337 , generalmente transportados por conductores de cobre de menor resistencia y más gruesos que las líneas de señal del cable . LED almohadilla 337 comprende una almohadilla pC 339, un bus de interfaz 338, RAM de memoria volátil (por ejemplo, SRAM o DRAM) 334a , un NV-RAM no volátil de la memoria (por ejemplo EEPROM o flash) 334b, una referencia de tiempo de reloj 333, controladores de LED 335 y una matriz de LED 140. Los controladores de LED incluyen sumideros de corriente conmutados de lude 140, 141 y otros (no mostrados), típicamente un sumidero de corriente para cada cadena de LED. La matriz de LED 140 incluye una cadena de LED conectados en serie 142a a 142m para generar una luz de una longitud de onda Ai, una cadena de LED conectados en serie 143a a 143 m para generar luz de una longitud de onda A2 , y típicamente otras cadenas de LED (no se muestran ).In the example shown, the external power supply block 132 powers the entire PBT system, providing 5 V to the ICs and V led to the LED strings. USB cable 136 carries transceiver data symbols from PBT controller interface bus 135 and transceiver bus 131 to LED pad bus 338 interface 337. USB cable 136 also supplies power; specifically ground (GND), 5V, and V led to pad 337 smart LEDs, typically carried by copper conductors of lower resistance and thicker than the signal lines of the cable. LED pad 337 comprises a pC pad 339, an interface bus 338, volatile memory RAM (for example, SRAM or DRAM) 334a, a non-volatile memory (for example, EEPROM or flash) NV-RAM 334b, a memory reference clock time 333, LED drivers 335, and an LED array 140. The LED drivers include lude switched current sinks 140, 141, and others (not shown), typically one current sink for each LED string. LED matrix 140 includes a string of LEDs connected in string 142a to 142m to generate light of wavelength Ai, a string of series-connected LEDs 143a to 143m to generate light of wavelength A 2 , and typically other strings of LEDs (not shown).

La memoria dentro de la almohadilla LED 337 que incluye tanto la memoria volátil 334a como la memoria no volátil 334b es similar a la de la memoria semiconductora empleada en el controlador PBT 131 excepto que la capacidad total puede ser menor y preferiblemente consume menor energía. La memoria en la almohadilla LED 337 debe incluir soluciones de semiconductores debido al riesgo de choque mecánico y rotura del almacenamiento de medios móviles para integrar el almacenamiento de datos frágiles en la almohadilla LED 337. Específicamente, la memoria virtual 334a (etiquetada como RAM) en la almohadilla LED 337 puede incluir acceso aleatorio dinámico memoria (DRAM), o memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) que puede integrarse total o parcialmente dentro del pad pC 339. En el pad LED, la memoria virtual es útil para almacenar datos que no necesitan ser retenidos excepto durante el uso como como archivos de transmisión de LED, archivos de reproductor de LED y archivos de reproducción de LED. La ventaja de retener solo temporalmente el código ejecutable necesario para realizar el tratamiento PBT actual (y no toda la biblioteca de tratamientos), es que la capacidad y el costo de la memoria dentro de la almohadilla LED 337 pueden reducirse en gran medida en comparación con la del controlador PBT 131. También tiene la ventaja de que dificulta la ingeniería inversa y la copia de los programas de tratamiento porque cada vez que se desconecta la alimentación de la almohadilla LED 337, se pierden todos los datos.The memory within the LED pad 337 which includes both volatile memory 334a and non-volatile memory 334b is similar to the semiconductor memory used in PBT controller 131 except that the total capacity may be less and preferably consumes less power. The memory in the LED pad 337 must include semiconductor solutions due to the risk of mechanical shock and breakage of mobile media storage to integrate fragile data storage into the LED pad 337. Specifically, the virtual memory 334a (labeled as RAM) in The LED pad 337 can include dynamic random access memory (DRAM), or static random access memory (SRAM) that can be fully or partially integrated within the PC pad 339. In the LED pad, virtual memory is useful for storing data that is not they need to be retained except during use such as LED stream files, LED player files, and LED playback files. The advantage of only temporarily retaining the executable code needed to perform the current PBT treatment (and not the entire library of treatments), is that the memory capacity and cost within the LED pad 337 can be greatly reduced compared to that of the PBT controller 131. It also has the advantage of making it difficult to reverse engineer and copy the treatment programs because every time power to the LED pad 337 is removed, all data is lost.

La memoria no volátil 334b puede comprender una memoria de acceso aleatorio programable y borrable eléctricamente (E2PROM) o una memoria "flash", que puede estar integrada todo, o en parte, dentro de la almohadilla pC 339. La memoria no volátil 334b (etiquetada como NV-RAM) se emplea preferiblemente para almacenar firmware que no cambia con frecuencia, como el sistema operativo para la almohadilla LED, en este documento denominada LightPadOS, junto con los datos de fabricación, incluidos los datos de identificación de la almohadilla, es decir el registro de ID de la almohadilla LED y los datos de configuración de LED relacionados con la fabricación. La memoria no volátil 334b también puede usarse para retener registros de usuario de los tratamientos que se han realizado. El diseño de bajo costo para las almohadillas LED es otra consideración económica importante porque un controlador PBT a menudo se vende con múltiples almohadillas LED, hasta 6 u 8 por sistema. Para reducir el costo total de la memoria, es beneficioso concentrar la memoria, especialmente la memoria no volátil, en el controlador PBT donde hay un solo dispositivo, y minimizar la memoria contenida dentro de cada almohadilla LED , lo que ocurre en múltiples instancias por sistema. . Nonvolatile memory 334b may comprise electrically erasable programmable random access memory (E2PROM) or "flash" memory, which may be integrated in whole or in part within the pC pad 339. Nonvolatile memory 334b (labeled as NV-RAM) is preferably used to store firmware that does not change frequently, such as the operating system for the LED pad, herein referred to as LightPadOS, together with manufacturing data, including pad identification data, i.e. the LED pad ID register and manufacturing related LED configuration data. Non-volatile memory 334b may also be used to retain user records of treatments that have been performed. Low cost design for LED pads is another important economic consideration because a PBT driver is often sold with multiple LED pads, up to 6 or 8 per system. To reduce the overall cost of memory, it is beneficial to concentrate memory, especially non-volatile memory, in the PBT controller where there is a single device, and to minimize the memory contained within each LED pad, which occurs in multiple instances per system. . .

En funcionamiento, la entrada del comando del usuario en la pantalla táctil LCD 133 del controlador PBT 131 es interpretada por la MPU principal 134, que en respuesta recupera los archivos de tratamiento almacenados en la memoria no volátil 128 y transfiere estos archivos a través de la interfaz de bus USB 135, a través del cable USB 136 a la interfaz de bus 338 dentro de la almohadilla LED inteligente 337. Los archivos de tratamiento, una vez transferidos, se almacenan temporalmente en la memoria volátil 334a. Pad pC 339, operando de acuerdo con los sistemas operativos LightPadOS almacenados en la memoria no volátil 334b, luego interpreta los tratamientos almacenados en la memoria RAM volátil 334a y controla los controladores LED 335 de acuerdo con los patrones de excitación LED del tratamiento seleccionado, donde LED la matriz 336 ilumina las cadenas de varios LED de longitud de onda de la manera deseada. Debido a que el controlador 131 de PBT y la almohadilla de LED 337 operan usando sus propios relojes dedicados 297 y 299, el sistema PBT distribuido funciona de manera asíncrona a dos frecuencias de reloj diferentes, específicamente Osys y Opad respectivamente.In operation, user command input on the LCD touch screen 133 of the PBT controller 131 is interpreted by the main MPU 134, which in response retrieves treatment files stored in non-volatile memory 128 and transfers these files across the USB bus interface 135, via USB cable 136 to bus interface 338 within LED smart pad 337. Treatment files, once transferred, are temporarily stored in volatile memory 334a. Pad pC 339, operating in accordance with LightPadOS operating systems stored in non-volatile memory 334b, then interprets treatments stored in volatile RAM 334a and drives LED drivers 335 according to the LED drive patterns of the selected treatment, where LED Matrix 336 illuminates strings of various wavelength LEDs in the desired manner. Because the PBT controller 131 and LED pad 337 operate using their own dedicated clocks 297 and 299, the distributed PBT system operates asynchronously at two different clock frequencies, specifically Osys and Opad respectively.

Dado que los dos sistemas operan con diferentes velocidades de reloj, la comunicación entre el controlador PBT 131 y el panel LED 337 se produce de forma asíncrona, es decir, sin un reloj sincronizado común. La comunicación asíncrona es compatible con una amplia gama de protocolos de comunicación de bus serie , incluidos USB 136 como se muestra, o Ethernet, WiFi, 3G/LTE, 4G y DOCSIS-3. Aunque es técnicamente posible una versión de reloj síncrono de un sistema PBT distribuido, es decir, uno con un reloj compartido, el funcionamiento síncrono no ofrece ninguna ventaja de rendimiento o eficacia sobre su homólogo asíncrono. Además, la distribución del reloj de alta frecuencia a través de cables largos es problemática debido a la desviación del reloj, retrasos de fase, distorsiones de pulso y más.Since the two systems operate with different clock speeds, the communication between the PBT controller 131 and the LED panel 337 occurs asynchronously, that is, without a common synchronized clock. Asynchronous communication supports a wide range of serial bus communication protocols, including USB 136 as shown, or Ethernet, WiFi, 3G/LTE, 4G, and DOCSIS-3. Although a synchronous clock version of a distributed PBT system, ie one with a shared clock, is technically possible, synchronous operation offers no performance or efficiency advantage over its asynchronous counterpart. Also, high-frequency clock distribution over long cables is problematic due to clock drift, phase lags, pulse distortions, and more.

La arquitectura de la FIGURA. 14 que comprende un sistema PBT distribuido que tiene dos o más microcontroladores o "cerebros" de computadora representa un cambio de arquitectura fundamental en los sistemas PBT que, de lo contrario, generalmente comprenden un panel todo en uno con controlador integral o un controlador PBT activo que maneja paneles LED pasivos. Los expertos en la técnica deben saber que, en lugar de ser un dispositivo de hardware separado, un controlador PBT puede comprender alternativamente una computadora personal portátil o de escritorio, un servidor informático, un programa de aplicación que se ejecuta en un dispositivo móvil, como una tableta o un teléfono inteligente, o cualquier otro dispositivo host capaz de ejecutar software de computadora, como una consola de videojuegos, un dispositivo loT o más. Se muestran ejemplos de tales realizaciones alternativas a lo largo de la solicitud. The architecture of FIG. 14 comprising a distributed PBT system that has two or more microcontrollers or computer "brains" represents a fundamental architectural change in PBT systems that otherwise typically comprise an all-in-one panel with integral controller or an active PBT controller that drives passive LED panels. It should be known to those skilled in the art that, rather than being a separate hardware device, a PBT controller may alternatively comprise a portable or desktop personal computer, a computer server, an application program running on a mobile device, such as a tablet or smartphone, or any other host device capable of running computer software, such as a game console, IoT device, or more. Examples of such alternative embodiments are shown throughout the application.

Como se muestra en la FIGURA. 15, la operación PBT se puede interpretar como una secuencia de comunicaciones utilizada para controlar las operaciones del hardware. U cantar una aplicación de sistema abierto o representación OSI, el controlador PBT 120 contiene pila de comunicación 147 que comprende una capa de aplicación 7, un enlace de datos de capa 2 y una capa 1 físico. Dentro del controlador PBT 120, la capa de aplicación 7 se implementa utilizando un sistema operativo personalizado para fotobiomodulación al que se hace referencia en el presente documento como LightOS. Las instrucciones recibidas por los elogios del usuario de LightOS se transmiten a la capa de enlace de datos de capa 2 y, junto con la capa PHY 1 se comunican mediante el protocolo USB mediante señales diferenciales USB 332 a la capa PHY correspondiente - 1 de la pila de comunicación 148 residente en LED inteligente pad 123. Entonces, aunque las señales eléctricas comprenden comunicaciones de capa-1, las construcciones de datos de USB se comportan como si el controlador PBT y el pad LED inteligente se comunicaran en la capa-2 con los paquetes dispuestos en el tiempo como "tramas" de datos USB. Una vez que la pila de comunicación 148 recibe un paquete USB, la información se transfiere a la capa de aplicación 7 ejecutada por un sistema operativo residente de almohadilla LED al que se hace referencia aquí como LightPadOS. Siempre que el LightOS del controlador PBT y el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED inteligente estén diseñados para comunicarse y ejecutar instrucciones de manera autoconsistente, el enlace bidireccional entre las pilas de comunicación 147 y 148 funciona como una máquina virtual en la capa de aplicación, es decir, la capa distribuida. El dispositivo se comporta igual que si fuera una sola pieza de hardware.As the picture shows. 15 , the PBT operation can be interpreted as a communication sequence used to control hardware operations. Using an open system application or OSI representation, the PBT controller 120 contains a communication stack 147 comprising an application layer 7, a layer 2 data link, and a physical layer 1. Within the PBT controller 120, application layer 7 is implemented using a custom operating system for photobiomodulation referred to herein as LightOS. The instructions received by the LightOS user praise are transmitted to the layer 2 data link layer and together with the PHY layer 1 communicate via the USB protocol using USB 332 differential signals to the corresponding PHY layer - 1 of the communication stack 148 resident in smart LED pad 123. So, although the electrical signals comprise layer-1 communications, the USB data constructs behave as if the PBT controller and smart LED pad communicated on layer-2 with packets arranged in time as USB data "frames". Once the communication stack 148 receives a USB packet, the information is transferred to the application layer 7 run by a resident LED pad operating system referred to herein as LightPadOS. As long as the LightOS of the PBT controller and the LightPadOS operating system of the smart LED pad are designed to communicate and execute instructions in a self-consistent manner, the bi-directional link between the communication stacks 147 and 148 works as a virtual machine in the application layer, that is, the distributed layer. The device behaves the same as if it were a single piece of hardware.

Para garantizar que los componentes puedan intercambiar información y ejecutar instrucciones a un alto nivel de abstracción, es decir, en la capa de aplicación y por encima, es importante que los dos sistemas operativos LightOS y LightPadOS se desarrollen con una estructura paralela utilizando los mismos métodos y protocolos de cifrado y seguridad. en cualquier capa dada. Este criterio incluye la adopción de secretos compartidos comunes, ejecutar predefinidas secuencias de validación (necesario para los componentes que se unen al sistema de ‘s red privada ) , la ejecución de algoritmos de cifrado comunes, y más.To ensure that components can exchange information and execute instructions at a high level of abstraction, i.e. in the application layer and above, it is important that both operating systems LightOS and LightPadOS are developed with a parallel structure using the same methods. and encryption and security protocols. in any given layer. This criteria includes adopting common shared secrets, running predefined validation sequences (required for components joining the system's private network), running common encryption algorithms, and more.

Para asegurar que los dos componentes pueden iniciar la comunicación y realizar tareas, el controlador PBT debe establecer en primer lugar si la almohadilla LED es de hecho un fabricante aprobado , sistema - componente validado. Esta prueba, denominada "autenticación" se muestra en el diagrama de flujo de la FIGURA. 16 en dos secuencias paralelas, una ocurriendo dentro de LightOS operando como el “host”, la otra ocurriendo dentro de LightPadOS operando como el “cliente”. Como se muestra , al completar el establecimiento de una conexión física U SB, es decir, inserción 150, el sistema operativo LightOS del controlador comienza una subrutina 151a llamada “Instalación de LightPad” mientras que al mismo tiempo el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED comienza una subrutina 151b. En el primer paso 152a, utilizado para determinar si el cliente es una fuente de alimentación ( y rechazarla si lo es ) , el controlador PBT realiza la verificación 158 para verificar si los pines USB D+ y D - están en cortocircuito. Si estos pines de datos están en cortocircuito , de acuerdo con el estándar USB, el periférico es una fuente de alimentación y no un panel LED , por lo que el sistema rechaza la conexión , finaliza la autenticación y LightOS informa al usuario que el periférico no es un componente válido y para desenchufarlo inmediatamente . Si los pines no están en corto, entonces el LightPadOS entonces el proceso de aprobación de la instalación puede continuar.To ensure that the two components can initiate communication and perform tasks, the PBT controller must first establish whether the LED pad is indeed a manufacturer-approved, system-validated component. This test, called "authentication" is shown in the flowchart in FIGURE. 16 in two parallel sequences, one occurring within LightOS operating as the “host”, the other occurring within LightPadOS operating as the “client”. As shown, upon completing the establishment of a physical U SB connection, i.e. insert 150, the controller's LightOS operating system begins a subroutine 151a called "LightPad Installation" while at the same time the LED pad's LightPadOS operating system starts a subroutine 151b. In the first step 152a, used to determine if the client is a power source (and reject it if it is), the PBT controller performs check 158 to verify if the USB D+ and D- pins are shorted. If these data pins are shorted, according to the USB standard, the peripheral is a power supply and not an LED panel, so the connection is rejected by the system, authentication is terminated, and LightOS informs the user that the peripheral is not is a valid component and to unplug it immediately. If the pins are not shorted, then the LightPadOS installation approval process can continue.

En los pasos 153a y 135b, los dos dispositivos negocian cuál es la velocidad máxima de datos que cada uno puede comprender y comunicarse de forma fiable. Una vez que está la velocidad de datos de comunicación establecida, la simétrica de autenticación procesa 154a y 154b comenzar. Durante la autenticación simétrica , en el paso 154a, el LightOS primero consulta al LightPadOS para determinar si la almohadilla LED 123 es un dispositivo válido aprobado por el fabricante mediante la verificación de los datos almacenados en el registro 144 de datos de identidad de la almohadilla LED. En el proceso de autenticación reflejado del paso 154b, la almohadilla LED 123 confirma que el controlador PBT es un dispositivo válido con una identificación de fabricación válida aprobada para su uso con la almohadilla LED 123 . En este intercambio, ciertas credenciales de seguridad cifradas y los datos de identificación del fabricante, incluido el número de serie, el código de fabricación y el número de identificación de GUD, cambian de manos para asegurar que tanto el controlador PBT 120 como la almohadilla LED inteligente 123 sean del mismo fabricante (o tengan licencia como aprobados dispositivo) . Si la autorización falla, el host LightOS informa al usuario que la almohadilla LED no está aprobada para su uso en el sistema y le indica que la elimine. Si LightOS no puede autenticar el panel LED 123, entonces el controlador PBT 120 interrumpirá la comunicación con el periférico. A la inversa, si el LightPadOS del periférico no puede determinar la autenticidad del controlador PBT 120, entonces la almohadilla LED 123 ignorará las instrucciones del controlador PBT 120. Sólo si se confirma la autenticación simétrica puede continuar la operación.In steps 153a and 135b, the two devices negotiate the maximum data rate that each can reliably understand and communicate. Once the communication data rate is established, the symmetric authentication processes 154a and 154b begin. During "symmetric authentication", in step 154a, the LightOS first queries the LightPadOS to determine if the LED pad 123 is a valid manufacturer-approved device by verifying the data stored in the LED pad's identity data register 144 . In the reflected authentication process of step 154b, the LED pad 123 confirms that the PBT controller is a valid device with a valid manufacturing identification approved for use with the LED pad 123 . In this exchange, certain encrypted security credentials and manufacturer identification data, including the serial number, manufacturing code, and GUD identification number, change hands to ensure that both the PBT 120 driver and the LED Pad smart 123 are from the same manufacturer (or are licensed as approved device). If authorization fails, the LightOS host informs the user that the LED pad is not approved for use on the system and instructs the user to remove it. If LightOS cannot authenticate the LED panel 123, then the PBT controller 120 will break communication with the peripheral. Conversely, if the peripheral's LightPadOS cannot determine the authenticity of the PBT controller 120, then the LED pad 123 will ignore the instructions of the PBT controller 120. Only if symmetric authentication is confirmed can operation continue.

Se puede realizar cualquier número de métodos de autenticación para establecer una red privada y aprobar la conexión de un dispositivo a la red privada. Estos métodos pueden involucrar cifrado simétrico o asimétrico e intercambio de claves, empleando la confirmación de identidad basada en la 'autoridad certificadora' a través del intercambio de certificados CA digitales, o intercambiando datos hash criptográficos para confirmar que un dispositivo tiene los mismos secretos compartidos, lo que significa que fue producido por un fabricante calificado. Por ejemplo, un código numérico instalado y oculto criptográficamente tanto en un controlador PBT como en una almohadilla LED inteligente, es decir, un secreto compartido, se puede utilizar para confirmar la autenticidad de una almohadilla LED inteligente conectada a la red sin siquiera divulgar la clave. En uno de estos métodos de validación de la almohadilla LED ejecutado en la capa de enlace de datos 2, el controlador PBT pasa un número aleatorio a la almohadilla LED inteligente a través de la red o el bus de comunicación. En respuesta, el microcontrolador en el panel LED descifra su copia del secreto compartido (código numérico), lo fusiona con el número aleatorio recibido y luego realiza una operación hash criptográfica en el número concatenado. La almohadilla LED inteligente luego devuelve abiertamente el valor de hash criptográfico a través del mismo enlace de transceptor.Any number of authentication methods can be used to establish a private network and approve a device's connection to the private network. These methods may involve symmetric or asymmetric encryption and key exchange, employing 'certificate authority'-based identity confirmation through the exchange of digital CA certificates, or exchanging cryptographic hash data to confirm that a device has the same shared secrets, which means it was produced by a qualified manufacturer. For example, a numeric code installed and cryptographically hidden in both a PBT controller and a smart LED pad, i.e. a shared secret, can be used to confirm the authenticity of a connected smart LED pad. to the network without even divulging the key. In one of these LED pad validation methods executed at data link layer 2, the PBT controller passes a random number to the smart LED pad via the network or communication bus. In response, the microcontroller in the LED panel decrypts its copy of the shared secret (numerical code), merges it with the received random number, and then performs a cryptographic hash operation on the concatenated number. The smart LED pad then openly returns the cryptographic hash value over the same transceiver link.

Al mismo tiempo, el controlador PBT realiza una operación idéntica descifrando su propia copia del secreto compartido (código numérico), fusionándola con el número aleatorio generado que envió al panel LED y luego realizando una operación hash criptográfica en el número concatenado. A continuación, el controlador PBT compara los valores hash recibidos y generados localmente. Si los dos números coinciden, el pad es auténtico, es decir, está "autorizado" para conectarse a la red. El algoritmo de autenticación mencionado anteriormente se puede ejecutar en cualquier capa 1 de PHY y/o conexión de enlace de datos 2 a través de cualquier bus de datos o red de conmutación de paquetes, incluidas conexiones de radio USB, Ethernet, WiFi o celular . En el caso de una conexión WiFi, el enlace de datos también se puede establecer utilizando el protocolo de acceso protegido WiFi WPA2.At the same time, the PBT controller performs an identical operation by decrypting its own copy of the shared secret (numerical code), fusing it with the generated random number it sent to the LED panel, and then performing a cryptographic hash on the concatenated number. The PBT controller then compares the received and locally generated hash values. If the two numbers match, the pad is authentic, that is, it is "authorized" to connect to the network. The aforementioned authentication algorithm can be executed on any PHY layer 1 and/or data link 2 connection over any data bus or packet switched network, including USB, Ethernet, WiFi or cellular radio connections. In the case of a WiFi connection, the data link can also be established using the WPA2 WiFi Protected Access protocol.

Para fines 'administrativos' y seguimiento de seguridad, la fecha y hora de autorización (y, según esté disponible, la ubicación GPS) del componente autenticado se almacena en una memoria no volátil y, opcionalmente, se carga en un servidor. El beneficio de emplear comunicación segura y validación AAA (autenticación, autorización, administración) de todos los componentes conectados en el sistema PBT distribuido es crucial para garantizar la seguridad y protección contra la conexión intencional de dispositivos impostores no certificados y potencialmente inseguros. De esta manera, los dispositivos impostores no pueden ser controlados por el sistema PBT distribuido. La validación AAA también protege contra la conexión accidental de dispositivos que no están diseñados para funcionar como parte del sistema PBT, como paquetes de baterías de iones de litio, fuentes de alimentación no aprobadas, altavoces, unidades de disco, controladores de motor, láseres de clase III y IV de alta potencia, y otros peligros potenciales no relacionados con el sistema PBT.For 'admin' and security tracking purposes, the authorization date and time (and, where available, GPS location) of the authenticated component is stored in non-volatile memory and optionally uploaded to a server. The benefit of employing secure communication and AAA (authentication, authorization, management) validation of all connected components in the distributed PBT system is crucial to ensuring security and protecting against the intentional connection of uncertified and potentially insecure imposter devices. In this way, imposter devices cannot be controlled by the distributed PBT system. AAA validation also protects against accidental connection of devices that are not designed to function as part of the PBT system, such as lithium-ion battery packs, unapproved power supplies, speakers, disk drives, motor controllers, lasers, etc. high power class III and IV, and other potential hazards not related to the PBT system.

La seguridad de un sistema PBT distribuido que utiliza una red de conmutación de paquetes (como Ethernet o WiFi) también puede mejorarse mediante el direccionamiento dinámico en la capa de red 3 y la asignación dinámica de puertos en la capa de transporte de datos 4. En funcionamiento de un controlador PBT no conectado al Internet o cualquier otra red de área local, el controlador PBT genera una dirección IP dinámica y una dirección de puerto dinámica, luego transmite la dirección a los otros dispositivos conectados a la red a los que las almohadillas LED inteligentes responden con sus propias direcciones IP dinámicas y su propio puerto dinámico direcciones. En el caso de que el sistema PBT distribuido esté en contacto con un enrutador o Internet, se utiliza un procesador de configuración dinámica de host (DHCP) para asignar direcciones IP dinámicas. De manera similar, se utiliza una llamada a procedimiento remoto (RPC) para realizar una asignación dinámica de número de puerto. Dado que las direcciones IP dinámicas y los puertos dinámicos cambian cada vez que un dispositivo se conecta a una red, la superficie de ataque cibernético se reduce. Se puede agregar seguridad de capa 4 adicional utilizando seguridad de capa de transporte TLS, protocolo de seguridad IPSec u otros protocolos. Una vez que la almohadilla LED inteligente está conectada a la red, se puede intercambiar información adicional, como datos de configuración de LED, para autorizar que el componente funcione como parte del sistema PBT distribuido.The security of a distributed PBT system using a packet-switched network (such as Ethernet or WiFi) can also be enhanced by dynamic addressing at network layer 3 and dynamic port assignment at data transport layer 4. In operation of a PBT controller not connected to the Internet or any other local area network, the PBT controller generates a dynamic IP address and a dynamic port address, then broadcasts the address to the other devices connected to the network to which the LED pads smart devices respond with their own dynamic IP addresses and their own dynamic port addresses. In the event that the distributed PBT system is in contact with a router or the Internet, a Dynamic Host Configuration Processor (DHCP) is used to assign dynamic IP addresses. Similarly, a remote procedure call (RPC) is used to perform dynamic port number assignment. Since dynamic IP addresses and dynamic ports change every time a device connects to a network, the cyber attack surface is reduced. Additional Layer 4 security can be added using TLS transport layer security, IPSec security protocol, or other protocols. Once the Smart LED Pad is connected to the network, additional information such as LED configuration data can be exchanged to authorize the component to function as part of the distributed PBT system.

En el paso 155a, el LightOS solicita información sobre la configuración de LED de la almohadilla de LED. En el paso 155b, el LightPadOS responde retransmitiendo la información dentro del registro de configuración 145 del panel LED 123 al controlador PBT 120. Además de contener una descripción detallada de la matriz de LED, el archivo de configuración también especifica la especificación del fabricante para el voltaje máximo, mínimo y objetivo necesario para alimentar las cadenas de LED de la matriz. El archivo de configuración también especifica la corriente mínima requerida necesaria para controlar los LED. Si hay más de una almohadilla LED conectada a la salida, LightOS solicita y recibe la misma información de cada almohadilla LED conectada, es decir, analiza toda la red de dispositivos conectados.In step 155a, the LightOS requests LED configuration information from the LED pad. In step 155b, the LightPadOS responds by relaying the information within the configuration register 145 of the LED panel 123 to the PBT controller 120. In addition to containing a detailed description of the LED matrix, the configuration file also specifies the manufacturer's specification for the maximum, minimum and target voltage required to power the LED strings in the matrix. The configuration file also specifies the required minimum current needed to drive the LEDs. If there is more than one LED pad connected to the output, LightOS requests and receives the same information from each connected LED pad, that is, it scans the entire network of connected devices.

En el paso 156a, el LightOS inspecciona los requisitos de voltaje de cada almohadilla y compara el valor con el rango de voltaje de salida de la fuente de alimentación de alto voltaje. En los controladores PBT que utilizan una fuente de alimentación de alto voltaje capaz de un voltaje de salida fijo VLED, el sistema operativo LightOS confirmará que este voltaje cae dentro del rango de voltaje especificado de cada almohadilla LED de Vmin a Vmáx. El sistema también verificará para confirmar que la corriente total requerida para todas las "n" cadenas de LED no exceda la clasificación de corriente del suministro (aunque esto generalmente no es una preocupación, la verificación actual se incluye para admitir diseños de dispositivos PBT de bajo costo para el consumidor con potencia limitada).In step 156a, the LightOS inspects the voltage requirements of each pad and compares the value to the output voltage range of the high voltage power supply. In PBT drivers using a high voltage power supply capable of a fixed VLED output voltage, the LightOS operating system will confirm that this voltage falls within the specified voltage range of each LED pad from Vmin to Vmax. The system will also check to confirm that the total current required for all "n" LED strings does not exceed the current rating of the supply (although this is generally not a concern, current checking is included to support low-power PBT device designs). cost to the consumer with limited power).

Si en el paso 156a, de salida de la fuente de alimentación se encuentra con el rango de operación de cada almohadilla de LED conectado, es decir, Vmin ^ Vled ^ Vmax, entonces el controlador de PBT 120 será permitir que la alimentación de alta tensión Vled. Opcionalmente en el paso 156b el controlador PBT 120 puede informar a la almohadilla de LED 123 de la tensión de alimentación que se eligió que se almacena en 334b de memoria no volátil, la documentación de la última tensión de alimentación suministrada a la almohadilla de LED (útil cuando la inspección de asuntos de calidad y fracasos de campo). En el caso de que el controlador PBT 120 emplee una fuente de alimentación de voltaje programable, el sistema operativo LightOS seleccionará el mejor voltaje en función del Vobjetivo operativo de la almohadilla LED 123, según se almacena en el registro de configuración de LED 145 de la almohadilla. Si los voltajes objetivo son no coinciden, el sistema operativo LightOS elegirá un voltaje para el Vled como un compromiso de los diversos voltajes objetivo informados. El término "alto voltaje" en este contexto significa un voltaje entre 19,5 V mínimo y 42 V máximo. Los voltajes de suministro comunes incluyen 20 V, 24 V o 36 V. Incluso después de habilitar el Vled, este alto voltaje no se conecta a la toma de salida ni se suministra a las almohadillas LED hasta que se selecciona un tratamiento y se inicia la terapia.If in step 156a, the power supply's output meets the operating range of each connected LED pad, i.e., Vmin ^ V led ^ Vmax, then the PBT controller 120 will enable the high power supply. voltage V led . Optionally in step 156b the PBT controller 120 may inform the LED pad 123 of the chosen supply voltage which is stored in non-volatile memory 334b, documenting the last supply voltage supplied to the LED pad ( useful when inspecting for quality issues and field failures). In the case of If the PBT controller 120 employs a programmable voltage power supply, the LightOS operating system will select the best voltage based on the VOperating Target of the LED pad 123, as stored in the pad's LED configuration register 145. If the target voltages do not match, the LightOS operating system will choose a voltage for the V led as a compromise of the various reported target voltages. The term "high voltage" in this context means a voltage between 19.5 V minimum and 42 V maximum. Common supply voltages include 20V, 24V, or 36V. Even after the V led is enabled, this high voltage is not connected to the output jack or supplied to the LED pads until a treatment is selected and started. the therapy.

Durante el proceso de autenticación y en el caso de consultas de los usuarios, el controlador PBT 120 debe solicitar información sobre la fabricación de la almohadilla LED. Estos datos son beneficiosos para cumplir con las regulaciones de trazabilidad de dispositivos médicos y para depurar fallas de calidad o de campo o para procesar autorizaciones de devolución de mercancías (RMA). FIGURA. 17 ilustra un ejemplo del tipo de información de fabricación de producto incluida en el " registro de datos de identidad de la almohadilla LED " 144 almacenado en la memoria no volátil 334b de la almohadilla LED. Estos datos pueden incluir el número de pieza del fabricante, el nombre del fabricante, el número de serie de la unidad, un código de fabricación vinculado a una descripción del historial de fabricación o pedigrí específico de la ONU , el número de base de datos de identificación de dispositivos únicos globales (GUDID) especificado por la FDA de EE. UU.During the authentication process and in the case of user inquiries, the PBT controller 120 must request information about the manufacture of the LED pad. This data is beneficial for complying with medical device traceability regulations and debugging quality or field failures or processing return merchandise authorizations (RMAs). FIGURE. 17 illustrates an example of the type of product manufacturing information included in the "LED pad identity data record" 144 stored in the non-volatile memory 334b of the LED pad. This data may include the manufacturer's part number, manufacturer's name, unit serial number, a manufacturing code linked to a UN-specific pedigree or manufacturing history description, Globally Unique Device Identification (GUDID) specified by the US FDA.

[https://accessgudid.nlm.nih.gov/about-gudid] y, según corresponda, un número 510 (k) relacionado. El registro también puede incluir opcionalmente códigos específicos del país para importar el dispositivo y otra información relacionada con las aduanas, por ejemplo , números de licencia de exportación o certificados de libre comercio . Este registro se almacena en la memoria no volátil 334b durante la fabricación. El registro 144 de datos de identidad de la almohadilla LED también incluye credenciales de seguridad (tales como claves de cifrado) utilizadas en el proceso de autenticación. Las credenciales de seguridad pueden ser estáticas tal como se instalaron durante la fabricación, o pueden reescribirse dinámicamente cada vez que se autentica la almohadilla LED, o alternativamente reescritas después de un número prescrito de autenticaciones válidas.[https://accessgudid.nlm.nih.gov/about-gudid] and, as appropriate, a related 510(k) number. The registry can also optionally include country-specific codes for importing the device and other customs-related information, for example, export license numbers or free trade certificates. This record is stored in non-volatile memory 334b during manufacture. The LED pad identity data record 144 also includes security credentials (such as encryption keys) used in the authentication process. Security credentials can be static as installed during manufacturing, or they can be dynamically rewritten each time the LED Pad authenticates, or alternatively rewritten after a prescribed number of valid authentications.

Como se describe, durante el proceso de autenticación, el controlador PBT 120 recopila información relativa a la configuración de LED de cada panel LED conectado . Como se muestra en la FIGURA. 18, la información de configuración de LED de la almohadilla se almacena en la memoria no volátil 334b de la almohadilla de LED en el " registro de configuración de LED" 145, escrito durante el proceso de fabricación de la almohadilla. El registro almacena el número de cadenas de LED "n" y la descripción de información específica de los LED en la cadena, incluida la longitud de onda de los LED A y el número "m" de LED conectados en serie en cada cadena. En funcionamiento , esta información de cadena de LED se utiliza para hacer coincidir un tratamiento de LED con un tipo específico de almohadilla de LED. Por ejemplo, los tratamientos diseñados exclusivamente para activar LED rojos no funcionarán si se adjunta una almohadilla LED que contenga LED azules o verdes. La UI/UX de un usuario , es decir, las opciones de menú en la pantalla táctil del controlador PBT se ajustan de acuerdo con las almohadillas LED conectadas al sistema. Si las almohadillas LED correspondientes no están conectadas, las selecciones del menú que requieren ese tipo de almohadilla están ocultas o en gris.As described, during the authentication process, the PBT controller 120 collects information regarding the LED configuration of each connected LED panel. As the picture shows. 18 , the pad's LED configuration information is stored in the non-volatile memory 334b of the LED pad in the "LED configuration register" 145, written during the manufacturing process of the pad. The register stores the number of LED strings "n" and description information specific to the LEDs in the string, including the wavelength of LEDs A and the number "m" of LEDs connected in series in each string. In operation, this LED string information is used to match an LED treatment to a specific type of LED pad. For example, treatments designed solely to activate red LEDs will not work if an LED pad containing blue or green LEDs is attached. A user's UI/UX, i.e. menu options on the PBT controller's touch screen are adjusted according to the LED pads attached to the system. If the corresponding LED pads are not connected, the menu selections that require that type of pad are grayed out or hidden.

El registro de configuración de LED 145 es esencialmente una descripción tabular del esquema de circuito de una almohadilla de LED. Haciendo referencia a un esquema de la FIGURA. 19 que representa una parte de un panel de LED que comprende un controlador de LED 335 con un circuito controlador de LED 160 y sumideros de corriente 161a a 161c, y una matriz de LED 336, por lo queLED configuration register 145 is essentially a tabular description of the circuit schematic of an LED pad. Referring to a schematic of FIGURE. 19 depicting a part of an LED panel comprising an LED driver 335 with an LED driver circuit 160 and current sinks 161a to 161c, and an LED matrix 336, whereby

• La cadena n° 1 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 162a que comprende seis LED de infrarrojos cercanos conectados en serie de longitud de onda A1 = 810 nm accionados por el sumidero 161 de corriente que lleva una corriente Iled1.• String #1 in LED configuration register 145 describes string 162a comprising six series-connected near-infrared LEDs of wavelength A 1 = 810 nm driven by current sink 161 carrying a current I led1 .

• La cadena n° 2 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 163a que comprende cuatro LED rojos conectados en serie de longitud de onda A2 = 635 nm accionados por el sumidero de corriente 161b que lleva la corriente ILED2.• String #2 in LED configuration register 145 describes string 163a comprising four series-connected red LEDs of wavelength A 2 = 635 nm driven by current sink 161b carrying current ILED 2 .

• La cadena n° 3 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 164a que comprende cuatro LED azules conectados en serie de longitud de onda A3 = 450 nm accionados por el sumidero de corriente 161c que lleva la corriente ILED3.• String #3 in LED configuration register 145 describes string 164a comprising four series-connected blue LEDs of wavelength A 3 = 450 nm driven by current sink 161c carrying current ILED3.

• La cadena n° 4 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 162b que comprende seis LED de infrarrojos cercanos conectados en serie de longitud de onda A1 = 810 nm accionados por el disipador de corriente 161a que lleva la corriente Iled4 = Iled1.• String #4 in LED Configuration Register 145 describes string 162b comprising six series-connected near-infrared LEDs of wavelength A 1 = 810 nm driven by current sink 161a carrying current I led4 = I led1 .

• La cadena n° 5 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 163b que comprende cuatro LED rojos conectados en serie de longitud de onda A2 = 635 nm accionados por el sumidero de corriente 161b que lleva la corriente ILED5 = ILED2.• String #5 in LED configuration register 145 describes string 163b comprising four series-connected red LEDs of wavelength A 2 = 635 nm driven by current sink 161b carrying current ILED5 = ILED2.

• La cadena n° 6 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 164b que comprende cuatro LED azules conectados en serie de longitud de onda A3 = 450 nm accionados por el sumidero de corriente 161c que lleva la corriente ILED6 = ILED3. • String # 6 in LED configuration register 145 describes string 164b comprising four series-connected blue LEDs of wavelength A 3 = 450 nm driven by current sink 161c carrying current ILED6 = ILED3.

Lo anterior pretende ejemplificar, sin limitación, el formato de datos del registro de configuración de LED 145 y su equivalente esquemático correspondiente , no para representar un diseño específico . En particular, es probable que el número de cadenas de LED "n" y el número de LED conectados en serie en una cadena dada "m" contenida dentro de la almohadilla de LED superen los números mostrados en este ejemplo. En la práctica, el número de LED en las diversas cadenas puede ser idéntico o puede diferir de una cadena a otra. Por ejemplo, una almohadilla de LED puede incluir 15 cadenas que comprenden catorce LED en serie o 210 LED. Estos LED se pueden organizar en tres grupos de cinco cadenas de LED cada uno; un tercio de NIR, un tercio de rojo y un tercio de azul. Cada tipo de LED puede ser configurado 5 cuerdas paralelas y 14 series LEDs conectados, es decir, tres 14s5p matrices.The foregoing is intended to exemplify, without limitation, the data format of the LED configuration register 145 and its corresponding schematic equivalent, not to represent a specific design. In particular, the number of LED strings "n" and the number of series-connected LEDs in a given string "m" contained within the LED pad are likely to exceed the numbers shown in this example. In practice, the number of LEDs in the various strings may be identical or may differ from string to string. For example, a pad of LEDs may include 15 strings comprising fourteen LEDs in series or 210 LEDs. These LEDs can be arranged in three groups of five LED strings each; one third NIR, one third red and one third blue. Each type of LED can be configured with 5 parallel strings and 14 series connected LEDs, that is, three 14s5p arrays.

El registro 18 de configuración de LED también incluye el voltaje operativo mínimo y máximo s para la almohadilla de LED. Para un funcionamiento adecuado del LED, el voltaje de la fuente de alimentación Vled debe exceder la especificación de voltaje mínimo Vmin de la almohadilla LED para asegurar una iluminación uniforme, pero para evitar daños por voltaje excesivo o calor, el voltaje de la fuente de alimentación no debe exceder el voltaje máximo especificado Vmáx . En otras palabras, el valor de la tensión de alimentación aceptable para alimentar la almohadilla LED debe cumplir con los criterios Vmin < Vled ^ Vmáx . El del fabricante valor especificado de Vmin , almacenado en la configuración de LED registro 145 , obligada sobre una base estadística exceda la cadena de voltaje más alto de LEDs en la almohadilla LED para asegurar que tanto tiempo que los criterios de Vmin < Vled se mantiene, de la almohadilla más altos de tensión de cuerda s seguirán siendo plenamente iluminados en funcionamiento. Si el voltaje Vmin se especifica demasiado bajo, en algunas almohadillas LED, las cadenas de LED individuales pueden ser más tenues que otras durante el tratamiento. La uniformidad deficiente del brillo afecta negativamente la eficacia del tratamiento al limitar la potencia máxima y media de un tratamiento PBT y reducir la energía total (dosis) de un tratamiento.LED configuration register 18 also includes the minimum and maximum operating voltage s for the LED pad. For proper operation of the LED, the power supply voltage V led must exceed the minimum voltage specification Vmin of the LED pad to ensure uniform illumination, but to prevent damage from excessive voltage or heat, the power supply voltage supply must not exceed the specified maximum voltage Vmax. In other words, the supply voltage value acceptable to power the LED pad must meet the criteria Vmin < V led ^ Vmax . The manufacturer's specified value of Vmin, stored in LED configuration register 145, is enforced on a statistical basis to exceed the highest voltage string of LEDs on the LED pad to ensure that as long as the criteria of Vmin < V led is maintained Higher string tension pads will still be fully lit when playing. If the Vmin voltage is specified too low, on some LED pads individual LED strings may be dimmer than others during treatment. Poor gloss uniformity negatively affects treatment efficacy by limiting the maximum and mean power of a PBT treatment and reducing the total energy (dose) of a treatment.

La cadena de voltaje más alto en una almohadilla LED está determinada tanto por el diseño como por la variabilidad de voltaje estocástico en la fabricación de LED. Cada cadena de LED consta de LED conectados en serie m, donde cada LED tiene su propio V única tensión de conducción hacia adelante Vfx , donde x varía de 1 a m , y donde la tensión total cadena es la suma de estos LED individuo tensiones I Vfx . El voltaje más alto podría ocurrir en una cadena que comprende un menor número de serie - LEDs conectados con de mayor tensión, o que podría ocurrir en una cadena que comprende un mayor número de bajas de avance de tensión LEDs. Un fabricante de almohadillas LED debe emplear datos de muestreo estadístico de voltajes directos de LED en una base de lote a lote para asegurar que ninguna almohadilla LED se fabrique con un voltaje de cadena de LED que exceda el valor especificado de Vmin.The highest voltage string on an LED pad is determined by both design and stochastic voltage variability in LED manufacturing. Each LED string consists of series-connected LEDs m, where each LED has its own unique forward driving voltage V Vfx , where x varies from 1 am , and where the total string voltage is the sum of these individual LED voltages I Vfx . The higher voltage could occur in a string comprising fewer series-connected LEDs with higher-voltage LEDs, or it could occur in a string comprising a greater number of low-voltage LEDs. A manufacturer of LED pads must employ statistical sampling data of LED forward voltages on a lot-to-lot basis to ensure that no LED pad is manufactured with an LED string voltage that exceeds the specified value of Vmin.

Aunque menos preciso, t él fuente de alimentación debe ser capaz de suministro ing un mínimo requerido promedio actual Imin a iluminar todos los LEDs de un color particular (longitud de onda) a la vez. Generalmente, en una almohadilla de LED de dos longitudes de onda, el 50% de las n cadenas de LED pueden estar conduciendo al mismo tiempo. Mientras que en una almohadilla de LED de tres colores, es probable que sólo una de las tres longitudes de onda de LED se iluminará a la vez para evitar el sobrecalentamiento, un peor suposición caso de 2/3rd (67%) de los n-secuencias se puede utilizar para calcule la corriente máxima. La corriente máxima en LED que conducen en funcionamiento continuo, en el peor de los casos, no superará los 30 mA por cadena, es decir, Iled ^ 30 mA. El uso de este peor supuesto caso, una almohadilla con n = 30, 2/3rd de las cuerdas iluminados al mismo tiempo, y con Iled ^ 30 mA requerirá un valor de Imin = 30 (2/3) (30 mA) = 600 mA.Although less precise, the power supply must be capable of supplying a minimum required average current Imin to light all the LEDs of a particular color (wavelength) at once. Generally, in a two-wavelength LED pad, 50% of the n strings of LEDs can be conducting at the same time. Whereas on a tri-color LED pad, it's likely that only one of the three LED wavelengths will light at a time to prevent overheating, a worst-case guess of 2/3rd (67%) of the n- sequences can be used to calculate the maximum current. The maximum current in LEDs conducting in continuous operation, in the worst case, will not exceed 30 mA per string, ie I led ^ 30 mA. Using this worst case assumption, a pad with n=30, 2/3rd of the strings lit at the same time, and with I led ^30mA will require a value of Imin=30(2/3)(30mA)= 600mA.

El valor de Imax especificado en el registro de configuración de LED 145 no es una descripción de la corriente máxima que fluye en los LED, sino una descripción de la corriente máxima segura al 50% de factor de trabajo en las trazas conductoras de la almohadilla . Esta corriente incluye la corriente que fluye en las propias cadenas de LED de la almohadilla LED más cualquier corriente transportada a través de la almohadilla LED a otra almohadilla LED. La especificación se incluye para evitar el funcionamiento de la almohadilla donde se producen caídas de voltaje significativas en las líneas eléctricas de la almohadilla LED que provocan calentamiento, mal funcionamiento, electromigración o fusión del metal . Una posible guía de diseño para la placa de circuito impreso (PCB) de una almohadilla LED es utilizar conductores de cobre capaces de transportar más del doble de su corriente nominal, lo que significa que la almohadilla puede transportar de forma segura su propia corriente y la corriente de otro LED al mismo tiempo. Se incluye una banda de protección de diseño adicional de 5 = 25% como margen de seguridad.. Por ejemplo, si Imin = 600 mA, entonces usando una banda de guarda del 25%, Imax = 2Imin (1+ 5) = 1500 mA. El registro de configuración 145 también incluye la relación de espejo a usada para convertir la corriente de referencia Iref en la corriente de cadena de Iled (o viceversa) de acuerdo con la relación Iled = a Iref. Si se utilizan diferentes relaciones para cada canal, la tabla se puede modificar en consecuencia para incluir a1, a2 , a3... donde Iled1 = a1 Iren , Iled2 = a2 Iret2 , y así sucesivamente.The Imax value specified in LED configuration register 145 is not a description of the maximum current flowing in the LEDs, but a description of the maximum safe current at 50% duty factor in the conductive pad traces. This current includes the current flowing in the LED pad's own LED strings plus any current carried through the LED pad to another LED pad. The specification is included to prevent operation of the pad where significant voltage drops occur in the LED pad power lines causing heating, malfunction, electromigration, or metal melting. One possible design guideline for the PCB of an LED pad is to use copper conductors capable of carrying more than twice their current rating, which means that the pad can safely carry its own current and the current of another LED at the same time. An additional design guard band of 5 = 25% is included as a safety margin. For example, if Imin = 600 mA, then using a 25% guard band, Imax = 2Imin (1+ 5) = 1500 mA . Configuration register 145 also includes the mirror ratio a used to convert the reference current Iref to the I led string current (or vice versa) according to the ratio I led = a Iref. If different relations are used for each channel, the table can be modified accordingly to include a 1 , a 2 , a 3 ... where I led1 = a 1 Iren , I led2 = a 2 Iret 2 , and so on.

Refiriéndose nuevamente a la FIGURA. 19, la corriente Iled1 en cada cadena de LED NIR está controlada por un disipador de corriente dedicado 161a conectado en serie , que conduce la corriente en estado en proporción a Iren. La corriente Iled2 en cada cadena de LED rojos está controlada por un disipador de corriente dedicado 161b conectado en serie, que conduce la corriente en estado encendido en proporción a I f La corriente Iled3 en cada cadena de LED azul está controlada por un disipador de corriente dedicado 161c conectado en serie, que conduce la corriente en estado en proporción a I f El dispositivo de control de corriente conectado en serie con cada cadena de LED puede conectarse al lado del cátodo como un "sumidero" de corriente como se muestra en la FIGURA. 20A, o conectado al lado del ánodo de la cadena de LED como una "fuente" de corriente como se muestra en la FIGURA. 22A. En las implementaciones del sumidero de corriente 161a y de la fuente de corriente 200a, el LED de corriente I que fluye en el dispositivo de control de corriente y en la cadena de LED 165 o 201 respectivamente está controlado por una corriente de referencia analógica Iref y un pulso de habilitación digital En. El origen de estas dos señales en un sistema PBT distribuido se analiza más adelante en esta solicitud. (Nota: Los términos "fuente de corriente" y "sumidero de corriente" son bien conocidos en la técnica porque se refieren a un componente que proporciona o recibe ("sumideros") una corriente cuya magnitud no se ve relativamente afectada por la magnitud del voltaje a través del componente.)Referring again to FIGURE. 19 , the current I led1 in each string of NIR LEDs is controlled by a dedicated series-connected current sink 161a, which conducts on-state current in proportion to Iren. The current I led2 in each red LED string is controlled by a dedicated series-connected current sink 161b, which conducts the on-state current in proportion to I f The current I led3 in each blue LED string is controlled by a sink dedicated current 161c connected in series, which drives on-state current in proportion to I f The current control device connected in series with each string of LEDs can be connected to the cathode side as a current "sink" as shown in FIGURE. 20 A, or connected to the anode side of the LED string as a current "source" as shown in FIGURE. 22 A. In the current sink 161a and current source 200a implementations, the current LED I flowing in the current control device and LED string 165 or 201 respectively is controlled by a reference current analog Iref and a digital enable pulse En. The origin of these two signals in a distributed PBT system is discussed later in this application. (Note: The terms "current source" and "current sink" are well known in the art because they refer to a component that provides or receives ("sinks") a current whose magnitude is relatively unaffected by the magnitude of the current. voltage across the component.)

FIGURA. 20B ilustra un diagrama de representación de bloques de idealizado 161a sumidero de corriente que muestra una detección de corriente y el elemento de control 166 de accionamiento de la puerta de un MOSFET de canal-n 167. El MOSFET (o alternativamente un transistor de unión bipolar) mantiene la corriente controlada mientras sostiene el voltaje a través de sus terminales de drenaje a fuente. La polarización de la puerta es proporcionada por el elemento de control y detección de corriente 166 para mantener una corriente constante a pesar de las variaciones en el voltaje de drenaje a fuente . FIGURA.FIGURE. 20B illustrates an idealized current sink block representation diagram 161a showing a current sense and gate drive control element 166 of an n-channel MOSFET 167. The MOSFET (or alternatively a junction transistor bipolar) keeps the current controlled while sustaining the voltage across its drain to source terminals. Gate bias is provided by current sensing and control element 166 to maintain a constant current despite variations in drain-to-source voltage. FIGURE.

20C ilustra una implementación del sumidero de corriente constante descrito donde los MOSFET de espejo de corriente de canal-n 168a y 168b detectan el I led de corriente . La relación p del ancho de la puerta del MOSFET 168b al ancho de la puerta del MOSFET 168a es menor que uno, lo que significa que la corriente en el espejo actual MOSFET 168b es una pequeña fracción de, pero en una proporción precisa, la corriente de carga en la corriente. espejo MOSFET 168a (Iled) . Esta corriente medida, reflejada por un espejo de corriente que comprende la unidad de canal-p 169a MOSFET y 169b de haber emparejado anchuras de puerta Wp , transforma la corriente de detección de una corriente de tierra con referencia a una corriente de 5 V de alimentación con referencia de magnitud PIled. El diferencial de “error” señal AIerr que comprende la diferencia entre Iref y PIled entonces es amplificada y convertida proporcionalmente en una tensión Vg por transconductancia amplificador 170 y se alimenta a la puerta de la elemento de control actual, es decir MOSFET 167, formando una cerrada ruta de retroalimentación de bucle. En funcionamiento, la ganancia G m de transconductancia da como resultado una polarización de puerta Vg que conduce su señal de error AIerr a cero, forzando así Iref = PIled . Por conveniencia, redefinimos p = 1/a por lo que podemos expresar la función de transferencia de la fuente actual como Iled = a Iref. La misma corriente de referencia se distribuye a todas las cadenas de LED dentro de la misma almohadilla de LED para asegurar un brillo uniforme en todos los LED. 20C illustrates an implementation of the described constant current sink where the n-channel current mirror MOSFETs 168a and 168b sense the I current led . The ratio p of the gate width of MOSFET 168b to the gate width of MOSFET 168a is less than one, which means that the current in the current mirror MOSFET 168b is a small fraction of, but in a precise proportion, the current of charge in the current. mirror MOSFET 168a (I led ). This measured current, reflected by a current mirror comprising the p-channel unit MOSFET 169a and 169b having matched gate widths Wp , transforms the sense current from a ground current referenced to a 5 V supply current. with PI led magnitude reference. The differential “error” signal AIerr comprising the difference between Iref and PI led is then proportionally amplified and converted into a voltage V g by transconductance amplifier 170 and fed to the gate of the current control element, i.e. MOSFET 167, forming a closed loop feedback path. In operation, the transconductance gain G m results in a gate bias V g which drives its error signal AIerr to zero, thus forcing Iref = PI led . For convenience, we redefine p = 1/a so that we can express the transfer function of the current source as I led = a Iref. the same stream of reference is distributed to all LED strings within the same LED pad to ensure uniform brightness across all LEDs.

En el sumidero de corriente conmutada, el inversor digital 171 y una puerta de transmisión analógica que comprende el MOSFET 172 de canal-p y el MOSFET 173 de canaln conectado a tierra realizan la función de habilitación digital de la entrada En, controlando la puerta del MOSFET 167 del sumidero de corriente de canal-n. Específicamente, cuando la señal de habilitación En es alta, la salida del inversor 171 está en tierra, encendiendo la puerta 172 de transmisión del MOSFET del canal-p y apagando el MOSFET 173 del canal-n. Debido a que el canal-p tiene una puerta conectada a tierra , es polarizado en una condición totalmente on, es decir, su región lineal, y se comporta como una resistencia, pasando el voltaje analógico V g desde la salida del amplificador de transconductancia 170 a la puerta del sumidero de corriente del canal-n 167. A la inversa, cuando la señal de habilitación En es bajo (digital 0), la salida del inversor 171 conectado a la puerta de transmisión del canal-p MOSFET 172 está polarizada a 5 V, y el canal-n se apaga, desconectando la puerta del MOSFET 167 del disipador de corriente del canal-n de la salida de amplifi de transconductancia er 170. Al mismo tiempo, el MOSFET 172 de canal-n se enciende , tirando de la puerta del MOSFET 167 del sumidero de corriente a tierra y apagando el MOSFET 167 del sumidero de corriente , es decir, Iled = 0. En conclusión, el circuito de la FIGURA. 20C representa un circuito para implementar un sumidero de corriente controlado por conmutación. Cuando el sumidero de corriente está habilitado (En = digital 1), el sumidero de corriente conduce y transporta una corriente controlada Iled = aIref. Cuando el sumidero de corriente está desactivado (En = digital 0), el sumidero de corriente está apagado y el LED I = 0.In the switched current sink, the digital inverter 171 and an analog transmission gate comprising the p-channel MOSFET 172 and the grounded n-channel MOSFET 173 perform the digital enable function of the En input, controlling the gate of the switched current. n-channel current sink MOSFET 167. Specifically, when the enable signal En is high, the output of inverter 171 is to ground, turning on the transmit gate 172 of the p-channel MOSFET and turning off the n-channel MOSFET 173. Because the p-channel has a gate connected to ground, it is biased in a fully on condition, that is, its linear region, and behaves like a resistor, passing the analog voltage V g from the output of the transconductance amplifier 170 to the n-channel current sink gate 167. Conversely, when the enable signal En is low (digital 0), the output of the inverter 171 connected to the p-channel transmit gate MOSFET 172 is biased to 5 V, and the n-channel is turned off, disconnecting the gate of n-channel current sink MOSFET 167 from the transconductance amplifier output 170. At the same time, the n-channel MOSFET 172 is turned on, pulling from the gate of the current sink MOSFET 167 to ground and turning off the current sink MOSFET 167, that is, I led = 0. In conclusion, the circuit of FIG. 20C represents a circuit for implementing a switching controlled current sink. When the current sink is enabled (En = digital 1), the current sink conducts and carries a controlled current I led = aIref. When the current sink is off (En = digital 0), the current sink is off and the I LED = 0.

De manera similar, la fuente de corriente 200a de la FIGURA. 22A se puede realizar usando MOSFET de espejo de corriente de canal P para generar una corriente controlada desde el suministro de 5V al ánodo de la cadena de LED 201. La FIGURA. 22B ilustra una representación en diagrama de bloques de esta fuente de corriente idealizada 200a que muestra un elemento 202 de control y detección de corriente que acciona la puerta de un MOSFET 203 de canal-p. El MOSFET 203 (o alternativamente un transistor de unión bipolar) mantiene la corriente controlada mientras sostiene la voltaje en sus terminales de drenaje a fuente. La polarización de la puerta es proporcionada por el elemento 202 de control y detección de corriente para mantener una corriente constante a pesar de las variaciones en el voltaje de drenaje a fuente.Similarly, current source 200a of FIG. 22 A can be realized using P-channel current mirror MOSFETs to source a controlled current from the 5V supply to the anode of the LED string 201. FIG. 22B illustrates a block diagram representation of this idealized current source 200a showing a current sensing and control element 202 that drives the gate of a p-channel MOSFET 203 . The MOSFET 203 (or alternatively a bipolar junction transistor) keeps the current in check while sustaining the voltage across its drain to source terminals. Gate bias is provided by current sensing and control element 202 to maintain a constant current despite variations in drain-to-source voltage.

FIGURA. 22 C ilustra una implementación de la fuente de corriente constante descrita , donde los MOSFET de espejo de corriente de canal P 204a y 204b detectan la corriente de carga Iled . La relación entre el ancho de la puerta del MOSFET 204b y el ancho de la puerta del MOSFET 204A es p, donde p <1, lo que significa que la corriente en el MOSFET 204b del espejo es una pequeña fracción, pero en una proporción precisa, de la corriente de carga del LED. Esta corriente medida que representa una corriente referenciada al suministro de alto voltaje de Vled de magnitud PIled se introduce luego en el amplificador de transconductancia diferencial 206 y se compara con la corriente de referencia Iref, una corriente también reflejada en el riel de suministro de alto voltaje del Vled. El diferencial de "error” señal? Ierr que comprende la diferencia entre Iref y PIled entonces es amplificada y convertida proporcionalmente en una tensión - Vg por transconductancia amplificador 206 y se alimenta a la puerta de la elemento de control actual, P-canal de fuente de corriente MOSFET 203 , formando una ruta de retroalimentación de circuito cerrado. En funcionamiento, la ganancia Gm del amplificador de transconductancia 206 da como resultado una polarización de puerta - Vg que conduce su señal de error AIerr a cero, forzando así Iref = PIled. Por conveniencia, redefinimos p = 1/a por lo que podemos expresar la función de transferencia de fuente actual como Iled = aIref. La misma corriente de referencia se distribuye a todas las cadenas de LED dentro de la misma almohadilla de LED para asegurar un brillo uniforme en todos los LED.FIGURE. 22C illustrates an implementation of the described constant current source, where the P-channel current mirror MOSFETs 204a and 204b sense the load current I led . The ratio between the gate width of the MOSFET 204b and the gate width of the MOSFET 204A is p, where p < 1, which means that the current in the MOSFET 204b of the mirror is a small fraction, but in a precise proportion, of the charging current of the LED. This measured current representing a current referenced to the high voltage supply of V led of magnitude PI led is then input to the differential transconductance amplifier 206 and compared to the reference current Iref, a current also reflected on the voltage supply rail. high voltage of V led . The differential “error” signal ?Ierr comprising the difference between Iref and PI led is then amplified and proportionally converted to a voltage - V g by transconductance amplifier 206 and fed to the gate of the current control element, P-channel. of current source MOSFET 203, forming a closed-loop feedback path.In operation, the gain Gm of the transconductance amplifier 206 results in a gate bias -V g which drives its error signal AIerr to zero, thus forcing Iref = PI led For convenience, we redefine p = 1/a so we can express the current source transfer function as I led = aIref The same reference current is distributed to all LED strings within the same pad of LEDs to ensure uniform brightness across all LEDs.

En la implementación de la fuente de corriente conmutada como se muestra , los inversores digitales 211 ay 211b y una puerta de transmisión analógica que comprende un MOSFET 207 de canal P y un MOSFET 208 de canal P conectado con Vled realizan la función de habilitación digital de la entrada En, controlando la puerta de MOSFET de canal-p fuente de corriente 203. Específicamente, cuando la habilitación de la señal En es alto, la salida del inversor 211a es en la planta y la salida del inversor 211b está en 5 V, Encendido del MOSFET 210a de canal N de cambio de nivel de alto voltaje y desactivación del canal N de cambio de nivel de alto voltaje MOSFET 210b. Con el cambio de nivel de alta tensión de canal-n 210a MOSFET en su estado encendido, la corriente es conducida a través 209a resistor tirando de la puerta de MOSFET de canal-p de transmisión-puerta 207 hacia abajo a una tensión cerca del suelo y girando en el transistor. Debido a que el MOSFET 207 de canal P tiene una puerta polarizada cerca de tierra, el dispositivo opera en su región lineal, es decir , completamente encendido, comportándose como una resistencia y pasando el voltaje analógico -V g desde la salida del amplificador de transconductancia 206 a la puerta de fuente de corriente de canal-p MOSFET 203 . Simultáneamente, dado que el MOSFET 210b de canal-n de cambio de nivel de alto voltaje está apagado, no fluye corriente en la resistencia 209b, y el voltaje de la compuerta del MOSFET 208 de elevación del canal-p está vinculado a su fuente, es decir, al Vled, y el transistor está apagado. Como tal, siempre que el MOSFET 203 de la fuente de corriente del canal-p está encendido, el MOSFET 208 de extracción del canal-p está apagado y no tiene ningún efecto sobre el voltaje de la puerta de la fuente 203 del MOSFET del canal-p.In the switching current source implementation as shown, digital inverters 211a and 211b and an analog drive gate comprising a P-channel MOSFET 207 and a P-channel MOSFET 208 connected with V led perform the digital enable function. of input En, driving the gate of current source p-channel MOSFET 203. Specifically, when the enable signal En is high, the output of inverter 211a is on ground and the output of inverter 211b is at 5 V , Turning on the high voltage level shift N-channel MOSFET 210a and turning off the high voltage level shift N-channel MOSFET 210b. With the high voltage level shift of n-channel MOSFET 210a in its on state, current is conducted through resistor 209a pulling the gate of the transmit-gate p-channel MOSFET 207 down to a voltage near ground and turning on the transistor. Because the P-channel MOSFET 207 has a gate biased close to ground, the device operates in its linear region, i.e., fully on, behaving like a resistor and passing the analog voltage -V g from the output of the transconductance amplifier. 206 to the p-channel current source gate MOSFET 203 . Simultaneously, since the high-voltage level-shift n-channel MOSFET 210b is turned off, no current flows in resistor 209b, and the gate voltage of the p-channel pull-up MOSFET 208 is tied to its source, that is, to the V led , and the transistor is off. As such, whenever the p-channel current source MOSFET 203 is on, the p-channel pull MOSFET 208 is off and has no effect on the gate voltage of the channel MOSFET 203 source. -p.

A la inversa , cuando la señal de habilitación En es baja (0 digital), la salida del inversor 211b está polarizada a tierra, desconectando el canal N de desplazamiento de nivel de alto voltaje MOSFET 210a. Debido a que el MOSFET 210a de canal-n de cambio de nivel de alto voltaje está apagado, no fluye corriente en la resistencia 209a, y el voltaje de la puerta del MOSFET 207 de la puerta de transmisión del canal-p está polarizado a Vled que apaga la puerta de transmisión del canal-p MOSFET 207 y desconectando la salida del amplificador de transconductancia 205 de la puerta de la fuente de corriente del canal-p 203. Al mismo tiempo, el MOSFET de canal-n 210b se enciende, conduciendo la corriente en la resistencia 209b y tirando de la puerta del MOSFET 208 de elevación del canal-p cerca del suelo y encendiendo el MOSFET 208. Con el MOSFET 208 de pull-up del canal-p está encendido, la puerta de la fuente 203 de corriente del canal-p está polarizada a Vled , por lo que la fuente de corriente está polarizada y Iled = 0. En conclusión, el circuito de la FIGURA. 22C representa un circuito para implementar una fuente de corriente controlada conmutada. Cuando el sumidero de corriente está habilitado (En = digital 1), el sumidero de corriente conduce y transporta una corriente controlada Iled = aIref. Cuando el sumidero de corriente está desactivado (En = digital 0), el sumidero de corriente está apagado y el LED I = 0.Conversely, when the enable signal En is low (digital 0), the output of inverter 211b is biased to ground, disconnecting the high level offset channel N. MOSFET voltage 210a. Because the high voltage level shift n-channel MOSFET 210a is off, no current flows in resistor 209a, and the gate voltage of the p-channel transmit gate MOSFET 207 is biased to V led turning off the transmit gate of the p-channel MOSFET 207 and disconnecting the output of the transconductance amplifier 205 from the current source gate of the p-channel 203. At the same time, the n-channel MOSFET 210b is turned on, driving current into resistor 209b and pulling the gate of the p-channel pull-up MOSFET 208 close to ground and turning the MOSFET 208 on. With the p-channel pull-up MOSFET 208 on, the source gate 203 p-channel current is biased to V led , so the current source is biased and I led = 0. In conclusion, the circuit of FIG. 22C depicts a circuit for implementing a switched controlled current source. When the current sink is enabled (En = digital 1), the current sink conducts and carries a controlled current I led = aIref. When the current sink is off (En = digital 0), the current sink is off and the I LED = 0.

Cabe señalar que la implementación del circuito sumidero de corriente de la FIGURA.It should be noted that the implementation of the current sink circuit in FIG.

20C es esencialmente un circuito de bajo voltaje. El único componente que requiere una especificación capaz de sobrevivir al suministro de LED de alto voltaje Vled es el MOSFET 167 de sumidero de corriente de canal N. Este no es el caso con el circuito de fuente de corriente de la FIGURA. 22C, que requiere MOSFET con alta capacidad de bloqueo de drenaje a fuente en estado desactivado, y especialmente MOSFET 203 de fuente de corriente de canal P que debe conducir una corriente controlada mientras mantiene simultáneamente un alto voltaje, es decir, el MOSFET de fuente de corriente debe exhibir un amplia área de operación segura libre de una segunda avería (snapback) y preocupaciones de confiabilidad del portador caliente. Es especialmente preocupante la tensión nominal máxima de puerta a fuente de los MOSFET de canal-p 207 y 208, es decir, V gsp (máx.). Para evitar dañar el óxido de la puerta de estos dispositivos, los valores de las resistencias 209a y 209b deben elegirse con cuidado para no producir una unidad de puerta en estado que exceda V gsp (máx.) De los dispositivos. Como precaución, se puede incluir un diodo Zener a través de la puerta a los terminales de fuente de los MOSFET 207 y 208, respectivamente, para fijar la polarización máxima de la puerta a un nivel seguro. En algunos procesos de circuitos integrados, los transistores de canal P de alto voltaje fabricados pueden utilizar opcionalmente una puerta de "alto voltaje" más gruesa, pero esta opción depende de la fundición de obleas utilizada para producir el IC.20C is essentially a low voltage circuit. The only component that requires a specification capable of surviving the high voltage V led supply is the N-channel current sink MOSFET 167. This is not the case with the current source circuit of FIGURE. 22C, which requires MOSFETs with high drain-to-source blocking capacitance in the off-state, and especially P-channel current-source MOSFET 203 which must drive a controlled current while simultaneously maintaining a high voltage, i.e., the current-source MOSFET current should exhibit a wide area of safe operation free from snapback and hot carrier reliability concerns. Of particular concern is the maximum gate-to-source voltage rating of the p-channel MOSFETs 207 and 208, ie, V gsp (max). To avoid damaging the gate oxide of these devices, the values of resistors 209a and 209b must be chosen carefully so as not to produce an on-state gate drive that exceeds V gsp (max) of the devices. As a precaution, a Zener diode can be included across the gate to the source terminals of MOSFETs 207 and 208, respectively, to set the maximum gate bias to a safe level. In some integrated circuit processes, fabricated high-voltage P-channel transistors can optionally use a thicker "high-voltage" gate, but this option depends on the wafer foundry used to produce the IC.

FIGURA. 23 A ilustra otro método para lograr una fuente de corriente conmutada. En este caso, el circuito de control de corriente analógico está separado de la función de habilitación digital, por lo que la cadena de LED 201 está conectada en serie entre la fuente de corriente controlada 200A y un MOSFET 212 de habilitación de canal N conectado a tierra. FIGURE. 23 A illustrates another method of achieving a switched current source. In this case, the analog current control circuit is separate from the digital enable function, so the LED string 201 is connected in series between the controlled current source 200A and an N-channel enable MOSFET 212 connected to land.

El diagrama de bloques de este circuito , mostrado en la FIGURA. 23B, ilustra que la realización de una fuente de corriente ideal incluye el circuito 202 de control y detección de corriente y el MOSFET 203 de fuente de corriente de canal-p de alto voltaje. La implementación del circuito de una fuente de corriente "conmutada por el lado bajo" es considerablemente más simple que la de la fuente de corriente conmutada totalmente integrada de la FIGURA. 22 C. Como se muestra , la detección de corriente permanece sin cambios , utilizando un espejo de detección de corriente que comprende MOSFET de canal P 204a y 204b, un espejo de referencia de corriente que comprende MOSFET de canal-p 205a y 205b y un amplificador de transconductancia de entrada diferencial 206. En esta implementación, todos el cambio de nivel de alto voltaje, la puerta de transmisión y los circuitos de activación de la puerta se eliminan por completo y se reemplazan por un único MOSFET 212 de canal-n conectado a tierra impulsado por inversores de accionamiento de puerta de bajo voltaje 221a y 211b.The block diagram of this circuit, shown in FIG. 23B , illustrates that the embodiment of an ideal current source includes the current detection and control circuit 202 and the high voltage p-channel current source MOSFET 203. The circuit implementation of a "low side switched" current source is considerably simpler than that of the fully integrated switched current source of FIGURE. 22 C. As shown, the current sense remains unchanged, using a current sense mirror comprising P-channel MOSFETs 204a and 204b, a current reference mirror comprising p-channel MOSFETs 205a and 205b, and a differential input transconductance amplifier 206. In this implementation, all high-voltage level shifting, transmit gate, and gate drive circuitry are completely eliminated and replaced by a single connected n-channel MOSFET 212 to ground driven by low voltage gate drive inverters 221a and 211b.

En los circuitos de fuente de corriente de alto voltaje de ambas FIGURA. 22C y FIGURA. 23C, la corriente de referencia requerida es una corriente de sumidero de corriente referenciada a tierra —Iref. Dado que la mayoría de las referencias actuales generan corriente en lugar de sumirla, se requiere un espejo de corriente de fuente a sumidero. Este espejo está representado por un MOSFET 213a de canal-n conectado al umbral con una entrada de referencia de corriente Iref reflejada por un MOSFET 213b de canal-n para producir una corriente de referencia de sumidero de corriente -Iref utilizado para alimentar el MOSFET de espejo de corriente de canal-p con referencia a Vled 205b. Debe entenderse que lo contrario del circuito mostrado en la FIGURA. 23C usa un MOSFET de canal-p de alto voltaje y un circuito de cambio de nivel para la función de habilitación y un disipador de corriente conectado a tierra para el control de corriente. Pero, en general, un alto - lado conmutado sumidero de corriente no tiene ninguna ventaja específica sobre el fregadero totalmente integrada con conmutación actual se muestra en la FIGURA. 20C y, por lo tanto, no se describe en esta solicitud.In the high voltage current source circuits of both FIGURE. 22 C and FIGURE. 23 C, the required reference current is a current sink current referenced to ground —Iref. Since most current references source current rather than sink it, a source-to-sink current mirror is required. This mirror is represented by an n-channel MOSFET 213a connected to the threshold with a current reference input Iref mirrored by an n-channel MOSFET 213b to produce a current sink reference current -Iref used to power the current sink MOSFET. p-channel current mirror referenced to V led 205b. It should be understood that the opposite of the circuit shown in FIG. 23 C uses a high voltage p-channel MOSFET and level shift circuit for the enable function and a grounded current sink for current control. But, in general, a high-side switched current sink has no specific advantage over the fully integrated current-switched sink shown in FIGURE. 20 C and is therefore not described in this application.

En todos los circuitos mencionados anteriormente, el control de la corriente LED depende de una corriente de referencia común. Para lograr la precisión requerida para controlar el brillo del LED, la corriente de referencia Iref requiere un recorte activo durante la fabricación . Un método para cortar la corriente de referencia , utilizando resistencias, se muestra en la FIGURA. 21A. La corriente de referencia Irero está determinada por el MOSFET 180a de canal-p conectado por umbral en serie con la resistencia 181. La conexión por umbral se refiere a un MOSFET con su puerta conectada a su drenaje para crear un dispositivo de dos terminales donde Vgs = Vds . El término "umbral" se utiliza porque representa la tensión en la que se produce un aumento rápido de la corriente de drenaje, a una tensión cercana a la tensión umbral Vt p del dispositivo, es decir, Vgs = Vds « Vt. Entonces, la corriente en el MOSFET 180a del canal=p es aproximadamente irefo« (5V -Vtp) / Ro. Esta corriente de referencia se refleja en otros MOSFET de referencia 180b a 180e de construcción y ancho de puerta idénticos mediante una conexión de puerta compartida para producir múltiples corrientes de referencia coincidentes Irefi, iref2 , iref3 , iref4 y más. El desajuste de los anchos de puerta Wpo = Wpi = Wp2 = Wp3 = Wp4 etc.no es una fuente significativa de variabilidad en comparación con la variabilidad de la resistencia R o en la resistencia del circuito integrado 181. Para poder eléctricamente recortar el circuito para compensar las variaciones de fabricación, iref circuito de ajuste de resistencia 182 incluye una matriz de resistencias conmutadas 184a, 184b ... 184n con resistencias correspondientes R1, R2... Rn que pueden conectarse eléctricamente en paralelo con la resistencia 181 (o no) dependiendo de si los MOSFET de canal-n 184a, 184b... 184n están polarizados en un estado de conducción mediante controladores de puerta 185a, 185b ... 185n respectivamente. Para cada transistor activado, su correspondiente resistencia se coloca en paralelo con la resistencia 181, reduciendo la resistencia efectiva Ro y aumentando la magnitud de la corriente irefo. Dicho método de recorte es un recorte unidireccional hacia abajo en la resistencia y hacia arriba en la corriente, lo que significa que el valor inicial es la resistencia más alta y la corriente más baja. En la fabricación, se mide la corriente del LED y la combinación de los MOSFET de ajuste que se encienden y apagan se ajusta cambiando el registro de calibración de valor digital 186 hasta que se alcanza la corriente objetivo, por lo que el contenido del registro de calibración 186 se escribe en la memoria no volátil. Aunque este método que describe resistencias en paralelo conmutadas representa un método de ajuste de resistencias, un método alternativo implica resistencias conectadas en serie en cortocircuito mediante la conducción de MOSFET. En este método de ajuste en serie, el valor de la resistencia con todos los MOSFET apagados comienza en el valor más alto con la corriente más baja, y la corriente aumenta a medida que avanza el ajuste y los MOSFET se encienden para cortocircuitar más resistencias.In all of the circuits mentioned above, the control of the LED current depends on a common reference current. To achieve the precision required to control the brightness of the LED, the reference current Iref requires active clipping during manufacturing. A method to cut the reference current, using resistors, is shown in the FIGURE. 21A . The Irero reference current is determined by the threshold-connected p-channel MOSFET 180a in series with resistor 181. The threshold connection refers to a MOSFET with its gate connected to its drain to create a two-terminal device where V gs = V ds . The term "threshold" is used because it represents the voltage at which a rapid increase in drain current occurs, to a voltage close to the threshold voltage Vt p of the device, ie V gs = V ds « Vt. So the current in the Channel MOSFET 180a=p is approximately irefo« (5V -Vtp) / Ro. This reference current is mirrored to other reference MOSFETs 180b through 180e of identical construction and gate width by a shared gate connection to produce multiple matching reference currents Irefi, iref 2 , iref 3 , iref 4 and more. The mismatch of the gate widths Wpo = Wpi = Wp 2 = Wp 3 = Wp 4 etc. is not a significant source of variability compared to the variability of the resistor R or in the resistor of the integrated circuit 181. To be able to electrically trim circuit for compensating for manufacturing variations, iref resistance adjustment circuit 182 includes an array of switched resistors 184a, 184b...184n with corresponding resistors R1 , R2 ...Rn that can be electrically connected in parallel with the resistor 181 (or not) depending on whether the n-channel MOSFETs 184a, 184b...184n are biased into a conducting state by gate drivers 185a, 185b...185n respectively. For each transistor turned on, its corresponding resistor is placed in parallel with resistor 181, reducing the effective resistance Ro and increasing the magnitude of the current irefo. Said clipping method is a unidirectional clipping down on resistance and up on current, which means that the starting value is the highest resistance and lowest current. In manufacturing, the LED current is measured and the combination of the trim MOSFETs turning on and off is adjusted by changing the digital value calibration register 186 until the target current is reached, whereby the contents of the trim register calibration 186 is written to non-volatile memory. Although this method describing switched parallel resistors represents a resistor matching method, an alternative method involves series-connected resistors shorted together by conducting MOSFETs. In this series tuning method, the resistor value with all MOSFETs off starts at the highest value with the lowest current, and the current increases as tuning progresses and the MOSFETs turn on to short more resistors.

FiGURA. 21B ilustra un método de recorte alternativo que utiliza la escala de ancho de puerta MOSFET. Como en el circuito de referencia de resistencia de la FiGURA. 21A, en este circuito de referencia, una corriente de referencia irefo conducida por un MOSFET 18oa de canal-p conectado por umbral se refleja en múltiples salidas a través de MOSFET 18ob a 18oe de tamaño idéntico.Figure. 21B illustrates an alternative clipping method using MOSFET gate width scaling. As in the resistance reference circuit of FIGURE. 21A , in this reference circuit, a reference current irefo carried by a threshold-connected p-channel MOSFET 18oa is reflected to multiple outputs via MOSFETs 18ob to 18oe of identical size.

Sin embargo, a diferencia del caso anterior, un circuito 19o de referencia de banda prohibida con una salida Vbandgap banda prohibida produce la corriente de referencia. El voltaje de banda prohibida se convierte en una corriente mediante una resistencia en serie y se refleja en el MOSFET 192a de canal-n de espejo de corriente conectado al umbral con un ancho de puerta Wn para reflejar el MOSFET 192b con ancho de puerta YWn para producir la corriente de referencia irefo. El voltaje de salida dependiente de la temperatura Vbandgap (T) de la referencia de voltaje de bandgap 190 puede diseñarse para compensar en gran medida la variación de temperatura de la resistencia 191 por lo que y [Vbandgap (T) / R0 (T)] = Irera donde Iref0 se convierte constante con la temperatura. El recorte se produce cambiando el ancho de puerta efectivo del MOSFET 180a de canal-p al conectar en paralelo cualquier número de MOSFET conectados por umbral 193a, 193b... 193n, que tengan los respectivos anchos de puerta Wpx1, Wpx2 ... Wpxn de acuerdo con el estado de encendido / apagado digital de conmutadores MOSFET de canal-p 194a, 194b . 194n, que están controlados por inversores digitales 195a, 195b . 195n. Si, por ejemplo, el MOSFET 194b se enciende mediante el inversor 195b, entonces el MOSFET 193b está esencialmente en paralelo con el canal-p MOSFET 180a y el ancho de la puerta del espejo actual aumenta de Wp0 a un valor mayor (Wp0 + Wpx2 ). El ancho de puerta más grande del par MOSFET conectado al umbral significa que se necesita menos voltaje para transportar la misma corriente de referencia, por lo que se reduce la corriente en las corrientes de referencia de salida. En otras palabras, la relación de espejo actual entre Irero e I f , por ejemplo , cambia de una relación [Wp3 / Wp0 ] a una relación más pequeña [Wp3 / (Wp0 + Wpx2 )], lo que significa que la corriente de salida falleció con recorte activo. Como tal, el ajuste es unidireccional comenzando con la corriente de salida más alta cuando los MOSFET de ajuste están apagados y disminuyendo a medida que se conectan más transistores en paralelo. En la fabricación, se mide la corriente del LED y la combinación de los MOSFET de ajuste que se encienden y apagan se ajusta cambiando el registro de calibración de valor digital 186 hasta que se alcanza la corriente objetivo, donde los contenidos del registro de calibración 186 se escriben en no volátiles. memoria.Unlike the previous case, however, a bandgap reference circuit 19o with a bandgap Vbandgap output produces the reference current. The bandgap voltage is converted to a current by a series resistor and reflected to the threshold-connected current mirror n-channel MOSFET 192a with gate width Wn to reflect the MOSFET 192b with gate width YWn to produce the reference current irefo. The temperature dependent output voltage Vbandgap(T) of the bandgap voltage reference 190 can be designed to largely compensate for the temperature variation of resistor 191 so that y [Vbandgap(T)/ R0 (T)] = Irera where Iref0 becomes constant with temperature. Clipping is produced by changing the effective gate width of the p-channel MOSFET 180a by paralleling any number of threshold-connected MOSFETs 193a, 193b...193n, having the respective gate widths Wpx 1 , Wpx 2 .. Wpxn according to the digital on/off state of p-channel MOSFET switches 194a, 194b. 194n, which are controlled by digital inverters 195a, 195b. 195n. If, for example, MOSFET 194b is turned on by inverter 195b, then MOSFET 193b is essentially in parallel with p-channel MOSFET 180a and the current mirror gate width increases from Wp 0 to a larger value (Wp 0 + Wpx 2 ). The larger gate width of the MOSFET pair connected to the threshold means that less voltage is needed to carry the same reference current, so the current in the output reference currents is reduced. In other words, the current mirror ratio between Irero and If , for example, changes from a ratio [Wp 3 / Wp 0 ] to a smaller ratio [Wp 3 / (Wp 0 + Wpx 2 )], which means that the output current died with active clipping. As such, the trim is unidirectional starting with the highest output current when the trim MOSFETs are off and decreasing as more transistors are connected in parallel. At manufacturing, the LED current is measured and the combination of trim MOSFETs turning on and off is adjusted by changing the digital value calibration register 186 until the target current is reached, where the contents of calibration register 186 they are written in non-volatiles. memory.

Para variar la corriente de referencia y, por lo tanto, la corriente del LED dinámicamente, el valor de la corriente de referencia se puede cambiar digitalmente sobrescribiendo el registro de calibración 186 con datos dinámicos ajustando o modulando el brillo del LED, pero hacerlo es una desventaja ya que pierde la precisión. logrado mediante un ajuste de referencia de calibración durante la fabricación. Este problema se supera mediante el circuito de referencia dinámicamente programable de la FIGURA. 21C, que comprende dos corriente de referencia registros - la mencionada Iref calibration registro 186, y una corriente dinámica de referencia objetivo 199a registro separado única para un tratamiento específico PBT. La corriente de referencia de objetivo dinámico 199a varía con el tiempo, mientras que la tabla de calibración no. A este respecto, los datos de la tabla de calibración 186 se pueden considerar como un desplazamiento fijo de los datos en el registro de corriente de referencia de objetivo dinámico 199a. Los dos registros se combinan fácilmente usando una simple resta realizada por la unidad aritmética lógica ALU 198 para producir un registro de corriente de excitación dinámico compensado, específicamente "Iref input word 199b”. Esta palabra digital se utiliza para impulsar un convertidor 197 de digital a analógico (D/A), un convertidor de digital a analógico que genera una tensión analógica en función de su entrada digital. Mientras que la exactitud puede variar de 8 bits a 24 bits en la resolución, 16-bit DACs, comúnmente disponibles en muchos microcontroladores, producen 1.024 combinaciones - amplio resolución para cualquier síntesis de forma de onda requerida. Como se muestra , el voltaje de salida del convertidor D/A VDAC se convierte en corriente mediante la resistencia 191 y se refleja en los MOSFET de canal-n 192a y 192b para producir la corriente de referencia Iren , donde Iren « P [(Vdac - Vtn)/R0]. Esta corriente de referencia es reflejada por el MOSFET 180a de canal-p conectado al umbral y los MOSFET emparejados 180b, 180c, 180d, 180e ... para producir las salidas de referencia de corriente correspondientes Iren, I f Iref3 , I f y así sucesivamente. El convertidor D/A 197 también puede comprender un convertidor D/A de salida de corriente , que produce una corriente analógica en lugar de producir un voltaje. En tales casos, el valor de la resistencia 191 no es importante e incluso puede eliminarse.To vary the reference current and thus the LED current dynamically, the reference current value can be changed digitally by overwriting calibration register 186 with dynamic data by adjusting or modulating the LED brightness, but doing so is a disadvantage as it loses precision. achieved by a calibration reference fit during manufacture. This problem is overcome by the dynamically programmable reference circuit in FIGURE. 21C, comprising two reference stream registers - the aforementioned Iref calibration register 186, and a separate target reference dynamic current register 199a unique to a specific PBT treatment. The dynamic target reference current 199a varies with time, whereas the calibration table does not. In this regard, the data in the calibration table 186 can be considered as a fixed offset from the data in the dynamic target reference current register 199a. The two registers are easily combined using simple subtraction performed by the ALU 198 logic arithmetic unit to produce a balanced dynamic driving current register, specifically “Iref input word 199b”. This digital word is used to drive a digital-to-digital converter 197. analog (D/A) converter, a digital-to-analog converter that generates an analog voltage in function of its digital input. While accuracy can vary from 8-bit to 24-bit resolution, 16-bit DACs, commonly available on many microcontrollers, produce 1,024 combinations - ample resolution for any waveform synthesis required. As shown, the output voltage of the D/A converter VDAC is converted to current via resistor 191 and reflected across n-channel MOSFETs 192a and 192b to produce the reference current Iren , where Iren « P [(V dac -Vtn)/R 0 ]. This reference current is mirrored by the threshold-connected p-channel MOSFET 180a and the paired MOSFETs 180b, 180c, 180d, 180e... to produce the corresponding current reference outputs Iren, I f Iref 3 , I f and so on. successively. The D/A converter 197 may also comprise a "current output" D/A converter, which produces an analog current instead of producing a voltage. In such cases, the value of the resistor 191 is not important and can even be eliminated.

Una vez que los componentes de un sistema PBT distribuido se establecen a través de la autenticación capa-2 y las asignaciones de direcciones de puerto y red de capa-3 y capa-4, y se intercambian los datos de configuración de la almohadilla LED, el sistema PBT distribuido está listo para ejecutar los tratamientos. Una vez que el controlador PBT recibe un comando de 'inicio' de usuario, el tratamiento PBT comienza con un intercambio de claves de cifrado o certificados digitales entre el controlador PBT y las almohadillas LED inteligentes conectadas a la red para establecer una sesión capa-5. Una vez que se abre la sesión, el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente mantienen su vínculo seguro durante el intercambio de archivos y comandos hasta que se completa o termina el tratamiento. Se puede realizar seguridad de red adicional usando el cifrado en la capa-6 de presentación o en la capa-7 de la aplicación. La ejecución de un tratamiento PBT comienza usando los métodos de reproducción de archivos o transmisión de datos, descritos a continuación.Once the components of a distributed PBT system are established through layer-2 authentication and layer-3 and layer-4 network and port address assignments, and LED pad configuration data is exchanged, the distributed PBT system is ready to run the treatments. Once the PBT controller receives a user 'start' command, the PBT processing begins with an exchange of encryption keys or digital certificates between the PBT controller and the network-connected smart LED pads to establish a layer-5 session. . Once the session is opened, the PBT controller and smart LED pad maintain their secure link during file and command exchange until treatment is completed or terminated. Additional network security can be realized using either presentation layer-6 or application layer-7 encryption. The execution of a PBT treatment begins using the file reproduction or data transmission methods, described below.

Transmisión de datos en sistemas PBT distribuidosData transmission in distributed PBT systems

Al incorporar todos los circuitos de activación de LED en una almohadilla de LED , como se mostró anteriormente en la FIGURA. 18, el controlador PBT en un sistema PBT distribuido no necesita preocuparse por cómo la almohadilla es capaz de seleccionar cadenas de LED específicas, cómo se controla la corriente de LED o los métodos utilizados para el pulso o modular la conducción de los LED. En cambio , el controlador PBT realiza las tareas de la interfaz de usuario y prepara las instrucciones de conducción para el tratamiento seleccionado. Estas instrucciones de conducción se pueden transferir del controlador PBT a la almohadilla LED de dos formas. En un método, el software llamado un jugador LED se instala por primera vez en la almohadilla , que posteriormente se utiliza para interpretar y ejecutar el tratamiento, y en segundo lugar un conjunto de instrucciones llamado un archivo de reproducción es transferido, instruyendo código ejecutable del jugador LED qué hacer. Un enfoque alternativo es que el PBT envíe un archivo de transmisión. By incorporating all of the LED driver circuitry into one LED pad, as shown in FIGURE above. 18 , the PBT driver in a distributed PBT system need not be concerned with how the pad is able to select specific LED strings, how the LED current is controlled, or the methods used to pulse or modulate the driving of the LEDs. Instead, the PBT controller performs the user interface tasks and prepares the driving instructions for the selected treatment. These driving instructions can be transferred from the PBT driver to the LED pad in two ways. In one method, software called an LED player is first installed on the pad, which is subsequently used to interpret and execute the treatment, and secondly a set of instructions called a playback file is transferred, instructing executable code from the LED player what to do. An alternative approach is for the PBT to send a transmission file.

En la transmisión de datos maestro-esclavo, se envía una serie de instrucciones LED de forma secuencial y continua para indicar a los LED cuándo encender y apagar. Similar a un archivo de transmisión de audio, la transferencia de datos desde el controlador PBT al panel LED inteligente debe ocurrir antes de ejecutar un paso en particular. Los paquetes de instrucciones de entrada, enviados en sucesivas piezas, deben mantenerse a la vanguardia de la ejecución del tratamiento ; de lo contrario, el tratamiento se detendrá por falta de instrucciones. Este proceso se ilustra en el diagrama de flujo de la FIGURA. 24 que muestra las operaciones de LightOS que ocurren en el host del controlador PBT y las operaciones de LightPadOS que ocurren en conjunto en el cliente de almohadilla LED inteligente. Específicamente , después de seleccionar una sesión de terapia 250, los sistemas operativos del controlador y del panel comienzan la ejecución 251a y 251b de la sesión 250 seleccionada . En la etapa 252a y en el tiempo t1 las transferencias LightOS un 1st segmento de tratamiento a la almohadilla de LED, donde a en el paso 252b los LightPadOS ejecuta el 1 st segmento de tratamiento. En la etapa 253a y en el tiempo t2 LightOS transferencias un 22nd segmento de tratamiento a la almohadilla de LED, donde sobre en el paso 253B los LightPadOS ejecuta el 2 nd segmento de tratamiento. En la etapa 254a y en el tiempo t3 LightOS transferencias un 3rd segmento de tratamiento a la almohadilla de LED, donde a en el paso 254b los LightPadOS ejecuta el 3rd segmento de tratamiento, y así sucesivamente. Finalmente en 256a paso a tiempo tn LightOS transferencias un nth segmento de tratamiento a la almohadilla de LED, donde a en el paso 256b los LightPadOS ejecuta el nth segmento de tratamiento, después de lo cual las dos sesiones 257a y el extremo 257b.In master-slave data transmission, a series of LED instructions are sent sequentially and continuously to tell the LEDs when to turn on and off. Similar to a streaming audio file, the data transfer from the PBT controller to the smart LED panel must occur before a particular step is executed. The packets of entry instructions, sent in successive pieces, must be kept at the forefront of the execution of the treatment; otherwise, the treatment will be stopped for lack of instructions. This process is illustrated in the flowchart in FIGURE. 24 showing LightOS operations occurring on the PBT controller host and LightPadOS operations occurring in conjunction on the smart LED pad client. Specifically, after selecting a therapy session 250, the controller and panel operating systems begin execution 251a and 251b of the selected session 250 . At step 252a and at time t 1 the LightOS transfers a 1st treatment segment to the LED pad, where at step 252b the LightPadOS executes the 1st treatment segment. At step 253a and at time t 2 LightOS transfers a 22nd treatment segment to the LED pad, where on at step 253B the LightPadOS executes the 2nd treatment segment. At step 254a and at time t 3 LightOS transfers a 3rd processing segment to the LED pad, where at step 254b the LightPadOS executes the 3rd processing segment, and so on. Finally at step 256a at time tn LightOS transfers a nth treatment segment to the LED pad, where at step 256b the LightPadOS executes the nth treatment segment, after which the two sessions 257a and 257b end.

La transferencia de paquetes de datos USB y la ejecución de instrucciones durante el flujo continuo maestro-esclavo se muestra en el ejemplo de la FIGURA. 25. La preparación de la instrucción de tratamiento 260a ocurre mientras el LED rojo está apagado, comenzando con la instrucción LED 261 representada por un código hexadecimal que representa un ejemplo de instrucción de "encendido del LED”. La instrucción 261 es entonces incrustado como la carga útil en para un paquete USB, la combinación de la carga útil, la instrucción 261, con una cabecera 262. En el paso 263 él paquete se transmite a continuación, 263 desde el controlador de PBT a la almohadilla de LED. Luego, la instrucción 261 se extrae y decodifica en bits 264, que describen qué LED deben encenderse y cuáles no. Th bits de correos se cargan después en un LED de alta 265 y ejecutados en un tiempo 266 cuando el LED rojo curr ent cambios desde OFF a ON, iniciar un temporizador para preparar y cargar la siguiente instrucción de apagar todos los LEDs. La conmutación de los LED rojos se ilustra mediante una transición de apagado a encendido 267a y una transición de encendido a apagado 267b en el gráfico de la parte inferior de la FIGURA. 25.USB data packet transfer and instruction execution during the master-slave stream is shown in the example in FIGURE. 25. Preparation of treatment instruction 260a occurs while the red LED is off, beginning with LED instruction 261 represented by a hexadecimal code that represents an example "LED on" instruction. Instruction 261 is then embedded as the payload in for a USB packet, the combination of the payload, instruction 261, with a header 262. In step 263 the packet is then transmitted 263 from the PBT controller to the LED pad. Instruction 261 is extracted and decoded into bits 264, which describe which LEDs should be turned on and which are not.Th post bits are then loaded into an LED high 265 and executed at a time 266 when the red LED curr ent changes from OFF to ON , start a timer to prepare and load the next instruction to turn off all LEDs The switching of the red LEDs is illustrated by an off-on transition 267a and an on-off transition 267b in the graph at the bottom of the page. FIGURE. 25 .

La ejecución de instrucciones de transmisión se puede realizar mediante dos técnicas, el método de transferencia secuencial justo a tiempo (JIT) y el método de transferencia anticipada y cambio. En el método de transferencia secuencia! JIT mostrado en la FIGURA.The execution of transmission instructions can be performed using two techniques, the just-in-time (JIT) sequential transfer method and the transfer method anticipated and change. In the sequence transfer method! JIT shown in FIGURE.

26A, el flujo de datos de paquetes en serie 272 transmitido desde el controlador PBT a la almohadilla LED inteligente es interpretado por el decodificador 270 de acuerdo con la tabla de decodificación 271 dando como resultado dos salidas a un registro de cambio de color 279a y un registro de cambio de tiempo 279b, respectivamente. Cada intervalo secuencial contiene la hora de activación y desactivación del intervalo. El tiempo transcurrido se calcula un intervalo a la vez a medida que el registro de desplazamiento avanza secuencialmente , por ejemplo t5 = t4 + ( ton4 + f ). El proceso se ejecuta usando un algoritmo de primero en entrar, primero en salir, donde sólo la primera trama de datos de registro de desplazamiento 277 controla el controlador de LED 278. Todas las tramas subsiguientes y en espera en la cola, todas las tramas anteriores, una vez ejecutadas, se descartan. El registro de cambio de color correspondiente en el marco de datos 277 especifica qué LED están iluminados por el controlador LED 278. Por ejemplo, el registro [rojo|azul|NIR1|NIR2] que tiene una secuencia de bits 0100 iluminará solo los LED azules, 1000 conducirá solo los rojos LED, y 0011 activará los LED NIR1 y NIR2. La salida óptica resultante incluye pulsos rojos 275a, pulsos azules 275b, pulsos NIR1 275c y pulsos NIR2 275d, y pulsos NIR1 y NIR2 simultáneos 275e. En este método, el registro de desplazamiento avanza a una tasa variable, acelerando o desacelerando en función de los valores de ton y W . 26A , the serial packet data stream 272 transmitted from the PBT controller to the smart LED pad is interpreted by the decoder 270 according to the decoding table 271 resulting in two outputs to a color change register 279a and a time shift register 279b, respectively. Each sequential interval contains the interval activation and deactivation time. The elapsed time is calculated one interval at a time as the shift register advances sequentially, for example t 5 = t 4 + ( ton 4 + f ). The process is executed using a first-in, first-out algorithm, where only the first frame of shift register data 277 drives the LED driver 278. All subsequent and waiting frames in the queue, all previous frames , once executed, are discarded. The corresponding color change register in data frame 277 specifies which LEDs are lit by LED driver 278. For example, the [red|blue|NIR1|NIR2] register that has a bit sequence 0100 will light only blue LEDs. , 1000 will drive only the red LEDs, and 0011 will activate the NIR1 and NIR2 LEDs. The resulting optical output includes red pulses 275a, blue pulses 275b, NIR1 pulses 275c and NIR2 pulses 275d, and simultaneous NIR1 and NIR2 pulses 275e. In this method, the shift register advances at a variable rate, speeding up or slowing down based on the values of ton and W .

En la transferencia-por-delante - y - método de cambio, se muestra en la FIGURA.In the transfer-ahead-and-change method, it is shown in FIGURE.

26B, decodificador 270 salidas simultáneamente cuatro separadas cadenas de bits, 275a, 275b, 275c, y 275D para el accionamiento de los LED rojos, azules, NIR1, y NIR2, velocidad de reloj contra un reloj de frecuencia fija. Para extender la duración de la iluminación de un LED, el bit de estado activado se repite durante toda la duración. En la transferencia-pordelante - y - método de desplazamiento, un archivo que contiene el patrón de iluminación se transfiere a la almohadilla de LED y se decodifica antes de la reproducción de LED. 26B , decoder 270 simultaneously outputs four separate bit streams, 275a, 275b, 275c, and 275D for driving the red, blue, NIR1, and NIR2 LEDs, clocked against a fixed frequency clock. To extend the illumination duration of an LED, the On status bit is repeated for the entire duration. In the transfer-by-and-shift method, a file containing the lighting pattern is transferred to the LED pad and decoded prior to LED playback.

FIGURA. 26C contrastes la JI T método de transferencia secuencial al transferenciapor-delante - y - método de desplazamiento. Mientras que el método JIT decodifica el registro de color de cuatro LED 279 y los conduce durante un intervalo especificado hasta que cambia el registro de color, en el método de transferencia - adelante - y - cambio, las transferencias se decodifican sucesivamente en secuencias de cuatro bits y se almacenan y luego se reproducen en secuencia. nce de memoria. En cualquier método, la transmisión de datos tiene la ventaja de que la almohadilla LED no requiere mucha memoria para almacenar los datos del tratamiento. Tiene la desventaja de que la transmisión requiere un flujo de datos constante desde el controlador PBT al panel LED.FIGURE. 26C contrasts the JI T sequential transfer method to the transfer-ahead-and-displacement method. While the JIT method decodes the color register of four LED 279s and drives them for a specified interval until the color register changes, in the transfer-forward-and-change method, the transfers are successively decoded in sequences of four bits and are stored and then played back in sequence. nce from memory. In either method, data transmission has the advantage that the LED pad does not require much memory to store treatment data. It has the disadvantage that the transmission requires a constant data flow from the PBT driver to the LED panel.

Un enfoque alternativo es transferir un archivo de reproducción completo y completo desde el controlador PBT a la almohadilla LED inteligente antes de comenzar la terapia con LED. Mostrado en el diagrama de flujo de la FIGURA. 27, esta operación involucra dos operaciones paralelas, una ejecutada por el sistema operativo LightOS dentro del host del controlador PBT, la otra ejecutada por el LightPadOS dentro del cliente de la almohadilla LED . Como se muestra, después de archivar el programa de transferencia , la ejecución ocurre de forma autónoma dentro de la almohadilla LED sin la intervención del controlador PBT . A espués a programa se selecciona en la etapa 300, el archivo de reproducción para el accionamiento de la secuencia del LED se transfiere desde el servidor al cliente. La almohadilla LED recibe la transferencia del archivo en el paso 302, luego en el paso 303 desempaqueta el archivo, eliminando los datos MAC de capa-2 del archivo, como el encabezado, los bits de suma de comprobación, etc. para extraer los datos de carga útil y cargarlos en la memoria volátil. como RAM estática. Este proceso se ilustra gráficamente en la FIGURA. 28 donde los paquetes USB entrantes 310 se transmiten a través de un medio físico tal como USB a una interfaz de bus 338 de la almohadilla LED inteligente 337. Una vez recibida, la carga útil 311 se extrae y luego se desempaqueta (paso 312), ejecutando cualquier descompresión o formato de archivo requerido para crear el código ejecutable 313. El código ejecutable 313 se almacena posteriormente en la memoria volátil 334a. E código xecutable 313 es autosuficiente para funcionar encima de las LightPadOS sistema operativo sin necesidad de ningún otro archivo o subrutinas que no sean el sistema operativo de la almohadilla LED y contiene los discos - datos codificados de los algoritmos de 314 empleados en la terapia de PBT, o bien un tratamiento único o una sesión PBT completa . Este código podría realizarse, por ejemplo, en C + o cualquier otro lenguaje de programación común.An alternative approach is to transfer a full, complete playback file from the PBT controller to the Smart LED Pad prior to starting LED therapy. Shown in the flowchart of FIGURE. 27, this operation involves two parallel operations, one executed by the LightOS operating system within the PBT controller host, the other executed by the LightPadOS within the LED pad client. As shown, after the transfer program is archived, execution occurs autonomously within the LED pad without intervention from the PBT controller. After the program is selected in step 300, the replay file for driving the LED sequence is transferred from the server to the client. The LED pad receives the transfer of the file in step 302, then in step 303 it unpacks the file, stripping the file's layer-2 MAC data such as header, checksum bits, etc. to extract the payload data and load it into volatile memory. as static RAM. This process is graphically illustrated in FIGURE. 28 where incoming USB packets 310 are transmitted via a physical medium such as USB to a bus interface 338 of the smart LED pad 337. Once received, the payload 311 is extracted and then unpacked (step 312), executing any decompression or file format required to create the executable code 313. The executable code 313 is subsequently stored in volatile memory 334a. The executable code 313 is self-sufficient to run on top of the LightPadOS operating system without the need for any other files or subroutines other than the LED pad operating system and contains the hard-coded data of the 314 algorithms employed in PBT therapy. , either a single treatment or a complete PBT session . This code could be done, for example, in C+ or any other common programming language.

Volviendo a la FIGURA. 27, una vez que el archivo de reproducción se desempaqueta y almacena en la RAM en el paso 303, en el paso 304b, el LightPadOS informa al controlador PBT anfitrión que está listo para comenzar la sesión. Una vez que el usuario confirma que está listo seleccionando el botón de inicio de tratamiento 309, en los pasos 304a se habilita la instrucción de ejecución de sesión comenzando en el paso 305a, donde el comando de inicio de sesión se envía al panel LED. LightPadOS responde en el paso 305b iniciando el tratamiento mediante la ejecución del algoritmo de tratamiento 314. A medida que avanza el tratamiento, la almohadilla LED ocasionalmente informa su estado (paso 306b) al controlador PBT anfitrión, incluida la hora, la temperatura u otra información relevante del estado del programa, que el PBT el controlador puede mostrar en el paso 306a. Si ocurre una condición de falla en la almohadilla LED, entonces interrumpa la rutina de servicio 307b en LightPadOS y 307a en LightOS para comunicarse y posiblemente negociar qué se debe hacer con respecto a la condición que causa la interrupción. Por ejemplo, si durante la sesión, las almohadillas LED se desconectan y luego se vuelven a conectar incorrectamente, la sesión se detendrá, informará al usuario del error de conexión y le indicará cómo corregir la falla. Una vez que se corrige la falla, la rutina de interrupción se cierra y el tratamiento se reanuda hasta que en el paso 308b la almohadilla LED informa al controlador PBT anfitrión que el programa de tratamiento se ha completado. En respuesta, en el paso 308a de finalización de la sesión, el controlador PBT informa al usuario que se ha completado la sesión o el tratamiento.Going back to the FIGURE. 27 , once the replay file is unpacked and stored in RAM at step 303, at step 304b, the LightPadOS informs the host PBT controller that it is ready to start the session. Once the user confirms that they are ready by selecting the treatment start button 309, in steps 304a the session execution command is enabled starting at step 305a, where the session start command is sent to the LED panel. LightPadOS responds in step 305b by initiating treatment by executing treatment algorithm 314. As treatment progresses, the LED pad occasionally reports its status (step 306b) to the host PBT controller, including time, temperature, or other information. relevant to the program status, which the PBT of the controller can display in step 306a. If an LED pad fault condition occurs, then interrupt service routine 307b on LightPadOS and 307a on LightOS to communicate and possibly negotiate what to do about the condition causing the interrupt. For example, if during the session, the LED pads disconnect and then reconnect incorrectly, the session will stop, inform the user of the connection error, and instruct them how to correct the failure. Once the fault is corrected, the interrupt routine is closed and processing resumes until at step 308b the LED pad informs the host PBT controller that the treatment program has been completed. In response, at session termination step 308a, the PBT controller informs the user that the session or treatment has been completed.

En esta discusión, el término "tratamiento" se define como un procedimiento terapéutico único, normalmente de 20 minutos de duración y diseñado para invocar la fotobiomodulación en un tipo de tejido u órgano específico. Además, una "sesión" comprende una serie secuencial de tratamientos. Como se muestra en la FIGURA. 29A , por ejemplo, un protocolo terapéutico para recuperarse de una lesión (por ejemplo, tratar un esguince y cortarse el tobillo de un accidente de bicicleta), puede implicar tres sesiones de "lesión" 315a, 315b y 315c realizadas sucesivamente cada dos días, donde cada sesión implica la terapia secuencial de tres tratamientos sucesivos que comprenden diferentes algoritmos que varían en longitudes de onda de luz, niveles de potencia, frecuencias de modulación y duraciones. Por ejemplo, la sesión 315a de PBT, a la que se hace referencia como "inflamación", está destinada a acelerar la curación acelerando (pero no eliminando) la fase de inflamación del proceso de curación. La sesión 315a comprende una secuencia de tres pasos 314a, 314f y 314b que comprenden los algoritmos 23, 43 y 17 respectivamente. La sesión 315b, titulada "infección ", mostrada en la FIGURA. 29B comprende una secuencia de tres pasos 314c, 314b y 314g que comprenden los algoritmos 49, 17 y 66 respectivamente. Tenga en cuenta que el tratamiento 314b que comprende el algoritmo 17 se utilizó tanto en las sesiones de inflamación como en las de infección. La sesión 315c titulada "curación" comprende una secuencia de tres pasos 314g, 314h y 314g que comprenden los algoritmos 66, 12 y 66 respectivamente. Tenga en cuenta que el algoritmo de tratamiento 66 se utilizó una vez en la sesión de infección 315b y dos veces en la sesión de curación 315c.In this discussion, the term "treatment" is defined as a single therapeutic procedure, typically 20 minutes in duration and designed to invoke photobiomodulation in a specific tissue or organ type. Furthermore, a "session" comprises a sequential series of treatments. As the picture shows. 29A , for example, a therapeutic protocol for recovering from injury (for example, treating a sprained and cut ankle from a bicycle accident), may involve three "injury" sessions 315a, 315b, and 315c performed successively every other day, where each session involves the sequential therapy of three successive treatments comprising different algorithms that vary in light wavelengths, power levels, modulation frequencies, and durations. For example, the 315th PBT session, referred to as "inflammation," is intended to speed healing by accelerating (but not eliminating) the inflammation phase of the healing process. Session 315a comprises a sequence of three steps 314a, 314f and 314b comprising algorithms 23, 43 and 17 respectively. Session 315b, titled "infection", shown in FIGURE. 29B comprises a sequence of three steps 314c, 314b and 314g comprising algorithms 49, 17 and 66 respectively. Note that treatment 314b comprising algorithm 17 was used in both the inflammation and infection sessions. Session 315c titled "cure" comprises a sequence of three steps 314g, 314h and 314g comprising algorithms 66, 12 and 66 respectively. Note that treatment algorithm 66 was used once in infection session 315b and twice in cure session 315c.

La secuencia de pasos de realizar sesiones para la inflamación, infección y curación, en conjunto, conforman el protocolo de lesiones 316, primero acelerando la fase inflamatoria de curación que involucra fibroblastos y andamiaje de colágeno, apoptosis celular y fagocitosis, luego combatiendo infecciones microbianas secundarias intentando de manera oportunista para colonizar la herida. Finalmente, una vez que la inflamación cede y se elimina toda la infección, el paso final en el protocolo de lesiones promueve la curación de la herida al mejorar la termodinámica y el suministro de energía necesarios para alimentar el recrecimiento de tejido sano. El protocolo de lesiones 316 no emplea sesiones de terapia diarias, sino que , intencionalmente, distribuye las primeras tres sesiones en un período de cinco días. En lugar de la terapia diaria, la necesidad de intervenir días libres se explica por el gráfico 317, que se muestra en la FIGURA. 30, que describe un modelo de dosis- respuesta bifásico generalizado de acuerdo con el trabajo de Arndt-Schultz [https://en.wikipedia.org/wiki/Arndt%E2%80%93Schulz_rule]. Según Wikipedia, la "regla de Arndt-Schulz o la ley de Schulz" es una ley observada sobre los efectos de fármacos o venenos en diversas concentraciones. Afirma que para cada sustancia: pequeñas dosis estimulan; las dosis moderadas inhiben; grandes dosis matan. Debido a una gran cantidad de excepciones en farmacología, por ejemplo, cuando una pequeña dosis de fármaco no hace nada en absoluto, la teoría ha evolucionado hasta convertirse en su contraparte moderna " hormesis ", pero el principio subyacente sigue siendo el mismo, que en medicina hay una dosis de tratamiento óptima. más allá del cual se reduce la eficacia del tratamiento o se puede inhibir la recuperación.The sequence of steps of performing sessions for inflammation, infection, and healing together make up the 316 injury protocol, first accelerating the inflammatory phase of healing involving fibroblasts and collagen scaffolding, cell apoptosis, and phagocytosis, then combating secondary microbial infections. opportunistically trying to colonize the wound. Finally, once the inflammation subsides and all infection is cleared, the final step in the injury protocol promotes wound healing by improving the thermodynamics and energy delivery needed to fuel healthy tissue regrowth. The 316 injury protocol does not employ daily therapy sessions, but intentionally spreads the first three sessions over a five-day period. Instead of daily therapy, the need to intervene on days off is explained by graph 317, which is shown in FIGURE. 30 , which describes a generalized biphasic dose-response model in accordance with the work of Arndt-Schultz [https://en.wikipedia.org/wiki/Arndt%E2%80%93Schulz_rule]. According to Wikipedia, the "Arndt-Schulz rule or Schulz's law" is an observed law about the effects of drugs or poisons in various concentrations. He affirms that for each substance: small doses stimulate; moderate doses inhibit; large doses kill. Due to a large number of exceptions in pharmacology, for example when a small dose of drug does nothing at all, the theory has evolved into its modern counterpart "hormesis", but the underlying principle remains the same, that in medicine there is an optimal treatment dose. beyond which the efficacy of treatment is reduced or recovery may be inhibited.

A pesar de la controversia sobre los resultados de los estudios farmacológicos, el modelo bifásico en la "medicina energética” ha sido reconfirmado por numerosos estudios desde la radioterapia del carcinoma hasta la fotobiomodulación. Por ejemplo, en la terapia contra el cáncer, una pequeña dosis de radiación no puede eliminar adecuadamente las células cancerosas, mientras que una gran dosis de radiación es tóxica y puede matar rápidamente al paciente, mucho más rápido que dejar el cáncer sin tratar. Adaptando el modelo bifásico a la fotobiomodulación, el gráfico 317 representa una representación pseudo-3D de las condiciones de PBT donde el eje x representa el tiempo de tratamiento; el eje y proyectado ortogonalmente describe la densidad de potencia de la medida de tratamiento PBT en W/cm2, y el eje z vertical mide la dosis de energía efectiva en J/cm2 o eV/cm2, es decir, el producto de potencia y tiempo y escalado por la magnitud observada de la fotobiomodulación, la eficacia del tratamiento observada de otro modo. Topográficamente, el gráfico aparece como dos costas, una cordillera y un valle interior. Como se muestra para los tratamientos de dosis baja conocidos como dosis sub-umbral, el tratamiento tiene una potencia inadecuada, es decir, la tasa de suministro de energía, para hacer cualquier cosa. De manera similar, para períodos muy cortos, no importa cuál sea el nivel de potencia, no se entrega suficiente energía para invocar la fotobiomodulación. En otras palabras, demasiado rápido o muy poca energía no invoca la fotobiomodulación.Despite controversy over the results of pharmacological studies, the biphasic model in "energy medicine" has been reconfirmed by numerous studies ranging from carcinoma radiotherapy to photobiomodulation. For example, in cancer therapy, a small dose of radiation cannot adequately kill cancer cells, whereas a large dose of radiation is toxic and can quickly kill the patient, much faster than leaving the cancer untreated.Adapting the biphasic model to photobiomodulation, Graph 317 represents a representation pseudo-3D of PBT conditions where the x-axis represents treatment time, the orthogonally projected y-axis describes the power density of the PBT treatment measure in W/cm2, and the vertical z-axis measures effective energy dose in J/cm2 or eV/cm2, ie, the product of power and time and scaled by the observed magnitude of photobiomodulation, the otherwise observed treatment efficacy. Topographically, the chart appears as two coastlines, a mountain range, and an inland valley. As shown for low-dose treatments known as sub-threshold doses, the treatment has inadequate power, ie, rate of energy delivery, to do anything. Similarly, for very short periods, no matter what the power level, not enough energy is delivered to invoke photobiomodulation. In other words, too fast or too little energy does not invoke photobiomodulation.

Para una combinación de duraciones y densidades de potencia moderadas, la estimulación se produce dando como resultado una curva de respuesta máxima para densidades de potencia o dosis de energía total por encima de este nivel, la respuesta PBT beneficiosa y la eficacia del tratamiento disminuyen rápidamente e incluso pueden inhibir la cicatrización. Por supuesto, los láseres de niveles excesivamente potentes pueden causar quemaduras, daño tisular y ablación (corte). Y aunque los LED son incapaces de las densidades de potencia de los láseres, aún pueden funcionar con altas corrientes y provocar un sobrecalentamiento. Sin embargo, estas condiciones de tratamiento ocurren mucho más allá de los niveles de potencia y las dosis de energía que se muestran en el gráfico. El gráfico de la derecha de estudio de caso [1] confirma la dosis (fluencia) de pendencia de PBT eficacia es inde ed bip Hasic con una respuesta mínima a 1 J/cm2, una respuesta de pico a 2 J/cm2 beneficios, la reducción a 10 J/cm2 e inhibición a 50 J/cm2. La inhibición significa que el impacto del tratamiento con PBT fue peor que no hacer nada. Por esta razón, junto con las preocupaciones sobre la seguridad y la comodidad del paciente, los tratamientos con PBT deben distribuirse en el tiempo y limitarse en potencia y dosis (duración).For a combination of moderate power densities and durations, stimulation occurs resulting in a peak response curve for power densities or total energy doses above this level, the beneficial PBT response and treatment efficacy decrease rapidly and they can even inhibit healing. Of course, lasers of excessively powerful levels can cause burns, tissue damage, and ablation (cutting). And while LEDs are incapable of the power densities of lasers, they can still run at high currents and cause overheating. However, these treatment conditions occur well beyond the power levels and energy doses shown on the chart. The graph on the right from case study [1] confirms the dose (fluence) dependence of PBT efficacy is independent of Hasic bip with a trough response at 1 J/cm2, a peak response at 2 J/cm2 benefits, the reduction at 10 J/cm2 and inhibition at 50 J/cm2. The inhibition means that the impact of PBT treatment was worse than doing nothing. For this reason, along with concerns about patient safety and comfort, PBT treatments must be spread out over time and limited in potency and dose (duration).

Seguridad de datos en sistemas PBT distribuidosData security in distributed PBT systems

Para efectuar una comunicación segura multicapa en el sistema PBT distribuido divulgado, el sistema operativo del controlador PBT (LightOS) y el sistema operativo de las almohadillas LED inteligentes (LightPadOS) comprenden pilas de comunicación paralela que utilizan protocolos consistentes y secretos compartidos no discernibles para un operador de dispositivo, piratas informáticos o desarrolladores no autorizados. Como tal, el sistema PBT distribuido funciona como una red de comunicación protegida con la capacidad de ejecutar la seguridad en cualquier número de capas de comunicación, incluida la capa-2 de enlace de datos, la capa-3 de red, la capa-4 de transporte durante la configuración y la capa-5 en la sesión. presentación capa-6, o la aplicación capa-7 durante la operación.To effect multi-layer secure communication in the disclosed distributed PBT system, the PBT Controller Operating System (LightOS) and the Smart LED Pads Operating System (LightPadOS) comprise parallel communication stacks using consistent protocols and shared secrets not discernible for a device operator, hackers or unauthorized developers. As such, the distributed PBT system functions as a protected communication network with the ability to enforce security at any number of communication layers, including data link layer-2, network layer-3, network layer-4 transport during configuration and layer-5 in session. layer-6 presentation, or layer-7 application during operation.

Como se describe, “tratamientos, sesiones y protocolos” definen secuencias de fotoexcitación patrones y operar parámetro s incluyendo la longitud de onda del LED, modul patrón ación y frecuencia, de tratamiento de duraciones, y la intensidad del LED (brillo), junto determinación de la potencia instantánea, media potencia, dosis terapéutica (energía total) y, en última instancia, eficacia terapéutica . Para desalentar la copia o duplicación, estas secuencias deben almacenarse y comunicarse de forma segura, utilizando cifrado y otros métodos. Aunque algunos métodos de seguridad de datos y las credenciales de seguridad relacionadas se pueden ejecutar como parte de la aplicación, es decir, en LightOS y LightPadOS, se puede lograr un nivel adicional de seguridad mediante la inclusión de una capa-5 de "presentación" en la pila de comunicación del controlador PBT host y cualquier cliente de almohadilla LED inteligente conectado a la red .As described, “treatments, sessions, and protocols” define sequences of photoexcitation patterns and operating parameters including LED wavelength, pattern modulation and frequency, treatment durations, and LED intensity (brightness), together determining instantaneous power, mean power, therapeutic dose (total energy) and, ultimately, therapeutic efficacy. To discourage copying or duplication, these streams must be stored and communicated securely, using encryption and other methods. Although some data security methods and related security credentials can be run as part of the application, i.e. on LightOS and LightPadOS, an additional level of security can be achieved by including a layer-5 "presentation" in the communication stack of the host PBT controller and any network connected smart LED pad clients.

La capa de presentación se representa esquemáticamente en la FIGURA. 31, donde el controlador PBT 120 incluye OSI pila de comunicación 330 que comprende la capa de aplicación - 6, capa de presentación - 5, de enlace de datos de capa 2 y capa-1 físico. Como se indicó anteriormente, dentro del controlador PBT 120, la aplicación capa-6 se implementa utilizando el sistema operativo específico de PBT llamado LightOS . En funcionamiento, la ejecución del programa capa - 6 LightOS da como resultado acciones que requieren comunicación con la almohadilla LED inteligente. Estas acciones se cifran en la capa de presentación - 5 y luego se pasan a las capas de comunicación de nivel inferior en forma cifrada, es decir, como texto cifrado. Específicamente, el texto cifrado que se transmite a la capa de enlace de datos de la capa 2 se empaqueta, es decir, se convierte en una serie de paquetes de comunicación que comprenden un encabezado no cifrado y una carga útil de texto cifrado de acuerdo con un protocolo de comunicación particular como USB, I2C , FireWire, luego se comunicó a través de la capa física PHY 1 al panel LED. Por ejemplo, PHY capa-1 puede comunicarse usando el protocolo USB usando señales diferenciales USB 332 a la correspondiente PHY capa - 1 de la pila de comunicación 331 residente dentro de la almohadilla LED inteligente 123. Entonces, aunque las señales eléctricas comprenden comunicaciones de capa-1, las construcciones de datos de USB se comportan como si el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente se comunicaran en la capa 2 con los paquetes dispuestos en el tiempo como "marcos" de datos USB. The presentation layer is represented schematically in FIGURE. 31 , where the PBT controller 120 includes OSI communication stack 330 comprising application layer-6, presentation layer-5, data link layer-2 and physical layer-1. As stated above, within the PBT controller 120, the layer-6 application is implemented using the PBT-specific operating system called "LightOS". In operation, the execution of the LightOS layer-6 program results in actions that require communication with the smart LED pad. These actions are encrypted at Presentation Layer-5 and then passed to lower level communication layers in encrypted form, ie as ciphertext. Specifically, the ciphertext that is transmitted to the Layer 2 data link layer is packed, that is, it is converted into a series of communication packets comprising a clear header and a ciphertext payload according to a particular communication protocol like USB, I2C, FireWire, then communicated through the PHY 1 physical layer to the LED panel. For example, PHY layer-1 can communicate using the USB protocol using differential USB signals 332 to the corresponding layer-1 PHY of the communication stack 331 resident within the smart LED pad 123. So, although the electrical signals comprise layer-1 communications, the USB data constructs behave as if the PBT controller and smart LED pad were communicating at Layer 2 with the packets timed as USB data "frames".

Una vez que la pila de comunicación 331 recibe un paquete USB, la carga útil de texto cifrado se extrae y se transfiere a la capa de presentación 5 donde se descifra y se convierte en texto sin formato. El archivo de texto sin formato se pasa a la capa 6 de la aplicación, donde es ejecutado por el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED. Siempre que el LightOS del controlador PBT y el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED inteligente estén diseñados para comunicarse y ejecutar instrucciones de manera autoconsistente, el enlace bidireccional entre las pilas de comunicación 330 y 331 funciona como una máquina virtual en la aplicación capa -7 , lo que significa que el dispositivo distribuido se comporta de la misma manera que si fuera una sola pieza de hardware y en la capa de presentación para ejecutar bidireccionalmente el cifrado y el descifrado. De esta manera, los datos se pueden transferir entre el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente. Sin embargo, para evitar la copia del código fuente, la biblioteca de tratamientos se almacena en forma cifrada. Para mayor seguridad , la clave de cifrado utilizada para almacenar los algoritmos es diferente a la clave utilizada para la comunicación. Por tanto, antes de que un archivo de tratamiento pueda comunicarse de forma segura, primero debe descifrarse.Once the communication stack 331 receives a USB packet, the ciphertext payload is extracted and transferred to presentation layer 5 where it is decrypted and converted to plaintext. The plain text file is passed to layer 6 of the application, where it is executed by the LED pad's LightPadOS operating system. As long as the LightOS of the PBT controller and the LightPadOS operating system of the smart LED pad are designed to communicate and execute instructions in a self-consistent manner, the bi-directional link between the communication stacks 330 and 331 works as a virtual machine at application layer -7 , which means that the distributed device behaves in the same way as if it were a single piece of hardware and at the presentation layer to perform bidirectional encryption and decryption. In this way, data can be transferred between the PBT controller and the smart LED pad. However, to prevent copying of the source code, the treatment library is stored in an encrypted form. For added security, the encryption key used to store the algorithms is different from the key used for communication. Therefore, before a treatment file can be communicated securely, it must first be decrypted.

El proceso para preparar, comunicar y ejecutar un tratamiento cifrado se representa esquemáticamente en la FIGURA. 32, donde a través de una IU gráfica 341, un usuario elige un tratamiento 342 de una biblioteca de algoritmos cifrados 340. El algoritmo cifrado 17 se descifra usando la clave del sistema 343 convirtiendo el texto cifrado en texto plano y restaurando el tratamiento sin cifrar 344. En el proceso de cifrado 345 el archivo de texto plano del algoritmo 17 se vuelve a cifrar utilizando la clave de cifrado 346 intercambiada con el cliente de almohadilla LED inteligente. El texto cifrado resultante 347 que comprende el algoritmo 17 reencriptado se empaqueta luego 348 y se transmite 349 usando USB u otro medio de comunicación apropiado.The process for preparing, communicating and executing an encrypted treatment is schematically represented in FIGURE. 32, where via a graphical UI 341, a user chooses a treatment 342 from a library of encrypted algorithms 340. The encrypted algorithm 17 is decrypted using the system key 343 by converting the ciphertext to plaintext and restoring the unencrypted treatment. 344. In the encryption process 345 the plain text file of algorithm 17 is re-encrypted using the encryption key 346 exchanged with the smart LED pad client. The resulting ciphertext 347 comprising the re-encrypted algorithm 17 is then packaged 348 and transmitted 349 using USB or other appropriate communication medium.

Además de los datos de tratamiento, el mismo método se puede utilizar para preparar y transferir datos de sesión PBT desde el controlador PBT a la almohadilla LED. Este proceso se muestra en el esquema de la FIGURA. 33 donde a través de una IU gráfica 351, un usuario elige una sesión 352 construida a partir de una biblioteca de algoritmos cifrados 340, en el ejemplo mostrado que comprende tres algoritmos cifrados. Usando la clave de cifrado del sistema, el texto cifrado se descifra 353 convirtiendo el texto cifrado en texto sin formato . Los tres son archivos de texto a continuación, se fusionó 354 y E NCrypted utilizando la clave de cifrado 356 intercambiada con el cojín inteligente LED cli ent. El texto cifrado resultante 357 que comprende el algoritmo combinado cifrado se empaqueta 358 y se transmite 359 usando USB u otro medio de comunicación apropiado. In addition to treatment data, the same method can be used to prepare and transfer PBT session data from the PBT Controller to the LED Pad. This process is shown in the schematic of FIG. 33 where through a graphical UI 351, a user chooses a session 352 built from a library of encrypted algorithms 340, in the example shown comprising three encrypted algorithms. Using the system encryption key, the ciphertext is decrypted 353 by converting the ciphertext to plaintext . The three are text files below, merged 354 and E NCrypted using 356 encryption key exchanged with smart pad LED cli ent. The resulting ciphertext 357 comprising the encrypted scrambled algorithm is packed 358 and transmitted 359 using USB or other appropriate communication medium.

Como se muestra en la FIGURA. 34, los paquetes de datos entrantes 359 recibidos por la interfaz de bus 228 en la almohadilla LED 337 se procesan primero para eliminar los encabezados de los paquetes que extraen la carga útil 360. La almohadilla pC 339 luego descomprime 361 para extraer el algoritmo combinado cifrado 362. El texto cifrado se descifra luego 363 utilizando el intercambio de claves para extraer el archivo de texto plano 364 que comprende el algoritmo de tratamiento o, en los casos de un archivo de sesión, el algoritmo combinado. El algoritmo o algoritmo combinado 366 comprende el código ejecutable 365 en la memoria volátil 334a. Dado que el tratamiento se guarda en la RAM, cualquier interrupción en el suministro eléctrico borrará el archivo, lo que dificultará la copia del código ejecutable sin cifrar. Como se muestra en la FIGURA. 35, la reproducción de pad autónomo de la secuencia PBT con descifrado en masa posterior a la transferencia (pre-reproducción) implica la selección del usuario de la sesión 300 transfiriendo 301 el archivo cifrado que una vez recibido 302 por el pad LED se descifra 390 y se carga en la RAM. En el paso 304b, el LightPadOS informa al controlador PBT anfitrión que está listo para comenzar la sesión. Una vez que el usuario confirma que está listo seleccionando el botón de inicio de tratamiento 309, en los pasos 304a se habilita la instrucción de ejecución de sesión comenzando en el paso 305a, donde el comando de inicio de sesión se envía al panel LED. LightPadOS responde en el paso 305b iniciando el tratamiento mediante la ejecución del algoritmo de tratamiento 314. A medida que avanza el tratamiento, la almohadilla LED ocasionalmente informa su estado 306b al controlador PBT anfitrión, incluyendo el tiempo, la temperatura u otra información de estado de programas relevantes, y qué controlador PBT puede usar. para mostrar en el paso 305a. Si ocurre una condición de falla en la almohadilla LED, entonces interrumpa la rutina de servicio 307b en LightPadOS y 307a en LightOS para comunicarse y posiblemente negociar qué se debe hacer con respecto a la condición que causa la interrupción. Una vez que se corrige la falla, la rutina de interrupción se cierra y el tratamiento se reanuda hasta que en el paso 308b la almohadilla LED informa al controlador PBT anfitrión que el programa de tratamiento se ha completado. En respuesta, en el paso 308a de finalización de la sesión, el controlador PBT informa al usuario que se ha completado la sesión o el tratamiento.As the picture shows. 34 , incoming data packets 359 received by bus interface 228 at LED pad 337 are first processed to strip packet headers extracting payload 360. pC pad 339 then decompresses 361 to extract the encrypted blended algorithm 362. The ciphertext is then decrypted 363 using the key exchange to extract the plaintext file 364 comprising the processing algorithm or, in the cases of a session file, the combined algorithm. Algorithm or combined algorithm 366 comprises executable code 365 in volatile memory 334a. Since the treatment is stored in RAM, any power outage will erase the file, making it difficult to copy the unencrypted executable code. As the picture shows. 35 , stand-alone pad playback of the PBT sequence with post-transfer (pre-play) mass decryption involves user selection of the session 300 transferring 301 the encrypted file which once received 302 by the pad LED is decrypted 390 and is loaded into RAM. In step 304b, the LightPadOS informs the host PBT controller that it is ready to start the session. Once the user confirms that they are ready by selecting the treatment start button 309, in steps 304a the session execution command is enabled starting at step 305a, where the session start command is sent to the LED panel. LightPadOS responds at step 305b by initiating treatment by executing treatment algorithm 314. As treatment progresses, the LED pad occasionally reports its status 306b to the host PBT controller, including time, temperature, or other status information. relevant programs, and which PBT driver you can use. to show in step 305a. If an LED pad fault condition occurs, then interrupt service routine 307b on LightPadOS and 307a on LightOS to communicate and possibly negotiate what to do about the condition causing the interrupt. Once the fault is corrected, the interrupt routine is closed and processing resumes until at step 308b the LED pad informs the host PBT controller that the processing program is complete. In response, at session termination step 308a, the PBT controller informs the user that the session or treatment has been completed.

Se puede lograr una seguridad aún mayor almacenando el algoritmo en la almohadilla LED en su forma cifrada. Como se muestra en la FIGURA. 36 , los paquetes entrantes 359 recibidos por la interfaz de bus 338 en la almohadilla LED 337 se procesan para extraer la carga útil 360, posteriormente se descomprimen 361 y luego se almacenan como texto cifrado 368 en la memoria volátil 334a. El archivo se reproduce en el momento en que el usuario inicia la sesión descifrando el archivo durante la reproducción mientras se ejecuta el archivo, es decir, durante la reproducción autónoma. Este proceso, conocido como reproducción descifrada "sobre la marcha", se ilustra en el diagrama de flujo de la FIGURA. 37. El proceso es idéntico al del flujo de proceso descifrado en masa mostrado en la FIGURA. 35 excepto que después de que la almohadilla LED recibe el archivo de secuencia 302, el siguiente paso es simplemente descomprimir y, según sea necesario, descomprimir el archivo 303, pero no descomprimirlo. Durante la reproducción en el paso 391, el texto cifrado se lee de la memoria volátil SRAM y se ejecuta sobre la marcha, es decir, a medida que avanza la reproducción.Even higher security can be achieved by storing the algorithm on the LED pad in its encrypted form. As the picture shows. 36 , incoming packets 359 received by bus interface 338 on LED pad 337 are processed to extract payload 360, subsequently decompressed 361 and then stored as ciphertext 368 in volatile memory 334a. The file is played at the time the user starts the session by decrypting the file during playback while the file is running, that is, during standalone playback. This process, known as "on the fly" decryption playback, is illustrated in the flowchart in FIGURE. 37 . The process is identical to the bulk crack process flow shown in FIGURE. 35 except that after the LED pad receives the 302 sequence file, the next step is to simply unzip and, as needed, unzip the 303 file, but not unzip it. During playback at step 391, the ciphertext is read from volatile SRAM and executed on the fly, ie, as playback progresses.

FIGURA. 38 contrasta el descuento por volumen y los métodos de reproducción sobre la marcha. En un descifrado masivo, todo el archivo de reproducción 368 almacenado en texto cifrado se lee de la memoria volátil, se descifra 363 para extraer el conjunto de instrucciones de texto sin formato 365 y se ejecuta para reproducir 392 el archivo completo. Por el contrario, en la reproducción de descifrado sobre la marcha, una parte 368a del archivo de reproducción almacenado se lee y se descifra 365a y luego se ejecuta 392a añadiendo las nuevas instrucciones de texto sin formato a la memoria intermedia de reproducción. Mientras tanto, se lee otra sección del texto cifrado 368a de la memoria volátil, se descifra 363 para recuperar los archivos 165b ejecutables de texto sin formato y luego se ejecuta 392b añadiendo este archivo al final de la lista de reproducción.FIGURE. 38 contrasts volume discounting and play-on-the-fly methods. In a bulk decryption, the entire replay file 368 stored in ciphertext is read from volatile memory, decrypted 363 to extract the plaintext instruction set 365 and executed to replay 392 the entire file. In contrast, in decryption-on-the-fly replay, a portion 368a of the stored replay file is read and decrypted 365a and then executed 392a by adding the new plaintext instructions to the replay buffer. Meanwhile, another section of the ciphertext 368a is read from volatile memory, decrypted 363 to retrieve the plaintext executable files 165b, and then executed 392b by adding this file to the end of the playlist.

Sistema PBT Distribuido con Reproductor de Almohadilla LEDDistributed PBT System with LED Pad Player

Aunque JIT o transferencia - por delante - y - desplazamiento - datos en función de streaming para el control de la unidad LED pueden ser utilizados para controlar una almohadilla de LED en un sistema de PBT distribuida, la entrega de datos en tiempo real por la red de comunicación que conecta el controlador de PBT y uno o más Las almohadillas LED se vuelven problemáticas cuando se requieren algoritmos más sofisticados. Incluso cuando se dispone de comunicación de gran ancho de banda, la transmisión de señales de reloj o datos digitales de varios MHz representa un método de comando y control dudoso, especialmente en aplicaciones centradas en la seguridad, como los dispositivos médicos. Una alternativa hecha posible por el sistema PBT distribuido divulgado es emplear un proceso de dos pasos para activar los LED, primero para descargar un "reproductor LED" en las almohadillas LED, luego para descargar un "archivo de reproducción LED" que define el tratamiento PBT específico o sesión PBT a realizar. En este método como se describe, la ejecución de la unidad de LED se realiza de forma autónoma dentro de la almohadilla inteligente en base a los comandos del controlador PBT. Debido a que el controlador LED es local dentro de la almohadilla LED, se pueden realizar funciones avanzadas como la síntesis de forma de onda y el controlador sinusoidal. Si se realiza más de un tratamiento o sesión, solo es necesario descargar de nuevo el nuevo archivo de “reproducción de LED”. Se puede conservar el reproductor LED original. Although JIT or transfer-ahead-and-shift-based data streaming for LED drive control can be used to control an LED pad in a distributed PBT system, real-time data delivery over the network The communication link connecting the PBT controller and one or more LED pads becomes problematic when more sophisticated algorithms are required. Even when high-bandwidth communication is available, the transmission of multi-MHz digital data or clock signals represents a dubious method of command and control, especially in security-focused applications such as medical devices. An alternative made possible by the disclosed distributed PBT system is to employ a two-step process to activate the LEDs, first to download an "LED player" to the LED pads, then to download an "LED playback file" that defines the PBT treatment. specific or PBT session to be performed. In this method as described, the execution of the LED unit is done autonomously within the smart pad based on commands from the PBT controller. Because the LED driver is local within the LED pad, advanced functions such as waveform synthesis and sine driver can be realized. If more than one treatment or session is performed, it is only necessary to download the new “LED playback” file again. You can keep the original LED player.

El primer paso en la reproducción inteligente de la almohadilla LED es descargar el reproductor LED del controlador PBT en la almohadilla LED. De una manera similar al proceso de transferencia de archivos en streaming mostrado en la FIGURA. 36, el proceso de descarga mostrado en la FIGURA. 39 implica la transferencia de un archivo de reproducción encriptado 480 desde el controlador PBT al panel LED inteligente. El proceso de descarga implica que el archivo 480a del reproductor LED cifrado se descifra 363 con una clave del sistema y luego se vuelve a cifrar 370 con la clave 356 de la almohadilla LED (cliente) para crear un archivo 480b del reproductor LED cifrado. Este texto cifrado se transmite entonces a la almohadilla de LED inteligente en el que se la carga útil extrae y descomprime 361 el n descifrado 363 y se almacena en la memoria volátil 482. El descargados LED contenido reproductor incluye sintetizador de forma de onda 483, reproductor de PWM 484, el controlador 485 de LED.The first step in smart LED pad playback is to download the LED player from the PBT driver onto the LED pad. In a similar way to the streaming file transfer process shown in FIGURE. 36 , the download process shown in FIGURE. 39 involves transferring a 480 encrypted playback file from the PBT controller to the smart LED panel. The download process involves the encrypted LED Player file 480a being decrypted 363 with a system key and then re-encrypted 370 with the LED Pad (client) key 356 to create an encrypted LED Player file 480b. This encrypted text is then transmitted to the smart LED pad where the payload is extracted and decompressed 361 by the decryption n 363 and stored in volatile memory 482. The downloaded LED content player includes waveform synthesizer 483, player of PWM 484, the LED driver 485.

La síntesis de forma de onda es una generación algorítmica de patrones de excitación, como ondas sinusoidales y acordes de ondas sinusoidales, pero también puede generar ondas triangulares, ondas de diente de sierra y reproducir muestras de audio. El funcionamiento del sintetizador de forma de onda 483 mostrado en la FIGURA. 40 implica que el sintetizador de forma de onda 483 convierte su entrada, archivo paramétrico de forma de onda 486 con el reloj del sistema 0sys para producir la forma de onda de sintetizador f(t) representada como la tabla de datos de salida de sintetizador 489, es decir, que comprende la tabla de funciones f (t) emparejada con el tiempo transcurrido. El generador de PWM 555 luego convierte la tabla de funciones en un tren de pulsos de PWM de alta frecuencia 490 para producir un archivo de salida de sintetizador 488 que incluye el formato de onda sintetizado 491 incrustado en la salida de PWM 490. Dependiendo del algoritmo, el sintetizador de forma de onda 483 también puede utilizar primitivas de forma de onda 487. Aunque el sintetizador se puede realizar en hardware, para formas de onda de hasta 20 kHz, es decir, dentro del rango de audio, se puede implementar fácilmente mediante software. Por ejemplo, de 0,5 a 1,0 ms , el valor de f(t) = 0,6545. El proceso ^ p [f (t)] convierte la función f (t) en un tren de pulsos PWM de tiempo de encendido y tiempo de apagado, donde la salida tiene un estado alto (encendido) del 65,45% del intervalo especificado, es decir, de 0,500 a 0,827 ms y tiene un estado bajo (apagado) de 0,827 a 1,000 ms. Entonces, la duración del tiempo ton = 0,827 - 0,500 ms = 0,327 ms, y la duración del tiempo de inactividad W = 0,500 -0,327 = 0,173. En otras palabras, el valor f(t) es el factor de trabajo D durante el período, donde D = ton / T pwm y donde T pwm = ton W .Waveform synthesis is algorithmic generation of excitation patterns, such as sine waves and sine wave chords, but it can also generate triangle waves, sawtooth waves, and play back audio samples. The operation of the waveform synthesizer 483 shown in FIGURE. 40 implies that the waveform synthesizer 483 converts its input, parametric waveform file 486 with system clock 0sys to produce the synth waveform f(t) represented as the synth output data table 489 , that is, it comprises the table of functions f(t) paired with the elapsed time. The PWM generator 555 then converts the function table to a high-frequency PWM pulse train 490 to produce a synthesizer output file 488 that includes the synthesized waveform 491 embedded in the PWM output 490. Depending on the algorithm , the 483 waveform synthesizer can also use 487 waveform primitives. Although the synthesizer can be realized in hardware, for waveforms up to 20 kHz, i.e. within the audio range, it can be easily implemented using software. For example, from 0.5 to 1.0 ms , the value of f(t) = 0.6545. The ^ p [f(t)] process converts the function f(t) into a PWM pulse train of on time and off time, where the output is high (on) for 65.45% of the specified range. , that is, from 0.500 to 0.827 ms and has a low state (off) from 0.827 to 1,000 ms. So, the time duration ton = 0.827 - 0.500 ms = 0.327 ms, and the idle time duration W = 0.500 -0.327 = 0.173. In other words, the value f(t) is the work factor D during the period, where D = ton / T pwm and where T pwm = ton W .

Dado que el factor de trabajo D es un valor analógico limitado entre 0% y 100%, entonces, por conveniencia, f(t) está limitado a cualquier valor entre 0,0000 y 1,0000. Si se permite que f (t) exceda 1,000, entonces el valor debe ser escalado por el valor máximo de la función, es decir, f(t) = [f (t)unscaled) / f(t)max] o la forma de onda se recortará al valor 1.000 por el proceso [f (t)] . La frecuencia de reloj PWM llamada reloj de velocidad de símbolo 0sym viene dada por 0sym = 1/T pwm . La velocidad de símbolo se deriva del reloj del sistema 0sys y debe exceder la forma de onda de frecuencia más alta f (t) que se sintetiza, o se describe matemáticamente como 0sys > Osym > f(t). La siguiente tabla describe los intervalos de tiempo en los que tx = (x - 1)Tpwm dividiendo cada intervalo de 500 ms en su tiempo de inicio tx (encendido) y tx (apagado).Since the duty factor D is an analog value limited between 0% and 100%, then, for convenience, f(t) is limited to any value between 0.0000 and 1.0000. If f(t) is allowed to exceed 1,000, then the value must be scaled by the maximum value of the function, i.e. f(t) = [f(t)unscaled) / f(t)max] or the form waveform will be clipped to the value 1,000 per the process [f(t)] . The PWM clock frequency called the symbol rate clock 0sym is given by 0sym = 1/T pwm . The symbol rate is derived from the system clock 0sys and must exceed the highest frequency waveform f(t) that is synthesized, or described mathematically as 0sys > Osym > f(t). The following table describes the time intervals where tx = (x - 1)T pwm by dividing each 500 ms interval into its start time tx (on) and tx (off).

Figure imgf000072_0001
Figure imgf000072_0001

El segundo proceso en el reproductor de LED es la función 484 de capa PWM P mostrada en la FIGURA. 41, que, en respuesta a sus paramétricos PWM de entrada 491 y 0ref de reloj de referencia procesos synth cabo fichero de datos 488 para producir reproductor de PWM de salida s 493a y 493b . En funcionamiento, el reproductor 484 de PWM genera un tren de pulsos 492 Gpulse (t) modulados por ancho de pulso (PWM) que comprende el producto algebraico Gsynth (t) • Gpulso (t). La forma de onda del Gpulso (t) comprende un pulso repetido que consta de una duración ton = DTpwm y apagado durante una duración W = (1 - D)Tpwm .The second process in the LED player is the PWM P layer function 484 shown in FIGURE. 41 , which, in response to its PWM input parametrics 491 and reference clock 0ref processes the synth out data file 488 to produce PWM player outputs 493a and 493b. In operation, the PWM player 484 generates a train of pulse width modulated (PWM) pulses Gpulse(t) 492 comprising the algebraic product Gsynth(t) • Gpulse(t). The Gpulse(t) waveform comprises a repeating pulse consisting of a duration ton = DT pwm and off for a duration W = (1 - D)T pwm .

Aunque la función del reproductor PWM se puede realizar en hardware, se realiza fácilmente en software. Descrito en pseudocódigo lógico en términos de un contador rápido yx ( incrementado en cada ciclo ) , entonces:Although the PWM player function can be done in hardware, it is easily done in software. Described in pseudo-logic code in terms of a fast counter yx (incremented every cycle), then:

If (t > xTpwm) AND (t<((x+D) Tpwm))If (t > x T pwm ) AND (t<((x+D) T pwm ))

Then OUT = Gsynth (t)Then OUT = Gsynth(t)

Else OUT = 0 elseOUT = 0

lo que significa que en cada ciclo de duración Tpwm desde el tiempo xTpwm ^ t < (xTpwm + DTpwm) la salida del jugador PWM es igual en magnitud a la entrada (en estado), y para un intervalo (xTpwm + DTpwm) ^ t < (x+1) Tpwm la salida del reproductor PWM está conectada a tierra, un "0” digital. Al cortar la entrada Gsynth (t) con el pulso PWM Gpulse (t), la salida 493a forma de onda es digital con un valor equivalente de Gsynth (t) • Gpulse (t). La forma de onda subyacente se muestra superpuesta encima de la señal 494 de pwM. Aunque típicamente el reproductor 484 de PWM solo emite una única forma de onda digital, puede producir más de una salida según sea necesario. Por ejemplo, en el ejemplo que se muestra, aunque la salida 493a incluye la combinación multiplicativa de dos pulsos PWM, la salida 493b es idéntica a Gpulse (t), lo que significa que Gsynth (t) = 1. PWM Player 484 también puede generar un valor constante invariante en el tiempo Gsynth (t) • Gpulse (t) = 1.which means that in each cycle of duration T pwm since time x T pwm ^ t < ( x T pwm + DT pwm ) the output of the PWM player is equal in magnitude to the input (in state), and for an interval ( x T pwm + DT pwm ) ^ t < (x+1) T pwm the output of the PWM player is connected to ground, a digital “0”. By cutting the Gsynth (t) input with the PWM Gpulse (t), the 493rd waveform output is digital with an equivalent value of Gsynth(t) • Gpulse(t).The underlying waveform is shown superimposed on top of the pwM signal 494. Although typically the PWM player 484 only outputs a single digital waveform, it can produce more than one output as needed.For example, in the example shown, although output 493a includes the multiplicative combination of two PWM pulses, output 493b is identical to Gpulse(t), which which means that Gsynth(t) = 1. PWM Player 484 can also output a time-invariant constant value Gsynth(t) • Gpulse(t) = 1.

El tercer paso en el funcionamiento del reproductor LED es el controlador LED 485 . Como se muestra en la FIGURA. 42 , el controlador LED 485 sincronizado con el reloj de referencia 0 ret combina los parámetros del controlador 495 con la salida del reproductor PWM 484 para producir la transmisión LED 497. A diferencia del sintetizador de forma de onda 483 y el reproductor PWM 484, que emite señales digitales, la salida del controlador LED 485 es cosa análoga. Usando los parámetros del controlador 495, se genera una corriente de referencia programable 496 con magnitud aIref (t) y se multiplica por la salida del reproductor PWM 484, específicamente Gsynth (t) • Gpulse (t) para producir la salida 497 que comprende aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t). El forma de onda de salida Iled que se muestra en el gráfico 498 revela una forma de onda que varía en el tiempo, específicamente sinusoide, pulsada digitalmente y variada en corriente a lo largo del tiempo. Aunque el reproductor 484 PWM puede generar una única salida como entrada al controlador 485 de LED, también es posible proporcionar dos o más salidas diferentes si es necesario. Tales casos podrían ser útiles, por ejemplo, en grandes sistemas PBT donde se requieren muchas zonas para tratar cada parte del cuerpo de forma única, es decir, con buena especificidad de tejido.The third step in the operation of the LED Player is the 485 LED Controller. As the picture shows. 42 , the 485 LED controller synchronized with the 0 ret reference clock combines the parameters of the 495 controller with the output of the 484 PWM player to produce the 497 LED transmission. Unlike the 483 waveform synthesizer and 484 PWM player, which outputs digital signals, the output of the 485 LED driver is analog. Using controller parameters 495, a programmable reference current 496 with magnitude aIref(t) is generated and multiplied by the PWM player output 484, specifically Gsynth(t) • Gpulse(t) to produce output 497 comprising aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t). The output waveform I led shown in graph 498 reveals a waveform that varies in time, specifically sinusoidal, digitally pulsed, and varied in current over time. Although the PWM player 484 can generate a single output as an input to the LED driver 485, it is also possible to provide two or more different outputs if necessary. Such cases could be useful, for example, in large PBT systems where many sites are required to treat each body part uniquely, ie with good tissue specificity.

El proceso completo de reproducción de LED se resume en el ejemplo de la FIGURA.The entire LED rendering process is summarized in the FIGURE example.

43 utilizando secuencialmente el sintetizador 483 de forma de onda, el reproductor 484 PWM y el controlador 485 de LED para generar el flujo 497 de control de LED . A diferencia de los métodos de la técnica anterior, la activación de LED en el sistema PBT distribuido divulgado se genera completamente dentro de una almohadilla LED mientras se mantienen ventajosamente todas las bibliotecas de tratamiento y el control del sistema PBT en un controlador PBT común , separado y distinto de la almohadilla o almohadillas LED . El proceso de generación de formas de onda utiliza un reloj de sistema de frecuencia 0sys producido dentro del LED para realizar sus tareas, eliminando así la necesidad de distribuir relojes de alta velocidad en largas líneas. Para asegurar la sincronización del reproductor PWM 484 y el controlador LED 485 con el sintetizador de forma de onda 483, el reloj del sistema 0sys se divide utilizando contadores de software o hardware para producir el reloj de referencia 0 ref. Como tal, la reproducción de LED dentro de una almohadilla de LED determinada es totalmente sincronizada. Si bien tanto el sintetizador de forma de onda 493 como el reproductor PWM 484 emiten señales PWM digitales que comprenden transiciones repetidas entre estados digitales 0 y 1 de duración variable, la salida del controlador LED es analógica capaz de impulsar el brillo del LED con cualquier forma de onda, incluidas, entre otras , ondas cuadradas, ondas sinusoidales, acordes de ondas sinusoidales, ondas triangulares, ondas de diente de sierra, muestras de audio de música acústica o electrónica, muestras de audio de sonidos de platillos y otras fuentes de ruido y en cualquier frecuencia dentro del espectro de audio de 20 Hz a 20 kHz, es decir, del 0th a la 9th octava musical. También produce conducción LED moduladora en el rango de infrasonidos, es decir, en la -1 st y -2 nd octavas, por ejemplo, hasta 0,1 Hz, o para activar LED con corriente continua (0 Hz), es decir, proporcionando funcionamiento de onda continua (CW). 43 sequentially using the waveform synthesizer 483, the PWM player 484 and the LED controller 485 to generate the LED control flow 497 . Unlike prior art methods, LED activation in the disclosed distributed PBT system is generated entirely within one LED pad while advantageously keeping all treatment libraries and control of the PBT system in a separate, common PBT controller. and other than the LED pad(s). The waveform generation process uses a system clock of frequency 0sys produced within the LED to perform its tasks, thus eliminating the need to distribute high-speed clocks over long lines. To ensure synchronization of the PWM 484 player and the 485 LED driver with the 483 waveform synthesizer, the system clock 0sys is divided using software or hardware counters to produce the reference clock 0 ref. As such, the playback of LEDs within a given LED pad is fully synchronous. While both the 493 waveform synthesizer and 484 PWM player output digital PWM signals that comprise repeated transitions between digital states 0 and 1 of variable duration, the output of the LED driver is analog capable of driving LED brightness in any way. including, but not limited to, square waves, sine waves, sine wave chords, triangle waves, sawtooth waves, acoustic or electronic music audio samples, cymbal sound audio samples, and other sources of noise and at any frequency within the audio spectrum from 20 Hz to 20 kHz, that is, from the 0th to the 9th musical octave. It also produces modulating LED driving in the infrasound range, i.e. in the -1 st and -2 nd octaves, for example, down to 0.1 Hz, or to drive LEDs with direct current (0 Hz), i.e. providing continuous wave (CW) operation.

Cabe señalar que dado que cada pad se comunica de forma independiente de forma asincrónica con el controlador PBT y dado que cada pad LED genera su propia referencia de tiempo interna para la reproducción del LED, estrictamente hablando, el PBT distribuido divulgado es un sistema asincrónico. Dicho esto, debido a las altas velocidades de reloj, las referencias de tiempo de precisión y la red de comunicación de alta velocidad, la falta de coincidencia de tiempo entre las almohadillas LED está en el rango de microsegundos, es imperceptible en el control de la interfaz de usuario y la respuesta de la UX y no tiene ningún impacto en la eficacia de PBT.It should be noted that since each pad independently communicates asynchronously with the PBT controller, and since each LED pad generates its own internal time reference for LED playback, strictly speaking, the disclosed distributed PBT is an asynchronous system. That being said, due to the high clock speeds, precision time references, and high-speed communication network, the time mismatch between the LED pads is in the microsecond range, imperceptible in camera control. UI and UX responsiveness and has no impact on the effectiveness of PBT.

Síntesis de Formas de Onda en Sistemas PBT DistribuidosWaveform Synthesis in Distributed PBT Systems

En PBT distribuidos sistemas, un controlador de PBT de control s muchas almohadillas LED inteligente, por ejemplo, 3, 6 o más. Debido a la cantidad de almohadillas LED inteligentes que se requieren, las consideraciones económicas exigen limitar la complejidad de las almohadillas LED, específicamente el costo y la potencia de procesamiento de la almohadilla ^P 339. Asimismo, para administrar los costos de los productos, la memoria total dentro de una almohadilla LED también debe ser limitada. Limitado en potencia de cálculo y memoria, la síntesis de formas de onda dentro de una almohadilla LED en un sistema PBT distribuido requiere que se cumplan varios criterios:In distributed PBT systems, one PBT controller will control many smart LED pads, eg 3, 6 or more. Due to the number of smart LED pads required, economic considerations dictate limiting the complexity of the LED pads, specifically the cost and processing power of the ^P 339 pad. Also, to manage product costs, the Total memory within an LED pad must also be limited. Limited in computing power and memory, waveform synthesis within an LED pad in a distributed PBT system requires several criteria to be met:

• La cantidad de datos transferidos o almacenados en la almohadilla LED debe ser limitada.• The amount of data transferred or stored on the LED pad should be limited.

• Los cálculos realizados en la almohadilla LED deben comprender preferiblemente cálculos aritméticos simples como la suma y la resta, evitando procesos iterativos complejos como funciones, operaciones matriciales, etc., a menos que sea absolutamente inevitable e incluso entonces con poca frecuencia.• Calculations performed on the LED pad should preferably comprise simple arithmetic calculations such as addition and subtraction, avoiding complex iterative processes such as functions, matrix operations, etc., a unless absolutely unavoidable and even then infrequently.

• Los cálculos deben realizarse en tiempo real con un consumo mínimo de energía o calefacción.• Calculations must be performed in real time with minimal energy or heating consumption.

El funcionamiento detallado del sintetizador de forma de onda 483 se ilustra en la FIGURA. 44 donde un archivo de entrada que comprende los parámetros del sintetizador de forma de onda 486 una vez cargado en el sintetizador de forma de onda 483 selecciona un método de síntesis 550 utilizado para calcular una función f(t) 553, ya sea utilizando el generador de función de unidad 551 o el procesador de primitivas 487, todos realizados en sincronía con el reloj del sistema 0sys. En el caso de la síntesis de formas de onda, el procesador de primitivas 487 requiere acceso a descripciones detalladas de formas de onda, específicamente las primitivas de forma de onda 487. La función resultante f(t) 553 comprende pares cartesianos de tiempo t versus f(t) ilustrados gráficamente en la tabla de funciones 554. La tabla de funciones 554 se convierte luego en datos digitales que varían en el tiempo mediante el generador PWM 555 utilizando el proceso

Figure imgf000075_0001
[f (t)] para producir el archivo de salida de sintetizador 488. La salida de sintetizador 488 comprende un archivo PWM digital numéricamente equivalente a la tabla de salida de sintetizador 489 representada gráficamente como Gsynth (t) 490.The detailed operation of the waveform synthesizer 483 is illustrated in FIGURE. 44 where an input file comprising the parameters of the waveform synthesizer 486 once loaded into the waveform synthesizer 483 selects a synthesis method 550 used to calculate a function f(t) 553, either using the generator function unit 551 or processor primitive 487, all performed in synchrony with the system clock 0sys. In the case of waveform synthesis, the primitive processor 487 requires access to detailed waveform descriptions, specifically the waveform primitives 487. The resulting function f(t) 553 comprises Cartesian pairs of time t versus f(t) graphically illustrated in function table 554. Function table 554 is then converted to time-varying digital data by PWM generator 555 using the process
Figure imgf000075_0001
[f(t)] to produce the synthesizer output file 488. The synthesizer output 488 comprises a digital PWM file numerically equivalent to the synthesizer output table 489 graphically represented as Gsynth(t) 490.

Síntesis de formas de onda con generador de funciones unitariasWaveform synthesis with unitary function generator

El funcionamiento del generador de funciones unitarias 551 se ilustra en la FIGURA.The operation of the unitary function generator 551 is illustrated in FIGURE.

45 implica seleccionar una función matemática y luego calcular el valor de la función por una serie de veces para generar la tabla de funciones 554. Estas funciones se conocen como funciones de "unidad” porque tienen valores analógicos limitados a números reales entre 0.0000 y 1.0000. En el gráfico de 560 se muestra un ejemplo de una función unitaria en la función variante de tiempo f(t) = 1, o "constante". Otra función, un diente de sierra unitario que se muestra en el gráfico 561 se describe mediante la ecuación f(t) = MOD(tf, 1) donde (tf) es el argumento de la función de módulo y 1 es la base , lo que significa que la función es una fracción decimal lineal entre 0 y 1. Para cualquier número sobre un múltiplo de 1, la función de módulo devuelve el resto, por ejemplo si (tf ) = 2,4 entonces MOD(2,4) = 0,4. En un diente de sierra, las funciones aumentan a uno, luego vuelven a cero y se repiten. Otra función que acelera hasta uno y las rampas de vuelta hacia abajo a cero simétricamente es el triángulo de ondas mostrada en el gráfico 562 que está dada por la ecuación f(t) = 1 - 2 • ABS [ MOD (tf, 1) - 0,5]. 45 involves selecting a mathematical function and then calculating the value of the function a number of times to generate function table 554. These functions are known as "unit" functions because they have analog values limited to real numbers between 0.0000 and 1.0000. An example of a unitary function in the time-varying function f(t) = 1, or "constant" is shown in graph 560. Another function, a unitary sawtooth shown in graph 561 is described by the equation f(t) = MOD(tf, 1) where (tf) is the argument of the modulo function and 1 is the base , which means that the function is a linear decimal fraction between 0 and 1. For any number over a multiple of 1, the modulo function returns the remainder, for example if (tf ) = 2.4 then MOD(2,4) = 0.4 In a sawtooth, functions increase to one, then back to zero and repeat.Another function that accelerates up to one and ramps back down to zero symmetrically is the triangle of waves shown in graph 562 which is given by the equation f(t) = 1 - 2 • ABS [ MOD ( tf, 1) - 0.5] .

La síntesis de una sola onda sinusoidal o una cuerda de tres o más ondas sinusoidales de frecuencias fa, fb, fc, y magnitudes relativas Aa, Ab, Ac, respectivamente, se pueden describir mediante la ecuación f (t) = Aa (0.5+ 0.5[Aa sin (2ntfa)+Ab sin (2ntfb)+Ac sin (2ntfc)]/[(Aa+Ab+Ac)]) 0.5(1-Aa).. Este proceso matemático mostrado en la FIGURA. 46 mezcla tres ondas sinusoidales 564, 565 y 566 con ganancia 580, 581 y 582 respectivamente, sumadas en un mezclador digital 583 usando una suma lineal de palabras digitales .The synthesis of a single sine wave or a string of three or more sine waves of frequencies fa, fb, fc, and relative magnitudes Aa, Ab, Ac, respectively, can be described by the equation f (t) = Aa (0.5+ 0.5[Aa sin (2ntfa)+Ab sin (2ntfb)+Ac sin (2ntfc)]/[(Aa+Ab+Ac)]) 0.5(1-Aa).. This mathematical process shown in FIGURE. 46 mixes three sine waves 564, 565, and 566 with gain 580, 581, and 582 respectively, summed in a 583 digital mixer using linear addition of digital words.

La suma digital, la suma aritmética de números binarios, octales o hexadecimales, es idéntica a la suma de números decimales, excepto que los números comprenden representaciones binarias o equivalentes binarias de números, es decir, base dos (b2), base ocho (b8) o base dieciséis (b16), en lugar de base diez (b10) . Aunque la suma digital se puede realizar utilizando dispositivos dedicados, la unidad aritmética lógica (ALU) residente dentro de la función de microcontrolador de la almohadilla LED puede realizar fácilmente las tareas requeridas en matemáticas binarias. Convertir números s en otra base, luego agregarlos en la base alternativa y convertirlos de nuevo a base 10 produce resultados idénticos. Este principio de equivalencia se muestra en la siguiente tabla de ejemplo para la suma de tres números en diferentes bases. En el contexto de la síntesis de formas de onda, los números que se suman representan los valores instantáneos de tres ondas sinusoidales en un momento dado, sumados para producir una suma digital de los tres números. Con fines ilustrativos, los valores de la onda sinusoidal se han aumentado diez veces, es decir, donde Axfx (0) y donde Ax = 10 para x = 1 a 3. Por ejemplo, en un momento específico t1, el valor de las funciones fa (0)) = 1; fb (0)) = 0,5; y fc (0)) = 0.5. En un caso donde los factores de ganancia están ponderados uniformemente, es decir, donde Aa = 10, Ab = 10 y A c = 10, entonces la suma 10 ( I fx (0)) = 20. Para convertir este número en una función unitaria, la suma resultante se debe escalar a un número fraccionario entre un resultado entre 0,000 y 1,000, una tarea realizada por la función de rango automático 584.Digital addition, the arithmetic addition of binary, octal, or hexadecimal numbers, is identical to addition of decimal numbers, except that the numbers comprise binary representations or binary equivalents of numbers, i.e. base two (b2), base eight (b8 ) or base sixteen (b16), instead of base ten (b10). Although digital addition can be performed using dedicated devices, the resident Arithmetic Logic Unit (ALU) within the LED pad's microcontroller function can easily perform the tasks required in binary mathematics. Converting numbers s to another base, then adding them in the alternate base, and converting back to base 10 produces identical results. This equivalence principle is shown in the following example table for the sum of three numbers in different bases. In the context of waveform synthesis, the numbers being added represent the instantaneous values of three sine waves at a given time, added to produce a digital sum of the three numbers. For illustrative purposes, the values of the sine wave have been increased ten times, that is, where Axfx (0) and where Ax = 10 for x = 1 to 3. For example, at a specific time t 1 , the value of the functions fa(0)) = 1; fb(0)) = 0.5; and fc(0)) = 0.5. In a case where the gain factors are evenly weighted, that is, where Aa = 10, Ab = 10, and A c = 10, then the sum 10 ( I fx (0)) = 20. To convert this number into a function unit, the resulting sum must be scaled to a fractional number between a result between 0.000 and 1.000, a task performed by the 584 autoranging function.

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Para cada punto de tiempo tx, dividir Ax ( I fx (tx)) por la suma de los multiplicadores de ganancia (Aa Ab Ac) proporciona un promedio del acorde combinado. En el caso de una ponderación uniforme, es decir, donde Ax = 10, la suma de estos factores de ganancia (Aa Ab Ac ) = 30. Aplicada a la suma anterior , la escala de rango automático convierte la suma de 20 en la número escalado de rango automático 20/30 = 0,666 , el mismo número que se obtiene promediando tres números que tienen valores instantáneos de 1,0; 0,5 y 0,5. La función de rango automático también funciona cuando las ondas sinusoidales se combinan con una ponderación no uniforme, donde uno o más componentes de frecuencia de la onda sinusoidal dominan la mezcla. Para examp le, una mezcla en la que Aa es 20% del total , Ab es 40% , y en la que Ac = 40% yields la siguiente mezcla de señales de laFor each tx time point, dividing Ax ( I fx (tx)) by the sum of the gain multipliers (Aa Ab Ac) provides an average of the combined chord. In the case of even weighting, that is, where Ax = 10, the sum of these gain factors (Aa Ab Ac ) = 30. Applied to the above sum, autoranging scaling converts the sum of 20 to the number autorange scaling 20/30 = 0.666 , the same number obtained by averaging three numbers that have instantaneous values of 1.0; 0.5 and 0.5. The autoranging function also works when sine waves are combined with non-uniform weighting, where one or more frequency components of the wave sinusoidal dominate the mix. For example, a mix in which Aa is 20% of the total, Ab is 40%, and Ac = 40% yields the following mix of signals from the

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En este caso (Aa+Ab+Ac) = 100 mientras que g(t) = 70, por lo que la salida de la función de rango automático es 0,7. La función de rango automático emplea un multiplicador positivo Aa > 0 se usa para escalar la señal para compensar la compresión de magnitud. Porque el escalar Aa cambia no solo la función sino que también cambia su valor promedio, el desplazamiento DC término de corrección 0.5 (1 - Aa) se añade a la suma de ondas sinusoidales para volver a centrar la espalda media de función hasta 0,5 .In this case (Aa+Ab+Ac) = 100 while g(t) = 70, so the output of the autoranging function is 0.7. The autoranging function employs a positive multiplier Aa > 0 used to scale the signal to compensate for magnitude compression. Because the scalar Aa changes not only the function but also changes its average value, the DC offset correction term 0.5 (1 - Aa) is added to the sum of sine waves to re-center the mean function back up to 0.5 .

FIGURA. 47 ilustra varias ondas sinusoidales y acordes de ondas sinusoidales hechos de acuerdo con el generador de funciones unitarias. En los ejemplos mostrados, se generan tres ondas sinusoidales separadas por una octava (es decir, fc = 2fb = 4fa) con varios factores de ganancia para producir una variedad de funciones complejas. Los factores de ganancia [Aa, Ab, Ac] controlan la mezcla o "combinación" de componentes de frecuencia. Debido a que los componentes se promedian, los factores de ganancia pueden ser cualquier número real positivo. Sin embargo, por conveniencia, los tres factores se pueden escalar en porcentajes. En algunos casos, los factores de ponderación son cero, lo que significa que la onda sinusoidal de frecuencia particular está ausente de la mezcla. Por ejemplo, en el gráfico 564, [Aa, Ab, Ac] = [1, 0, 0] de modo que solo está presente la sinusoide fa. De manera similar, en el gráfico 565 donde [Aa, Ab, Ac] = [0, 1, 0], solo está presente la sinusoide de octava media f b y en el gráfico 566 donde [Aa, Ab, Ac] = [0, 0, 1], solo está presente la sinusoide de octava más alta.FIGURE. 47 illustrates various sine waves and sine wave chords made according to the unit function generator. In the examples shown, three sine waves one octave apart (ie fc = 2fb = 4fa) are generated with various gain factors to produce a variety of complex functions. The gain factors [Aa, Ab, Ac] control the mix or "blend" of frequency components. Because the components are averaged, the gain factors can be any positive real number. However, for convenience, the three factors can be scaled in percentages. In some cases, the weighting factors are zero, which means that the particular frequency sine wave is absent from the mix. For example, in graph 564, [Aa, Ab, Ac] = [1, 0, 0] so only the sinusoid fa is present. Similarly, in graph 565 where [Aa, Ab, Ac] = [0, 1, 0], only the half-octave sinusoid fby is present in graph 566 where [Aa, Ab, Ac] = [0, 0, 1], only the highest octave sinusoid is present.

La figura también ilustra una variedad de acordes mezclados. El gráfico 567 muestra una combinación ponderada uniformemente de sinusoides de frecuencias fa y fb el gráfico 568 representa una combinación uniforme ponderada de sinusoides de frecuencias fa y fb y el gráfico 569 representa una combinación uniforme ponderada de sinusoides de frecuencias fb y fc. Mezclas de forma desigual mixtos de una onda senoidal condos 2/3rd ponderación de frecuencia fa y 1/3rd onda sinusoidal de frecuencia fb se muestran en el gráfico 570 . Tres mezclas de ondas sinusoidales incluyen el acorde 572 ponderado uniformemente y el acorde 571 de onda sinusoidal ponderado de manera desigual donde [Aa, Ab, Ac] = [0,2; 0,4; 0,4]. El cálculo algebraico de sin(0) donde 0 = fxt para x = a, b, c... requiere el cálculo de una serie de potencias [http://www2.clarku.edu/~djoyce/trig/compute.html] para cada evaluación sin(0)The figure also illustrates a variety of blended chords. Graph 567 shows a uniformly weighted combination of frequency sinusoids fa and fb, graph 568 represents a uniform weighted combination of frequency sinusoids fa and fb, and graph 569 represents a uniform weighted combination of frequency fb and fc sinusoids. Unevenly mixed blends of a sine wave with two 2/3rd frequency weighting fa and 1/3rd frequency sine wave fb are shown in the graph 570 . Three sine wave mixes include the evenly weighted 572 chord and the 571 unequally weighted sine wave where [Aa, Ab, Ac] = [0,2; 0.4; 0.4]. The algebraic computation of sin(0) where 0 = fxt for x = a, b, c... requires the computation of a power series [http://www2.clarku.edu/~djoyce/trig/compute.html ] for each evaluation sin(0)

(fat)3 (fat)5 (fat)7 (fat)9 (fat)11 (fat)13(fat)3 (fat)5 (fat)7 (fat)9 (fat)11 (fat)13

sin(fat) = (fat) 3! 5! 7! 9! 11! 13!sin(fat) = (fat) 3! 5! 7! 9! eleven! 13!

(fbt)3 , (fbt)5 (fbt)7 . (fbt)9 (fbt)11 . (fbt)13(fbt)3 , (fbt)5 (fbt)7 . (fbt)9 (fbt)11 . (fbt)13

sin(fbt) = (fbt) 3! 5! 7! 9! 11! 13!sin(fbt) = (fbt) 3! 5! 7! 9! eleven! 13!

(fct)3 , (fct)5 (fct)7 , (fct)9 (fct)11 , (fct)13(fct)3 , (fct)5 (fct)7 , (fct)9 (fct)11 , (fct)13

sin(fct) = (fct) * *sin(fct) = (fct) * *

3! 5! - 7! 9! - 11! 13!3! 5! - 7! 9! - eleven! 13!

donde n! = n • (n - 1) • (n - 2) ... 3 • 2 • 1. Tenga en cuenta que se puede utilizar el mismo método para producir formas de onda de coseno, que no son más que desde que las ondas cambiaron de fase en 90°. Para producir una onda de tres sine acorde Ax ( I fx (tx)) con la frecuencia más alta de la onda sinusoidal en el 9 ° octava, aproximadamente 20 kHz, con 360 grados de precisión requiere que todos los cálculos anteriores a lo largo de generación PWM [f(t)] debe ocurrir a una velocidad de 7,2 MHz, es decir, dentro de 138 ns. Este enfoque es computacionalmente intensivo, desperdiciando ciclos de cómputo y quemando energía, especialmente cuando se sintetizan ondas de alta frecuencia.where! = n • (n - 1) • (n - 2) ... 3 • 2 • 1. Note that the same method can be used to produce cosine waveforms, which are no more than since the waves phase shifted by 90°. To produce a three sine chord wave Ax ( I fx (tx)) with the highest frequency of the sine wave at the 9th octave, approximately 20 kHz, with 360 degree accuracy requires all of the above calculations along with PWM generation [f(t)] should occur at a rate of 7.2 MHz, that is, within 138 ns. This approach is computationally intensive, wasting compute cycles and burning power, especially when synthesizing high-frequency waves.

Síntesis de Formas de Onda con rocesador de PrimitivasWaveform Synthesis with Primitives Processor

Un método alternativo, mucho menos intensivo desde el punto de vista computacional y mejor adaptado a la capacidad informática limitada de la almohadilla LED pP 339, es el uso de una consulta de tabla que evalúa una función. Para las funciones periódicas, el valor de la función en incrementos regulares del período, por ejemplo, en ángulos fijos o porcentajes fijos, puede calcularse previamente y cargarse en tablas denominadas aquí como "primitivas" de función. Por ejemplo, dado que el valor de un sin (0) depende del ángulo de su argumento 0 dondeAn alternative method, much less computationally intensive and better suited to the limited computing power of the LED pad pP 339, is the use of a table query that evaluates a function. For periodic functions, the value of the function in regular period increments, eg, in fixed angles or fixed percentages, can be precomputed and loaded into tables referred to herein as function "primitives". For example, since the value of a sin(0) depends on the angle of its argument 0 where

sin0° = 0sin0° = 0

sin 15° = (V6 - V2)/4sin 15° = (V6 - V2)/4

sin 30° = 1/2without 30° = 1/2

sin 45° = V2/2without 45° = V2/2

sin 60° = V3/2without 60° = V3/2

sin 75° = (V6 V2)/4sin 75° = (V6 V2)/4

sin 90° = 1 without 90° = 1

Dado que la función seno es periódica, no hay razón para recalcular los mismos valores cada vez que se requiera la evaluación sin(0). En tal caso, el uso de una tabla de consulta es potencialmente beneficioso.Since the sine function is periodic, there is no reason to recalculate the same values each time the sin(0) evaluation is required. In such a case, the use of a lookup table is potentially beneficial.

Las tablas de búsqueda , sin embargo, enfrentan varios obstáculos fundamentales : por un lado, la tabla solo puede devolver un valor de la función en la misma condición de entrada para la que se calculó previamente, es decir, con el mismo argumento. J UST porque la tabla contiene el valor de sen (45°) no significa que conoce el valor de sen (22°). En una llamada de subrutina a una tabla de búsqueda, no es probable que el argumento de entrada coincida con sus argumentos disponibles, a menos que los dos se desarrollen conjuntamente para asegurar que emplean los mismos valores. Otro tema en el uso de búsqueda tablas es el problema de la ecuación rígida, la realización de alta - resolución de formas de onda de síntesis a través de lo largo de muchos ordenes de magnitud de la frecuencia. Por ejemplo, si una sinusoide 20 kHz (9th octava) se sintetiza utilizando métodos PWM con una precisión de 16 bits, la tasa de muestra requerido es (20,000 Hz) (162) = 1.310.726.000 Hz o aproximadamente 1,3 GHz. Si en la misma simulación, se agrega un patrón de excitación de infrasonido a 0.1Hz (-2nd octava) al acorde, el período del componente de onda de baja frecuencia es T = 1/f = 1/ (0,1 Hz) = 10 seg. Esto significa que para mantener la resolución requerida en la novena octava mientras se sintetiza una sola onda infrasónica de 10 segundos se requiere una tabla de (1,3GHz) (10sec) = 13 mil millones de puntos de datos. Una tabla de datos tan grande no solo requiere demasiado tiempo para la transferencia del controlador PBT al panel LED inteligente, sino que también requiere demasiada memoria.Lookup tables, however, face several fundamental obstacles: For one thing, the table can only return a value from the function in the same input condition for which it was previously computed, that is, with the same argument. J UST because the table contains the value of sin(45°) does not mean that you know the value of sin(22°). In a subroutine call to a lookup table, the input argument is not likely to match its available arguments unless the two are developed together to ensure that they use the same values. Another issue in using lookup tables is the rigid equation problem, the realization of high-resolution synthesis waveforms across many orders of magnitude of frequency. For example, if a 20 kHz (9th octave) sinusoid is synthesized using PWM methods with 16-bit precision, the required sample rate is (20,000 Hz)(162) = 1,310,726,000 Hz or approximately 1.3 GHz. If in the same simulation, an infrasound excitation pattern at 0.1Hz (-2nd octave) is added to the chord, the period of the low frequency wave component is T = 1/f = 1/ (0.1 Hz) = 10 sec. This means that to maintain the required 9th octave resolution while synthesizing a single 10 second infrasound wave requires a table of (1.3GHz)(10sec) = 13 billion data points. Such a large data table not only requires too much time to transfer from PBT driver to smart LED panel, but also requires too much memory.

Para resolver el problema de las cotizaciones rígidas mientras se aseguran los argumentos coincidentes entre las llamadas de subrutina y las tablas de búsqueda , un método inventivo que se describe en este documento utiliza primitivas de forma de onda periódicas predefinidas , como ondas sinusoidales o funciones lineales (escalares), combinadas con una serie de contadores. compartir una base numérica común, por ejemplo base 2. El término “primitivos” como se utiliza aquí significa tabular tiempo indepen dent descripción de una forma de onda - uno donde se describe la forma de onda usando argumentos especificados con relación al periodo de la función de T y no a tiempo absoluto . Por ejemplo, en funciones lineales como una onda de diente de sierra, ingresar un argumento rectilíneo (cartesiano) en la tabla de búsqueda devuelve un valor único. En una unidad lineal de diente de sierra que pasa de 0 a 1 durante un período T, la entrada p es sin unidad, donde al 25% de T la función "saw(p)" tiene un valor de 0,25, al 78% de T la función saw(p ) tiene un valor 0,78, etc. Para acomodar ciclos repetidos, es beneficioso expresar la entrada de argumento "p" usando la función de módulo MOD (argumento, límite) donde MOD(p, 1) para entradas positivas devuelve un valor acotado entre 0 y 1, es decir, el resto después de la división por el múltiplo entero más grande del límite. Por ejemplo MOD(0,78, 1) = 0,78, MOD (5,78, 1) = 0,78 y MOD (z.78, 1) = 0,78 para cualquier valor de z. Como tal, solo se requieren datos que cubran un período T para describir cualquier forma de onda repetida.To solve the problem of hard quotes while ensuring matching arguments between subroutine calls and lookup tables, an inventive method described in this paper uses predefined periodic waveform primitives, such as sine waves or linear functions ( scalars), combined with a series of counters. share a common numerical base, for example base 2. The term “primitives” as used here means tabulate time independent description of a waveform - one where the waveform is described using specified arguments relative to the period of the function of T and not in absolute time. For example, in linear functions such as a sawtooth wave, entering a rectilinear (Cartesian) argument into the lookup table returns a single value. In a linear sawtooth unit going from 0 to 1 over a period T, the input p is unitless, where at 25% of T the function "saw(p)" has a value of 0.25, at 78 % of T the function saw(p ) has a value 0.78, etc. To accommodate repeated loops, it is beneficial to express the argument input "p" using the modulo function MOD(argument, limit) where MOD(p, 1) for positive inputs returns a bounded value between 0 and 1, ie the remainder after division by the largest integer multiple of the limit. For example MOD(0.78, 1) = 0.78, MOD (5.78, 1) = 0.78 and MOD(z.78, 1) = 0.78 for any value of z. As such, only data covering one period T is required to describe any repeating waveform.

La misma función se aplica a las coordenadas polares. La evaluación de sin (MOD (0, 360 °)) produce una secuencia repetida de valores entre sin (0°) y sin(359,99... °). A 360° el ciclo completo se repite porque sin (MOD (360°, 360°)) = sin (0°). Tenga en cuenta que en el código real o en las hojas de cálculo, los argumentos de ángulo 0 de sin o cualquier otra función trigonométrica se expresan en radianes, no en grados, pero el principio de la función de módulo y su aplicación siguen siendo los mismos. U cantar la función de módulo de la manera descrita, el tamaño de un lookup mesa para cualquier función periódica puede estar limitado a un solo período de la reducción del tamaño de la tabla de forma espectacular. El número de pares de datos en cada tabla de búsqueda es, por tanto, igual a la resolución principal £ proporcionando una correspondencia uno a uno entre una entrada 0x a una tabla de búsqueda y su salida fx donde para cualquier octava x, la relación 0x = £x fx describe la transformación realizada por la llamada a la subrutina de la tabla de búsqueda .The same function applies to polar coordinates. The evaluation of sin(MOD(0, 360°)) produces a repeating sequence of values between sin(0°) and sin(359.99...°). At 360° the entire cycle is repeated because sin(MOD(360°, 360°)) = sin(0°). Note that in actual code or spreadsheets, the angle 0 arguments of sin or any other trigonometric function are expressed in radians, not degrees, but the principle of the modulo function and its application remain the same. themselves. Using the modulo function in the manner described, the size of a lookup table for any periodic function can be limited to a single period, reducing the size of the table dramatically. The number of data pairs in each lookup table is therefore equal to the principal resolution £ providing a one-to-one correspondence between a 0x input to a lookup table and its output fx where for any eighth x, the 0x ratio = £x fx describes the transformation performed by the lookup table subroutine call .

Aunque estas primitivas de función comprenden una colección de estados independientes del tiempo que describen una función matemática, la síntesis de formas de onda requiere su combinación con osciladores que comprenden relojes digitales o analógicos para producir una forma de onda variable en el tiempo. Específicamente para funciones rectilíneas del período T, como el triángulo o las ondas de diente de sierra, el argumento x se puede expresar como x = t/T, y para ondas sinusoidales, cuerdas de ondas sinusoidales y otras funciones unitarias trigonométricas 0 = tf. En cualquier caso, se requiere una fuente de tiempo para transformar una forma de onda primitiva independiente del tiempo en una función variable en el tiempo. Una de estas implementaciones para generar un rango de fuentes de tiempo , representada algorítmicamente en la FIGURA. 48A, combina una serie de contadores digitales binarios (+ 2) 590 a 598 que generan diez frecuencias de reloj síncronas 0g a 00 partir de un reloj común, específicamente símbolo frecuencia de reloj 0sym tiene una frecuencia programable. Los relojes se utilizan luego para sintetizar funciones periódicas como ondas sinusoidales en el espectro de audio que tienen las frecuencias correspondientes fg en la novena octava hasta f0 en la octava cero y, según se desee, mezclarlas en varias combinaciones. Los mismos métodos, no mostrados, se pueden utilizar para generar infrasonidos, es decir, formas de onda oscilantes por debajo de 20 Hz, y también (siempre que se emplee un transductor adecuado) ultrasonidos que comprendan frecuencias superiores a 20 kHz.Although these function primitives comprise a collection of time-independent states that describe a mathematical function, waveform synthesis requires their combination with oscillators comprising digital or analog clocks to produce a time-varying waveform. Specifically for rectilinear functions of period T, such as triangle or sawtooth waves, the argument x can be expressed as x = t/T, and for sine waves, chord sine waves, and other trigonometric unit functions 0 = tf. In either case, a time source is required to transform a primitive time-independent waveform into a time-varying function. One of these implementations to generate a range of time sources, represented algorithmically in FIGURE. 48 A, combines a series of binary (+2) digital counters 590 to 598 that generate ten synchronous clock frequencies 0g to 00 from a common clock, specifically symbol clock frequency 0sym has a programmable frequency. The clocks are then used to synthesize periodic functions such as sine waves in the audio spectrum having the corresponding frequencies fg in the ninth octave to f 0 in the zero octave, and mix them in various combinations as desired. The same methods, not shown, can be used to generate infrasound, ie oscillating waveforms below 20 Hz, and also (providing a suitable transducer is used) ultrasound comprising frequencies above 20 kHz.

Durante la síntesis, cada reloj se convierte en una forma de onda variable en el tiempo f (t) usando una tabla de búsqueda de la función periódica, por ejemplo, onda sinusoidal, cuerdas de onda sinusoidal, ondas triangulares, ondas de diente de sierra, etc. Cada reloj está emparejado con la forma de onda que crea, por ejemplo, 08 usa la tabla de búsqueda de onda sinusoidal 618 con resolución primitiva £8 para generar la frecuencia de onda sinusoidal f8, 03 usa la tabla de búsqueda de onda sinusoidal 613 con resolución primitiva £3 para generar la onda sinusoidal frecuencia f3 y 0 1 usa la tabla de búsqueda de onda sinusoidal 611 con resolución primitiva £1 para generar la frecuencia de onda sinusoidal 0 , dondeDuring synthesis, each clock is converted to a time-varying waveform f(t) using a periodic function lookup table, e.g., sine wave, sine wave strings, triangle waves, sawtooth waves , etc. Each clock is paired with the waveform it creates, eg 08 uses the lookup table sine wave 618 with primitive resolution £8 to generate the sine wave frequency f8, 03 uses the sine wave 613 lookup table with primitive resolution £3 to generate the sine wave frequency f 3 and 0 1 uses the sine wave lookup table for sine wave 611 with primitive resolution £1 to generate the frequency of sine wave 0 , where

f8 = 08 / £8f8 = 08 / £8

f3 = 03 / £3 f3 = 03 / £3

f1 = 01 / £1f1 = 01 / £1

y en general fx = 0x / £x. Entonces, en funcionamiento , el procesador 552 de primitivas de implementación de suma de formas de onda de 10 octavas usa nueve contadores binarios 598 a 590 para generar diez frecuencias de reloj que comprenden la entrada 09 = 0sym y los relojes 08 a 0 0 para impulsar las tablas de búsqueda de ondas sinusoidales correspondientes 619 a 610 para sintetizar ondas sinusoidales f9 a f0.and in general fx = 0x / £x. Then, in operation, the 10-octave waveform summation implementation primitive processor 552 uses nine binary counters 598 to 590 to generate ten clock frequencies comprising input 09 = 0sym and clocks 08 to 0 0 to drive. the corresponding sine wave lookup tables 619 to 610 to synthesize f 9 to f 0 sine waves.

El proceso de mezcla implica seleccionar varias combinaciones de ondas sinusoidales utilizando conmutadores de datos de octava 609 a 600, mezclando los componentes de onda sinusoidal seleccionados en un nodo sumador de mezclador digital 630 donde los componentes se ponderan en porcentajes variables mediante amplificadores de ganancia digital 620 a 629. La suma combinada se escala mediante la función de rango automático 631 en el rango de 0,000 a 1,000. Aunque el procesador primitivas se puede implementar en hardware o con hardware controlado firmware, la función puede ser emulado por completo el uso de software donde mezclador 630 se ejecuta digitalmente usando adición binaria, y la función de rango automático 631 se puede realizar utilizando las matemáticas binarias de ejecución uno de varios algoritmos de división (https://en.wikipedia.org/wiki/Division_algorithm). Para evitar la realización de operaciones innecesarias, primitives- procesador 552 sólo ejecuta las operaciones en sele Cted octava interruptores 600-609.The mixing process involves selecting various sine wave combinations using octave data switches 609 through 600, mixing the selected sine wave components in a digital mixer summing node 630 where the components are weighted in varying percentages by digital gain amplifiers 620. to 629. The combined sum is scaled by autoranging function 631 in the range 0.000 to 1.000. Although the processor primitives can be implemented in hardware or with hardware controlled firmware, the function can be fully emulated using software where mixer 630 is executed digitally using binary addition, and the 631 autoranging function can be performed using binary mathematics. Run one of several division algorithms (https://en.wikipedia.org/wiki/Division_algorithm). To avoid performing unnecessary operations, primitives- processor 552 only executes operations on sele Cted octave switches 600-609.

Usando el método mostrado en la FIGURA. 48A y descrito anteriormente, la ejecución primitivas en el procesador 552 realiza la amplia anchura de banda de forma de onda de síntesis y acorde edificio de más de tres décadas de la frecuencia , es decir octavas diez, que abarcan una gama de frecuencias de 20 Hz a 20.000 Hz , utilizando solamente las operaciones de búsqueda tabla s y una serie de contadores. El método descrito es computacionalmente eficiente y requiere un mínimo de memoria o potencia de cálculo para ejecutarse y, a diferencia del generador de funciones unitarias 551 de la FIGURA. 44, no implica una evaluación en tiempo real de series de potencias . Una característica clave del sintetizador en la generación de formas de onda algorítmicas de ancho de banda amplio es el papel de la operación del contador. Juntos, los contadores 599 a 500 generan diez octavas de frecuencias de reloj que se utilizan como entradas que alimentan las tablas de búsqueda correspondientes 619 a 610. Debido a que cada octava es alimentada por su propia frecuencia de reloj específica, el número de puntos en la tabla correspondiente y la memoria requerida para realizar la La tabla está limitada a la precisión requerida de esa octava específica y no involucra datos usados en otras bandas de frecuencia. De esta manera, la combinación descrita de contadores y de búsqueda de tablas de superar s el mencionado problema de la ecuación rígido. Para minimizar aún más la intensidad computacional y evitar cálculos innecesarios, las llamadas a subrutinas de tablas de búsqueda se limitan solo a las tablas seleccionadas por los interruptores de octava .Using the method shown in FIG. 48 A and described above, running primitives on the 552 processor performs the wide-bandwidth waveform synthesis and chord building over three decades of frequency, i.e. ten octaves, spanning a frequency range of 20 Hz to 20,000 Hz, using only table lookups and a series of counters. The described method is computationally efficient and requires a minimum of memory or computational power to execute and, unlike the unitary function generator 551 of FIG. 44 , does not imply a real-time evaluation of power series. A key feature of the synthesizer in generating wide-bandwidth algorithmic waveforms is the role of the accountant's operation. Together, counters 599-500 generate ten octaves of clock frequencies that are used as inputs to the corresponding lookup tables 619-610. Because each octave is fed by its own specific clock frequency, the number of points in the corresponding table and the memory required to perform the The table is limited to the required precision of that specific octave and does not involve data used in other frequency bands. In this way, the described combination of counters and lookup tables overcomes the aforementioned rigid equation problem. To further minimize computational intensity and avoid unnecessary calculations, lookup table subroutine calls are limited to only the tables selected by the octave switches.

Para evitar el aliasing y las distorsiones por desplazamiento de fase, la cascada del contador 698 a 590 se sincroniza con un reloj común llamado velocidad de símbolo 0 salida sym del sintonizador (contador) 599. Por conveniencia, la velocidad de símbolo is sym es equivalente a la señal de reloj 9 para síntesis de forma de onda de novena octava, pero esta relación es arbitraria. Cualquier tasa de símbolo superior a la resolución PWM de la frecuencia sintetizada más alta, donde 0sym s £sym fmax será suficiente. La cascada de contador se puede realizar mediante hardware o software. Aunque se puede utilizar un contador de ondulación, se prefiere un contador síncrono para evitar el cambio de fase del reloj. Un contador de ondulación es una cascada de contador donde la salida de cada etapa del contador está disponible instantáneamente al mismo tiempo que se ingresa a la siguiente etapa. Debido al retardo de propagación a través de cada etapa del contador, las salidas de los relojes de frecuencia más alta cambian de estado antes que los relojes de frecuencia más baja. Por lo tanto, el estado cambia "rizado s " hacia abajo en la cascada, donde el primer reloj 0 9 cambia de estado, seguido un momento después por 08 y luego 0 7 , 06, 0 5 , etc. ondulando como una ola que atraviesa la superficie de un estanque.To avoid aliasing and phase shift distortions, the counter cascade 698 to 590 is synchronized to a common clock called symbol rate 0 sym output of tuner (counter) 599. For convenience, the symbol rate is sym is equivalent to to the 9 clock signal for 9th octave waveform synthesis, but this relationship is arbitrary. Any symbol rate greater than the PWM resolution of the highest synthesized frequency, where 0sym s £sym fmax will suffice. The counter cascade can be done by hardware or software. Although a ripple counter can be used, a synchronous counter is preferred to avoid clock phase shift. A ripple counter is a counter cascade where the output of each counter stage is instantly available at the same time the next stage is entered. Due to the propagation delay through each counter stage, the outputs of the higher frequency clocks change state before the lower frequency clocks. Thus, the state changes "curly s " down the cascade, where the first clock 0 9 changes state, followed a moment later by 08 and then 0 7 , 06, 0 5 , etc. rippling like a wave across the surface of a pond.

Por el contrario, un contador síncrono funciona sincrónicamente , donde aunque el contador digital tarda en ondular a través de la cadena del contador, las salidas solo cambian al mismo tiempo que un pulso de reloj de sincronización. De esta manera, la ondulación de la señal a través de la contra cascada es invisible para el usuario. Más específicamente, ya sea implementado en hardware o en software, un contador síncrono funciona como un contador de ondas pero con un flip-flop tipo D [https://en.wikipedia.org/wiki/Flipflop_(electronics)] salidas bloqueadas. El flip-flop D retiene su estado anterior hasta que se habilita mediante una señal de enclavamiento con la tabla de verdad correspondiente , es decir, el estado alto o bajo de la entrada de datos se copia a la salida del enclavamiento solo cuando el reloj de sincronización sube, después de lo cual el reloj de sincronización puede volver bajo y la salida del flip flop permanecerá bloqueada en cualquier estado en la entrada D en el momento del último pulso del reloj de sincronización hasta que se produzca el siguiente pulso de sincronización. Durante ese intervalo entre pulsos de reloj, la salida de cada etapa del contador puede cambiar sin que la transición aparezca en la salida del contador. Para evitar el desorden en el esquema, los contadores 599 a 590 pueden representar un contador síncrono sin explícita de picting la D del flip-flop picaporte o un ny sincronización entrada de reloj. Para asegurar que las transiciones de reloj se ondulen completamente a través de la cascada de contador antes de actualizar el estado de las salidas de reloj 0 9 a 0 0 , el pulso de reloj de sincronización se deriva de la transición de estado del reloj de frecuencia sintetizada más baja, en este ejemplo representado como 0 0.By contrast, a synchronous counter works synchronously, where although the digital counter takes time to ripple through the counter chain, the outputs only change at the same time as a timing clock pulse. In this way, the ripple of the signal through the counter cascade is invisible to the user. More specifically, whether implemented in hardware or software, a synchronous counter works like a wave counter but with a D-type flip-flop [https://en.wikipedia.org/wiki/Flipflop_(electronics)] outputs locked. The D flip-flop retains its previous state until it is enabled by a latch signal with the corresponding truth table, that is, the high or low state of the data input is copied to the latch output only when the clock clock sync goes high, after which the sync clock can return low and the flip flop output will remain locked in any state on the D input at the time of the last sync clock pulse until the sync occurs. next sync pulse. During that interval between clock pulses, the output of each counter stage can change without the transition appearing on the counter output. To avoid clutter in the schematic, counters 599 through 590 can represent a synchronous counter without explicitly picting the D of the latch flip-flop or a ny synchronization clock input. To ensure that the clock transitions ripple completely through the counter cascade before updating the state of the clock outputs 0 9 to 0 0 , the synchronization clock pulse is derived from the frequency clock state transition lowest synthesized, in this example represented as 0 0 .

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La velocidad de símbolo 0sym alimenta la cascada del contador se genera a partir de la frecuencia de reloj del sistema 0sys utilizando un “sintonizador” de contador programable 599. La frecuencia de reloj de símbolo 0sys se genera para producir una frecuencia de salida máxima fmax a una resolución £sym. El valor de la resolución primitiva £sym es una entrada programable al sintonizador 599 que puede cambiarse dependiendo de la síntesis de forma de onda que se esté realizando. La variable numérica £sym, a la que aquí se hace referencia como " resolución de símbolo primitivo " se define como la resolución de la frecuencia sintetizada más alta donde £sym = 0sym / fmax tiene un valor que puede oscilar entre 24 y 65.536 dependiendo de la precisión de síntesis requerida. Por ejemplo, seleccionar £sym = 96 en la síntesis de onda sinusoidal significa que p o la onda sinusoidal de tono más alto del sintetizador está relacionada con la frecuencia del reloj del símbolo por la relación 0sym = £sym fmax = 96 fmax donde 90 ° de arco usa 24 puntos, un punto cada 3,75 °. En operación s rocedimien t uner 599 produce el entero cascada de frecuencias derivadas de y sintonizados con el reloj de símbolo 0sym tasa. La resolución del £sym no necesita coincidir con la resolución de las tablas de búsqueda de octavas inferiores . Se pueden emplear diferentes niveles de precisión £x para las tablas de búsqueda 619 a 600 o, alternativamente, se puede emplear la misma tabla de búsqueda de precisión para generar algunos o todos los componentes de frecuencia requeridos. Alternativamente, se puede usar la misma tabla de búsqueda para cada onda sinusoidal generada. En tales casos, cada frecuencia de onda sinusoidal f x tiene una precisión idéntica £9 = £s = £7... £1 = £0. The symbol rate 0sym feeds the counter cascade is generated from the system clock rate 0sys using a 599 programmable counter “tuner”. The symbol clock rate 0sys is generated to produce a maximum output frequency fmax a a resolution £sym. The primitive resolution value £sym is a programmable input to tuner 599 that can be changed depending on the waveform synthesis being performed. The numeric variable £sym, referred to herein as "primitive symbol resolution" is defined as the resolution of the highest synthesized frequency where £sym = 0sym / fmax has a value that can range from 24 to 65,536 depending on the required synthesis precision. For example, selecting £sym = 96 in sine wave synthesis means that po the highest-pitched sine wave of the synthesizer is related to the symbol clock frequency by the relationship 0sym = £sym fmax = 96 fmax where 90° of arc uses 24 points, one point every 3.75°. In operation s procedure uner 599 produces the entire cascade of frequencies derived from and tuned with the symbol clock 0sym rate. The resolution of the £sym need not match the resolution of the lower octave lookup tables. Different levels of precision £x may be used for lookup tables 619 to 600 or, alternatively, the same precision lookup table may be used to generate some or all of the required frequency components. Alternatively, the same lookup table can be used for each generated sine wave. In such cases, each sine wave frequency fx has identical precision £ 9 = £s = £ 7 ... £ 1 = £ 0 .

Debido a que toda la cascada del contador se maneja desde una frecuencia de reloj de símbolo común 0sym la relación de frecuencia exacta de las formas de onda sintetizadas se define con precisión por la frecuencia del contador 0x y la resolución de la tabla de búsqueda correspondiente Sx. Aunque esta relación se muestra usando contadores binarios (dividir por 2 ) , no hay restricción en cuanto a cuál puede ser el divisor del contador. Es conveniente dividir por dos porque equivale a reducir a la mitad la frecuencia, equivalente en escalas musicales a una octava o doce semitonos. Sin embargo, los contadores pueden utilizar cualquier combinación en cascada de contadores, cada uno con diferentes divisores. Alternativamente, se pueden emplear contadores programables, donde el conteo se carga en el contador . Además, dado que los contadores operan a velocidades de reloj fijas y completan un período de oscilación completo en cada points x puntos de datos, es decir, un ciclo completo de una tabla de búsqueda , entonces se conoce con precisión el tiempo relativo y la fase de dos funciones periódicas cualesquiera . Dado, por ejemplo, dos ondas sinusoidales que tienen frecuencias fx y fy dondeBecause the entire counter cascade is driven from a common symbol clock frequency 0sym the exact frequency ratio of the synthesized waveforms is precisely defined by the counter frequency 0x and the corresponding lookup table resolution Sx . Although this relationship is shown using binary counters ( divide by 2 ) , there is no restriction as to what the divisor of the counter can be. It is convenient to divide by two because it is equivalent to halving the frequency, equivalent in musical scales to an octave or twelve semitones. However, counters can use any cascading combination of counters, each with different divisors. Alternatively, programmable counters can be employed, where the count is loaded into the counter. Furthermore, since the counters operate at fixed clock rates and complete a full oscillation period at each points x data points, i.e. a full cycle of a lookup table, then the relative time and phase are precisely known. of any two periodic functions. Given, for example, two sine waves having frequencies fx and fy where

fx = 4>x / Sxfx = 4>x / Sx

fy = 0y / Syfy = 0y / Sy

entonces la relación de frecuencia de las formas de onda viene dada porthen the frequency ratio of the waveforms is given by

f x _ ^ x K yf x _ ^ x K y

fy ^ y K xfy ^ y K x

Esta relación es ilustrativa de que el escalado de frecuencia se puede realizar cambiando el reloj 0x o cambiando la resolución Sx de la tabla de búsqueda. Por ejemplo, si presentar una resolución constante de búsqueda se utiliza cuando Sx = Sy = 24, entonces la relación de frecuencias fx/fy de las ondas sinusoidales sintetizados depende sólo de la relación de velocidades de reloj 0x/ OyThis relationship is illustrative that frequency scaling can be done by changing the 0x clock or changing the Sx resolution of the lookup table. For example, if presenting a constant search resolution is used when Sx = Sy = 24, then the ratio of frequencies fx/fy of the synthesized sine waves depends only on the ratio of clock rates 0x/Oy

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En tales casos, una relación de frecuencia de reloj 0x/ Oy = 4, los resultados en dos de onda sinusoidal de la misma nota pero dos octavas de diferencia, por ejemplo, la nota musical A en 1760 Hz en la 6th octava y la nota musical A en 440Hz en la 43 octava . FIGURA. 48B ilustra una onda dual sine ejemplo sumando donde sólo el 6 ° y 4 ° conmuta octava 606 y 604 están habilitados y se utiliza para acceder a los datos en las tablas de onda sinusoidal de búsqueda 616 y 614 cada forma de onda que tiene una resolución primitiva £ 6 = £ 4 = 24. Las salidas se amplificaron b ganancia digital y amplificadores 626 y 624 a continuación se mezclaron en nodo de suma digital de 630 para producir una mezcla ed forma de onda de salida. En funcionamiento, el sintonizador (contador) 599 genera reloj de símbolo 0 sym desde el reloj del sistema 0 sys . La cascada de ^2 contadores 598, 597, y 596 divide el símbolo de reloj 0sym para producir 6 th reloj octava 06 y por los contadores 595 y 594 para generar 4th reloj octava 04.In such cases, a clock frequency ratio of 0x/ Oy = 4, results in two sine waves of the same note but two octaves apart, for example, the musical note A at 1760 Hz in the 6th octave and the note musical A in 440Hz in the 43 octave. FIGURE. 48 B illustrates a dual waveform sine summing example where only the 6th and 4th octave switches 606 and 604 are enabled and used to access data in the lookup sine wave tables. 616 and 614 each having a primitive resolution £6 = £ 4 = 24. The outputs were amplified b digital gain and amplifiers 626 and 624 were then mixed in digital summing node 630 to produce a mix ed in the form of output wave. In operation, tuner (counter) 599 generates symbol clock 0 sym from system clock 0 sys . The cascade of ^2 counters 598, 597, and 596 divides the clock symbol 0sym to produce 6th octave clock 06 and by counters 595 and 594 to generate 4th octave clock 04.

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El acorde de 2 ondas sinusoidales resultante viene dado por la sumaThe resulting 2-sine wave chord is given by the sum

g(t) = 0,5 0,5[Aa sin (f6 t) A4 sin f t)] = 0,5+0,5[Aa sin (0sym t/192) A4 sin (0sym t/768)]g(t) = 0.5 0.5[Aa sin (f 6 t) A 4 sin ft)] = 0.5+0.5[Aa sin (0sym t/192) A 4 sin (0sym t/768 )]

El multiplicador 0,5 0,5 [expresión periódica] se usa para asustar la magnitud máxima de la onda sinusoidal de ±0.0 a ± 0,5 centrada en un valor promedio cero. El sumador 0,5 desplaza la curva hacia arriba en 0,5 para abarcar un rango positivo entre 0,000 y 1,000. Por permitiendo octava conmutador 601 como se muestra en la FIGURA. 48C, los componentes de la tabla de búsqueda 611 impulsada por el reloj 0 1 se agregan al acorde. Reloj 0 1 se genera a partir del reloj 0 4 utilizando los contadores 593, 592, y 591. El agregado 1 st componente de frecuencia de octava está dada porThe multiplier 0.5 0.5 [periodic expression] is used to scale the maximum magnitude of the sine wave from ±0.0 to ±0.5 centered on a zero average value. The 0.5 adder shifts the curve up by 0.5 to span a positive range between 0.000 and 1.000. By allowing octave commutator 601 as shown in FIGURE. 48 C, the components of the 611 lookup table driven by clock 0 1 are added to the chord. Clock 0 1 is generated from clock 0 4 using counters 593, 592, and 591. The aggregate 1 st octave frequency component is given by

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y el acorde de 3 ondas sinusoidales resultante viene dado por la sumaand the resulting 3-sine wave chord is given by the sum

g(t) = 0,5+0,5[A6 sin f t) A4 sin f t) A1 sin ( f t)] = 0,5+0.5[A6 sin (0sym t/192) A4 sin (0sym t/768) A 1 sin (0sym t/6144)]g(t) = 0.5+0.5[A6 sin ft) A 4 sin ft) A 1 sin ( ft)] = 0.5+0.5[A6 sin (0sym t/192) A 4 sin (0sym t /768) A 1 syn (0sym t/6144)]

Como se describe, el método de síntesis anterior utiliza una única forma de onda primitiva para generar simultáneamente dos o tres cuerdas de onda sinusoidal. As described, the above synthesis method uses a single primitive waveform to simultaneously generate two or three sine wave strings.

Los detalles adicionales del funcionamiento del procesador de primitivas se ilustran en la síntesis de un solo acorde primitivo ilustrado en la FIGURA. 49. Como se muestra, el sintonizador 599 comprende dos contadores: los contadores de reloj del sistema 640 y el contador de bloqueo del símbolo c 641. El contador de reloj del sistema es un contador que convierte el reloj del sistema pC que tiene una frecuencia 0sys en una frecuencia de reloj de referencia 0ref a una frecuencia fija conveniente (por ejemplo, 5 MHz). El contador de reloj de símbolo luego convierte 0ref a la frecuencia de reloj de símbolo 0sym usado para definir la frecuencia de referencia de la cascada de contador para la síntesis sinusoidal. En el ejemplo mostrado, los contadores 598 a 593 comprenden contadores binarios, que generan múltiples frecuencias sinusoidales cada una de las cuales se separa una octava, como se describe en la tabla anterior. Inspeccione más a fondo las revelaciones de iones en busca de una cascada de contador binario :Additional details of the operation of the primitive processor are illustrated in the single chord synthesis primitive illustrated in FIGURE. 49 . As shown, the tuner 599 comprises two counters: the system clock counters 640 and the c symbol lock counter 641. The system clock counter is a counter that converts the system clock pC having a frequency 0sys to a reference clock frequency 0ref at a convenient fixed frequency (eg 5 MHz). The symbol clock counter then converts 0ref to the symbol clock frequency 0sym used to define the reference frequency of the counter cascade for sinusoidal synthesis. In the example shown, counters 598 through 593 comprise binary counters, generating multiple sinusoidal frequencies each one octave apart, as described in the table above. Inspect the ion disclosures further for a binary counter cascade:

• La frecuencia de reloj 0x en cada octava es un múltiplo de 2 de la frecuencia de símbolo 0sym.• The 0x clock rate in each octave is a multiple of 2 of the 0sym symbol rate.

• La frecuencia fx de cada octava es un múltiplo de 2 de la frecuencia máxima sintetizada fmax que es, sin limitación, que se ilustra en el 9th octava de la escala musical.• The frequency fx of each octave is a multiple of 2 of the maximum synthesized frequency fmax which is, without limitation, illustrated in the 9th octave of the musical scale.

• La relación entre la frecuencia de reloj de símbolo 0sym y la frecuencia máxima sintetizada fmax está determinada por £sym, la resolución de la forma de onda de frecuencia más alta sintetizada. El producto multiplicativo fmax £sym = 0sym establece la frecuencia de reloj más alta en la cascada del contador.• The relationship between the symbol clock frequency 0sym and the maximum synthesized frequency fmax is determined by £sym, the resolution of the highest frequency synthesized waveform. The multiplicative product fmax £sym = 0sym sets the highest clock frequency in the counter cascade.

• La relación entre la frecuencia de reloj del símbolo 0x y la frecuencia sintetizada fx en cada octava x está determinada por £x la resolución primitiva de la forma de onda en esa octava.• The relationship between the clock frequency of symbol 0x and the synthesized frequency fx in each octave x is determined by £x the primitive resolution of the waveform in that octave.

Puesto que todas las relaciones entre las velocidades de reloj y frecuencias en una sola cascada de contador binario primitivo comprender proporciones precisas a otras frecuencias presentes en t él procesador primitiva, el establecimiento de la frecuencia y la resolución de cualquier uno sintetizado de forma de onda de la frecuencia fx y x automáticamente determina la frecuencia de cada frecuencia y reloj sintetizados en toda la cascada del contador, incluida la velocidad de símbolo 0sym y la frecuencia máxima fmax. La escala de frecuencia del proceso de primitivas se resume en la siguiente tabla:Since all of the relationships between clock speeds and frequencies in a single cascade of binary counter primitives comprise precise ratios to other frequencies present in the processor primitive, setting the frequency and resolution of any one synthesized waveform from frequency fx y x automatically determines the frequency of each synthesized frequency and clock in the entire counter cascade, including the symbol rate 0sym and the maximum frequency fmax. The frequency scale of the primitive process is summarized in the following table:

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A este respecto, el procesador primitivo revelado representa un sistema "afinado" en el que todo el sintetizador de varias octavas se establece en una sola frecuencia de "tecla" análoga a afinar un instrumento musical monofónico en una sola nota o tecla, por ejemplo, un instrumento afinado en la clave de A. Por esta razón, el funcionamiento del contador de reloj de símbolos 641 se establece mediante dos parámetros, a saber, selección de la tecla fkey 642 y la tabla de búsqueda 645 que tiene una resolución primitiva $sym. Como se muestra, la tabla de búsqueda 645, almacenada en la memoria volátil o no volátil dentro de la almohadilla LED, se selecciona mediante algún identificador como el código hexadecimal 643, o algún código binario equivalente 644 del mismo.In this regard, the disclosed primitive processor represents a "tuned" system in which the entire multi-octave synthesizer is set to a single "key" frequency analogous to tuning a monophonic musical instrument to a single note or key, for example, an instrument tuned in the key of A. For this reason, the operation of the symbol clock counter 641 is set by two parameters, namely fkey selection 642 and lookup table 645 having primitive resolution $sym . As shown, lookup table 645, stored in volatile or non-volatile memory within the LED pad, is selected by some identifier such as hexadecimal code 643, or some equivalent binary code 644 thereof.

Dado que todo el sintetizador está sintonizado en múltiplos de octava, la elección de la entrada 642 de selección de la fkey es arbitraria. Para mayor comodidad, la sintonización digital se puede basar de acuerdo con los estándares internacionales de frecuencias para el tono. Por ejemplo, el tono "A" por encima del C medio en la cuarta octava tiene una frecuencia de 440 Hz. Este tono de 440 Hz se considera el estándar de afinación general para el tono musical [https://en.wikipedia.org/wiki/A440_(pitch_standard)]. Conocido como A440, A4 o el campo de Stuttgart, la Organización Internacional de Normalización lo clasifica como ISO-16. La adaptación de este standar d para la primitiva procesador, el sintetizador se describe está sintonizado a una tecla específica por s eligen una nota o frecuencia en la cuarta octava.Since the entire synthesizer is tuned in multiples of octaves, the choice of fkey select input 642 is arbitrary. For added convenience, digital tuning can be based on international tone frequency standards. For example, the pitch "A" above middle C in the fourth octave has a frequency of 440 Hz. This 440 Hz pitch is considered the general tuning standard for musical pitch [https://en.wikipedia.org /wiki/A440_(pitch_standard)]. Known as A440, A 4 , or the Stuttgart field, it is classified as ISO-16 by the International Organization for Standardization. Adapting this standard for the primitive processor, the synthesizer is described as being tuned to a specific key by choosing a note or frequency in the fourth octave.

Específicamente, la entrada " key select" 642 establece la nota o frecuencia en la 43 octava a la que se sintoniza todo el sintetizador. Si la se elige la frecuencia máxima sintetizada estar en el 9th octava del espectro de audio y arbitrariamente seleccionamos el 4th octava como el rango de entrada de frecuencia para sintonizar el sintetizador, entonces el 9 ° octava y la cuarta octava difieren en 5th octavas. Dado que 25 = 32, significa que fmax = f9 = 32f4 y ajuste de acuerdo con la tecla seleccione 642 la frecuencia máxima fmax = 32fkey . Dado 0sym = £sym fmax entonces 0sym = £sym (32fkey). Por ejemplo, s etting " tecla de selección ” a 440 Hz (A estándar por encima de C media) donde f4 = 440Hz y donde fmax = 32 fkey = 32(440Hz) = 14,080 Hz escala automáticamente todo el espectro de frecuencias sintetizadas disponibles hasta que f9 = 14,080 Hz, f8 = 7,040 Hz, fr = 3,520 Hz, fa = 1,760 Hz, f5 = 880 Hz, f4 = 4400 Hz, f3 = 220 Hz, f2 = 110 Hz, fi = 55 Hz, f0 = 22.5 Hz, and f-i = 11.25 Hz. Si la tecla fkey se establece en D media, todas las frecuencias sintetizadas fx también serán múltiplos de D. O si la fkey se establece en A# central , todas las frecuencias sintetizadas binarias también serán múltiplos de A#. La síntesis de ondas sinusoidales distintas de los múltiplos de octava se discutirá más adelante en esta descripción.Specifically, the "key select" input 642 sets the note or frequency in the 43rd octave to which the entire synthesizer is tuned. If the maximum synthesized frequency is chosen to be in the 9th octave of the audio spectrum and we arbitrarily select the 4th octave as the frequency input range for tuning the synthesizer, then the 9th octave and the fourth octave differ in 5th octaves. Since 25 = 32, it means that fmax = f 9 = 32f4 and adjust according to the key select 642 the maximum frequency fmax = 32fkey . Given 0sym = £sym fmax then 0sym = £sym (32fkey). For example, setting “select key” to 440 Hz (standard A above middle C) where f 4 = 440Hz and where fmax = 32 fkey = 32(440Hz) = 14,080 Hz automatically scales the entire spectrum of available synthesized frequencies. until f 9 = 14,080 Hz, f 8 = 7,040 Hz, fr = 3,520 Hz, fa = 1,760 Hz, f 5 = 880 Hz, f 4 = 4400 Hz, f 3 = 220 Hz, f 2 = 110 Hz, fi = 55 Hz, f 0 = 22.5 Hz, and fi = 11.25 Hz. If fkey is set to middle D, all fx synthesized frequencies will also be multiples of D. Or if fkey is set to middle A# , all binary synthesized frequencies they will also be multiples of A# Synthesis of sine waves other than multiples of octaves will be discussed later in this description.

Haciendo referencia nuevamente a la implementación del procesador primitivo de la FIGURA. 49, la tabla de búsqueda 645 comprende una n descripción primitiva ejemplar de una onda sinusoidal con una resolución de 24 puntos. Esta descripción primitiva tabular de una onda sin e es independiente del tiempo, y se basa únicamente en el argumento sin de sin(0) como entrada. Después de seleccionar la tecla fkey del procesador primitivo con la tecla, seleccione 642, por ejemplo, para que sea 440Hz, y la resolución £sym se establece seleccionando la tabla de formas de onda de primitivas 645 para que sea £sym = 24, luego la frecuencia de reloj del símbolo 0sym y el período correspondiente Tsym está dado porReferring again to the implementation of the primitive processor in FIGURE. 49 , lookup table 645 comprises an n exemplary primitive description of a sine wave with a 24-point resolution. This primitive tabular description of a sin e wave is independent of time, relying solely on the sin argument of sin(0) as input. After selecting the fkey of the primitive processor with the key, select 642, for example, to be 440Hz, and the resolution £sym is set by selecting the waveform table of primitives 645 to be £sym = 24, then the clock frequency of the symbol 0sym and the corresponding period Tsym is given by

Osym = Ssym (32fkey) = 24(32)(440 Hz) = 337,920 Hz,Osym = Ssym(32fkey) = 24(32)(440Hz) = 337,920Hz,

Tsym = 1/ Osym = 1/(337,920 Hz) = 2.96 qsTsym = 1/ Osym = 1/(337,920 Hz) = 2.96 qs

Esta tasa de símbolo corresponde a una frecuencia máxima sintetizada fmax en la novena octava donde fmax = f9 = 0sym/£sym = (337.920 Hz)/24 = 14,080 Hz con un período correspondiente T9 = 1/f9 = 71.02 qs qs que también es equivalente a Tsym £sym = (2,9592... qs)(24) = 71.02 qs.This symbol rate corresponds to a maximum synthesized frequency fmax in the ninth octave where fmax = f 9 = 0sym/£sym = (337.920 Hz)/24 = 14.080 Hz with a corresponding period T 9 = 1/f9 = 71.02 qs qs which is also equivalent to Tsym £sym = (2.9592... qs)(24) = 71.02 qs.

Al establecer una referencia de tiempo utilizada en la cascada del contador binario , la tabla de primitivas de seno independiente del tiempo 645 se transforma en una descripción basada en el tiempo de la función 646a, específicamente g(t). El mismo símbolo de reloj del reloj 0sym es la base de tiempo para la generación de relojes 06 y 0 4 usado para sintetizar 6th y 4th octava sinusoides 647a y 648a, específicamenteBy establishing a time reference used in the binary counter cascade, the time-independent sine primitive table 645 is transformed into a time-based description of the function 646a, specifically g(t). The same clock symbol of clock 0sym is the time base for generation clocks 06 and 0 4 used to synthesize 6th and 4th octave sinusoids 647a and 648a, specifically

06 = 0sym /8 = (337,920 Hz)/8 = 42,240 Hz, having a period 1/06 = 1/(42,240 Hz) =23.67 qs06 = 0sym /8 = (337,920 Hz)/8 = 42,240 Hz, having a period 1/06 = 1/(42,240 Hz) =23.67 qs

04 = 0sym /32 = (337,920 Hz)/32 = 10,560 Hz having a period 1/04 = 1/(10,560 Hz) = 94.79 qs 04 = 0sym /32 = (337,920 Hz)/32 = 10,560 Hz having a period 1/04 = 1/(10,560 Hz) = 94.79 qs

Estos relojes se utilizan para sintetizar dos ondas sinusoidales síncronas que tienen frecuencias f6 y f4 con las siguientes frecuenciasThese clocks are used to synthesize two synchronous sine waves having frequencies f 6 and f 4 with the following frequencies

f6 = 06^6 = (42,240 Hz)/24 = 1,760 Hz with a corresponding period T6 = 1/f6 = 568 ps f4 = 0 4 ^ 4 = (10,560 Hz)/24 = 440 Hz with a corresponding period T4 = 1 f = 2,273 psf 6 = 06^6 = (42,240 Hz)/24 = 1,760 Hz with a corresponding period T 6 = 1/f6 = 568 ps f 4 = 0 4 ^ 4 = (10,560 Hz)/24 = 440 Hz with a corresponding period T 4 = 1 f = 2,273 ps

De la manera prescrita , las ondas sinusoidales de igual resolución pero de diferente frecuencia se pueden sintetizar con un reloj común y una única forma de onda primitiva. En otras palabras, la tabla primitiva establece la forma de la onda mientras que la resolución £ y los relojes contadores determinan las frecuencias de las ondas sinusoidales generadas. La siguiente tabla ejemplar muestra la relación entre el argumento de la función sinusoidal 0 medida en grados (o en radianes), la función de onda sinusoidal unitaria normalizada 0,5 0,5sin(0), y los tiempos correspondientes a los estados de las sinusoides que oscilan a frecuencias fmax en la novena octava, f6 en la sexta octava y f4 en la cuarta octava.In the prescribed manner, sine waves of equal resolution but different frequency can be synthesized with a common clock and a single primitive waveform. In other words, the primitive table sets the waveform while the resolution £ and the timers determine the frequencies of the generated sine waves. The following sample table shows the relationship between the argument of the sinusoidal function 0 measured in degrees (or in radians), the normalized unit sine wave function 0.5 0.5sin(0), and the times corresponding to the states of the sinusoids that oscillate at frequencies fmax in the ninth octave, f 6 in the sixth octave and f 4 in the fourth octave.

Aunque la tabla revela un patrón detallado entre 0° y 90°, en aras de la brevedad, las descripciones detalladas de 15° de los otros tres cuadrantes son redundantes y se han excluido ( debido a que la sinusoide es una función simétrica, los cuatro cuadrantes se pueden construir a partir de la datos de un cuadrante). El tiempo requerido para completar el ciclo de 360° de una onda sinusoidal, es decir, el período T, depende de la frecuencia de la onda sinusoidal. Por ejemplo, de acuerdo con los cálculos anteriores, las ondas sinusoidales que tienen frecuencias f9 , f6 , and f4 comprenden períodos de 71 ps, 568 ps y 2273 ps respectivamente . Específicamente el valor de la función 0,5 0,5sin (0) = 1 cuando el argumento 0 = 90° = n / 2. El período de la onda sinusoidal T ocurre cuatro veces esta duración, cuando 0 = 360° = 2n. Por ejemplo, una onda sinusoidal de sexta octava sintonizada en la clave de A requiere 142 ps para completar un cuarto de su ciclo, por lo que su período es T6 = 4(142.05) = 569.2 ps.Although the table reveals a detailed pattern between 0° and 90°, for the sake of brevity, the detailed 15° descriptions of the other three quadrants are redundant and have been excluded (because the sinusoid is a symmetric function, all four quadrants can be constructed from the data of a quadrant). The time required to complete the 360° cycle of a sine wave, that is, the period T, depends on the frequency of the sine wave. For example, according to the above calculations, sine waves having frequencies f 9 , f 6 , and f 4 comprise periods of 71 ps, 568 ps, and 2273 ps respectively. Specifically the value of the function 0.5 0.5sin(0) = 1 when the argument 0 = 90° = n / 2. The period of the sine wave T occurs four times this duration, when 0 = 360° = 2n. For example, a 6th octave sine wave tuned in the key of A requires 142 ps to complete one quarter of its cycle, so its period is T 6 = 4(142.05) = 569.2 ps.

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FIGURA. 50 ilustra la síntesis de acordes descrita combinando dos ondas sinusoidales usando una sola primitiva de forma de onda, utilizando relojes generados a partir de un contador en cascada binario , la primitiva de forma de onda basada en el tiempo independiente del tiempo , en este ejemplo con una resolución £sym = £x = 24 (no se muestra ), se transforma en tablas de ondas sinusoidales basadas en el tiempo 647 y 648 en una clave de D que comprende frecuencias de f6 = 1,168 Hz y f4 = 292 respectivamente. Las ondas sinusoidales componentes son entonces aumentan o disminuyen en amplitud por ganancia digital amplificadores 626 y 624 que tienen ganancia multiplicadores A6 y A4 realizado aritméticamente usando operaciones de multiplicación digitales. Luego, las dos ondas sinusoidales se mezclan mediante el nodo sumador digital 630 para producir la suma g (t) donde ...FIGURE. 50 illustrates the described chord synthesis combining two sine waves using a single waveform primitive, using clocks generated from a binary cascading counter, the time-independent time-based waveform primitive, in this example with a resolution £sym = £x = 24 (not shown), transforms time-based sine wave tables 647 and 648 into a key of D comprising frequencies of f 6 = 1.168 Hz and f 4 = 292 respectively. The component sine waves are then increased or decreased in amplitude by digital gain amplifiers 626 and 624 having gain multipliers A 6 and A 4 performed arithmetically using digital multiplication operations. The two sine waves are then mixed by digital adder node 630 to produce the sum g(t) where...

g(t) = A6 [0.5 0.5 sin(f6 t)] A4 [0.5 0.5 sin(f4 t)]g(t) = A 6 [0.5 0.5 sin(f 6 t)] A 4 [0.5 0.5 sin(f 4 t)]

= 0.5[A6 + A4] 0.5 [A6 sin(f6 t) A4 sin(f4 t)]= 0.5[A 6 + A4] 0.5 [A6 sin(f 6 t) A4 sin(f 4 t)]

El uso de un promedio ponderado con un divisor (A6 + A4 ) produce...Using a weighted average with a divisor (A 6 + A 4 ) produces...

Durante promedio, el término [A6 + A4 ] no afecta al 0,5 compensado porque que aparece tanto en el numerador y el denominador de la fracción de la modificación del valor medio de la función. El segundo propósito de la función de rango automático , es decir, maximizar el componente seno por A a a escala completa, de hecho cambia el promedio de la función. Para evitar cambiar el valor promedio de 0,5, la función de rango automático descrita en este documento usa un factor de corrección aditivo 0.5 (1- Aa)During averaging, the term [A 6 + A 4 ] does not affect the offset 0.5 because it appears in both the numerator and denominator of the fraction change of the mean value of the function. The second purpose of the autoranging function, that is, to maximize the sine component by A at full scale, actually changes the average of the function. For To avoid changing the average value of 0.5, the autoranging function described in this document uses an additive correction factor 0.5 (1- Aa)

Auto Range [g(t)] = 0.5 0.5Aa [A f6 t) A4 sin(fAuto Range [g(t)] = 0.5 0.5Aa [A f 6 t) A 4 sin(f

[A6+A4] 6 sin( 4 t)][A6+A4] 6 sin( 4 t)]

= A 0.5 0.5 [A Aa)= A 0.5 0.5 [A Aa)

[A6+A4] 6 sin(f6 t) A4 sin(f4 t)] (0.5 - 0.5[A6+A4] 6 sin(f 6 t) A 4 sin(f 4 t)] (0.5 - 0.5

0.5A,0.5A,

OT [A sin(f t)] 0.5(1 - Aa) [A6+A4] 6 6 t) A4 sin(f4 OT [A sin(ft)] 0.5(1 - Aa) [A6+A4] 6 6 t) A 4 sin(f 4

= A g(t) 0.5(1-A a )= A g(t) 0.5(1-A a )

[A6 A4][A6 A4]

Como se describe, la suma g(t) se escala mediante la función de rango automático 631 mediante el escalar [Aa / (A6 + A4 )] que realiza un promedio ponderado de los componentes de la onda sinusoidal junto con la multiplicación digital por el factor de ganancia Aa. La forma de onda resultante variable en el tiempo f(t) 553 que se muestra en forma tabular 649 describe un acorde 655 de dos ondas sinusoidales de frecuencias f6 y f4 que tienen un valor promedio de 0,5 y la capacidad de maximizar la amplitud de la función periódica en el rango de 0,000 a 1,000 sin recorte de señal ni distorsión. El generador 555 de PWM procesa entonces f(t) mediante la transformación PWM 0 p [f(t)] produciendo datos 488 de salida de sintetizador que comprenden una cadena 499 de datos PWM, denominada sintetizador Gsynth (t). A diferencia de f (t) que es analógico, el sintetizador Gsynth (t) es digital en amplitud y cambia entre un estado 0 (bajo) y 1 (alto) como una serie secuencial de pulsos, incorporando información analógica en sus anchos de pulso variables.As described, the sum g(t) is scaled by the autoranging function 631 using the scalar [Aa / (A 6 + A 4 )] which performs a weighted average of the sine wave components together with digital multiplication by the gain factor Aa. The resulting time-varying waveform f(t) 553 shown in tabular form 649 describes a chord 655 of two sine waves of frequencies f 6 and f 4 that have an average value of 0.5 and the ability to maximize the amplitude of the periodic function in the range of 0.000 to 1.000 without clipping or distortion. The PWM generator 555 then processes f(t) via the PWM transform 0 p [f(t)] producing synthesizer output data 488 comprising a string 499 of PWM data, called the synthesizer Gsynth(t). Unlike f(t) which is analog, the Gsynth(t) is digital in amplitude and switches between a 0 (low) and 1 (high) state as a sequential series of pulses, incorporating analog information into its pulse widths. variables.

Un problema que surge del método de síntesis divulgado es el ruido de cuantificación. Aunque ninguna onda sinusoidal única no sufre este problema, cuando se agregan dos o más ondas sinusoidales, el ruido aparece en la forma de onda. Este origen del ruido se ilustra en la FIGURA. 51A, donde se utiliza una cascada de contadores binarios 596 a 593 para producir tres relojes 06, 0 5 , 0 4 , cada uno con la mitad de la frecuencia de su entrada. Usando una resolución primitiva fija de £ = 24, las ondas sinusoidales resultantes de frecuencias f6, f5 , y f4 se muestran en forma tabular en la tabla de datos 651. La inspección revela que aunque los datos para la frecuencia f6 tienen una única- a una correspondencia con la hora del reloj 0 6 , las otras frecuencias no cambian tan rápidamente. Por ejemplo, tanto para t = 0,1727 como para t = 0.1784, el valor de los datos de la onda sinusoidal f5 permanece constante en 0,7500 aunque la onda sinusoidal f6 cambie. De manera similar, para la onda sinusoidal de frecuencia más baja f4, la salida de datos durante el intervalo de t = 0,1427 a 0,2497 permanece constante en 0,6294, aunque los datos f6 cambian cuatro veces. One problem that arises from the disclosed synthesis method is quantization noise. Although no single sine wave does not suffer from this problem, when two or more sine waves are added, noise appears in the waveform. This source of noise is illustrated in FIGURE. 51 A, where a cascade of binary counters 596 to 593 is used to produce three clocks 06, 05 , 04 , each with half the frequency of its input. Using a fixed primitive resolution of £ = 24, the resulting sine waves at frequencies f 6 , f 5 , and f 4 are shown in tabular form in data table 651. Inspection reveals that although the data for frequency f 6 have a only- to a correspondence with clock time 0 6 , the other frequencies do not change as quickly. For example, for both t = 0.1727 and t = 0.1784, the data value of the sine wave f 5 remains constant at 0.7500 even though the sine wave f 6 changes. Similarly, for the lower frequency sine wave f 4 , the data output over the interval from t = 0.1427 to 0.2497 remains constant at 0.6294, even though the data f 6 changes four times.

El impacto de usar una primitiva de resolución fija con diferentes velocidades de reloj se muestra en la FIGURA. 51 B, donde durante un intervalo de tiempo fijo se contrastan una variedad de curvas. Durante el tiempo que se muestra, la onda sinusoidal de frecuencia f6 que se muestra en el gráfico 652 no presenta ruido de digitalización. En contraste, la onda sinusoidal de frecuencia f 5 generada por 06 /2£ mostrada en el gráfico 653 exhibe un grado de ruido pequeño pero notable. La onda sinusoidal f 4 del gráfico 654 dos octavas por debajo de f6 , es decir, donde f4 = 06 / 4£ en £ = 24, muestra un ruido sustancial. El problema del ruido se manifiesta en la cuerda de dos senos del gráfico 655 que combina f6 y f5 y aún más exagerado en el gráfico 656 que ilustra la suma sinusoidal de las frecuencias f5 y f4.The impact of using a fixed resolution primitive with different clock speeds is shown in FIGURE. 51 B, where during a fixed time interval a variety of curves are contrasted. During the time shown, the sine wave of frequency f 6 shown in graph 652 is free of digitizing noise. In contrast, the sine wave of frequency f 5 generated by 06 /2£ shown in graph 653 exhibits a small but noticeable degree of noise. The sine wave f 4 in graph 654 two octaves below f 6 , ie where f 4 = 06 / £4 at £ = 24, shows substantial noise. The noise problem is manifested in the two-sine chord in graph 655 combining f 6 and f 5 and even more exaggerated in graph 656 illustrating the sinusoidal sum of the frequencies f 5 and f 4 .

Una solución a este problema se ilustra en la FIGURA. 52 A donde tres frecuencias diferentes f6 , f5 y f4 se generan a partir de una frecuencia de reloj común 06 . En lugar de escalar la frecuencia del reloj, se escala la resolución, utilizando primitivas de mayor resolución para generar frecuencias sinusoidales más bajas. Specifically en tabla de consulta 616, £6 = 24 mientras que en tabla de consulta 615 la resolución primitiva se duplica a £5 = 2£6 = 48 y de manera similar £4 = 4£6 = 96 en tabla de consulta 614. Las formas de onda resultantes tienen frecuenciasA solution to this problem is illustrated in FIGURE. 52 A where three different frequencies f6 , f 5 and f 4 are generated from a common clock frequency 06 . Instead of scaling the clock rate, the resolution is scaled, using higher resolution primitives to generate lower sine frequencies. Specifically in lookup table 616, £6 = 24 while in lookup table 615 the primitive resolution doubles to £5 = 2£6 = 48 and similarly £4 = 4£6 = 96 in lookup table 614. The resulting waveforms have frequencies

f6 = 06 /£6f6 = 06 /£6

f5 = 06 /£5 = 06 /(2£6)f5 = 06 /£5 = 06 /(2£6)

f4 = 06 /£4 = 06 /(4£6)f4 = 06 /£4 = 06 /(4£6)

Como tales, las frecuencias sinusoidales f6, f5 y f4 generadas a partir de un reloj común 06 son todos factores de dos entre sí como se muestra en la tabla 661. De esta manera, los pasos de tiempo son constantes para todas las frecuencias generadas. Las curvas resultantes mostradas en la FIGURA. 52B, incluidas las ondas sinusoidales 662, 623 y 624, así como los acordes 665 y 666, no muestran signos de errores de cuantificación a esta resolución. La relación de frecuencia de dos ondas sinusoidales cualesquiera que utilicen este método sigue siendo precisa porque los criterios previamente definidosAs such, the sinusoidal frequencies f6, f5, and f4 generated from a common clock 06 are all factors of two of each other as shown in table 661. Thus, the time steps are constant for all generated frequencies. . The resulting curves shown in FIG. 52 B, including sine waves 662, 623, and 624, as well as chords 665 and 666, show no signs of quantization errors at this resolution. The frequency ratio of any two sine waves using this method remains accurate because previously defined criteria

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se mantiene cuando 0x = 0y.holds when 0x = 0y.

Este método, denominado en el presente documento sumatoria primitiva escalada 660 se contrasta con una única suma primitiva 650 para un acorde que mezcla tres ondas sinusoidales sintetizadas en la FIGURA. 52C. En el diagrama de bloques de una sola suma primitiva 650, el aspecto de onda sinusoidal mesas 616, 615 y 614 son idénticos en su resolución £ = 24 pero son alimentados por tres relojes diferentes 06, 05 = 06/2, and 04 = 0 6/4, generado a partir de un contador de cascada binario. Un gráfico de tiempo del acorde 659 resultante muestra un ruido de digitalización significativo. En contraste, la suma primitiva escalada 660 emplea un reloj común 06 para manejar tres tablas de búsqueda de resolución diferentes 616, 615 y 614 con resoluciones crecientes £ x = 24, 48 y 96 para x = 6, 5 y 4 en el orden correspondiente . La forma de onda resultante 669 no muestra signos de ruido de digitalización a esta resolución. This method, referred to herein as scaled summation primitive 660, is contrasted with a single summation primitive 650 for a chord mixing three synthesized sine waves in FIGURE. 52 C. On the single addition block diagram primitive 650, the sine wave-looking tables 616, 615 and 614 are identical in their resolution £ = 24 but are fed by three different clocks 0 6 , 0 5 = 0 6 /2, and 0 4 = 0 6 /4, generated from a binary cascade counter. A time graph of the resulting 659 chord shows significant digitizing noise. In contrast, the scaled primitive addition 660 employs a common clock 0 6 to drive three different resolution lookup tables 616, 615, and 614 with increasing resolutions £ x = 24, 48, and 96 for x = 6, 5, and 4 in the order correspondent . The resulting 669 waveform shows no signs of digitizing noise at this resolution.

Para limitar el tamaño máximo de las tablas de consulta primitivas, el espectro de audio se puede dividir en bandas, por ejemplo, escalas superior, media e inferior y también una banda infrasónica (es decir, por debajo de 20 Hz) para octavas cero y negativas. Tal enfoque se emplea en el diagrama de bloques de síntesis primitiva escalada de cuatro rangos que se muestra en la FIGURA. 53. En este procesador primitivo ejemplar, el sintonizador 599 incluye el contador de reloj del sistema 640 y el contador de reloj de símbolos 641 que convierte el reloj del sistema 0 sys en una frecuencia de referencia fija 0 ref, por ejemplo, 5 MHz, y donde el contador de símbolos produce una frecuencia de reloj donde 0 sym está definido por el ratio 0 sym/0 ref = (32£fkey) / (5 MHz) de acuerdo con la entrada de selección de tecla 642, una nota o tecla en la cuarta octava. En la cascada de contadores que comprende el sintonizador 590, y tres contadores de división por 8672, 673 y 674, se cogeneran cuatro frecuencias para producir los relojes 0 sym, 06 = 0 sym/8, 03 = 0 sym/64, and 00 = 0 sym/512. Aunque los contadores 672 a 6734 comprenden cada uno un contador en cascada binario de tres etapas , en aras de la brevedad se han representado como contadores simples ^8. To limit the maximum size of the primitive lookup tables, the audio spectrum can be divided into bands, for example, upper, mid and lower scales and also an infrasonic band (i.e. below 20 Hz) for zero and octaves. negative. Such an approach is employed in the four-rank scaled synthesis primitive block diagram shown in FIGURE. 53. In this exemplary primitive processor, tuner 599 includes system clock counter 640 and symbol clock counter 641 that converts system clock 0 sys to a fixed reference frequency 0 ref , eg, 5 MHz, and where the symbol counter produces a clock frequency where 0 sym is defined by the ratio 0 sym /0 ref = (32£f key ) / (5 MHz) according to the key select input 642, a note or key in the fourth octave. In the counter cascade comprising tuner 590, and three divide by counters 8672, 673 and 674, four frequencies are cogenerated to produce the clocks 0 sym , 0 6 = 0 sym /8, 0 3 = 0 sym /64, and 0 0 = 0 sym /512. Although counters 672 through 6734 each comprise a three-stage binary cascade counter, for the sake of brevity they have been represented as simple ^8 counters.

El reloj de frecuencia más alta de la cascada, el símbolo del reloj 0 sym, se utiliza para sintetizar ondas sinusoidales en cuatro bandas. En la banda superior 0 sym se usa para generar ondas sinusoidales f 9 , f8 y f 7 de acuerdo con los selectores 609, 608 y 607 respectivamente. Si se habilita un interruptor selector, el pulso de reloj para 0 sym se pasa a la tabla de búsqueda de onda sinusoidal correspondiente 699, 698 o 697 para producir ondas sinusoidales f 9 , f8 y f 7 según se desee. The highest frequency clock in the cascade, the clock symbol 0 sym , is used to synthesize sine waves in four bands. In the upper band 0 sym is used to generate sine waves f 9 , f 8 and f 7 according to selectors 609, 608 and 607 respectively. If a selector switch is enabled, the clock pulse for 0 sym is passed to the corresponding sine wave lookup table 699, 698 or 697 to produce f 9 , f 8 and f 7 sine waves as desired.

Específicamente, la onda sinusoidal 699 con resolución £ 9 = 24, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f 9 con una frecuencia f 9 = 0 sym / £ 9 . Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 32 veces la fkey seleccionar la frecuencia de clave y 1/24th de la frecuencia símbolo 0 sym. En la misma escala superior, la onda sinusoidal 698 con resolución £8 = 48, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f8 con una frecuencia f8 = 0 sym / £8 = 0 sym / (2 £ 9 ). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 16 veces la fkey seleccionar la frecuencia de clave y 1/48th de la frecuencia símbolo 0 sym. De manera similar, la onda sinusoidal 697 con resolución £ 7 = 96, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f 7 con una frecuencia f 7 = 0 sym 7 = 0 sym /(4 £ 9 ). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 8 veces la fkey seleccionar la frecuencia de clave y 1/96th de la frecuencia símbolo 0sym. Debido a que la generación de sinusoides con frecuencias f9, f8 y f7 proviene de la misma frecuencia de reloj 0sym su síntesis de forma de onda emplea los mismos incrementos de tiempo, evitando así el problema mencionado anteriormente del error de digitalización dentro de la escala superior . Specifically, the 699 sine wave with resolution £ 9 = 24, if enabled, produces an f 9 sine wave with frequency f 9 = 0 sym / £ 9 . This sine wave has a frequency 32 times the f key select key frequency and 1/24 th of the symbol frequency 0 sym . On the same upper scale, the 698 sine wave with resolution £ 8 = 48, if enabled, produces an f 8 sine wave with frequency f 8 = 0 sym / £ 8 = 0 sym / (2 £ 9 ). This sine wave has a frequency 16 times the f key select key frequency and 1/48 th of the symbol frequency 0 sym . Similarly, the 697 sine wave with resolution £ 7 = 96, if enabled, produces an f 7 sine wave with frequency f 7 = 0 sym 7 = 0 sym /(4 £ 9 ). This sine wave has a frequency of 8 times the f key select the key frequency and 1/96th of the symbol frequency 0sym. Since the generation of sinusoids with frequencies f 9 , f8 , and f 7 comes from the same clock frequency 0sym, their waveform synthesis employs the same time increments, thus avoiding the aforementioned problem of within-scale digitizing error. superior .

El mismo reloj 0sym está también dividida por 8 en el contador 672 para producir un reloj de tasa de frecuencia más baja 06 utilizado para la síntesis de sinusoide de f6 , f5 , y f4 en la escala de rango medio. Si un interruptor selector de ny 606, 605 y 604 está habilitado, el pulso de reloj que comprende 06 = 0sym /8 se pasa a la tabla de búsqueda de onda sinusoidal correspondiente 696, 695 o 694 para producir ondas sinusoidales f6, f5 , y f4 como se desee. Específicamente, la onda sinusoidal 696 con resolución £6 = 24, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f6 con una frecuencia f6 = 06 /£s = 0sym /(8£6). Esta si onda ne tiene una frecuencia cuatro veces la fkey seleccionar la frecuencia de llave y 1/192nd de la frecuencia símbolo 0sym. En la misma escala media, la onda sinusoidal 695 con resolución £5 = 48, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f 5 con una frecuencia f5 = 06 /£5 = 0sym /(16£6). T su onda sinusoidal tiene una frecuencia de 2 veces las fkey de selección de la frecuencia fundamental y 1/384th de la frecuencia de símbolo 0sym. De manera similar, la onda sinusoidal 694 con resolución £4 = 96, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f4 con una frecuencia f4 = 06 /£4 = 0sym /(32 £6). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia igual a la frecuencia de selección de la fkey y 1/768th de la frecuencia del símbolo 0sym. Debido a que la generación de sinusoides con frecuencias f6, f5 y f4 proviene de la misma frecuencia de reloj 06 = 0sym /8, la síntesis de forma de onda emplea los mismos incrementos de tiempo, por lo que dentro de la escala media se evita el problema mencionado anteriormente del error de digitalización.The same clock 0sym is also divided by 8 in counter 672 to produce a lower rate clock 06 used for sinusoidal synthesis of f6 , f 5 , and f 4 on the midrange scale. If an n and selector switch 606, 605 and 604 is enabled, the clock pulse comprising 06 = 0sym /8 is passed to the corresponding sine wave lookup table 696, 695 or 694 to produce sine waves f6, f 5 , and f 4 as desired. Specifically, sine wave 696 with resolution £6 = 24, if enabled, produces a sine wave f6 with frequency f6 = 06 /£s = 0sym /(8£6). This si wave has a frequency four times the fkey select key frequency and 1/192nd of the symbol frequency 0sym. On the same half scale, the 695 sine wave with resolution £ 5 = 48, if enabled, produces an f 5 sine wave with frequency f 5 = 06 /£ 5 = 0sym /(16£6). T your sine wave has a frequency of 2 times the selection fkey of the fundamental frequency and 1/384th of the symbol frequency 0sym. Similarly, the 694 sine wave with resolution £ 4 = 96, if enabled, produces an f 4 sine wave with frequency f 4 = 06 /£ 4 = 0sym /(32 £6). This sine wave has a frequency equal to the selection frequency of the fkey and 1/768th of the frequency of the symbol 0sym. Since the generation of sinusoids with frequencies f6, f 5 and f 4 comes from the same clock frequency 06 = 0sym /8, the waveform synthesis uses the same time increments, so within the middle scale avoids the previously mentioned problem of scanning error.

Para generar la sinusoide f3 , f2 , y f1 en la escala inferior, el reloj 06 se divide por 8 en el contador 673 para producir un reloj de frecuencia más baja 03. Si cualquier interruptor selector 603, 602 y 601 está habilitado, el pulso de reloj que comprende 03 = 0sym /64 se pasa a la tabla de búsqueda de onda sinusoidal correspondiente 693, 692 o 691 para producir ondas sinusoidales f3 , f2 y 0 como se desee. Específicamente, la onda sinusoidal 693 con resolución £3 = 24, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f 3 con una frecuencia f3 = 03 /£3 = 0sym /(64£í). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia f3 de 1/2th de la frecuencia de selección de la tecla fkey y 1/1536th de la frecuencia de símbolo 0sym. En la misma escala inferior, la onda sinusoidal 692 con resolución £2 = 48, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f2 con una frecuencia f2 = 03/£2 = 0sym/(128£3). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 1/4th la fkey tecla de selección de frecuencia y 1/3.072th de la frecuencia símbolo 0sym De manera similar, la onda sinusoidal 691 con resolución £1 = 96, si está habilitada, produce 1/8th sinusoidal 0 con una frecuencia 0 = 03 /£ = 0sym/(256 £3). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 1/8th la fkey tecla de selección de frecuencia y 1/6.144th de la frecuencia símbolo 0sym. Debido a que la generación de sinusoides con frecuencias f3 , f2 y 0 To generate the sinusoid f 3 , f 2 , and f 1 on the lower scale, clock 06 is divided by 8 in counter 673 to produce a lower frequency clock 03. If any selector switches 603, 602, and 601 are enabled, the clock pulse comprising 03=0sym/64 is passed to the corresponding sine wave lookup table 693, 692 or 691 to produce f 3 , f 2 and 0 sine waves as desired. Specifically, the 693 sine wave with resolution £ 3 = 24, if enabled, produces an f 3 sine wave with frequency f 3 = 03 /£ 3 = 0sym /(64£ í ). This sine wave has a frequency f 3 of 1/2th of the fkey selection frequency and 1/1536th of the symbol frequency 0sym. On the same lower scale, the 692 sine wave with resolution £ 2 = 48, if enabled, produces an f 2 sine wave with frequency f 2 = 03/£2 = 0sym/(128£3). This sine wave has a frequency of 1/4th of the frequency select key fkey and 1/3.072th of the symbol frequency 0sym Similarly, sine wave 691 with resolution £ 1 = 96, if enabled, produces 1/8th sinusoidal 0 with a frequency 0 = 03 /£ = 0sym/(256 £ 3 ). This sine wave It has a frequency of 1/8th of the fkey frequency selection key and 1/6.144th of the 0sym symbol frequency. Because the generation of sinusoids with frequencies f 3 , f 2 and 0

1 proviene de la misma frecuencia de reloj 03 = 0sym /64, la síntesis de forma de onda emplea los mismos incrementos de tiempo, por lo que dentro de la escala inferior se evita el problema mencionado anteriormente del error de digitalización. 1 comes from the same clock frequency 03 = 0sym /64, the waveform synthesis uses the same time increments, so within the lower scale the previously mentioned problem of digitizing error is avoided.

La contra cascada también se puede utilizar para generar una excitación infrasónica de los LED, es decir, ondas sinusoidales con frecuencias inferiores a 20 Hz. Como se muestra, la salida del contador de division-por-8674 que tiene una frecuencia de reloj 00 = 0sym /512, si se elige con el selector 600 produce una onda sinusoidal f 0 con una resolución £0 = 24 donde la frecuencia generada está dada por f0 = 00 / £0 = 0sym / (512^). Utilizando los principios anteriores, el concepto de escalado se puede ampliar para producir dos frecuencias infrasónicas más bajas f-1 y f-2 (según se desee) al incluir dos tablas de búsqueda sinusoidal adicionales con resoluciones respectivas 48 y 96 impulsadas por el reloj 00.The counter cascade can also be used to generate an infrasonic drive of the LEDs, that is, sine waves with frequencies less than 20 Hz. As shown, the output of the divide-by-8674 counter having a clock frequency of 00 = 0sym /512, if chosen with selector 600 produces a sine wave f 0 with a resolution £ 0 = 24 where the generated frequency is given by f 0 = 00 / £ 0 = 0sym / (512^). Using the above principles, the scaling concept can be extended to produce two lower infrasound frequencies f -1 and f -2 (as desired) by including two additional sinusoidal lookup tables with respective resolutions 48 and 96 driven by 00 clock.

En la discusión anterior, el uso de incrementos de tiempo que comprenden intervalos constantes minimiza el ruido de cuantificación, pero requiere tablas de consulta de mayor resolución y mayor resolución que aumentan la capacidad de memoria requerida dentro de una almohadilla LED.In the above discussion, the use of time increments comprising constant intervals minimizes quantization noise, but requires higher resolution and higher resolution lookup tables which increase the memory capacity required within an LED pad.

Siempre que una tabla de búsqueda tenga el número requerido de puntos de datos, se puede usar una sola tabla para generar múltiples octavas de datos a partir de un solo reloj. Por ejemplo, se puede usar una tabla de 24.576 puntos para sintetizar ondas sinusoidales que abarcan 11 octavas con una precisión de ángulo de 0.0146484375° por punto de datos. La combinación de un 337.920 Hz reloj con una tabla primitivo universal de 11 octava , las frecuencias pueden ser generadas , por ejemplo, en el key-de-A que van desde f9 = 0sym/£sym = 14.080 Hz en el 9th octava abajo a 13,75 Hz en la -1 st octava (incluida A a 440 Hz). Este ejemplo se ilustra en la 4th a columna de la tabla a continuación. Usando la misma tasa de reloj de símbolo, es decir, en la misma columna de la tabla, si el número de frecuencias sintetizadas se reduce a solo 7 octavas, el tamaño de la tabla de datos primitivos universales se reduce a 1.536 puntos de datos que abarcan un rango de 14.080 Hz en el 9th hacia abajo octava a f3 = 220 Hz.As long as a lookup table has the required number of data points, a single table can be used to generate multiple octaves of data from a single clock. For example, a table of 24,576 points can be used to synthesize sine waves spanning 11 octaves with an angle precision of 0.0146484375° per data point. Combining a 337.920 Hz clock with an 11 octave universal primitive table, frequencies can be generated, for example, in the key-of-A ranging from f 9 = 0sym/£sym = 14.080 Hz in the 9th octave below at 13.75 Hz in the -1 st octave (including A at 440 Hz). This example is illustrated in the 4th column of the table below. Using the same symbol clock rate, i.e. in the same table column, if the number of synthesized frequencies is reduced to just 7 octaves, the size of the universal primitive data table is reduced to 1,536 data points which They span a range from 14,080 Hz in the 9th down octave to f 3 = 220 Hz.

Alternativamente, utilizando la misma tabla primitiva universal de 7 octavas, la banda de frecuencia cubierta se puede desplazar empleando una velocidad de reloj de símbolo más baja. Por ejemplo como se muestra en la 5th columna de la tabla siguiente, con el símbolo de tasa de reloj 0sym =168.960 Hz, un dato de 1.536 apuntan primitivo universal, puede cubrir un intervalo de 7.040 Hz en el 8th octava abajo a 110 Hz en el 2nd octava. Al reducir el tamaño de la tabla y disminuir el reloj de símbolos, también es posible un compromiso en el rango de frecuencia de la onda sinusoidal y el tamaño de la tabla de datos. Refiriéndose a la 6th columna de la tabla siguiente, una tasa de reloj de símbolos de 0sym = 42.240 Hz puede generar ondas sinusoidales de 1.760 Hz en el 6th octava a 55 Hz en el 1st octava usando una tabla de consulta con solamente 768 puntos de datos.Alternatively, using the same 7 octave universal primitive table, the covered frequency band can be shifted using a lower symbol clock rate. For example, as shown in the 5th column of the following table, with the clock rate symbol 0sym =168.960 Hz, a 1.536 data point universal primitive can cover a range from 7.040 Hz in the 8th octave down to 110 Hz in the 2nd octave. By reducing the size of the table and decreasing the symbol clock, a compromise in the frequency range of the sine wave and the size of the data table is also possible. Referring to the 6th column of the table below, a symbol clock rate of 0sym = 42,240 Hz can generate sine waves from 1,760 Hz in the 6th octave to 55 Hz in the 1st octave using a look-up table with only 768 data points.

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El proceso de síntesis de formas de onda usando síntesis primitiva universal se muestra en la FIGURA. 54 donde el sintonizador 599 genera un reloj de símbolos programable 0sym = Oref /(32 £ fkey) de acuerdo con la selección de tecla 642, transformando el reloj en una o más ondas sinusoidales que varían en frecuencia, p.ej. de f9 y fo usando universal tabla primitiva 677, luego combinada de acuerdo con los amplificadores de ganancia digital 678 con ganancias programables Ax y sumada en el mezclador 630 para producir g(t). Como se muestra para cada onda sintetizada sintetizada, la conversión del reloj 0sym a la tabla sinusoidal basada en el tiempo 679 depende de la entrada "£ Selección de Resolución” 675 y las opciones de resolución disponibles. La tabla 676 se muestra para, sin limitación, demostrar las resoluciones de tabla disponibles desde un mínimo de 12 puntos hasta una resolución de 16 bits con 65.536 puntos de datos. El número de puntos de datos en la tabla de consulta de onda sinusoidal 677 determina la resolución máxima disponible.The waveform synthesis process using universal primitive synthesis is shown in FIGURE. 54 where tuner 599 generates a programmable symbol clock 0sym = Oref /(32 £ fkey) according to key selection 642, transforming the clock into one or more sine waves varying in frequency, eg from f 9 and fo using universal primitive table 677, then combined according to digital gain amplifiers 678 with programmable gains Ax and summed in mixer 630 to produce g(t). As shown for each synthesized synth wave, the conversion from 0sym clock to time-based sine table 679 depends on the “£Resolution Selection” input 675 and the available resolution options. Table 676 is shown for, without limitation , demonstrate the table resolutions available from a minimum of 12 points up to a 16-bit resolution with 65,536 data points.The number of data points in the sine wave look-up table 677 determines the maximum resolution available.

En la síntesis de formas de onda que utiliza una tabla primitiva universal, la misma tabla se emplea para generar cualquier onda sinusoidal con una precisión igual o menor que la precisión de la tabla. Por ejemplo, si la resolución de la tabla 677 es de 96 puntos, es decir, incrementos de 3,75 °, se puede utilizar la misma tabla para generar ondas sinusoidales con 48, 24 o 12 puntos, cuanto mayor sea la resolución, menor será la frecuencia sintetizada. In waveform synthesis using a universal primitive table, the same table is used to generate any sine wave with a precision equal to or less than the table's precision. For example, if the resolution of the 677 table is 96 points, that is, 3.75° increments, the same table can be used to generate sine waves with 48, 24, or 12 points, the higher the resolution, the less will be the synthesized frequency.

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Se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia buscando los datos para cada ángulo o saltando ángulos sistemáticamente. Por ejemplo, en la siguiente tabla, el uso de un reloj de símbolo con una frecuencia 0sym = 224,256 Hz con filas 00, 04, 08, 0C, 10... da como resultado una onda sinusoidal de 5.672 Hz mientras que seleccionar cada fila en la tabla produce una onda sinusoidal de 1.168 Hz .Various frequency sine waves are synthesized by searching the data for each angle or by skipping angles systematically. For example, in the following table, using a symbol clock with frequency 0sym = 224.256 Hz with rows 00, 04, 08, 0C, 10... results in a sine wave of 5,672 Hz while selecting each row in the table produces a 1.168 Hz sine wave.

Selección de teclas y síntesis de forma de onda personalizadaKey selection and custom waveform synthesis

Como se describió anteriormente, debido a que la generación periódica de formas de onda implica un contador en cascada con múltiplos de frecuencia fijos, el sintetizador de formas de onda está esencialmente "sintonizado" a una clave específica. La interfaz de usuario (UI) y la operación resultante (UX o experiencia de usuario ) se muestran en la FIGURA. 55A, donde un usuario selecciona el “ Elija una clave ” menú 701 que facilitan la selección de clave para varias “ escalas musicales”, “Physiological” (informó frecuencias médicos) escalas, “C escalas ustom”, incluyendo la entrada manual, y “Other” escamas. También incluye una disposición para volver a la configuración de la balanza "predeterminada". Al seleccionar el ajuste "musical", aparece el menú "INTRODUCIR UNA TECLA" 702. La elección de una nota selecciona una escala predefinida que se cargará en el panel LED en la entrada 641 de "selección de tecla fkey " que va desde el C medio a 261,626 Hz hasta el B medio 493.883 Hz. como se almacena en la tabla 703. Si se selecciona un medio, entonces 703 transferirá el valor de “A” 440 Hz en el contador de reloj de símbolos 642 en accordanc e con 0 sym/Oref = (32 £ fkey)/(5 MHz) generando una velocidad de símbolo Osym = (32 £ fkey) a partir de la cual se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia basadas en esta escala , por ejemplo, f 9 = 0 sym / £ 9 . A continuación se muestra una tabla de frecuencias ejemplares por octava para una variedad de afinaciones que se muestran a continuación para las teclas musicales de C a F (https://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_pitch_notation). Las escalas que se muestran se denominan afinación de "temperamento igual". As described above, because periodic waveform generation involves a cascading counter with fixed multiples of frequency, the waveform synthesizer waveforms is essentially "tuned" to a specific key. The user interface (UI) and the resulting operation (UX or user experience) are shown in FIGURE. 55A, where a user selects the “Choose a key” menu 701 which facilitates key selection for various “musical scales”, “Physiological” (medical reported frequencies) scales, “C custom scales”, including manual entry, and “ Other” scales. It also includes a provision to return to the "default" balance settings. Selecting the "musical" setting brings up the "ENTER A KEY" menu 702. Choosing a note selects a predefined scale that will be loaded into the LED panel at the "f key select" input 641 running from the C means 261.626 Hz to B means 493.883 Hz. as stored in table 703. If a means is selected, then 703 will transfer the value of "A" 440 Hz into symbol clock counter 642 in accordance with 0 sym /O ref = (32 £ f key )/(5 MHz) generating a symbol rate O sym = (32 £ f key ) from which various frequency sine waves based on this scale are synthesized, e.g. f 9 = 0 sym / £ 9 . Below is a table of exemplary frequencies per octave for a variety of tunings shown below for musical keys C through F (https://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_pitch_notation). The scales shown are called "equal temperament" tuning.

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A continuación se muestra una tabla de frecuencias ejemplares por octava para una variedad de afinaciones para las teclas musicales de F# / Gk a B. Las escalas que se muestran se denominan “temperamento igual”.Below is a table of exemplary frequencies per octave for a variety of tunings for the musical keys of F# / Gk to B. The scales shown are called “equal temperament”.

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Otra opción en el menú de la interfaz de usuario 701 es la selección "Otro" , se pueden usar otras escalas para modular los LED . Estas escalas, incluidas Pythagorean, Just Major, Mean-tone y Werckmeister, que se muestran en la siguiente tabla, comparten la frecuencia del Do medio a 261.626 Hz con la escala de temperamento uniforme, pero difieren en la relación de frecuencia relativa s entre los doce semitonos que abarcan un octava. Por ejemplo, en una escala de temperamento uniforme, el tono de A4 por encima del C medio se establece en 440 Hz, pero en otras escalas varía de 436,05 Hz a 441,49 Hz.Another option in the 701 user interface menu is the "Other" selection, other scales can be used to modulate the LEDs. These scales, including Pythagorean, Just Major, Mean-tone, and Werckmeister, shown in the table below, share the frequency of Middle C at 261.626 Hz with the even-tempered scale, but differ in the relative frequency ratio s between the scales. twelve semitones spanning one octave. For example, in an even-tempered scale, the pitch of A 4 above middle C is set to 440 Hz, but in other scales it ranges from 436.05 Hz to 441.49 Hz.

En modo personalizado, la interfaz de usuario (UI) y la operación resultante (experiencia de usuario UX) se muestran en la FIGURA. 55B, donde un usuario selecciona el menú "ELEGIR UNA TECLA" 701 y selecciona "OTROS" abriendo el menú "ELEGIR UNA ESCALA" 700. El usuario luego selecciona una afinación alternativa del menú - Pitágoras, Solo mayor, Tono medio, y Werckmeister, abriendo el submenú 702 titulado ENTER A KEY. Una vez que se selecciona la tecla (nota), la frecuencia se selecciona de la tabla de sintonización a continuación y se carga en el registro de teclas 641 "Selección de tecla de fkey", que posteriormente se transfiere a la almohadilla LED y finalmente se carga en el contador de reloj de símbolos 642. Por ejemplo, la tecla "A" se selecciona de la escala de Werckmeister, luego el valor de "A" a 437.05 Hz se cargará en el contador de reloj de símbolos 642 de acuerdo con 0sym / 0ref = (32 £ fkey) / (5 MHz). En consecuencia, el contador de símbolos genera una velocidad de símbolo 0sym = (32 £ fkey) a partir de la cual se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia basadas en esta escala, por ejemplo, fg = 0sym / £9. Puesto que la frecuencia fundamental fkey se utiliza para generar entonces 0 sym entonces toda la escala de nueve octava se ajusta en consecuencia. Por ejemplo, si la fkey = f4 se establece en 437.05 Hz, entonces f5 = 2f4 = 874.1 Hz, f6 = 4f4 = 1,748.2 Hz, etc.In custom mode, the user interface (UI) and the resulting operation (UX user experience) are shown in FIGURE. 55 B, where a user selects the "SELECT A KEY" menu 701 and selects "OTHERS" by bringing up the "SELECT A SCALE" menu 700. The user then selects an alternate tuning from the menu - Pythagoras, Solo Major, Midtone, and Werckmeister , opening the submenu 702 titled ENTER A KEY. Once the key (note) is selected, the frequency is selected from the tuning table below and loaded into key register 641 "fkey key select", which is subsequently transferred to the LED pad and finally load on the symbol clock counter 642. For example, the "A" key is selected from the Werckmeister scale, then the value of "A" at 437.05 Hz will be loaded into the symbol clock counter 642 according to 0sym/0ref= (32£fkey) / (5MHz). Consequently, the symbol counter generates a symbol rate 0sym = (32 £fkey) from which various frequency sine waves based on this scale are synthesized, eg fg = 0sym / £ 9 . Since the fundamental frequency fkey is used to generate then 0 sym then the entire nine octave scale is adjusted accordingly. For example, if fkey = f 4 is set to 437.05 Hz, then f 5 = 2f4 = 874.1 Hz, f6 = 4f4 = 1,748.2 Hz, etc.

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Y aunque las escalas varían a lo largo de la octava, todas coinciden entre sí para la frecuencia C. Por ejemplo, las frecuencias C5 de la quinta octava mostradas en la tabla de abajo se muestran con fines comparativos, todas coinciden en f5 = 525,25 Hz = 2 f4. La notación utilizada por las escalas pitagórica, solo mayor y de tono medio difiere ligeramente de las de Werckmeister y las escalas de temperamento uniforme en el uso de sostenidos # y bemoles k A pesar de las diferencias exactas de afinación en la eficacia PBT no están bien caracterizadas, los estudios científicos han confirmado que la eficacia terapéutica de los tratamientos con PBT depende claramente de la frecuencia. Si en el menú 701 de la interfaz de usuario, se selecciona el elemento "Fisio", las escalas de frecuencia informadas en estos estudios médicos como terapéuticamente beneficiosas se utilizan para el valor de la fkey. De lo contrario, en su lugar, el botón Personalizado que se muestra en la FIGURA. 56 se selecciona en el menú 701, aparecerá una respuesta UX que comprende el menú 704 personalizado “INTRODUZCA UNA TECLA”. Al ingresar un número en el teclado, por ejemplo, 444 Hz como se muestra, y presionar el botón HECHO, el registro de selección de la fkey 641 se carga con el valor de tecla personalizado 444 Hz y se transfiere al generador de reloj de símbolos 642. Este valor se usa luego para calcule la frecuencia de reloj de símbolo usando el contador de reloj de símbolo 642 de acuerdo con la relación 0 sym / Oref = (32 £ fkey) / (5 MHz) para producir una salida 0 sym = (32 £ fkey). And although the scales vary across the octave, they all agree with each other for frequency C. For example, the fifth octave C 5 frequencies shown in the table below are shown for comparison purposes, they all agree at f 5 = 525.25 Hz = 2 f 4 . The notation used by the Pythagorean, major-solo, and half-tone scales differs slightly of the Werckmeister and even-tempered scales in the use of sharps # and flats k Although the exact tuning differences in PBT efficacy are not well characterized, scientific studies have confirmed the therapeutic efficacy of PBT treatments It clearly depends on the frequency. If in the user interface menu 701, the "Physio" item is selected, the frequency ranges reported in these medical studies as being therapeutically beneficial are used for the value of the f key . Otherwise, instead, the Custom button shown in FIGURE. 56 is selected in menu 701, a UX response comprising the custom menu 704 "ENTER A KEY" will appear. By entering a number on the keyboard, for example, 444 Hz as shown, and pressing the DONE button, the f key select register 641 is loaded with the custom key value 444 Hz and transferred to the f key generator. symbols 642. This value is then used to calculate the symbol clock rate using the symbol clock counter 642 according to the relationship 0 sym / 0 ref = (32 £ f key ) / (5 MHz) to produce an output 0 sym = (32 £ f key ).

El sistema PBT descrito también es capaz de generar patrones de excitación que comprenden un acorde de tres frecuencias dentro de la misma octava, es decir, una tríada, y opcionalmente con una frecuencia adicional como una séptima o una octava más alta que la nota fundamental del acorde. Un diagrama de bloques de un constructor de acordes algorítmico se muestra en la FIGURA. 57A, donde el sintonizador 590 configurado de acuerdo con la tecla f selección 642 produce un reloj de símbolo con frecuencia 0 sym = (32 £ fkey)que se alimenta al algoritmo de construcción de acordes 680. El constructor de acordes, a su vez, utiliza relaciones matemáticas conocidas para generar los componentes de frecuencia de varios tipos de acordes comunes de acuerdo con la entrada "Selección de octava, acorde y mezcla" 681 seleccionado del menú del constructor de acordes 688. Los acordes de tríada incluyen la selección de la octava de la nota fundamental en la que se construirá el acorde y el tipo de acorde que se implementará , es decir, mayor, menor, disminuido, aumentado o personalizado. Acordes Quad incluyen un 7th, un menor de edad 7th, un importante 7th o alguna de las tríadas antes mencionados con un agregado nota una octava por encima de la raíz. La amplitud relativa o “mezcla” de las frecuencias componentes también se especifican en la tabla 688 que comprende el volumen de nota fundamental del acorde, su tercera, quinta , y opcionalmente un 7th o una nota una octava por encima de la raíz . The described PBT system is also capable of generating excitation patterns comprising a chord of three frequencies within the same octave, i.e. a triad, and optionally with an additional frequency such as a seventh or an octave higher than the root note of the chord. chord. A block diagram of an algorithmic chord builder is shown in FIGURE. 57A, where the tuner 590 configured in accordance with the selection f key 642 produces a symbol clock with frequency 0 sym = (32 £ f key ) which is fed to the chord construction algorithm 680. The chord construction, in turn , uses well-known mathematical relationships to generate the frequency components of several common chord types according to the "Octave, Chord, and Blend Selection" 681 entry selected from the Chord Builder 688 menu. Triad chords include selection of the 8th of the root note on which the chord will be built, and the type of chord to be implemented, i.e. major, minor, diminished, augmented, or custom. Quad chords include a 7th , a minor 7th , a major 7th , or any of the aforementioned triads with an added note one octave above the root. The relative amplitude or “mix” of the component frequencies is also specified in Table 688 which comprises the volume of the chord's root note, its third, fifth, and optionally a 7 th or note one octave above the root .

En funcionamiento, el algoritmo de construcción de acordes 680 utiliza una fracción escalada del reloj de símbolo 0 sym para impulsar cuatro tablas de consulta 682b, 684, 683 y 682a para sintetizar cuatro ondas sinusoidales con una raíz fundamental en la frecuencia fjf, una tercera en una frecuencia fj 3 , una quinta a una frecuencia fj 5 y una nota superior ya sea una séptima o una nota una octava más alta que la raíz (dependiendo de la selección) con una frecuencia fjt. Las tres o cuatro frecuencias se combinan luego de acuerdo con los amplificadores de ganancia digital 685A, 686, 687 y 685B con ganancias Ajf, Aj3 , Aj5 y Ajt t respectivamente, y se mezclan en el nodo sumador 630 para crear g(t). In operation, the chord construction algorithm 680 uses a scaled fraction of the symbol clock 0 sym to drive four lookup tables 682b, 684, 683, and 682a to synthesize four sine waves with a root fundamental at frequency fj f , a third at a frequency fj 3 , a fifth at a frequency fj 5 and a higher note either a seventh or a note one octave higher than the root (depending on the selection) with a fjt frequency. The three or four frequencies are then combined according to digital gain amplifiers 685A, 686, 687, and 685B with gains Ajf, Aj 3 , Aj 5 , and Ajt t respectively, and mixed in summing node 630 to create g(t ).

Las frecuencias exactas de las notas en el acorde dependen del valor de la octava seleccionada 681 y del valor de la fkey seleccionar 642, es decir, la afinación o clave de los contadores en cascada binarios. Juntos, estos ajustes del sintetizador determinan la frecuencia o la nota fundamental, también conocida como la fundamental del acorde. Las notas restantes en el acorde se calculan como una relación a la frecuencia fundamental del acorde de acuerdo con la siguiente tabla que describe la relación de frecuencia de los acordes musicales comunes ( https://pages.mtu.edu/~suits/chords.html ):The exact frequencies of the notes in the chord depend on the selected octave value 681 and the select fkey value 642, ie the pitch or key of the binary cascading counters. Together, these synth settings determine the frequency or root note, also known as the root of the chord. The remaining notes in the chord are calculated as a ratio to the fundamental frequency of the chord according to the following table describing the frequency ratio of common musical chords ( https://pages.mtu.edu/~suits/chords. html ):

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Aunque el constructor de acordes puede ser un elemento de biblioteca usado en tratamientos y sesiones predefinidos, los acordes también se pueden crear usando un menú de IU tal como se muestra en el ejemplo de la FIGURA. 57B donde un acorde se puede seleccionar entre ELEGIR UN ACORDE menú 705 incluyendo mayor, menor, disminuido, aumentado, disminuido, a medida, 7th, menor de 7th y los 7th acordes. Al seleccionar un acorde personalizado se abre el menú CONSTRUIR UN ACORDADO 706 donde el usuario puede seleccionar la octava del acorde, la nota fundamental del acorde, la nota del 3rd, es decir, la siguiente nota más alta, la nota del 5th, es decir la tercera nota más alta y, opcionalmente, si incluir una nota una octava por encima de la nota fundamental. Una vez que se selecciona la nota fundamental, los 3rd, 5th , y 1 notas de octava están dispuestas monotónicamente en frecuencia ascendente, incluso si las notas se extienden en la siguiente octava superior. La segunda y tercera inversión de cualquier acorde debe ingresarse como un acorde personalizado usando la nota de tono más bajo como la nota fundamental del acorde. Las notas se ponderan uniformemente en volumen a menos que se ajuste de otra manera con las flechas hacia arriba y hacia abajo. Una vez que se ingresan los parámetros, después de un período de tiempo de espera o como se indica por otros medios, como un toque de pantalla doble, los parámetros se formatean en la tabla de datos 688 y finalmente se transfieren al bloque de algoritmo de construcción de acordes 680 dentro de las almohadillas LED inteligentes donde la onda sinusoidal Consulte las tablas 677, las etapas de ganancia digital 678 y el mezclador 630 crean g(t). En el caso de que se seleccione otro elemento de menú del menú 705 ELEGIR UN ACORDE, se abrirá un submenú diferente (no mostrado) que permitirá al usuario seleccionar la octava y la mezcla de amplitud relativa de los componentes de frecuencia constituyentes. El submenú, sin embargo, no permite al usuario cambiar las notas ya que las frecuencias relativas presentes en un acorde menor, mayor, disminuido, etc. están definidas con precisión.Although the chord builder can be a library item used in preset treatments and sessions, chords can also be created using a UI menu as shown in the FIGURE example. 57 B where a chord can be selected from the SELECT A CHORD menu 705 including major, minor, diminished, augmented, diminished, custom, 7th, minor 7th and all 7th chords. Selecting a custom chord opens the BUILD A CHORD 706 menu where the user can select the octave of the chord, the root note of the chord, the 3rd note i.e. the next higher note, the 5th note i.e. the third highest note and, optionally, whether to include a note one octave above the root note. Once the root note is selected, the 3rd, 5th, and 1 octave notes are arranged monotonically in rising frequency, even if the notes extend into the next octave higher. The second and third inversion of any chord must be entered as a custom chord using the lowest pitched note as the root note of the chord. Notes are evenly weighted in volume unless otherwise adjusted with the up and down arrows. Once the parameters are entered, after a timeout period or as indicated by other means, such as a double screen tap, the parameters are formatted in the data table 688 and finally transferred to the algorithm block of chord construction 680 within the smart LED pads where the sine wave See tables 677, digital gain stages 678 and mixer 630 create g(t). In the event that another menu item is selected from menu 705 SELECT A CHORD, a different sub-menu (not shown) will open which will allow the user to select the octave and relative amplitude mix of the constituent frequency components. The submenu, however, does not allow the user to change the notes as the relative frequencies present in a minor, major, diminished, etc. chord. are precisely defined.

Volviendo al diagrama de bloques del sintetizador de la FIGURA. 44 , independientemente de la forma de onda sintetizada o de cómo se creó, la forma de onda g(t) debe procesarse para crear f(t) 553 limitando su rango entre 0,000 y 1,000 para que el generador 555 de PWM realice el valor en función de PWM transformación del factor [f(t)] requerido para crear el archivo de salida de sintetizador 488. Dado que el factor de trabajo máximo de un pulso modulado PWM es 100%, es decir, uno para el ciclo de reloj completo, entonces una representación PWM de datos superiores a 1.000 no es posible. Como tal, la transformación PWM está limitada a 0% < ^ p [f(t)] < 100%, y por lo tanto 0,000 < f (t) < 1,000. Los AutoRange operación 584 promedios la función g(t), mientras que limiting el intervalo de los datos y f(t) a la de función de la unidad, es decir, entre 0,000 y 1,000.Returning to the block diagram of the synthesizer in FIGURE. 44 , regardless of the synthesized waveform or how it was created, the g(t) waveform must be processed to create f(t) 553 limiting its range between 0.000 and 1.000 for the PWM generator 555 to realize the value in PWM function transform factor [f(t)] required to create the 488 synthesizer output file. Since the maximum duty factor of a PWM modulated pulse is 100%, that is, one for the full clock cycle, then a PWM representation of data greater than 1,000 is not possible. As such, the PWM transform is limited to 0% < ^ p [f(t)] < 100%, and thus 0.000 < f(t) < 1.000. The AutoRange operation 584 averages the function g(t), while limiting the range of the data yf(t) to the unit function, that is, between 0.000 and 1.000.

Un ejemplo de esta función se ilustra en la FIGURA. 58A, la suma de las ondas sinusoidales 662, 663 y 664 da como resultado el acorde 669. Aunque cada una de las ondas sinusoidales extiende el rango completo de 0.000 a 1.000, la suma de las ondas sinusoidales en el acorde 669 no abarca la extensión completa de una función de unidad. Como tal, el promedio matemático del acorde, específicamente 0,5, permanece constante pero la función periódica variable en el tiempo no extiende el rango completo de 0,5 ± 0,5. Como se muestra en la FIGURA. 58B, el acorde 669 solo se extiende de 0,13 a 0,87 representando el 74,4% del rango completo. Para aumentar la amplitud del componente variable en el tiempo, la función de promedio se amplifica mediante el escalar Aa. Al establecer Aa = 1.344, la curva 669 aumenta al rango completo como se muestra en el acorde 689. Para evitar un cambio en el valor promedio de la función, se incluye el término de corrección 0,5 (1 - Aa) para mantener la función centrada en 0.5 para evitar recorte. El resultado es una función unitaria f(t) que tiene un valor medio de 0,5 con una función periódica a escala completa que tiene los mismos componentes dinámicos de frecuencia variable en el tiempo que la forma de onda sintetizada g(t).An example of this function is illustrated in FIGURE. 58 A, the sum of sine waves 662, 663, and 664 results in the 669 chord. Although each of the sine waves spans the full range of 0.000 to 1.000, the sum of sine waves in the 669 chord does not encompass the full extension of a unit function. As such, the mathematical average of the chord, specifically 0.5, remains constant but the time-varying periodic function does not extend the full range of 0.5 ± 0.5. As the picture shows. 58 B, the 669 chord alone spans from 0.13 to 0.87 representing 74.4% of the full range. To increase the amplitude of the time-varying component, the averaging function is amplified by the scalar Aa. By setting Aa = 1.344, the 669 curve rises to the full range as shown in the 689 chord. To avoid a change in the average value of the function, the correction term 0.5 (1 - Aa) is included to keep the function centered at 0.5 to avoid clipping. The result is a unitary function f(t) having a mean value of 0.5 with a full-scale periodic function having the same time-varying frequency dynamic components as the synthesized waveform g(t).

FIGURA. 59 ilustra el proceso mediante el cual la función del generador de PWM 555 convierte la función de unidad f(t) 553 en el archivo de salida de sintetizador 488 que describe la forma de onda de PWM sintetizador Gsynth (t) 490. Como se muestra, la tabla de funciones 554 contiene una descripción del tiempo to frente al valor de la función f (t) en cada incremento de tiempo. Por ejemplo, en to = 5 ps la función f (t) = 0.5 y permanece en ese valor hasta que en t 0 = 10 ps el valor de la función cambia a f(t) = 0.8. La salida de la transformación 0 p [f (t)] cambia esta tabla dependiente del tiempo en una tabla PWM 489 donde en el tiempo ton = 5,00 ps el estado pasa a alto, es decir, los LED se encienden y el tiempo to = 5,10 ps los LED apagar hasta que en el momento to = 5.20 los LED se enciendan nuevamente. Dado que los LED estuvieron encendidos desde el tiempo 5.00 hasta 5.10 por una duración de 0.10 ps y el período T = 1 /0x hasta que los LED se encienden nuevamente es de 5,00 a 5,20, o una duración de 0,20 ps, entonces el factor de trabajo del pulso en D = A to / T = 10 ps / 20 ps = 0,50 o 50%, entonces el factor de trabajo es igual a la función f(t) = 0,5 durante este intervalo y hasta el tiempo to = 10 ps cuando el factor de trabajo cambia a 0,8 o el 80%. El archivo de salida de sintetizador resultante 488 se ilustra gráficamente en la cadena de impulsos PWM 675.FIGURE. 59 illustrates the process by which the PWM generator function 555 converts the unit function f(t) 553 into the synthesizer output file 488 describing the PWM synthesizer Gsynth(t) 490 waveform. As shown , function table 554 contains a description of the time to versus the value of the function f(t) at each time increment. For example, at to = 5 ps the function f (t) = 0.5 and remains at that value until at t 0 = 10 ps the value of the function changes to f(t) = 0.8. The output of the transformation 0 p [f(t)] changes this time dependent table into a 489 PWM table where at time ton = 5.00 ps the state goes high, i.e. the LEDs turn on and the time to = 5.10 ps the LEDs turn off until at the moment to = 5.20 the LEDs turn on again. Given that the LEDs were on from time 5.00 to 5.10 for a duration of 0.10 ps and the period T = 1/0x until the LEDs turn on again is 5.00 to 5.20, or a duration of 0.20 ps, then the duty factor of the pulse at D = A to / T = 10 ps / 20 ps = 0.50 or 50%, then the duty factor is equal to the function f(t) = 0.5 during this interval and up to the time to = 10 ps when the duty factor changes to 0.8 or 80%. The resulting synthesizer output file 488 is graphically illustrated in PWM pulse string 675.

Se muestran ejemplos de la salida 490 de PWM que usa la transformación 0 p [f (t)] para una variedad de funciones no sinusoidales en la FIGURA. 60 incluyendo el flujo de bits PWM 670 para una función constante 560 donde f (t) = 1,000, el flujo de bits PWM 671 para una función de diente de sierra 561 y el flujo de bits PWM 672 para una función triangular 562. La misma transformación PWM 0 p [f(t)] se puede utilizar para codificar muestras de audio de cualquier muestra de audio, incluidos tonos simples como un triángulo, cuerdas como una guitarra o un violín, tonos complejos como un cymbol crash o música.Examples of PWM output 490 using the transformation 0 p [f(t)] for a variety of non-sinusoidal functions are shown in FIGURE. 60 including PWM bitstream 670 for a constant function 560 where f(t) = 1,000, PWM bitstream 671 for a sawtooth function 561, and PWM bitstream 672 for a triangle function 562. The same PWM transformation 0 p [f(t)] can be used to encode audio samples of any audio sample, including simple tones like a triangle, strings like a guitar or violin, complex tones like a cymbol crash, or music.

Operación del reproductor PWMPWM player operation

Revisando el diagrama de bloques de la FIGURA. 43, la salida sintetizador Gsynth (t) = 0 p [f(t)] del sintetizador de forma de onda 483 es la entrada del reproductor PWM 484. El reproductor PWM luego combina el intetizador Gsynth(t) con la forma de onda Gpulse(t) 492 para producir una cadena de pulsos 493. La función del reproductor PWM es doble:Reviewing the block diagram of FIGURE. 43 , the Gsynth(t) = 0 p [f(t)] output of the waveform synthesizer 483 is the input of the PWM player 484. The PWM player then combines the Gsynth(t) synthesizer with the Gpulse waveform. (t) 492 to produce a chain of 493 pulses. The function of the PWM player is twofold:

• Para generar una cadena de pulsos PWM de espectro de audio Gpulse(t) con un factor de trabajo Dpwm controlado dinámicamente. • To generate an audio spectrum PWM pulse chain Gpulse(t) with a dynamically controlled duty factor D pwm .

• Para realizar una "puerta" dinámica, es decir, para bloquear o pasar el contenido de Gsynth (t) en función del estado de Gpulse(t).• To perform a dynamic "gate", ie to block or pass the contents of Gsynth(t) depending on the state of Gpulse(t).

La tabla de verdad para la función anterior se puede describir como pseudocódigo lógico comoThe truth table for the above function can be described in logical pseudocode as

If Gpulse (t) = 1If Gpulse(t) = 1

Then PWM Player OUT = Gsynth (t)Then PWM Player OUT = Gsynth(t)

Else PWM Player OUT = 0Else PWM Player OUT = 0

Dado que Gpulse (t) comprende una cadena de pulsos PWM, la forma de onda alterna entre estados lógicos alto y bajo. Específicamente, siempre que la función Gpulse(t) = 1, es decir, el pulso PWM 492 está en su estado alto o lógico "1", el estado digital del sintetizador Gsynth (t) se reproduce con precisión en la salida del reproductor PWM 484. Por ejemplo cuando Gpulse (t) = 1 entonces si Gsynth(t) = 1 la salida del reproductor PWM 484 es alta y si Gsynth(t) = 0 entonces la salida del reproductor PWM 484 es baja. Sin embargo, siempre que la función Gpulse (t) = 0, es decir, el pulso PWM 492 esté en su estado bajo o lógico "0", el estado digital del Gsynth (t) se fuerza a cero, ignorando el estado de la entrada. Gsynth (t). Lógicamente, esta función es la misma que la puerta AND. Matemáticamente, es equivalente a una multiplicación digital donde la salida del reproductor PWM 492 viene dada por el producto Gsynth (t) • Gpulse (t). La implementación real del reproductor 492 de PWM puede lograrse en hardware, software / firmware o alguna combinación de los mismos.Since Gpulse(t) comprises a string of PWM pulses, the waveform alternates between logic high and logic low states. Specifically, whenever the function Gpulse(t) = 1, that is, the PWM pulse 492 is in its high or logic "1" state, the digital state of the Gsynth(t) is accurately reproduced on the output of the PWM player. 484. For example when Gpulse(t) = 1 then if Gsynth(t) = 1 the output of the PWM player 484 is high and if Gsynth(t) = 0 then the output of the PWM player 484 is low. However, whenever the function Gpulse(t) = 0, that is, the PWM pulse 492 is in its low or logic "0" state, the digital state of the Gsynth(t) is forced to zero, ignoring the state of the entrance. Gsynth(t). Logically, this function is the same as the AND gate. Mathematically, it is equivalent to digital multiplication where the output of the 492 PWM player is given by the product Gsynth(t) • Gpulse(t) . The actual implementation of the PWM player 492 may be accomplished in hardware, software/firmware, or some combination thereof.

I llustrated esquemáticamente en la FIGURA. 61A, el reproductor PWM 484 comprende el contador de reloj PWM 710, el modulador de ancho de pulso 711, los inversores digitales 712A y 712b y la puerta lógica AND 713. Las entradas al reproductor 491 de PWM incluyen referencia de reloj 0 ret, salida de sintetizador 488 y parámetros 491 del reproductor PWM . En funcionamiento , el reloj de referencia 0 ret = 5 MHz proporciona una referencia de tiempo con un período Tref = 0,20 ps como entrada al contador PWM 710, generando un reloj 0 pwm = 20 kHz . W i-ésima de un período T pwm = 5 ps, 250 veces más que el reloj de referencia 0ret período, el pulso modulador de anchura de 711 genera una secuencia de PWM pulsos 492 duración variable ton = DpwmTpwm hace de acuerdo con la tabla 714 se define en la PWM entrada paramétrica del reproductor 491. Por ejemplo, en la tabla 714 de 0 a 180 segundos, el Gpulse (t) se pulsa a una frecuencia de 2.836 Hz con un factor de trabajo del 60%, después de lo cual la frecuencia del pulso cambia a 584 Hz. En el tiempo t = 360 seg, la frecuencia del pulso vuelve a 2.836 Hz. En términos de la cadena de pulsos 492, durante el intervalo de 0 a 180 segundos, el período Tpwm = 0.43 ms y el tiempo de activación, la porción del período en que el pulso está en su estado alto, está dada por ton = DpwmTpwm = (60%)(0.43 ms) = 0.26 ms. Illustrated schematically in FIGURE. 61 A, PWM player 484 comprises PWM clock counter 710, pulse width modulator 711, digital inverters 712A and 712b, and AND gate 713. Inputs to PWM player 491 include clock reference 0 ret, 488 synth output and 491 PWM player parameters. In operation, the 0 ret = 5 MHz reference clock provides a time reference with period Tref = 0.20 ps as an input to the PWM counter 710, generating a 0 pwm = 20 kHz clock. W ith of a period T pwm = 5 ps, 250 times more than the reference clock 0ret period, the 711 pulse width modulator generates a sequence of PWM pulses 492 variable duration ton = D pwm T pwm does according to table 714 is defined in the PWM parametric input of player 491. For example, in table 714 from 0 to 180 seconds, the Gpulse(t) is pulsed at a frequency of 2,836 Hz with a duty factor of 60%, then after which the pulse rate changes to 584 Hz. At time t = 360 sec, the pulse rate returns to 2.836 Hz. In terms of the 492 pulse string, during the interval 0 to 180 seconds, the period T pwm = 0.43 ms and the on time, the portion of the period that the pulse is in its high state, is given by ton = D pwm T pwm = (60%)(0.43 ms) = 0.26 ms.

La porción de apagado del pulso viene dada por toff = Tpwm - ton = (0.43 ms) - (0.26 ms) = 17 ms. Cuando la frecuencia del pulso cambia a 584 Hz, el período aumenta a 1,712 ms con un tiempo de activación de 1,027 ms. Como tal, la cadena de impulsos 492 es generada dinámicamente por el modulador de ancho de impulsos 711 de acuerdo con las condiciones dinámicas especificadas en la tabla 491. La salida del reproductor PWM 484 mostrada como una cadena de impulsos PWM con compuerta 493 incluye la salida de forma de onda 494 incorporada desde el sintetizador de forma de onda.The off portion of the pulse is given by toff = T pwm - ton = (0.43 ms) - (0.26 ms) = 17 ms. When the pulse rate changes to 584 Hz, the period increases to 1.712 ms with a trigger time of 1.027 ms. As such, pulse string 492 is dynamically generated by pulse width modulator 711 according to the dynamic conditions specified in table 491. The output of PWM player 484 shown as a gated PWM pulse string 493 includes the output built-in 494 waveform from the waveform synthesizer.

El funcionamiento del modulador de ancho de pulso 711 comprende esencialmente dos contadores secuenciales , uno para contar el tiempo de encendido y el otro para contar el tiempo de apagado, donde Gpulso (t) = 1 durante el intervalo ton y Gpulso (t) = 0 durante el intervalo toff . En pseudocódigo lógico, el funcionamiento del modulador de ancho de pulso 711 se puede describir definiendo la siguiente subrutina.The operation of the 711 pulse width modulator essentially comprises two sequential counters, one to count the on time and the other to count the off time, where Gpulse(t) = 1 during the interval ton and Gpulse(t) = 0 during the toff interval. In pseudo-logic code, the operation of the pulse width modulator 711 can be described by defining the following subroutine.

Inicie el bucle de la subrutina "Modulador de Ancho de pulso":Start the loop of the "Pulse Width Modulator" subroutine:

Registros de carga Modulador de ancho de pulso [At, Tpwm, ton]Load Registers Pulse Width Modulator [At, T pwm , ton]

Contadores clarosclear counters

Inicio del recuento de pulsos (1/0ref)Start of pulse count (1/0ref)

Inicio de bucleloop start

Si Count (1/ 0ref) > At, salga de la subrutinaIf Count (1/ 0ref) > At, exit the subroutine

MásFurther

Defina toff = (T pwm — ton)Define toff = (T pwm — ton)

Establecer Gpulse = 1Set Gpulse=1

Contar pulsos (1/0pwm) hasta tonCount pulses (1/0 pwm ) up to ton

Restablecer Gpulse = 0Reset Gpulse=0

Contar pulsos (1/0pwm) para toffCount pulses (1/0 pwm ) for toff

Loop endloop end

La subrutina anterior titulada "Modulador de ancho de pulso" es una descripción de pseudocódigo de software que realiza la misma función que el bloque 711, es decir, ejecutar un bucle para un intervalo At que comprende pulsos digitales alternos en el estado lógico 1 durante la duración ton y un 0 lógico estado por una duración (Tpwm — ton) repetidamente hasta que el conteo del reloj Tref = 1/Or exceda At. Las variables [At, Tpwm, ton] se cargan en la subrutina a partir de la secuencia definida en la tabla 714 o los parámetros del reproductor pwM 49 como se muestra en el siguiente pseudocódigo ejecutable ejemplar donde las consultas de tabla se especifican mediante el valor en el par (fila, columna), es decir, tabla (fila, columna) donde Fila es una variable definida : The above subroutine titled "Pulse Width Modulator" is a software pseudocode description that performs the same function as block 711, i.e., executes a loop for an interval At comprising alternating digital pulses at logic state 1 during the duration ton and a logic 0 state for a duration (T pwm — ton) repeatedly until the clock count Tref = 1/Or exceeds At. The variables [At, T pwm , ton] are loaded into the subroutine from the sequence defined in table 714 or pwM player parameters 49 as shown in the following exemplary executable pseudocode where table queries are specified by the value in the (row, column) pair, i.e. table(row, column) where Row is a defined variable:

Código ejecutable "Tratamiento del dolor de espalda"Executable code "Back pain treatment"

Cargar tabla [PWM Player Parametrics]Load Table [PWM Player Parametrics]

Establecer fila = 0set row = 0

Inicio de bucleloop start

Establecer At = tabla ((Fila 1), 1) - tabla (Fila, 1)Set At = table((Row 1), 1) - table(Row, 1)

Establecer Tpwm = tabla (Fila, 4)Set T pwm = table(Row, 4)

Establecer ten = tabla (Fila, 5)Set ten = table(Row, 5)

Si Tpwm = 1If Tpwm = 1

LuegoThen

Ejecución TerminadaExecution Finished

MásFurther

Llamar al modulador de ancho de pulso de subrutina [At, Tpwm, ton] Incrementar fila en 1Call subroutine pulse width modulator [At, T pwm , ton] Increment row by 1

Final de bucleloop end

Como se describe, el pseudocódigo ejecutable anterior lee repetidamente la tabla 714 cargando datos en la subrutina llamada Modulador de ancho de pulso con los argumentos para su duración At, el período de pulso Tpwm, y el pulso PWM en tiempo ton, incrementando la fila número después de completar cada ciclo. Por ejemplo, al comenzar Fila = 0, entonces At se calcula por la diferencia del tiempo en la segunda fila y las entradas de la primera fila en la primera columna de la tabla, es decir, donde la tabla (2,1) = 180 segundos y donde la tabla (1,1 ) = 0, por lo tanto At = 180 seg en el primer bucle del código. Del mismo modo, en la primera fila y 4th columna, los datos para el período PWM es Tpwm = mesa (1,4) = 0,43 ms, y en la primera fila y 5th columna, los datos para el PWM una vez es t encendido = tabla (1, 5) = 0,26 ms. Al final del ciclo, el número de fila se incrementa de 1 a 2, por lo que los nuevos datos se leen desde la segunda fila donde At = [tabla (3,1) - tabla (2,1)] = [360 s - 180 s] = 180 s, Tpwm = tabla (2, 4) = 1,712 ms, y ten = tabla (2, 5) = 1,027 ms. Este proceso continúa hasta que se encuentra una entrada nula para Tpwm, es decir, Tpwm = tabla (Fila, 4) = 0. En ese punto, concluye la ejecución del programa. Por tanto, como se ha demostrado, las funciones del PWM Player 484 y el modulador de ancho de pulso 711 pueden ejecutarse utilizando software o hardware, o en alguna combinación de los mismos.As described, the executable pseudocode above repeatedly reads table 714 loading data into the subroutine called Pulse Width Modulator with arguments for its duration At, the pulse period T pwm , and the PWM pulse time ton, incrementing the row number after completing each cycle. For example, starting Row = 0, then At is calculated by the difference of the time in the second row and the first row entries in the first column of the table, i.e. where table(2,1) = 180 seconds and where table (1,1 ) = 0, therefore At = 180 sec in the first loop of the code. Similarly, in the first row and 4th column, the data for the PWM period is T pwm = table(1,4) = 0.43ms, and in the first row and 5th column, the data for the PWM once is t on = table(1, 5) = 0.26 ms. At the end of the loop, the row number is incremented from 1 to 2, so new data is read from the second row where At = [table(3,1) - table(2,1)] = [360 s - 180 s] = 180 s, T pwm = table(2, 4) = 1.712 ms, and ten = table(2, 5) = 1.027 ms. This process continues until a null entry is found for T pwm , that is, T pwm = table(Row, 4) = 0. At that point, program execution is complete. Thus, as demonstrated, the functions of the PWM Player 484 and Pulse Width Modulator 711 can be performed using software or hardware, or some combination thereof.

Por ejemplo, la función de PWM Player 484 se representa esquemáticamente en la FIGURA. 61B compuesto por flip-flop set/reset o pestillo S/R 720, contadores ton y W 721 y 722, puertas AND 723 y 724, inversor 725, resistencia de arranque 733, así como registros ton y toff 726 y 727. En funcionamiento, la resistencia de arranque 733 se activa en la entrada S del pestillo S/R 720 que establece la salida Q en un estado lógico alto o "1". El flanco ascendente de esta transición lógica de 0 a 1 activa la función de carga de ten el contador 721 copiando los datos de ten el registro 726 en el contador. El estado lógico alto de la salida Q también es una entrada a la puerta Y 723, y su estado inverso, la salida del inversor 725, presenta una entrada lógica "0" a la puerta Y 724.For example, the PWM Player 484 function is schematically represented in FIGURE. 61 B consisting of set/reset flip-flop or S/R latch 720, ton and W counters 721 and 722, AND gates 723 and 724, inverter 725, pull-up resistor 733, as well as ton and toff registers 726 and 727. In In operation, pull-up resistor 733 is activated at the S input of S/R latch 720 which sets output Q to a logic high or "1" state. the flank Ascending this logical transition from 0 to 1 activates the load function of the counter 721 by copying the data from the register 726 into the counter. The logic high state of output Q is also an input to AND gate 723, and its reverse state, the output of inverter 725, presents a logic "0" input to AND gate 724.

Como tales, los pulsos de reloj del reloj 0 pwm se encaminan a través de la puerta Y 723 a ten el contador 721 pero bloqueados por la puerta Y 724 para que no lleguen al contador toff 722. Por consiguiente, ten el contador 721 cuenta hacia atrás durante un tiempo ton. Durante su cuenta regresiva, la salida de ten el contador 721 permanece en un estado lógico "0" y no tiene ningún efecto en el pestillo S/R 720. Al mismo tiempo, al faltar una entrada de reloj, se suspende la operación del contador toff 722. Haciendo referencia a los diagramas de temporización asociados, durante este intervalo de Tx a (Tx ton ), reloj PWM 0 pwm 728 continúa contando, señal de reinicio 729 que comprende la entrada R a S/R pestillo 720 sigue siendo baja, señal de conjunto 730 que comprende la entrada S al pestillo S/R 720 permanece baja (excepto por un pulso de arranque no mostrado ), y el Gpulse (t) de salida 731 permanece alto.As such, clock pulses from clock 0 pwm are routed through AND gate 723 to toff counter 721 but blocked by AND gate 724 from reaching toff counter 722. Therefore, toff counter 721 counts up. back for a while ton. During its countdown, the counter output 721 remains in a logic "0" state and has no effect on the S/R latch 720. At the same time, missing a clock input suspends counter operation. toff 722. Referring to the associated timing diagrams, during this interval from Tx to (Tx ton ), PWM clock 0 pwm 728 continues to count, reset signal 729 comprising input R to S/R latch 720 remains low, array signal 730 comprising input S to S/R latch 720 remains low (except for a start pulse not shown), and output Gpulse(t) 731 remains high.

Una vez que ton contador 721 completa su cuenta regresiva del intervalo ton, la salida del contador sube momentáneamente como se muestra por el pulso de reinicio 734. El flanco ascendente en la entrada R del pestillo S/R 720 restablece la salida Q a "0" lógico y desactiva el reloj 0 pwm para que pase a través de la puerta AND 723 y accione ton el contador de cierre 721. Al mismo tiempo, el flanco descendente del Q La salida produce un flanco ascendente en la salida del inversor 725 activando una carga de datos del registro toff 727 en el contador toff 722. La entrada lógica alta a la puerta AND 724 habilita el enrutamiento del reloj 0 pwm al contador toff 722. Refiriéndose a la diagramas de tiempo asociados, durante este intervalo de (Tx ton) a (Tx Tpwm), el reloj 0 pwm 728 continúa contando, la señal de reinicio 729 que comprende la entrada R al pestillo S/R 720 permanece baja (excepto por reiniciar el pulso 734 al comienzo del intervalo), la señal de ajuste 730 que comprende la entrada S al enclavamiento S/R 720 permanece baja, y la salida Gpulso (t) 731 permanece baja. Una vez que el contador toff cuenta regresivamente hasta cero después de un intervalo de toff , su salida genera un pulso de ajuste corto 732 que cambia la salida Q del pestillo S/R 720 de nuevo a un estado lógico "1", cargando el valor actual de ton registrar 726 en ton el contador 721 y reiniciar todo el proceso.Once ton counter 721 completes its ton interval countdown, the counter output momentarily goes high as shown by reset pulse 734. The rising edge at the R input of S/R latch 720 resets output Q to "0 " logic and disables the 0 pwm clock so that it passes through the AND gate 723 and drives the close counter 721 ton. At the same time, the falling edge of the Q output causes a rising edge at the inverter output 725 activating a loading data from toff register 727 into toff counter 722. The logic high input to AND gate 724 enables routing of the 0 pwm clock to toff counter 722. Referring to the associated timing diagrams, during this interval of (Tx ton) to (Tx T pwm ), 0 pwm clock 728 continues to count, reset signal 729 comprising input R to S/R latch 720 remains low (except for reset pulse 734 at start of interval), set signal 730 comprising input S to S/R latch 720 remains low, and output Gpulse(t) 731 remains low. Once the toff counter counts down to zero after a toff interval, its output generates a short trim pulse 732 that switches the Q output of S/R latch 720 back to a logic "1" state, loading the value current ton register 726 in ton counter 721 and restart the whole process.

Como se muestra, la salida de Gpulse 731 alterna entre un estado lógico alto durante un tiempo ton = Dpwm Tpwm a un estado lógico bajo durante un tiempo toff = (1 - Dpwm )Tpwm. Cada vez que se activa un pulso 732 establecido, el valor actual de ton el registro 726 se carga en el contador ton 721. De manera similar, cada vez que se activa un pulso 734 de reinicio, el valor actual del registro t off 727 se carga en el toff contador 722. De esta manera, el archivo 491 de parámetros del reproductor PWM puede cambiar dinámicamente la frecuencia y el factor de trabajo del reproductor PWM produciendo una forma de onda idéntica a su implementación equivalente de software. Tenga en cuenta que la resistencia 733 utilizada para tirar de la entrada S al pestillo S/R 720 alto durante el inicio tiene una alta resistencia y no puede superar la salida lógica de estado bajo del contador toff 722 una vez que se concluye el inicio y se ha estabilizado la alimentación a los circuitos .As shown, the output of Gpulse 731 alternates between a logic high state for a time ton = D pwm T pwm to a logic low state for a time toff = (1 - D pwm )T pwm . Each time a set pulse 732 is activated, the current value of ton register 726 is loaded into the ton counter 721. Similarly, each time a reset pulse 734 is activated, the current value of t off register 727 is loaded. load on the toff counter 722. In this way, the PWM player parameter file 491 can dynamically change the frequency and the duty factor of the PWM player producing a waveform identical to its equivalent software implementation. Note that the resistor 733 used to pull the S input to S/R latch 720 high during startup has a high resistance and cannot overcome the toff counter logic low state output 722 once startup is complete and power to the circuits has stabilized.

En conclusión, en el reproductor PWM, la frecuencia fPWM y un factor de trabajo correspondiente Dpwm cambian con el tiempo de acuerdo con un archivo de reproducción específico, definiendo así una secuencia PWM de pulsos de diferentes duraciones de ton y W Tenga en cuenta que la frecuencia de pulso f pwm = 1/Tpwm del modulador de ancho de pulso es menor en frecuencia que el reloj 0 pwm = 20 kHz utilizado para controlar el modulador. Además, la frecuencia PWM fpwM está muy por debajo del reloj sobremuestreado 0sym usado por en el generador PWM ^ p [f(t)] en el bloque del sintetizador de forma de onda, es decir, 1/^sym >> 1/0PWM ^ f PWM .In conclusion, in the PWM player, the fPWM frequency and a corresponding duty factor D pwm change with time according to a specific playback file, thus defining a PWM sequence of pulses of different durations of ton and W. Note that the pulse frequency f pwm = 1/T pwm of the pulse width modulator is less in frequency than the 0 pwm = 20 kHz clock used to control the modulator. Also, the PWM frequency fpwM is well below the 0sym oversampled clock used by in the PWM generator ^ p [f(t)] in the waveform synthesizer block, i.e. 1/^sym >> 1/0PWM ^f PWM.

Operación del controlador LEDLED Driver Operation

La tercera etapa en un reproductor de LED de un sistema PBT distribuido es el circuito del controlador de LED. Refiriéndose a la FIGURA. 43 , la función si el controlador LED 485 es convertir su entrada Gsynth (t) • Gpulse (t) junto con una corriente de referencia dependiente del tiempo opcional 496 en una o más señales de control analógicas, es decir, flujo de impulsión LED 497 La señal agregada igual a aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t) es entonces nosotros ed para controlar la corriente en numerosas cadenas de LED tal como se ilustra por la forma de onda ejemplar 498.The third stage in a distributed PBT system LED player is the LED driver circuit. Referring to FIG. 43 , the function if the 485 LED driver is to convert its Gsynth(t) • Gpulse(t) input together with an optional 496 time-dependent reference current into one or more analog control signals, ie, 497 LED drive flux The added signal equal to aIref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) is then used to control the current in numerous LED strings as illustrated by example waveform 498.

En el diagrama de bloques del controlador 485 de LED en la FIGURA. 62, se muestra un mayor detalle del funcionamiento del controlador de LED. Aunque la ilustración muestra dos PWM entradas de string pulso IN1493 y IN 2750 y sólo dos salidas para el accionamiento 743a y 743b LED cuerdas, se entenderá por los expertos en el arte de PBT que cualquier number de formas de onda sintetizadas, por ejemplo de es posible que se requieran de 1 a 16, y que el número de cadenas de LED puede variar de n = 1 a 36 cadenas (o incluso más en dispositivos grandes), aunque para las almohadillas de LED más pequeñas, la cantidad de cadenas probablemente variará de 8 a 24. También se entiende que el número de LED conectados en serie "m” puede variar de una cadena a otra durante tanto tiempo que la conexión en serie total no requiere voltajes superiores a Vled para funcionar correctamente.On the block diagram of the 485 LED driver in FIG. 62 , a greater detail of the operation of the LED driver is shown. Although the illustration shows two PWM pulse string inputs IN 1 493 and IN 2 750 and only two outputs for the 743a and 743b drive LED strings, it will be understood by those skilled in the art of PBT that any number of synthesized waveforms, e.g. example of 1 to 16 may be required, and the number of LED strings may vary from n = 1 to 36 strings (or even more on large fixtures), although for smaller LED pads the number of strings will likely vary from 8 to 24. It is also understood that the number of series-connected LEDs "m" can vary from string to string for such a long time that full series connection does not require voltages greater than V led to function properly.

Como se muestra, el controlador LED 485 contiene dos búferes por entrada, por ejemplo, donde IN1 requiere inversores 744a y 744b e IN2 requiere inversores 745a y 745b, además de contar con un contador de reloj PWM 710, un controlador de almohadilla LED 747, varios canales de salidas Iled1 , Iled 4 ,... donde cada canal incluye una fuente o sumidero de corriente controlada, y opcionalmente incluye un convertidor D/A y un registro de datos I ref asociado. Por ejemplo, la salida Iledi como se muestra incluye un sumidero de corriente controlado 740 que acciona una cadena de LED 743a, un convertidor D/A 741a que produce la corriente de referencia lren , y un registro de datos lren asociado 742a. De manera similar, la salida Iled4 incluye un sumidero de corriente controlado 740d que conduce una cadena de LED 743d, un convertidor D/A 741d que produce la corriente de referencia I f , y un registro de datos I f asociado 742d. La matriz de puntos cruzados opcional 746 se utiliza para asignar dinámicamente, es decir, mapear, entradas IN1 , IN2 , etc. a las salidas Iled1 , Iled2 , Iled3 , Iled4 , l led5... según sea necesario. Aparte de sus entradas de forma de onda PWM, Gsynth (t) • El controlador LED 485 de Gpulse (t) también requiere el archivo de parámetros del controlador LED 749 y el reloj de referencia 0 ref.As shown, the 485 LED driver contains two buffers per input, for example, where IN 1 requires 744a and 744b inverters and IN 2 requires 745a and 745b inverters, as well as a 710 PWM clock counter, LED pad driver 747, various output channels I led1 , I led 4 ,... where each channel includes a source or sink of controlled current, and optionally includes a D/A converter and a data register I ref associated. For example, the output I ledi as shown includes a controlled current sink 740 that drives an LED string 743a, a D/A converter 741a that produces the reference current lren , and an associated data register lren 742a. Similarly, output I led4 includes a controlled current sink 740d driving an LED string 743d, a D/A converter 741d producing the reference current I f , and an associated I f data register 742d. The optional crosspoint matrix 746 is used to dynamically assign, ie map, inputs IN 1 , IN 2 , etc. to the outputs I led1 , I led2 , I led3 , I led4 , l led5 ... as required. Aside from its PWM waveform inputs, the Gsynth(t) • Gpulse(t) 485 LED Driver also requires the 749 LED Driver parameter file and reference clock 0 ref.

En funcionamiento, las formas de onda de entrada se asignan a los canales de salida que controlan dinámicamente la corriente para las cadenas de LED asignadas. Por ejemplo, la forma de onda 493 se introduce en IN1 y luego se asigna a través del conmutador de punto de cruce 746 a la entrada digital En al sumidero de corriente 740a ya otros canales (no mostrados). Como se detalla en la leyenda adjunta, el círculo ennegrecido en el interruptor de punto de cruce indica un interruptor cerrado, es decir, una conexión, mientras que un círculo abierto indica que no hay conexión, es decir, un circuito abierto. De forma similar, la forma de onda 750 se introduce en IN 2 y luego se mapea a través del conmutador de punto de cruce 746 a la entrada digital En2 al sumidero de corriente 740d ya otros canales (no mostrados). Al mismo tiempo, según lo sincronizado por el reloj PWM 0 pwm , la señal analógica lren se suministra al sumidero de corriente 740a y la señal analógica I f se suministra al sumidero de corriente 740d. C urrent s I ren y yo ref4 se establece por el valor digital s cargado en a Iref1 y yo Iref4 registro 742a y 742d y por los correspondientes convertidor D/A s 741a y 741d . Las formas de onda 748A resultante y 748d de control de las corrientes Iled1 = alren y yo Iled4 = alref4. El diseño, implementación y operación de sumideros de corriente (o alternativamente fuentes de corriente ) se describen en los ejemplos de las FIGURAs. 20A a 23C. La función LED Driver también se puede especificar y ejecutar usando software en dos pasos, primero mapeando las entradas a las salidas, p.ej.In operation, input waveforms are assigned to output channels that dynamically control the current for the assigned LED strings. For example, waveform 493 is input to IN 1 and then assigned via crosspoint switch 746 to digital input En to current sink 740a and other channels (not shown). As detailed in the accompanying legend, the blackened circle on the crossover switch indicates a closed switch, ie a connection, while an open circle indicates no connection, ie an open circuit. Similarly, waveform 750 is input to IN 2 and then mapped via crosspoint switch 746 to digital input IN 2 to current sink 740d and other channels (not shown). At the same time, as synchronized by the PWM clock 0 pwm , the analog signal lren is supplied to the current sink 740a and the analog signal I f is supplied to the current sink 740d. Current s I ren and I ref 4 are set by the digital value s loaded into a I ref1 and I I ref4 register 742a and 742d and by the corresponding D/A converter s 741a and 741d . The resulting 748A and 748d control waveforms of the currents I led1 = alren and I I led4 = alref 4 . The design, implementation and operation of current sinks (or alternatively current sources) are described in the examples in the FIGURES. 20 A at 23 C. The LED Driver function can also be specified and executed using software in two steps, first by mapping the inputs to the outputs, eg.

Establezca "Asignación de E/S" dondeSet "I/O Mapping" where

En1 = IN2 IN 1 = IN 2

En4= IN1 In4= IN 1

En5 = IN 2 In5 = IN 2

Aunque es posible cambiar este mapeo de forma dinámica, es más probable que el mapeo se ejecute solo una vez por tratamiento y no se modifique durante todo el tratamiento. En muchos casos, solo se utiliza una entrada. El código ejecutable para la corriente actual de cada canal se puede fijar a un valor constante Although it is possible to change this mapping dynamically, it is more likely that the mapping will be executed only once per treatment and will not change during the entire treatment. In many cases, only one input is used. The executable code for the current current of each channel can be set to a constant value

Establezca "Corrientes de salida" dondeSet "Output Currents" where

Iled i = 20 m AI led i = 20mA

Iled4 = 20 mAI led 4 = 20mA

Iled5 = 20 mAI led 5 = 20 mA

Durante la calibración de fabricación, un término de error o la curva Icalib se almacena en la memoria no volátil para cada canal, por ejemplo, donde Icalib1 = 1.04 mA, Icalib4 = -0.10 mA, I calib4 = 0.90 mA. La almohadilla LED también almacena un valor de la relación de espejo a, por ejemplo, donde a = 1 /p = 1.000.000 lo que significa que una corriente de salida de miliamperios requiere una corriente de referencia de microamperios correspondiente. Antes de comenzar la reproducción, el pad |jC calcula y almacena los valores de I ref para cada canal dondeDuring factory calibration, an error term or Icalib curve is stored in nonvolatile memory for each channel, eg, where Icalib 1 = 1.04 mA, Icalib 4 = -0.10 mA, I calib 4 = 0.90 mA. The LED pad also stores a value of the mirror ratio a, eg where a = 1 /p = 1,000,000 which means that a milliamp output current requires a corresponding microamp reference current. Before playback begins, the pad | j C calculates and stores the values of I ref for each channel where

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Figure imgf000111_0001

Los valores Iref se almacenan en la forma digital equivalente en los registros Iref 742a, 742d, 742e, etc. en la memoria volátil antes de la ejecución del programa. Si el valor de la corriente del LED de destino cambia, el valor del registro se puede sobrescribir antes de la ejecución del programa, o dinámicamente "sobre la marcha" a medida que avanza el tratamiento. Por ejemplo, utilizando un pseudocódigo ejecutable, la unidad LED dinámica puede comprenderIref values are stored in the digital equivalent form in Iref registers 742a, 742d, 742e, etc. in volatile memory before program execution. If the target LED current value changes, the register value can be overwritten prior to program execution, or dynamically "on the fly" as treatment progresses. For example, using executable pseudocode, the dynamic LED unit can comprise

Código ejecutable "Tratamiento del dolor de espalda"Executable code "Back pain treatment"

Tabla de carga "unidad" [LED Drive Parametrics]Load table "drive" [LED Drive Parametrics]

Cargar tabla "calib" [Calibración LED]Load "calib" table [LED Calibration]

Establecer a = Configuración de LED [fila, columna]Set to = LED Configuration [row, column]

Establecer fila = 0set row = 0

Inicio de bucleloop start

Establecer At = tabla "unidad" ((Fila 1), 1) - tabla "unidad" (Fila, 1)Set At = table "unit" ((Row 1), 1) - table "unit" (Row, 1)

Si At = 0If At = 0

LuegoThen

Terminar ejecuciónend execution

MásFurther

ConjuntoSet

I ref1 = [tabla "drive" (Fila, 2) tabla "calib" (1,1)] / a I ref 1 = [table "drive" (Row, 2) table "calib" (1,1)] / a

I ref4 = [tabla "drive" (Fila, 5) tabla "calib" (4,1)] / aI ref 4 = [table "drive"(Row, 5) table "calib"(4,1)] / a

I ref4 = [tabla "drive" (Fila, 6) tabla "calib" (5,1)] / a Cuente (1 / 0 pwm ) pulsos a la mesa "unidad" ((Fila 1), 1) Incrementar fila en 1I ref 4 = [table "drive" (Row, 6) table "calib" (5,1)] / to Count (1 / 0 pwm ) pulses to table "drive" ((Row 1), 1) Increment row in 1

Final de bucleloop end

Durante la ejecución, el valor de Iref para cada canal se establece mediante un [Iled + Icalib ] / a donde Iled1 = “drive” (Fila, 2), Iled4 = “drive” (Fila, 5), etc. y donde la columna 2 células contienen los datos de accionamiento actuales LED para Iled2, columna 5 contiene Iled4 datos, etc. El valor de fila se utiliza para definir varios intervalos para un tratamiento, por ejemplo de hasta 540 seg realización de 20 mA y a partir de entonces llevar 23 mA.During execution, the Iref value for each channel is set by an [I led + Icalib ] / a where I led1 = “drive” (Row, 2), I led4 = “drive” (Row, 5), etc. and where column 2 cells contain the current LED drive data for I led2 , column 5 contains I led4 data, etc. The row value is used to define various intervals for a treatment, for example up to 540 sec carry out 20 mA and thereafter carry 23 mA.

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Figure imgf000112_0001

Si todos los canales llevan la misma corriente, las columnas específicas del canal se pueden eliminar de la tabla y reemplazarlas por una sola columna, como se muestra a continuación.If all channels carry the same current, the channel-specific columns can be removed from the table and replaced by a single column, as shown below.

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Figure imgf000112_0002

El programa también puede invocar una función en lugar de una tabla , por ejemplo, en el ejemplo de Tratamiento de dolor de cabezaThe program can also call a function instead of a table, for example in the Headache Treatment example

Código ejecutable "Tratamiento del dolor de cabeza"Executable code "Headache Treatment"

Cargar tabla "calib" [Calibración LED] Load "calib" table [LED Calibration]

Establecer a = Configuración de LED [fila, columna]Set to = LED Configuration [row, column]

Establecer fLED = 5.5Set fLED = 5.5

Inicio del recuento de pulsos (1/0ref )Start of pulse count (1/0ref )

Establecer t = 0set t = 0

Inicio de bucleloop start

Establecer t = t (1/ 0ef )Set t = t (1/ 0ef )

Si t > tfinalif t > tfinal

LuegoThen

Establecer Iref = 0Set Iref = 0

MásFurther

Ajuste Iled (t) = [20mA] [0,5 0,5sin (2nfLED t)]Setting I led (t) = [20mA] [0.5 0.5sin (2nfLED t)]

Establecer "Corrientes de referencia por canal"Set "Reference currents per channel"

Iref 1 = [Iled (t) tabla "calib" (1,1)] / aIref 1 = [I led (t) table "calib"(1,1)]/a

Iref 4 = [Iled (t) tabla "calib" (4,1)] / aIref 4 = [I led (t) table "calib"(4,1)]/a

Iref 4 = [Iled (t) tabla "calib" (5,1)] / aIref 4 = [I led (t) table "calib"(5,1)]/a

Final de bucleloop end

En el ejemplo anterior, la onda sinusoidal de 20 mA se genera mediante una función matemática para la corriente de referencia Iled (t) con una frecuencia definida, por ejemplo, 5,5 Hz, usando el reloj Iref (u opcionalmente un múltiplo del mismo). La corriente de salida deseada Iled (t) en cada instancia se corrige canal por canal por los datos de la tabla de calibración antes de convertirse por la relación de espejo a en los registros de corriente de referencia Iren correspondientes 742a, 742, 742e, etc. Según la instrucción “Set t = t (1/0ref)”, cada bucle en el tiempo t se incrementa en una duración (1/0ef ) y la suma se almacena en la variable t, sobrescribiendo así el valor anterior. Como tal, la variable t actúa como un reloj que se incrementa con cada ciclo del programa. El reloj continúa contando y genera repetidamente la onda sinusoidal con una periodicidad fija de Tled = 1/Eed hasta que se cumple la condición terminal t > tfinal .In the example above, the 20 mA sine wave is generated by a mathematical function for the reference current I led (t) with a defined frequency, say 5.5 Hz, using the clock Iref (or optionally a multiple of the clock). same). The desired output current I led (t) in each instance is corrected on a channel-by-channel basis by the calibration table data before being converted by the mirror ratio a into the corresponding Iren reference current registers 742a, 742, 742e, etc According to the “Set t = t (1/0ref)” instruction, each loop at time t is incremented by a duration (1/0ef ) and the sum is stored in the variable t, thus overwriting the previous value. As such, the variable t acts like a clock that increments with each cycle of the program. The clock continues counting and repeatedly generates the sine wave with a fixed periodicity of T led = 1/E ed until the terminal condition t > tfinal is met.

Reproductor LED en sistema PBT distribuidoLED player in distributed PBT system

En la operación de reproducción de LED de la FIGURA. 43 , la secuencia del sintetizador de forma de onda 483, el reproductor PWM 484 y el controlador de LED 485 produce el flujo de unidad de LED 497. En la operación de reproducción, la síntesis de la forma de onda se realiza a una frecuencia de reloj 0sym significativamente por encima del espectro de frecuencia de audio, es decir, donde 0sym > > 20 kHz, mientras que el reloj PWM 0 pwm usado por el reproductor PWM 484 y el reloj LED Oled usado por el reproductor LED 485 operan en el espectro de audio donde 0 pwm ^ 20 kHz y 0 led^ 20 kHz. En resumen, las operaciones del reproductor LED implicanIn the LED playback operation of FIG. 43 , the waveform synthesizer sequence 483, PWM player 484, and LED driver 485 produce the LED drive stream 497. In playback operation, waveform synthesis is performed at a frequency of 0sym clock significantly above the audio frequency spectrum, i.e. where 0sym >> 20 kHz, while the PWM 0 pwm clock used by the 484 PWM player and the LED O led clock used by the LED player 485s operate in the audio spectrum where 0 pwm ^20kHz and 0 led ^20kHz. In short, the operations of the LED player involve

• Generar una función de unidad analógica dependiente del tiempo f (t) ya sea matemáticamente usando un generador de función de unidad o usando un procesador primitivo basado en una tabla de consulta sobremuestreada .• Generate a time-dependent analog unit function f(t) either mathematically using a unit function generator or using a primitive processor based on an oversampled lookup table.

• Conversión de la función de unidad f (t) en un flujo de pulsos PWM usando la transformación Gsynth (t) = 0 p [f (t)] .• Conversion of the unit function f (t) into a PWM pulse flow using the transformation Gsynth (t) = 0 p [f (t)] .

• Generación de una cadena de impulsos PWM de espectro de audio G pulse (t).• Generation of an audio spectrum PWM pulse chain G pulse (t).

• Gating, es decir, realizar un AND lógico, del sintetizador Gsynth (t) con la cadena de pulsos PWM Gpulso (t) para producir una salida de función de unidad multiplicativa sintetizador Gsynth (t) • G pulso (t).• Gating, ie, logically ANDing, the Gsynth(t) with the PWM pulse chain Gpulse(t) to produce a Gsynth(t) • Gpulse(t) multiplicative unit function output.

• LEDs de conducción con un tiempo que varía analógico actual aI ref (t) pulsadas por la salida función de la unidad del reproductor de LED mediante el cual el I LED = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t).• Driving LEDs with time-varying analog current aI ref (t) pulsed by the output function of the LED player unit whereby the I LED = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t).

Las figuras 63 a través de 65 ilustran ejemplos que demuestran la versatilidad del jugador LED descrito para una variedad de formas de onda.Figures 63 through 65 illustrate examples that demonstrate the versatility of the described LED player for a variety of waveforms.

FIGURA. 63A ilustra una función constante f(t) = 1761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde 0 p [f (t)] = 100%. La constante 0 p [f (t)] se multiplica entonces por la cadena de impulsos PWM 773a con D = 50% que produce la cadena de impulsos 774a que comprende Gsynth (t) • Gpulso (t). Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t) comprende una onda cuadrada de pico de 20 mA 802a con un factor de trabajo del 50% y un corriente media de 10 mA.FIGURE. 63 A illustrates a constant function f(t) = 1761 that results in a constant time-invariant Gsynth waveform 762 where 0 p [f (t)] = 100%. The constant 0 p [f(t)] is then multiplied by the PWM pulse string 773a with D=50% producing the pulse string 774a comprising Gsynth(t)•Gpulse(t). Multiplied by a constant reference 781a to source 20 mA, the resulting waveform I led = aIref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) comprises a 20 mA peak square wave 802a with a duty factor of 50 % and an average current of 10 mA.

FIGURA. 63B ilustra una función f(t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde 0 p [f (t)] = 100%. La constante 0 p [f (t)] se multiplica entonces por la cadena de impulsos PWM 773b con D = 20% que produce la cadena de impulsos 774b que tiene un valor sintetizador Gsynth (t) • Gpulso (t). Multiplicado por una constante ref 781b rencia para generar 50 mA, T él resultante forma de onda Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende una 20 mA pico 802b de onda cuadrada con un factor de trabajo del 20% y una corriente media de 10 mA.FIGURE. 63B illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant Gsynth waveform 762 where 0 p [f(t)] = 100%. The constant 0 p [f(t)] is then multiplied by the PWM pulse string 773b with D=20% producing the pulse string 774b having a synth value Gsynth(t) • Gpulse(t). Multiplied by a constant ref 781b rence to generate 50 mA, T he resulting waveform I led = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprises a 20 mA peak 802b square wave with a duty factor of 20% and an average current of 10 mA.

FIGURA. 63 C ilustra una función f(t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde 0 p [f (t)] = 100%. La constante 0 p [f (t)] se multiplica luego por la cadena de impulsos PWM 773c con D = 95% que produce la cadena de impulsos 774c que comprende Gsynth(t) • Gpulso (t). Multiplicado por una constante se refiere 781C para generar 10,6 mA, t forma de onda que resulta Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t) comprende un 10,6 mA pico 802C onda cuadrada con 95 factor de trabajo % y una corriente media de 10 mA. FIGURE. 63 C illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant Gsynth waveform 762 where 0 p [f(t)] = 100%. The constant 0 p [f(t)] is then multiplied by the PWM pulse string 773c with D=95% producing the pulse string 774c comprising Gsynth(t) • Gpulse(t). Multiplied by a constant refers 781C to generate 10.6 mA, t the resulting waveform I led = aIref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) comprises a 10.6 mA peak 802C square wave with 95 factor working % and an average current of 10 mA.

FIGURA. 63 D ilustra una función f (t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde ^ p [f (t)] = 100%. La constante ^ p [f (t)] se multiplica entonces por la cadena de impulsos PWM 773a con D = 50% produciendo la cadena de impulsos 774a con un valor Gsynth (t) • Gpulse (t). Multiplicada por un paso de referencia 781d para generar 20 mA intensificación de 25% a 25 mA., T él resultante forma de onda Iled = aI ref (t) • G synth (t) • Gpulse (t) comprende un cuadrado 20 mA pico onda 802c con un factor de trabajo del 50% y una corriente promedio de 10 mA aumentando hasta una onda cuadrada máxima de 25 mA con un factor de trabajo del 50% y una corriente promedio de 112,5 mA. FIGURE. 63 D illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant G synth waveform 762 where ^ p [f(t)] = 100%. The constant ^ p [f(t)] is then multiplied by the PWM pulse string 773a with D=50% producing the pulse string 774a with a value G synth (t) • G pulse (t). Multiplied by a 781d reference step to generate 20 mA 25% step-up at 25 mA., T he resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a square 20 Peak mA wave 802c with 50% duty factor and 10mA average current ramping up to a maximum 25mA square wave with 50% duty factor and 112.5mA average current.

FIGURA. 63 E ilustra una función f (t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde ^ p [f (t)] = 100%. La constante ^ p [f (t)] se multiplica entonces por un valor constante 771 con D = 100% produciendo un valor constante 772 donde Gsynth (t) • Gpulso (t) = 100% . Multiplicado por referencia pulsada 782 para generar una 20 mA onda cuadrada, T él resultante forma de onda Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende una 802a de onda cuadrada 20 mA pico con el factor de trabajo del 50% y una corriente media de 10 mA. FIGURE. 63 E illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant G synth waveform 762 where ^ p [f(t)] = 100%. The constant ^ p [f(t)] is then multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a constant value 772 where G synth (t) • G pulse (t) = 100%. Multiplied by pulsed reference 782 to generate a 20 mA square wave, T he resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20 mA peak square wave 802a with the duty factor of 50% and an average current of 10 mA.

FIGURA. 63 F ilustra una función f (t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde ^ p [f (t)] = 100%. La constante ^ p [f (t)] se multiplica entonces por un valor constante 771 con D = 100% produciendo un valor constante 772 donde Gsynth (t) • Gpulse (t) = 100%. Multiplicado por la referencia sinusoidal 783 para generar una onda sinusoidal de 20 mA. La forma de onda resultante Iled = aI ref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende una onda sinusoidal de 20 mA 803a con una corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 63 F illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant G synth waveform 762 where ^ p [f(t)] = 100%. The constant ^ p [f(t)] is then multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a constant value 772 where G synth (t) • G pulse (t) = 100%. Multiplied by the 783 sine reference to generate a 20 mA sine wave. The resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20 mA 803a sine wave with an average current of 10 mA.

FIGURA. 63 G ilustra una función f (t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde ^ p [f (t)] = 100%. La constante ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo un valor constante 772 donde Gsynth (t) • Gpulse (t) = 100%. Multiplicado por la muestra 784a de analógico a digital para generar una cuerda de guitarra punteada con un valor máximo de 20 mA. La forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth(t) • Gpulse (t) comprende una muestra de 20 mA 804 a con una corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 63 G illustrates a function f(t) = 1 constant 761 that results in a constant time-invariant G synth waveform 762 where ^ p [f(t)] = 100%. The constant ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a constant value 772 where G synth (t) • G pulse (t) = 100%. Multiplied by the 784a sample from analog to digital to generate a plucked guitar string with a maximum value of 20 mA. The resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20mA 804A sample with an average current of 10mA.

FIGURA. 63H ilustra una función f(t) = 1 constante 761 que da como resultado una forma de onda de sintetizador Gsynth invariante en el tiempo constante 762 donde ^ p [f (t)] = 100%. La constante ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo un valor constante 772 donde Gsynth (t) • Gpulse (t) = 100%. Multiplicado por la muestra 784b de analógico a digital para generar un sonido de platillo con un valor máximo de 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aI ref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende un 20 muestra de mA 804b con una corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 63H illustrates a function f(t) = 1 constant 761 which results in a constant time-invariant G synth waveform 762 where ^ p [f(t)] = 100%. The constant ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a constant value 772 where G synth (t) • G pulse (t) = 100%. Multiplied by the 784b analog-to-digital sample to generate a cymbal sound with a maximum value of 20 mA, the resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20 mA sample 804b with an average current of 10 mA.

FIGURA. 64A ilustra una función 763 sinusoidal de f (t) = sin (ft) que da como resultado un sintetizador Gsynth = ^ p [f(t)] como una forma de onda 764 de cadena de pulsos PWM que varía continuamente con un sintetizador T de período definido. La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo una cadena de pulsos digitales que comprende Gsynth (t) • Gpulse (t) que comprende una representación PWM 775 de una onda sinusoidal. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aI ref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t) comprende una onda sinusoidal máxima de 20 mA 803 a con 50% de corriente promedio de 10 mamá.FIGURE. 64A illustrates a sinusoidal function 763 of f(t) = sin(ft) which results in a synthesizer Gsynth = ^ p [f(t)] as a continuously varying PWM pulse string waveform 764 with a synthesizer T of defined period. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a digital pulse string comprising Gsynth(t) • Gpulse(t) comprising a PWM representation 775 of a sine wave . Multiplied by a constant 781a reference to source 20mA, the resulting waveform I led = aI ref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) comprises a maximum 20mA 803a sine wave with 50% average current of 10 mom.

FIGURA. 64B ilustra una función 763 sinusoidal donde f (t) = sin (f t), resultando en Gsynth = ^ p [f(t)] como una forma de onda 764 de cadena de pulsos PWM que varía continuamente con un sintetizador T de período definido. La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo cadena de pulsos digitales Gsynth (t) • Gpulse (t) que comprende una representación PWM 775 de una onda sinusoidal. Multiplicada por un paso de referencia 781d para generar 20 mA intensificación de 25% a 25 mA., La forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende un 803b de onda sinusoidal 20 mA pico con 50% de corriente promedio de 10 mA aumentando hasta una onda sinusoidal máxima de 25 mA con 50% de corriente promedio de 112,5 mA.FIGURE. 64B illustrates a sinusoidal function 763 where f(t) = sin(ft), resulting in Gsynth = ^ p [f(t)] as a continuously varying PWM pulse string waveform 764 with a definite period synthesizer T . The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a digital pulse string Gsynth(t) • Gpulse(t) comprising a PWM representation 775 of a sine wave. Multiplied by a 781d reference step to generate 20 mA 25% boost at 25 mA. The resulting waveform I led = aIref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) comprises a 20 mA sine wave 803b peak with 50% average current of 10 mA rising to a maximum sine wave of 25 mA with 50% average current of 112.5 mA.

FIGURA. 64 C ilustra un acorde de sinusoides 763 transformado por Gsynth = ^ p [f (t)] en una forma de onda de cadena de pulsos PWM continuamente variable 764 con un sintetizador T de período definido . La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo cadena de pulsos digitales Gsynth (t) • Gpulse (t) que comprende una representación PWM 776 de un acorde de seno ola s. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende una cuerda de 20 mA de ondas sinusoidales 803c con 50% de corriente promedio de 10 mA.FIGURE. 64C illustrates a chord of sinusoids 763 transformed by Gsynth = ^ p [f(t)] into a continuously variable PWM pulsestring waveform 764 with a definite period T synthesizer. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a Gsynth(t) • Gpulse(t) digital pulse string comprising a 776 PWM representation of a sine wave chord . Multiplied by a constant 781a reference to source 20mA, the resulting waveform I led = aIref(t) • Gsynth(t) • Gpulse(t) comprises a 20mA string of 803c sine waves with 50% average current of 10mA.

FIGURA. 64 D ilustra una onda de diente de sierra 763 transformada por Gsynth = ^ p [f (t)] en una forma de onda de cadena de pulsos PWM que varía periódicamente 767 con un sintetizador T de período definido. La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo cadena de pulsos digitales Gsynth(t) • Gpulse (t) que comprende una representación PWM 777 de una onda de diente de sierra. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth(t) • Gpulse (t) comprende una onda de diente de sierra de 20 mA 804 con 50% de corriente promedio de 10 mA.FIGURE. 64 D illustrates a sawtooth waveform 763 transformed by Gsynth = ^ p [f(t)] into a periodically varying PWM pulse string waveform 767 with a definite period synthesizer T. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a digital pulse string Gsynth(t) • Gpulse(t) comprising a PWM 777 representation of a sawtooth waveform . Multiplied by a constant 781a reference to source 20 mA, the resulting waveform I led = aIref (t) • Gsynth(t) • Gpulse (t) comprises a 20 mA 804 sawtooth waveform with 50% average current of 10mA.

FIGURA. 64 E ilustra una muestra de audio de una cuerda de guitarra 768a transformada por Gsynth = ^ p [f (t)] en una forma de onda de cadena de pulsos PWM que varía periódicamente 769a con un sintetizador Tsynth de período definido. La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo cadena de pulsos digitales Gsynth (t) • Gpuiso (t) que comprende una representación PWM 779a de una onda de diente de sierra. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aI ref (t) • Gsynth (t) • Gpuls (t) comprende una muestra de audio de 20 mA 805a con 50% de corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 64 E illustrates an audio sample of a guitar string 768a transformed by Gsynth = ^ p [f(t)] into a periodically varying PWM pulsechain waveform 769a with a definite period Tsynth. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a string of digital pulses G synth (t) • G puiso (t) comprising a PWM 779a representation of a sawtooth wave. Multiplied by a constant 781a reference to source 20mA, the resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20mA 805a audio sample with 50% current 10mA average.

FIGURA. 64F ilustra una muestra de audio de una cuerda de guitarra 768a transformada por Gsynth = ^ p [f (t)] en una forma de onda de cadena de pulsos PWM que varía periódicamente 769a con una duración definida. La cadena PWM ^ p [f(t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo una cadena de pulsos digital Gsynth (t) • Gpulso (t) que comprende una representación PWM 779a de una cuerda de guitarra. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth(t) • Gpulse (t) comprende una muestra de audio de 20 mA 805a con 50% de corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 64F illustrates an audio sample of a guitar string 768a transformed by G synth = ^ p [f(t)] into a periodically varying PWM pulse string waveform 769a with a defined duration. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a digital pulse string G synth (t) • G pulse (t) comprising a PWM representation 779a of a string of guitar. Multiplied by a constant 781a reference to source 20mA, the resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20mA 805a audio sample with 50% current 10mA average.

FIGURA. 64G ilustra una muestra de audio de un crash de platillos 768b transformado por Gsynth = ^ p [f (t)] en una forma de onda de cadena de pulsos PWM que varía periódicamente 769b con una duración definida. La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un valor constante 771 con D = 100% produciendo una cadena de pulsos digitales Gsynth(t) • Gpulso (t) que comprende una representación PWM 779b de un choque de platillos. Multiplicado por una referencia constante 781a para generar 20 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulso (t) comprende una muestra de audio de 20 mA 805b con 50% de corriente promedio de 10 mA. FIGURE. 64G illustrates an audio sample of a cymbal crash 768b transformed by G synth = ^ p [f(t)] into a periodically varying PWM pulse chain waveform 769b with a defined duration. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a constant value 771 with D = 100% producing a string of digital pulses G synth (t) • G pulse (t) comprising a PWM representation 779b of a shock of cymbals. Multiplied by a constant reference 781a to source 20mA, the resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 20mA audio sample 805b with 50% current 10mA average.

FIGURA. 65 ilustra una función 763 sinusoidal donde f (t) = sin (ft), dando como resultado Gsynth = ^ p [f (t)] como una forma de onda 764 de cadena de pulsos PWM continuamente variable con un sintetizador Tsynth de período definido . La cadena PWM ^ p [f (t)] se multiplica por un pulso PWM 77 1d de un período fijo con D = 67 % que produce una cadena de pulsos digital Gsynth (t) • Gpulse (t) que comprende una representación PWM cortada 778 de una onda sinusoidal cerrada por un pulso PWM de frecuencia más baja. Multiplicada por un const 781a referencia hormiga para generar 30 mA, la forma de onda resultante Iled = aIref (t) • Gsynth (t) • Gpulse (t) comprende un 30 mA acorde de ondas sinusoidales 803e con una corriente media de 10 mA. FIGURE. 65 illustrates a sinusoidal function 763 where f(t) = sin(ft), resulting in G synth = ^ p [f(t)] as a continuously variable PWM pulse chain waveform 764 with a T synth of defined period. The PWM string ^ p [f(t)] is multiplied by a PWM pulse 77 1d of a fixed period with D = 67% producing a digital pulse string G synth (t) • G pulse (t) comprising a representation PWM cut 778 of a sine wave closed by a lower frequency PWM pulse. Multiplied by a const 781a ant reference to generate 30 mA, the resulting waveform I led = aI ref (t) • G synth (t) • G pulse (t) comprises a 30 mA chord of 803e sine waves with an average current of 10mA.

Me n para ejecutar tratamientos PBT, primero el jugador LED se descarga desde el controlador de PBT en la almohadilla del LED, seguido por el archivo de reproducción LED específico para ser ejecutado. Una vez que se descarga el reproductor LED, no es necesario volver a cargar el reproductor LED cada vez que se selecciona un nuevo tratamiento. Los nuevos archivos de reproducción se pueden cargar repetidamente y se pueden ejecutar nuevos tratamientos o sesiones siempre que el reproductor permanezca en la memoria volátil del panel LED. Sin embargo, al apagar el sistema PBT o desconectar una almohadilla LED del controlador PBT, se borra el software del reproductor LED de la memoria volátil de la almohadilla LED y se debe volver a instalar en la almohadilla antes de que se pueda ejecutar un archivo de reproducción LED y el tratamiento o la sesión. comenzar. A pesar de que el programa limpie problema puede evitarse mediante el almacenamiento del archivo de jugador LED en la memoria no volátil, por motivos de seguridad, es preferible a escribir el programa en la memoria volátil, tal como SRAM o DRAM en lugar de en la memoria EEPROM no volátil o el flash . De esa manera, cualquier intento de aplicar ingeniería inversa al contenido del programa se pierde con una interrupción del suministro eléctrico y los esfuerzos del pirata informático por extraer el programa se ven frustrados por la pérdida inmediata del código ejecutable. In order to run PBT treatments, first the LED player is downloaded from the PBT driver into the LED pad, followed by the specific LED playback file to be executed. Once the LED Player is downloaded, there is no need to reload the LED Player each time a new treatment is selected. New playback files can be loaded repeatedly and new treatments or sessions can be run as long as the player remains in the volatile memory of the LED panel. However, turning off the PBT system or disconnecting an LED pad from the PBT controller erases the LED player software from the volatile memory of the LED pad and must be re-installed on the pad before an LED playback file and treatment or session can be run. begin. Although the program wipe problem can be avoided by storing the LED player file in non-volatile memory, for security reasons, it is preferable to write the program in volatile memory, such as SRAM or DRAM rather than on the non-volatile EEPROM or flash memory. Thus, any attempt to reverse engineer the contents of the program is lost with a power outage, and the hacker's efforts to extract the program are thwarted by the immediate loss of the executable code.

Como se muestra en la FIGURA. 66 , el archivo de reproducción LED 830 que contiene datos de carga útil 831 se transfiere a la memoria volátil 832. La carga útil se descomprime para extraer las primitivas de forma de onda 487 y los parámetros de sintetizador de forma de onda 486 cargados en el sintetizador de formas de onda 833, los parámetros de reproducción PWM 491 cargados en el reproductor PWM 834 y LED los parámetros del controlador 749 cargados en el controlador LED 835. Un ejemplo del contenido de los datos de carga útil 831 se muestra en la FIGURA. 67 incluyendo el contenido de primitivas 487 de forma de onda, parámetros 486 del sintetizador de forma de onda, parámetros 491 del reproductor PWM y parámetros 749 del controlador LED. Los parámetros 486 del sintetizador de forma de onda comprenden la información necesaria para ejecutar un tratamiento o sesión específicos , es decir, un archivo de instrucciones. El archivo de instrucciones generales para la síntesis de formas de onda incluye lo siguiente:As the picture shows. 66 , the LED playback file 830 containing payload data 831 is transferred to volatile memory 832. The payload is decompressed to extract the waveform primitives 487 and waveform synthesizer parameters 486 loaded into the waveform synthesizer 833, PWM playback parameters 491 loaded into the PWM player 834, and LED controller parameters 749 loaded into the LED controller 835. An example of payload data content 831 is shown in FIGURE. 67 including the contents of waveform primitives 487, waveform synthesizer parameters 486, PWM player parameters 491 and LED driver parameters 749. The waveform synthesizer parameters 486 comprise the information necessary to execute a specific treatment or session, ie, an instruction file. The general instructions file for waveform synthesis includes the following:

• El método de síntesis de forma de onda empleado por el archivo, es decir, síntesis de función o síntesis primitiva .• The waveform synthesis method used by the file, ie function synthesis or primitive synthesis.

• La sintonización (clave) del programa, es decir, la configuración del registro de la tecla fkey para la síntesis. Teclas disponibles de PBT síntesis comprenden predefinidos múltiplos binarios de un 4th nota octava , los múltiplos armónicos generados que abarca el espectro de audio desde el 9th a los -1 st octavas . Las escalas incluyen predeterminadas, musicales, fisiológicas, otras y personalizadas. Mientras que las escalas predeterminadas y musicales son equilibradas; la “Other ” submenú incluye afinaciones alternativas tales como Werckmeister, Pitágoras, Just-Major y significados escalas de tonos. La escala fisiológica "fisio" se basa en escalas derivadas empíricamente derivadas de la observación. La interfaz de usuario / experiencia de usuario “ personalizada ” permite al usuario establecer manualmente el valor de la tecla fkey como una frecuencia de 4th octava (ingresada en hercios en lugar de por nota) y pasa esta frecuencia al registro de la tecla fkey . • The tuning (key) of the program, ie the setting of the fkey register for synthesis. Available PBT synthesis keys comprise predefined binary multiples of a 4th note octave, the harmonic multiples generated spanning the audio spectrum from 9th to -1st octaves. Scales include default, musical, physiological, other, and custom. While the default and musical scales are balanced; The “Other ” submenu includes alternate tunings such as Werckmeister, Pythagoras, Just-Major, and tone scale meanings. The "physio" physiological scale is based on empirically derived scales derived from observation. The “custom” user interface / user experience allows the user to manually set the fkey value as a 4th octave frequency (entered in Hertz rather than per note) and passes this frequency to the fkey register.

• La secuencia de forma de onda que se va a sintetizar, incluida la duración de cada "paso” de forma de onda en la síntesis. Se incluye un código de terminación al final del programa para indicar que el tratamiento o la sesión se ha completado• The waveform sequence to be synthesized, including the duration of each waveform "step" in the synthesis. A completion code is included at the end of the program to indicate that the treatment or session is complete

• Si se usa la síntesis de funciones, la expresión matemática de cada función y su frecuencia f . Las formas de onda periódicas disponibles que utilizan la síntesis de funciones incluyen onda sinusoidal constante, de diente de sierra, triangular y de frecuencia única .• If the synthesis of functions is used, the mathematical expression of each function and its frequency f . Available periodic waveforms using function synthesis include constant sine, sawtooth, triangle, and single frequency waveforms.

• Si se utiliza la síntesis primitiva, cada llamada de subrutina primitiva incluye la frecuencia fx y la resolución de la subrutina de reproducción de la primitiva. Las llamadas a subrutinas de formas de onda basadas en primitivas disponibles incluyen constantes, dientes de sierra, triángulos, ondas sinusoidales o muestras de audio. La síntesis de acordes sinusoidales basada en primitivas también está disponible utilizando una subrutina de "constructor de acordes".• If primitive synthesis is used, each primitive subroutine call includes the fx frequency and resolution of the primitive's playback subroutine. The available primitive-based waveform subroutine calls include constants, sawtooth, triangle, sine waves, or audio samples. Primitive-based sine chord synthesis is also available using a "chord builder" subroutine.

• Las subrutinas del constructor de acordes incluyen especificar el método de construcción del acorde y las octavas y notas presentes. Los algoritmos de construcción de acordes incluyen síntesis "octave ” y síntesis de acordes "tri/quad”.• The chord builder subroutines include specifying the chord construction method and the octaves and notes present. Chord construction algorithms include "octave" synthesis and "tri/quad" chord synthesis.

• En la síntesis de octavas, cualquier acorde se puede describir por los números de su componente de octava "Oct" (un número del 1 al 9 que describe la frecuencia fx hecha de acuerdo con la configuración del registro de la tecla fkey) junto con la resolución primitiva correspondiente de cada octava £x y mezclar Ax. En un constructor de acordes tri/quad, se pueden combinar tres o cuatro notas de onda sinusoidal de resolución fija que abarcan una sola octava utilizando amplitud ajustable establecida por ganancia Ax. Las tríadas de acordes disponibles incluyen mayor, menor, disminuida, aumentada, cada una de las cuales incluye una cuarta opcional nota 1 octava por encima de la nota fundamental del acorde. Alternativamente cuarta nota puede ser añadido para formar un 7th acorde, específicamente un acorde quad nota que tiene un 7th , mayor 7th , y menor 7th construcción. Un acorde " personalizado " permite la generación de cualquier acorde de tres notas que abarque una octava, incluso en disonancia, con una opción para una cuarta nota 1 octava por encima de la nota fundamental del acorde.• In octave synthesis, any chord can be described by its octave component numbers "Oct" (a number from 1 to 9 describing the fx frequency made according to the fkey register setting) along with the corresponding primitive resolution of each octave £x and mix Ax. In a tri/quad chord builder, three or four fixed-resolution sine wave notes spanning a single octave can be combined using adjustable amplitude set by gain Ax. Available chord triads include major, minor, diminished, augmented, each of which includes an optional fourth note 1 octave above the chord root. Alternatively a fourth note can be added to form a 7th chord, specifically a quad note chord that has a 7th, major 7th, and minor 7th construction. A "custom" chord allows the generation of any three-note chord spanning an octave, even in dissonance, with an option for a fourth note 1 octave above the root of the chord.

• Todas las salidas del constructor de acordes se pueden escalar para aumentar la amplitud periódica del acorde mediante la ganancia digital Aa sin cambiar el valor medio de 0,5 de la función de la unidad. • All Chord Builder outputs can be scaled to increase the periodic chord amplitude using digital gain Aa without changing the 0.5 mean value of the unit function.

• Todas las salidas del sintetizador de forma de onda representan funciones unitarias, es decir, tienen valores analógicos entre 0,000 y 1,000 convertidos en cadenas de pulsos PWM con un factor de trabajo entre 0% y 100%. Cualquier forma de onda sintetizada fuera de este rango será trucada.• All waveform synthesizer outputs represent unitary functions, that is, they have analog values between 0.000 and 1.000 converted into PWM pulse strings with a duty factor between 0% and 100%. Any synthesized waveform outside this range will be spoofed.

En funcionamiento, sólo las primitivas 486 de forma de onda requeridas por un archivo de reproducción especificado por los paramétricos 487 del sintetizador de forma de onda se descargan en una almohadilla LED. La biblioteca 487 de primitivas descargables incluye una selección de primitivas de onda sinusoidal en varias resoluciones £, por ejemplo usando una resolución de 24, 46, 96, 198 o 360 puntos o 16 bits. En la biblioteca ejemplar, también incluye descripciones de 24 puntos de formas de onda triangulares y de diente de sierra, aunque se pueden incluir otras resoluciones sin limitación. Otros componentes de la biblioteca, por ejemplo, con £ = 96, involucran acordes que incluyen acordes de doble o ctava que comprenden dos ondas sin e una octava de separación f y 2f, dos octavas de separación f y 4f, o posiblemente cuatro octavas de distancia en f y 16f, o cinco octavas aparte en f y 32f.In operation, only the waveform primitives 486 required by a playback file specified by the waveform synthesizer parametrics 487 are downloaded to an LED pad. The downloadable primitive library 487 includes a selection of sine wave primitives in various resolutions £, for example using 24, 46, 96, 198 or 360 point or 16 bit resolution. In the sample library, it also includes 24-point triangle and sawtooth waveform descriptions, although other resolutions can be included without limitation. Other library components, for example with £ = 96, involve chords including double or octave chords comprising two sin-e waves one octave apart from f and 2f, two octaves apart from f and 4f, or possibly four octaves apart in f and 16f, or five octaves apart at f and 32f.

Otras opciones incluyen acordes de tres octavas como [f, 2f, 4f] que abarcan dos octavas; [f, 2f, 8f] o [f, 4f, 8f] que abarcan tres octavas, o por ejemplo, cuatro octavas con [f, 2f, 16f], [f, 4f, 16f] o [f, 8f, 16f] . Otras tríadas incluyen acordes mayores, menores, disminuidos y aumentados, por ejemplo, [ f , 1.25f , 1.5f], [ f , 1.2f , 1.5f ], [f , 1.2 f , 1.444f]. Las tríadas se pueden modificar en acordes cuádruples incluyendo una nota una octava por encima de la raíz.Other options include three-octave chords like [f, 2f, 4f] that span two octaves; [f, 2f, 8f] or [f, 4f, 8f] spanning three octaves, or for example, four octaves with [f, 2f, 16f], [f, 4f, 16f] or [f, 8f, 16f] . Other triads include major, minor, diminished, and augmented chords, for example, [ f , 1.25f , 1.5f], [ f , 1.2f , 1.5f ], [f , 1.2 f , 1.444f]. Triads can be modified into quadruple chords by including a note one octave above the root.

El archivo 491 de parámetros del reproductor PWM incluye configuraciones para el modo constante o de pulso. En el modo de pulso, el archivo de reproducción comprende una secuencia de frecuencias PWM fpwM y un factor de trabajo correspondiente Dpwm frente al tiempo de reproducción, definiendo así una secuencia PWM de pulsos de duraciones variables ton y W Tenga en cuenta que la frecuencia de pukse fpwM del modulador de ancho de puse es menor en frecuencia que el reloj 0 pwm = 20 kHz utilizado para impulsar el modulador. Para concluir, en el funcionamiento del reproductor PWM, la frecuencia PWM fpwM no está fijada por varía con el programa de reproducción especificado en el archivo de paramétricos PWM 491. Aunque la frecuencia fpWM puede ser tan alta como el reloj 0 pwm en la mayoría de los casos es menor, por lo que que fpWM ^ 0 pwm . Además, la frecuencia fpWM está en el espectro de audio, muy por debajo del reloj sobremuestreado 0sym en el rango supersónico utilizado por en el generador PWM ^p [f(t)] en el bloque del sintetizador de forma de onda , es decir, matemáticamente como fpwM^ 0 pwm << 1/0sym .The PWM player parameter file 491 includes settings for constant or pulse mode. In pulse mode, the playback file comprises a sequence of PWM frequencies fpwM and a corresponding duty factor D pwm versus playback time, thus defining a PWM sequence of pulses of variable durations ton and W Note that the frequency de pukse fpwM of the puse width modulator is less in frequency than the 0 pwm = 20 kHz clock used to drive the modulator. To conclude, in PWM player operation, the PWM frequency fpwM is not fixed by varies with the playback schedule specified in the PWM parametric file 491. Although the fpWM frequency can be as high as 0 pwm clock in most cases is less, so that fpWM ^ 0 pwm . Also, the fpWM frequency is in the audio spectrum, well below the 0sym oversampled clock in the supersonic range used by in the PWM generator ^p[f(t)] in the waveform synthesizer block, i.e., mathematically as fpwM^ 0 pwm << 1/0sym .

En la paramétrica 749 del controlador de LED, las entradas PWM digitales de función de unidad INx se mapean con la habilitación de sumidero actual Eny . Por ejemplo, la entrada IN1 se asigna a la habilitación de sumidero de corriente del canal 4 En4 , la entrada IN2 se asigna a la habilitación de sumidero de corriente En1 y En5 (no se muestra) para los canales 1 y 5, etc. El control de corriente LED comprende una reproducción archivo de alref versus tiempo. El valor de Iref para cada canal se establece mediante la salida de cada convertidor D/A correspondiente , que puede comprender una constante, una función periódica o una muestra de audio. Alternativamente, se puede usar un convertidor D/A para suministrar la corriente de referencia de todos los canales de salida con la misma función o valor constante.In the LED driver parametric 749, the drive function digital PWM inputs INx are mapped to the current sink enable Eny . For example, input IN 1 is assigned to the current sink enable of channel 4 In 4 , input IN 2 is assigned to the current sink enable In 1 and In 5 (not shown) for channels 1 and 5 etc The current LED control comprises a file playback of alref versus time. The Iref value for each channel is set by the output of each corresponding D/A converter, which can comprise a constant, a periodic function, or an audio sample. Alternatively, a D/A converter can be used to supply the reference current for all output channels with the same function or constant value.

Inicio de la reproducción en sistemas PBT distribuidosInitiation of playback in distributed PBT systems

Después de descargar el reproductor de LED y el archivo de reproducción de LED en una almohadilla de LED, la reproducción se habilita mediante una señal de inicio 840 y un control de temporización del sistema PBT que puede implementarse en software o usando el circuito ejemplar de la FIGURA. 68 incluyendo el pestillo de arranque / parada 842 que comprende un flip-flop de tipo set / reset o S/R, pestillo de interrupciones 843, contador de reloj del sistema PBT 640, arranque único 848, puertas lógicas AND 845 y 846, y puertas lógicas OR 846 y 847. La puerta Y de dos entradas 845 actúa como un reloj del sistema que habilita el oscilador 0osc al reproductor LED, cerrada por las señales de inicio y control 840 y 841, y de una variedad de interrupciones, específicamente un tiempo de espera de temporizador intermitente 844, un temporizador de vigilancia tiempo de espera 845, o un indicador de sobrecalentamiento 846.After downloading the LED player and the LED playback file to an LED pad, playback is enabled by a start signal 840 and a PBT system timing control which can be implemented in software or using the exemplary circuit from the FIGURE. 68 including start/stop latch 842 comprising a set/reset or S/R type flip-flop, interrupt latch 843, system clock counter PBT 640, one-time start 848, AND logic gates 845 and 846, and OR logic gates 846 and 847. The two-input AND gate 845 acts as a system clock enabling the 0osc oscillator to the LED player, closed by start and control signals 840 and 841, and a variety of interrupts, specifically a intermittent timeout 844, a watchdog timer 845, or an overheat indicator 846.

Al inicio, un disparo 848 genera un pulso que impulsa inmediatamente la salida de la puerta OR 846 a nivel alto. Al mismo tiempo el tiro si gnal desencadenantes del conjunto de entrada S de interrupciones pestillo 843 y su salida Q alta . Cuando la entrada del usuario “s tarta ” 840 se selecciona genera una configuración de impulsos en sentido positivo la salida Q de inicio / parada de pestillo 846 a alta. Con las salidas Q del pestillo de arranque / parada 846 y el pestillo de interrupciones 843 en alto, entonces la puerta AND 845 está habilitada . Como tal, el oscilador 0osc se envía al reproductor PWM como reloj 0sys, y se divide por el contador 640 como reloj de referencia 0 ref.At startup, a trigger 848 generates a pulse that immediately drives the output of OR gate 846 high. At the same time the firing signal triggers the S input set of latch interrupts 843 and its output Q high. When the user input "s pie" 840 is selected it pulses the latch start/stop Q output 846 high in a positive direction pattern. With the Q outputs of start/stop latch 846 and interrupt latch 843 high, then AND gate 845 is enabled. As such, oscillator 0osc is sent to the PWM player as clock 0sys, and divided by counter 640 as reference clock 0 ref.

La selección de "pausa" 841 genera un pulso que restablece la salida del pestillo de inicio / parada 842 a cero y suspende la reproducción. La reproducción permanece bloqueada hasta que se selecciona “inicio” 840 cancelando el comando de pausa. Como tal, el pestillo de inicio / parada 842 inicia y detiene la ejecución del programa. En el inventar que se produce una interrupción por cualquier razón, es decir, si cualquiera de las entradas a la puerta O 647 go alta, la de puerta PR salida también irán alta de ese modo rese tting la salida Q de interrupciones pestillo 843 a cero. Con su bajo salida Q la salida s de las puertas Y 846 y 845 también van bajo, desconectar cl ock 0osc desde el reproductor de LED y tratamiento de suspensión. Esta situación persistirá hasta que se solucione la causa de la interrupción, las entradas a la puerta O 647 se restablezcan a bajo y se envíe un pulso de restauración del sistema a la entrada S del pestillo de interrupciones 843. Por ejemplo, si ocurre una condición de sobretemperatura, el el indicador de temperatura se elevará 846 y desactivará el funcionamiento de la almohadilla LED hasta que regresen las temperaturas normales y se restablezca el indicador de falla. The "pause" selection 841 generates a pulse that resets the start/stop latch output 842 to zero and suspends playback. Playback remains blocked until "start" 840 is selected canceling the pause command. As such, the start/stop latch 842 starts and stops the execution of the program. In the event that an interrupt occurs for whatever reason, i.e. if any of the inputs to OR gate 647 go high, the PR gate output will also go high thereby resetting the Q output of interrupt latch 843 to zero . With its low Q output the s output of the Y gates 846 and 845 also go low, disconnecting cl ock 0osc from the LED player and suspension treatment. This condition will persist until the cause of the interrupt is removed, the inputs to OR gate 647 are reset low, and a system restore pulse is sent to the S input of interrupt latch 843. For example, if a condition occurs of overtemperature, the temperature indicator will rise 846 and disable LED pad operation until normal temperatures return and the fault indicator is reset.

Una característica de seguridad única del sistema PBT distribuido divulgado es el temporizador de parpadeo. Este temporizador funciona dentro de la propia almohadilla LED inteligente y no depende del controlador PBT. A intervalos regulares en la almohadilla pC, por ejemplo, cada 20 o 30 segundos, el contador del programa interrumpe la operación para ejecutar una rutina de servicio de interrupción (ISR). Durante este intervalo, el indicador de tiempo de espera de parpadeo se establece en lógica 1 mientras el software LightPadOS ejecuta una verificación de seguridad con respecto a las conexiones eléctricas de la almohadilla LED, cualquier mensaje de prioridad o actualización de archivos, verificaciones de paridad de archivos, etc.Una vez que la rutina de interrupción de parpadeo se ha completado, el parpadeo el tiempo de espera se restablece a cero, el temporizador de vigilancia de hardware se restablece y la ejecución del programa vuelve a la rutina principal. Después de completar el ISR, la almohadilla pC genera un pulso de restauración del sistema para interrumpir el pestillo 843 y se reinicia la operación del programa. Si el software se ha congelado por alguna razón, el programa no reanudará su funcionamiento y las franjas LED del pad permanecerán apagadas. De lo contrario, la almohadilla LED reanudará su funcionamiento después de un intervalo definido, por ejemplo, 2 segundos.A unique security feature of the disclosed distributed PBT system is the blink timer. This timer works within the Smart LED Pad itself and is not dependent on the PBT controller. At regular intervals on the pC pad, for example every 20 or 30 seconds, the program counter interrupts the operation to execute an interrupt service routine (ISR). During this interval, the blink timeout flag is set to logic 1 while the LightPadOS software runs a security check regarding the LED pad's electrical connections, any priority messages or file updates, file parity checks, files, etc. Once the blink interrupt routine has completed, the blink timeout is reset to zero, the hardware watchdog timer is reset, and program execution returns to the main routine. After completing the ISR, the pC pad generates a system restore pulse to interrupt latch 843 and program operation is restarted. If the software has frozen for any reason, the program will not resume and the pad's LED strips will remain off. Otherwise, the LED Pad will resume operation after a defined interval, eg 2 seconds.

Otro modo de falla involucra el software congelado mientras los LED están encendidos y emitiendo luz. Si la condición persiste, los LED pueden sobrecalentarse y presentar un riesgo de quemaduras para el paciente. Para evitar que surjan condiciones peligrosas, un temporizador de vigilancia de hardware (cuya operación no depende del software) realiza una cuenta regresiva en paralelo al contador del programa de software. Si el temporizador de software se congela en un estado de encendido, el temporizador de vigilancia no se reiniciará y el temporizador de vigilancia se agotará generando una interrupción de tiempo de espera de parpadeo 844 y interrumpiendo la operación del sistema PBT hasta que se resuelva la condición de falla.Another failure mode involves software frozen while the LEDs are on and emitting light. If the condition persists, the LEDs may overheat and present a burn hazard to the patient. To prevent dangerous conditions from arising, a hardware watchdog timer (independent of software for operation) counts down in parallel to the software program counter. If the software timer is frozen in a power-on state, the watchdog timer will not be reset and the watchdog timer will time out generating an 844 blink timeout interrupt and interrupting the operation of the PBT system until the condition is resolved. of failure.

De esta manera, el sistema PBT distribuido descrito puede usarse para controlar el funcionamiento de la almohadilla LED de forma remota. Además, los métodos descritos en este documento se pueden adaptar para controlar múltiples almohadillas LED inteligentes simultáneamente desde un controlador PBT común.In this way, the described distributed PBT system can be used to control the operation of the LED pad remotely. Additionally, the methods described in this paper can be adapted to drive multiple smart LED pads simultaneously from a common PBT controller.

Comunicación de componentes a través de sistemas PBT distribuidosComponent communication through distributed PBT systems

La implementación de la comunicación requerida entre los componentes en un sistema PBT distribuido requiere una red de comunicación compleja y un protocolo dedicado diseñado para adaptarse a la combinación de transferencias de datos en tiempo real y basadas en archivos, algunas de las cuales están vinculadas a sistemas de seguridad. De acuerdo con las regulaciones de la FDA, la seguridad es una consideración importante en el diseño de dispositivos médicos. En los sistemas distribuidos, esta preocupación se ve agravada por el funcionamiento autónomo de los componentes. En el caso de que la comunicación entre dispositivos en el PBT distribuido falle o se interrumpa, los sistemas de seguridad no pueden funcionar mal. El tema de la comunicación, la seguridad, la detección y la biorretroalimentación se discute con mayor detalle en una patente relacionada titulada "Dispositivos, métodos y protocolos de comunicación de terapia de fotobiomodulación distribuida", presentada al mismo tiempo como una solicitud de continuación en parte (CIP) de esta patente. Implementing the required communication between components in a distributed PBT system requires a complex communication network and a dedicated protocol designed to accommodate the combination of real-time data transfers and file-based, some of which are tied to security systems. According to FDA regulations, safety is an important consideration in the design of medical devices. In distributed systems, this concern is compounded by the autonomous operation of components. In the event that communication between devices in the distributed PBT fails or is interrupted, safety systems cannot malfunction. The topic of communication, safety, sensing, and biofeedback is discussed in greater detail in a related patent titled "Distributed Photobiomodulation Therapy Communication Devices, Methods, and Protocols," filed concurrently as a continuation-in-part application (CIP) of this patent.

Como se describió, la entrega de paquetes de datos LightOS en un sistema PBT distribuido se puede lograr utilizando un protocolo de comunicación de 4 capas ejecutado sobre un bus cableado como USB, I2C, SMBus, FireWire, Lightening y otros medios de comunicación cableados. Sin embargo, si la comunicación del sistema PBT distribuido se realiza a través de Ethernet, WiFi, telefónicamente a través de redes celulares (como 3G/LTE, 4G o 5G), o si los datos se pasan a través de un enrutador público, la comunicación no se puede realizar exclusivamente a través de la dirección MAC, es decir, una pila de comunicación de capa 1 y capa 2 no es suficiente para ejecutar el enrutamiento de datos a través de la red.As described, the delivery of LightOS data packets in a distributed PBT system can be achieved using a 4-layer communication protocol running over a wired bus such as USB, I2C, SMBus, FireWire, Lightening, and other wired communication media. However, if the distributed PBT system communication is over Ethernet, WiFi, over the phone over cellular networks (such as 3G/LTE, 4G, or 5G), or if the data is passed through a public router, the Communication cannot be done exclusively through the MAC address, that is, a layer 1 and layer 2 communication stack is not enough to execute the routing of data through the network.

Por ejemplo, la FIGURA. 69, el controlador PBT 1000 se comunica a través de Ethernet 1002 a la almohadilla LED inteligente 1003 utilizando una pila de comunicación compatible con OSI de 7 capas, específicamente donde la pila de comunicación 1005 del controlador PBT 1000 incluye PHY Layer-1 y Data Link Layer-2 ejecutando el protocolo de comunicación Ethernet sobre Señales diferenciales de Ethernet 1004; capa de red-3 y capa de transporte-4 que ejecutan la comunicación de red de acuerdo con TCP/IP (protocolo de comunicación de transferencia sobre la red de protocolo de Internet), y capas de aplicaciones definidas por el sistema operativo LightOS que comprenden la capa de sesión-5 para autenticación, la capa de presentación-6 para seguridad ( cifrado / descifrado) y la capa de aplicación 7 para el control y la terapia del sistema PBT. La pila de comunicación 1006 de la almohadilla de luz LED 1006 incluye los correspondientes protocolos capa-1 y capa-2 para Ethernet y capa-3 y capa-4 para TCP/IP, junto con la capa 5 a 7 definida por LightPadOS. En comunicación punto a punto, es decir, para comunicaciones que no involucran un enrutador IP, la conexión Ethernet 1002 opera como una red privada sobre la capa de red 3. El sistema operativo de la almohadilla LED inteligente LightPadOS es un subconjunto de LightOS y, por lo tanto, puede comunicarse entre sí como una sola máquina virtual (VM) a pesar de estar físicamente separados entre sí. For example, FIG. 69, the PBT controller 1000 communicates over Ethernet 1002 to the smart LED pad 1003 using a 7-layer OSI compliant communication stack, specifically where the PBT controller 1000 communication stack 1005 includes PHY Layer-1 and Data Link. Layer-2 running the Ethernet communication protocol over Differential Ethernet Signals 1004; network layer-3 and transport layer-4 that perform network communication in accordance with TCP/IP (Transfer Communication Protocol over Internet Protocol Network), and application layers defined by the LightOS operating system that comprise Session Layer-5 for authentication, Presentation Layer-6 for security (encryption/decryption), and Application Layer 7 for PBT system control and therapy. The communication stack 1006 of the LED light pad 1006 includes the corresponding layer-1 and layer-2 protocols for Ethernet and layer-3 and layer-4 for TCP/IP, along with layers 5 to 7 defined by LightPadOS. In peer-to-peer communication, that is, for communications that do not involve an IP router, the Ethernet connection 1002 operates as a private network over network layer 3. The LightPadOS smart LED pad operating system is a subset of LightOS and, therefore, they can communicate with each other as a single virtual machine (VM) despite being physically separated from each other.

Usando la pila de comunicación OSI de 7 capas descrita, la comunicación de red en el sistema PBT descrito se puede adaptar fácilmente a la comunicación inalámbrica WiFi. En el sistema PBT distribuido mostrado en la FIGURA. 70, el controlador PBT habilitado para WiFi 1010 alimentado por la fuente de alimentación 1011 se comunica mediante la señal WiFi 1012 a la almohadilla LED inteligente 1013 utilizando señales de radio OFDM 1015 de acuerdo con los estándares IEEE para 802.11. Los protocolos de comunicación WiFi pueden incluir 802.11a, 802.1b, 802.11g, 8012.11n o 802.11ac u otras versiones relacionadas, dependiendo de los conjuntos de chips empleados en el panel LED inteligente 1013. El controlador PBT 1090 puede admitir el superconjunto de todos los protocolos WiFi estándar. Debido a que WiFi no puede transportar energía, la almohadilla LED inteligente 1093 debe recibir energía a través del cable USB 1014b alimentado por un convertidor de CA / CC y una fuente de alimentación de CC (bloque) 1014a o una batería de almacenamiento USB (no se muestra). La comunicación WiFi se produce a través de la pila de comunicación OSI de 7 capas completa 10 16 presente en el controlador PBT 101 0 conectado a la pila de comunicación 101 7 presente en la almohadilla LED inteligente 101 3.Using the described 7-layer OSI communication stack, network communication in the described PBT system can be easily adapted to WiFi wireless communication. In the distributed PBT system shown in FIG. 70, the WiFi-enabled PBT driver 1010 powered by the power supply 1011 communicates via the WiFi signal 1012 to the smart LED pad 1013 using OFDM radio signals 1015 in accordance with IEEE standards for 802.11. WiFi communication protocols may include 802.11a, 802.1b, 802.11g, 8012.11n or 802.11ac or other related versions, depending on the chipsets used in the 1013 Smart LED Panel. The 1090 PBT controller can support the superset of all standard Wi-Fi protocols. Because WiFi cannot carry power, the 1093 Smart LED Pad must be powered via USB cable 1014b powered by AC/DC converter and DC power supply (block) 1014a or USB storage battery (not it shows). WiFi communication occurs through the full 7-layer OSI communication stack 10 16 present in the PBT controller 101 0 connected to the communication stack 101 7 present in the smart LED pad 101 3.

En funcionamiento, una radio WiFi mostrada en la FIGURA. 71A convierte el enlace de comunicación por cable 1025 (p.ej., PCI, USB, Ethernet) en radio de microondas 1024 traduciendo el acceso MAC 1020a al punto de acceso de radio 1020b utilizando circuitos de interfaz y firmware relacionado 1022. En funcionamiento, las señales del enlace de comunicación 1108 pasan pila de comunicación 1021a como señales PHY 1119 a donde el formato es convertido por la interfaz 1022 a señales PHY 1119 b en la pila de comunicación WiFi 1021b y en las radios 1026a a 1026n que operan en varias frecuencias de radio transmitidas por una matriz de antenas multibanda para microondas comunicación 1024. En funcionamiento, la pila de comunicación 1021a transfiere los datos 1023a de acuerdo con el protocolo de comunicación de enlace "data link” capa-2 donde el circuito de interfaz y el firmware relacionado 1022 los convierte en datos WiFi 1023b de acuerdo con el data link capa-2 de la pila de comunicación 1021b formateado para radios 1026a a 1026n. Esta radio WiFi a su vez se conecta al controlador PBT 131 a 135 también conectado a Ethernet 2017 y USB 1028.In operation, a WiFi radio shown in FIGURE. 71A converts wired communication link 1025 (eg, PCI, USB, Ethernet) to microwave radio 1024 by translating access MAC 1020a to radio access point 1020b using interface circuitry and related firmware 1022. In operation, signals from communication link 1108 pass communication stack 1021a as PHY signals 1119 a where the format is converted by interface 1022 to PHY 1119 b signals on WiFi communication stack 1021b and on radios 1026a through 1026n operating on various frequencies radio signals transmitted by a multiband antenna array for microwave communication 1024. In operation, the communication stack 1021a transfers the data 1023a in accordance with the layer-2 data link communication protocol where the interface circuitry and firmware 1022 converts them to WiFi data 1023b according to the layer-2 data link of the communication stack 1021b formatted for radios 1026a to 1026n This WiFi radio in turn connects to the PBT controller 131 to 135 also connected to Ethernet 2017 and USB 1028.

En la FIGURA. 71B la misma radio WiFi 1024 se comunica con la almohadilla LED inteligente 337 a través del enlace de datos por cable 1030 usando protocolos PCI, USB o Ethernet a la interfaz de comunicación 338. Esta interfaz también puede conectarse a otros dispositivos o sensores a través de USB 1033 y Ethernet 1032. Un ejemplo de una red de comunicación PBT distribuida se muestra en la FIGURA. 72 donde el enrutador WiFi 1052 se comunica con las almohadillas LED inteligentes 1053, 1054 y 1055 mediante enlaces WiFi 1012a, 1012b y 102c, y con la pantalla LCD UI/UX de control central 1050 con ventana de control del sistema 1051a y ventana del paciente 1051b a través del enlace WiFi 1012b. El In FIGURE. 71B the same 1024 WiFi radio communicates with the 337 Smart LED Pad via the 1030 wired data link using PCI, USB, or Ethernet protocols to the 338 communication interface. This interface can also connect to other devices or sensors via USB 1033 and Ethernet 1032. An example of a distributed PBT communication network is shown in FIGURE. 72 where the 1052 WiFi Router communicates with the 1053, 1054, and 1055 Smart LED Pads over WiFi links 1012a, 1012b, and 102c, and the 1050 Central Control LCD UI/UX with System Control Window 1051a and Patient Window 1051b over the 1012b WiFi link. He sistema también incluye un componente inventivo, control remoto WiFi PBT 1056, útil para que una enfermera comience un tratamiento en la habitación de un paciente sin la necesidad de volver a la pantalla LCD UI/UX de control central 1050.The system also includes an inventive component, 1056 PBT WiFi Remote Control, useful for a nurse to start a treatment in a patient's room without the need to switch back to the 1050 central control LCD UI/UX screen.

Con la conectividad inalámbrica, el controlador PBT puede reemplazarse por un programa de aplicación que se ejecuta en un dispositivo móvil, como un teléfono celular, tableta o computadora portátil. Por ejemplo, en la FIGURA. 73 teléfono celular 1100 que ejecuta el software de aplicación del controlador PBT ( por ejemplo, PBT “Light app”) se conecta a la torre celular 1705 a través de la red celular 1704 , por ejemplo, 3G/LTE, 4G y 5G . Antena de telefonía móvil 1705 i n a su vez se conecta a Internet 1706 por Ethernet, fibra, u otros medios. El teléfono celular 1700 que ejecuta la aplicación Light antes mencionada también se conecta a la almohadilla LED inteligente 1701 usando WiFi 1702, donde la almohadilla LED inteligente 1701 se alimenta mediante el adaptador de CA 1703a y el cable 1703 b. La pila de comunicación OSI de 7 capas 1714 de la torre de radio 1707 utiliza paquetes de datos de red móvil para conectarse con la pila de comunicación 1709 de la aplicación Light que se ejecuta en el teléfono celular 1700. A su vez, la aplicación Light también utiliza la pila de comunicación de 7 capas 1709 para conectarse a almohadilla LED inteligente 1701 que comprende la pila de comunicación 1708 . Como se muestra , la pila de comunicación PBT 1709 mezcla dos pilas de comunicación de 7 capas, una para el diálogo con la pila de comunicación 1707 de la torre de telefonía celular 1705 y a través del enrutador a Internet 1706 y a un servidor basado en la nube (no se muestra), y otro para conectarse a la almohadilla LED inteligente 1701 y la pila de comunicación 1708 , donde solo la capa 7 de aplicación de luz une a las dos. De esta manera, el teléfono móvil 1700 que ejecuta la aplicación Light antes mencionada funciona como un controlador PBT que se comunica por separado con un servidor informático basado en la nube (no mostrado) a través de Internet 1706 y con la almohadilla LED inteligente 1708 pero sin renunciar al control local.With wireless connectivity, the PBT controller can be replaced by an application program running on a mobile device such as a cell phone, tablet, or laptop. For example, in FIG. 73 Cellular phone 1100 running PBT controller application software (eg, PBT “Light app”) connects to cell tower 1705 via cellular network 1704, eg, 3G/LTE, 4G, and 5G. Mobile phone antenna 1705 in turn connects to the Internet 1706 by Ethernet, fiber, or other means. The 1700 cell phone running the aforementioned Light app also connects to the 1701 Smart LED Pad using 1702 WiFi, where the 1701 Smart LED Pad is powered by the 1703a AC adapter and 1703 b cable. The 7-layer OSI communication stack 1714 of the radio tower 1707 uses mobile network data packets to connect with the Light application communication stack 1709 running on the cellular phone 1700. In turn, the Light application it also uses the 1709 7-layer communication stack to connect to the 1701 smart LED pad comprising the 1708 communication stack. As shown, the PBT communication stack 1709 mixes two 7-layer communication stacks, one for dialogue with the cell tower communication stack 1707 1705 and through the router to the Internet 1706 and a cloud-based server. (not shown), and another to connect to the 1701 Smart LED Pad and 1708 Communication Stack, where only Light Application Layer 7 bridges the two. In this way, the mobile phone 1700 running the aforementioned Light application functions as a PBT controller that communicates separately with a cloud-based computer server (not shown) via the Internet 1706 and with the smart LED pad 1708 but without relinquishing local control.

Debido a que PHY capa-1 y Data Link capa-2 no se comparten para la comunicación a través de capa-1 a capa- 6, la pila de comunicación de la torre celular 1707 no puede acceder directamente a la pila de comunicación de la almohadilla LED inteligente 1708 . En cambio, solo la capa de Aplicación-7 dentro de la pila de comunicación 1709 une las dos redes de comunicación. La aplicación puede comprender una aplicación Light dedicada, que al igual que LightPadOS, funciona como una versión de conjunto de instrucciones reducido del sistema operativo LightOS utilizado en los controladores PBT de hardware dedicados descritos anteriormente. En esencia, la aplicación Light emula el funcionamiento de LightOS al facilitar la funcionalidad de control PBT y su control basado en pantalla táctil UI/UX. La aplicación Light se realiza como un software diseñado para operar en el sistema operativo utilizado en el dispositivo móvil correspondiente. Por ejemplo, en teléfonos inteligentes y Because layer-1 PHY and layer-2 Data Link are not shared for layer-1 to layer-6 communication, the communication stack of the cell tower 1707 cannot directly access the communication stack of the cell tower. 1708 Smart LED Pad. Instead, only the Application-7 layer within the communication stack 1709 bridges the two communication networks. The application may comprise a dedicated Light application, which, like LightPadOS, functions as a reduced instruction set version of the LightOS operating system used in the dedicated hardware PBT controllers described above. In essence, the Light app emulates the operation of LightOS by facilitating PBT control functionality and its touchscreen-based control UI/UX. The Light app is made as software designed to run on the operating system used on the respective mobile device. For example, on smartphones and tabletas, la aplicación Light se crea para ejecutarse en Android o iOS mientras que en portátiles, la aplicación Light se crea para ejecutarse en MacOS, Windows, Linux o UNIX. La conversión del código fuente, la lógica básica y la función de la aplicación Light, en un código ejecutable adaptado para ejecutarse sobre una plataforma específica es un proceso de conversión denominado "compilador".On tablets, the Light app is built to run on Android or iOS while on laptops, the Light app is built to run on MacOS, Windows, Linux, or UNIX. The conversion of the source code, the basic logic and function of the Light application, into executable code tailored to run on a specific platform is a conversion process called a "compiler".

La traducción del código fuente en código compilado es, por lo tanto, específica de la plataforma, lo que significa que se deben distribuir múltiples versiones del software cada vez que se produce una revisión, parche o nueva versión del software. El funcionamiento de un sistema PBT distribuido basado en un dispositivo móvil se muestra en la FIGURA. 74 , donde el dispositivo móvil 1100 aloja la aplicación Light con interfaz UI/UX de control 1130 para controlar las almohadillas LED inteligentes 1119a y 1119b a través de WiFi 1102. El dispositivo móvil también puede conectarse a Internet y redes celulares mediante el enlace celular 1104, por ejemplo, mediante 3G / Protocolos LTE, 4G y 5G.The translation of source code into compiled code is therefore platform-specific, which means that multiple versions of the software must be distributed each time a hotfix, patch, or new version of the software is produced. The operation of a distributed PBT system based on a mobile device is shown in FIGURE. 74, where the mobile device 1100 hosts the Light app with control UI/UX interface 1130 to control the smart LED pads 1119a and 1119b via WiFi 1102. The mobile device can also connect to the Internet and cellular networks using the cellular link 1104 eg via 3G / LTE, 4G and 5G protocols.

Un ejemplo de control de software del funcionamiento del sistema PBT se muestra en la pantalla de ejemplo 1120 en la FIGURA. 75, donde la pantalla UI / UX titulada "elegir una sesión" incluye el menú de tratamiento 1121 junto con botones para una "sesión extendida" 1122 para aumentar el tiempo de un tratamiento PBT. “Seleccione una almohadilla LED” 1122 se utiliza para emparejar el dispositivo móvil con almohadillas LED inteligentes específicas. Como se muestra, al seleccionar el tratamiento De-Stress se abre una segunda pantalla 1130 “Running” para monitorear un tratamiento en curso que muestra el nombre 1131 del tratamiento, para cancelar 1132 o pausar 1133 un tratamiento. La ventana también muestra el tiempo 1134 que queda en el tratamiento, la barra de progreso del paso 1135, la barra de progreso del tratamiento 1136 y la biorretroalimentación 1137.An example of software control of PBT system operation is shown in example display 1120 in FIGURE. 75, where the UI/UX screen titled "choose a session" includes the treatment menu 1121 along with buttons for an "extended session" 1122 to increase the time of a PBT treatment. “Select a LED Pad” 1122 is used to pair the mobile device with specific smart LED pads. As shown, selecting the De-Stress treatment opens a second "Running" screen 1130 for monitoring an ongoing treatment showing the name 1131 of the treatment, for canceling 1132 or pausing 1133 a treatment. The window also displays the time 1134 remaining in the treatment, the step progress bar 1135, the treatment progress bar 1136 and the biofeedback 1137.

Impulsar otros componentes distribuidosBoost other distributed components

El controlador PBT se puede utilizar para controlar otros dispositivos de terapia que no sean los LED. Estos componentes periféricos pueden incluir varitas y sistemas láser PBT, almohadillas LED autónomas programadas sobre un sistema PBT distribuido, almohadillas y varillas de magnetoterapia, máscaras LED, tapas LED, auriculares LED para oídos y nariz, y más. Las mascarillas LED, las gorras para la cabeza y las camas LED son simplemente sistemas PBT multizona que utilizan sistemas de entrega LED únicos. Por tanto, el control eléctrico es idéntico al sistema PBT mencionado anteriormente como se describe. En términos generales, el sistema PBT distribuido antes mencionado no se limita a la activación de LED, sino que se puede utilizar para activar cualquier emisor de energía colocado junto a un paciente con el fin de inyectar energía en el tejido vivo, incluida una luz coherente de un láser, o la emisión de energía magnética variable en el tiempo. campos (magnetoterapia), microcorrientes eléctricas (electroterapia), energía ultrasónica, infrasonido, radiación electromagnética infrarroja lejana o cualquier combinación de los mismos. The PBT controller can be used to control therapy devices other than LEDs. These peripheral components can include PBT laser wands and systems, autonomous LED pads programmed over a distributed PBT system, magnetotherapy pads and wands, LED masks, LED caps, LED ear and nose headsets, and more. LED Face Masks, Head Caps, and LED Beds are simply multi-zone PBT systems using unique LED delivery systems. Therefore, the electrical control is identical to the aforementioned PBT system as described. Generally speaking, the aforementioned distributed PBT system is not limited to LED activation, but can be used to activate any energy emitter placed next to a patient in order to inject energy into living tissue, including coherent light. of a laser, or the emission of variable magnetic energy in time. fields (magnetic therapy), electrical microcurrents (electrotherapy), ultrasonic energy, infrasound, far infrared electromagnetic radiation, or any combination thereof.

Debido a que los sistemas terapéuticos distribuidos como el láser PBT, la termoterapia, la magnetoterapia y la terapia de ultrasonido utilizan emisores de energía diferentes a los LED, requieren algunas modificaciones para activar los emisores de energía utilizando el controlador PBT descrito. A continuación se describen algunos ejemplos de adaptación del sistema PBT divulgado para terapias alternativas:Because distributed therapeutic systems such as PBT laser, thermotherapy, magnetotherapy, and ultrasound therapy use different power emitters than LEDs, they require some modification to activate the power emitters using the described PBT controller. Some examples of adaptation of the disclosed PBT system for alternative therapies are described below:

Sistemas láser PBT- FIGURA. 76 ilustra un dispositivo PBT portátil o "varita" útil para la terapia PBT con láser . Como se muestra, la varilla de mano 1150 incluye un brazo cilíndrico 1153 con LCD1160 y botones de control 1161a y 1162b. La parte inferior del mango del cilindro también incluye un puerto USB 1162 necesario para cargar la batería 1166. El mango del cilindro se conecta a un cardán 1152 al cabezal PBT 1151 con placa frontal transparente 1154 que contiene la placa de circuito impreso PCB 1155 con láseres 1156 y 1157 junto con sensores 1158. Una característica inventiva es una cuchilla conductora circular 1159 que se usa para detectar el contacto con la piel para evitar la iluminación de los láseres a menos que la unidad esté en contacto con tejido. PBT laser systems- FIGURE. 76 illustrates a portable PBT device or "wand" useful for laser PBT therapy. As shown, hand wand 1150 includes barrel arm 1153 with LCD1160 and control buttons 1161a and 1162b. The bottom of the barrel handle also includes a USB port 1162 needed to charge the 1166 battery. The barrel handle connects to a 1152 gimbal to the 1151 PBT header with clear faceplate 1154 containing the PCB 1155 with lasers 1156 and 1157 along with sensors 1158. An inventive feature is a circular conductive blade 1159 that is used to detect skin contact to avoid illumination of lasers unless the unit is in contact with tissue.

El diagrama de bloques del diagrama de bloques de la terapia PBT portátil de la FIGURA. 77 incluye pad pC 1181, reloj 1183, memoria volátil 1185, memoria no volátil 1184 e interfaz de comunicación 1182 y Bluetooth 1190. Pad pC se comunica por bus de datos 1187 para controlar UI 1177 con botones 1161a y 1161b, controlador de pantalla UX 1176 con LCD 1160 , controlador láser 1174 y sistema de seguridad. Como se muestra, el controlador láser 1174 acciona los diodos láser 1156 y 1157. Al mismo tiempo, la interfaz 1175 del sistema de seguridad utiliza la señal de hoja de contacto 1188 y las señales del sensor de temperatura 1189. El controlador láser 1174 funciona con una fuente de alimentación láser 1173 con una batería de iones de litio 1172 mediante cargador de batería y regulador 1171 alimentado por entrada USB 1186.The block diagram of the portable PBT therapy block diagram of FIGURE. 77 includes pad pC 1181, clock 1183, volatile memory 1185, non-volatile memory 1184, and communication interface 1182 and Bluetooth 1190. Pad pC communicates via data bus 1187 to control UI 1177 with buttons 1161a and 1161b, UX display controller 1176 with 1160 LCD, 1174 laser controller and security system. As shown, the 1174 laser controller drives the 1156 and 1157 laser diodes. At the same time, the 1175 security system interface uses the 1188 contact blade signal and 1189 temperature sensor signals. The 1174 laser controller works with one 1173 laser power supply with one 1172 lithium-ion battery via 1171 battery charger and regulator powered by 1186 USB input.

Los detalles de los sensores de seguridad se muestran en la FIGURA. 78 incluyen la medición del calor 1200 con el diodo PN 1202 (terminales A y K) y las hojas de contacto 1159 con los condensadores 1201a y 120b que forman un circuito cerrado que conduce corriente alterna a través del tejido de un paciente a través de los terminales C y C'. FIGURA. 79 ilustra un sistema de seguridad portátil PBT láser que incluye el oscilador 1220, los condensadores de sensor de contacto 1201a y 1201b y la resistencia de detección 1221 junto con el amplificador diferencial 1222, el filtro de paso bajo 1223, el comparador 1225 y la referencia de voltaje 1224. En funcionamiento, el oscilador 1220 de voltaje Vosc inyecta una frecuencia fosc en la serie en el divisor de voltaje formado entre la resistencia 1221 y la conexión en serie de los capacitores 1201a y 1201b y una resistencia 1221. A la frecuencia de conmutación fosc, los capacitores conectados en serie exhiben una impedancia equivalente Z y caen un voltaje voltaje de la red entre los nodos C y C' de Vz = (Zc • lave) mientras que la caída de voltaje a través de la resistencia 1221 es Vr = R • lave . Igualando las dos ecuaciones Vr = Vosc R / (R Zc) es decir, cuando el sensor de hoja de contacto 1159 no está en contacto con la piel del paciente, el valor de Z c es grande y V r se acerca a cero. En tal caso, la salida del amplificador diferencial es menor que Vref , el voltaje de referencia de voltaje independiente de la temperatura 1224. Como tal, la salida del comparador de seguridad ocular 1225 está en tierra y el controlador de láser está inhibido. Si la hoja del sensor entra en contacto con la piel, la impedancia de CA Zc cae significativamente donde, después de eliminar la señal de CA mediante el filtro de paso bajo 1223, el voltaje de CC promedio a través de la resistencia 1221 es mayor que V ref , por lo que la salida del comparador de seguridad ocular cambia a un lógica alta y enviando una señal de habilitación de detección de contacto 1228 al láser pC. De manera similar, el sensor de temperatura 1202 es procesado por el circuito de protección de temperatura 1231a. Si se produce una condición de sobrecalentamiento, el indicador de sobretemperatura 1232 se envía al láser pC y la entrada a la lógica y la puerta baja, desactivando el controlador de láser 1174. En ausencia de una condición de sobrecalentamiento, entonces se confirma la detección de contacto 1228 proporcionada y luego la puerta lógica 1226 pasará el valor digital de la salida del controlador PWM 493, es decir, el controlador láser 1174 está habilitado.The details of the safety sensors are shown in the FIGURE. 78 include heat measurement 1200 with diode PN 1202 (terminals A and K) and contact sheets 1159 with capacitors 1201a and 120b that form a closed circuit that conducts alternating current through a patient's tissue via the terminals C and C'. FIGURE. 79 illustrates a laser PBT portable security system that includes oscillator 1220, touch sensor capacitors 1201a and 1201b, and sense resistor 1221 along with differential amplifier 1222, low-pass filter 1223, comparator 1225, and reference. voltage oscillator 1224. In operation, voltage oscillator 1220 Vosc injects a fosc frequency into the series at the voltage divider formed between resistor 1221 and the series connection of capacitors 1201a and 1201b and a resistor 1221. At the frequency of fosc Switching, series-connected capacitors exhibit an equivalent impedance Z and drop a network voltage between nodes C and C' of V z = (Z c • lave) while the voltage drop across resistor 1221 is V r = R • wash . Equating the two equations V r = Vosc R / (RZ c ) ie, when the contact sheet sensor 1159 is not in contact with the patient's skin, the value of Z c is large and V r approaches zero. In such a case, the output of the differential amplifier is less than Vref , the temperature independent voltage reference voltage 1224. As such, the output of the eye safety comparator 1225 is grounded and the laser driver is inhibited. If the sensor sheet comes in contact with the skin, the AC impedance Z c drops significantly where, after removing the AC signal by low-pass filter 1223, the average DC voltage across resistor 1221 is higher. than V ref , thereby switching the output of the eye safety comparator to a logic high and sending a contact detection enable signal 1228 to the pC laser. Similarly, the temperature sensor 1202 is processed by the temperature protection circuit 1231a. If an overheat condition occurs, the 1232 overtemp flag is sent to the pC laser and the input to the logic and gate goes low, disabling the 1174 laser controller. In the absence of an overheat condition, then the overheat detection is acknowledged. contact 1228 provided and then logic gate 1226 will pass the digital value of PWM controller output 493, that is, laser controller 1174 is enabled.

FIGURA. 80 ilustra un esquema ejemplar de un controlador láser de dos canales. Como se muestra, el control láser PBT 1240 es similar al controlador LED antes mencionado que comprende el láser pC 1181, la interfaz de comunicación 1182, el reloj 1183, la memoria no volátil 1184 y la memoria volátil 1185. Las funciones de protección incluyen protección contra sobrecalentamiento 1131a con sensor 1202 junto con protección ocular 1131b. Las señales de falla y la salida del reproductor PWM del láser pC se ingresan en las puertas lógicas y 1228a y 1228b, luego se almacenan en búfer mediante dos pares de inversores en serie 1247 y 1246. La salida se alimenta a las entradas digitales de los sumideros de corriente digitales 1256 y 1257 en el controlador láser 1174. El convertidor D/A 1245 de doble salida también se utiliza para controlar el valor analógico de las corrientes lLaser1 e kaser2 cuando los sumideros de corriente son conductores.FIGURE. 80 illustrates an exemplary schematic of a two channel laser controller. As shown, the PBT 1240 laser controller is similar to the aforementioned LED controller comprising of the 1181 pC laser, 1182 communication interface, 1183 clock, 1184 non-volatile memory, and 1185 volatile memory. Protection functions include protection against overheating 1131a with sensor 1202 together with eye protection 1131b. The fault signals and output from the pC laser PWM player are input into logic gates 1228a and 1228b, then buffered by two pairs of serial inverters 1247 and 1246. The output is fed to the digital inputs of the pC lasers. digital current sinks 1256 and 1257 in the 1174 laser controller. The 1245 dual output D/A converter is also used to control the analog value of the lLaser 1 and kaser 2 currents when the current sinks are conducting.

El sumidero de corriente controlado 1256 se usa para impulsar la cadena de láseres 1156a a 1156n con longitud de onda A1. El disipador de corriente controlado 1257 se utiliza para impulsar la cadena de láseres 1157a a 1157n con longitud de onda A2 en la matriz de láser 1242. Las cadenas de láser son alimentadas por la tensión de alimentación Vhv de salida del regulador de conmutación de tipo boost 1241 que comprende el condensador de entrada 1265 Controlador PWM 1260, DMOSFET 1262 de baja potencia, inductor 1261, rectificador Schottky 1263 y condensador de salida 1264 con retroalimentación de voltaje al controlador PWM 1260. La entrada a la fuente de alimentación láser 1241 es suministrada por la batería de iones de litio 1172 y el cargador de batería 1171 de Entrada de alimentación USB. A espués 2. 5 - salida de tensión V regulado es también la salida de cargador de batería 1171 y condensador de filtro 1266 a la alimentación de los componentes del circuito de control de PBT láser 1240. Si se requiere una tensión más alta, la Vhv salida de alimentación utiliza para conducir la matriz de láser también puede usarse para suministrar el control de PBT del láser después de que el convertidor elevador esté funcionando.Controlled current sink 1256 is used to drive the string of lasers 1156a through 1156n with wavelength A 1 . The 1257 controlled current sink is used to drive the string of lasers 1157a through 1157n with wavelength A 2 in the 1242 laser array. The laser strings are powered by the output supply voltage V hv of the switching regulator. 1241 boost type comprising input capacitor 1265 PWM controller 1260, low power DMOSFET 1262, inductor 1261, Schottky rectifier 1263 and output capacitor 1264 with voltage feedback to controller 1260 PWM. Input to the 1241 laser power supply is supplied by the 1172 Lithium-Ion battery and 1171 USB Power Input battery charger. After 2. 5 - regulated voltage output V is also the output of battery charger 1171 and filter capacitor 1266 to power the components of the laser PBT control circuit 1240. If a higher voltage is required, the V hv power output used to drive the laser array can also be used to supply the PBT control of the laser after the boost converter is running.

Almohadillas LED autónomas para terapia de fotobiomodulación : otro periférico compatible con el sistema PBT distribuido son las almohadillas LED autónomas que se utilizan en aplicaciones cuando un controlador PBT o un teléfono celular no está disponible o es inconveniente para administrar tratamientos de emergencia, por ejemplo, en un campo de batalla o en un accidente de avión en un lugar montañoso. En funcionamiento, un solo botón ubicado en la almohadilla LED autónoma se utiliza para seleccionar el tratamiento. En general, no hay una pantalla UX disponible para información. A Nd A unque almohadillas LED autónomas operan "autónoma” (es decir, por sí mismos) durante los tratamientos de terapia, durante la fabricación que están conectados a parte de un sistema PBT distribuido a cargar sus programas aplicables y para confirmar su operación exitosa. Self-contained LED Pads for Photobiomodulation Therapy – Another peripheral compatible with the distributed PBT system are self-contained LED pads which are used in applications when a PBT controller or cell phone is not available or inconvenient to deliver emergency treatments, for example, in a battlefield or in a plane crash in a mountainous place. In operation, a single button located on the self-contained LED pad is used to select treatment. In general, there is no UX screen available for information. A Nd Although autonomous LED pads operate “autonomous” (i.e., by themselves) during therapy treatments, during manufacturing they are connected to part of a distributed PBT system to load their applicable programs and to confirm their successful operation.

Los programas de software PBT cargados en las almohadillas LED varían según los mercados y las aplicaciones para los que están destinados. Por ejemplo, los programas de tratamiento cargados en las almohadillas LED en una estación de esquí pueden incluir tratamientos para la conmoción cerebral (una lesión común en el esquí), mientras que los utilizados por los paramédicos pueden centrarse en el tratamiento de heridas como laceraciones o quemaduras. En las instalaciones deportivas y los clubes de tenis, las almohadillas LED autónomas para el dolor muscular y articular pueden ser más comunes. En aplicaciones militares, la principal aplicación de campo es ralentizar o prevenir la propagación de la infección en una herida de bala o metralla.The PBT software programs loaded on the LED pads vary depending on the markets and applications for which they are intended. For example, treatment programs uploaded to LED pads at a ski resort may include treatments for concussion (a common ski injury), while those used by paramedics may focus on treating injuries such as lacerations or Burns. In sports facilities and tennis clubs, self-contained LED pads for muscle and joint pain may be more common. In military applications, the primary field application is to slow or prevent the spread of infection in a gunshot or shrapnel wound.

El diseño eléctrico del LED inteligente 337 de la FIGURA. 14 es una operación LED autónoma igualmente aplicable, excepto por la adición de un botón para controlar el encendido / apagado y la selección de programas. Durante la programación, todo el sistema PBT está presente, incluido el bloque de alimentación 132, el controlador PBT 131, el cable USB 136 y la almohadilla LED inteligente autónoma 337. En la programación, el controlador PBT configura la almohadilla LED cargando datos de fabricación y descargando un reproductor PBT y los archivos de reproducción LED de precarga según sea necesario. También se puede usar un sistema de programación portátil para reprogramar las almohadillas una vez vendidas o implementadas en el campo, lo que permite al cliente reutilizar su inventario para adaptarse a varios tipos de desastres, por ejemplo, congelación en el invierno, tratamientos antivirales en un brote de enfermedad o pandemia. , daño pulmonar por la liberación de un agente nervioso de un terrorista, etc. The electrical design of the intelligent LED 337 of FIG. 14 is equally applicable stand-alone LED operation, except for the addition of a button to control power on/off and program selection. During programming, the entire PBT system is present, including power brick 132, PBT controller 131, USB cable 136, and stand-alone smart LED pad 337. In programming, the PBT controller configures the LED pad by uploading manufacturing data and downloading a PBT player and the preload LED playback files as needed. A portable scheduling system can also be used to reschedule pads once sold or deployed in the field, allowing the customer to reuse their inventory to accommodate various types of disasters, eg freezing in the winter, antiviral treatments in a disease outbreak or pandemic. , lung damage from the release of a nerve agent by a terrorist, etc.

El factor importante en una almohadilla LED autónoma es que el costo debe controlarse utilizando un diseño estándar, es decir, usando un flujo de fabricación común y una lista de materiales (construcción de materiales) del producto para todas las aplicaciones y mercados, y luego usar descargas de software para personalizar el producto genérico. en una versión específica de la aplicación. En la FIGURA. 1 se muestra un ejemplo de una almohadilla de uso general. FIGURA. 81A que comprende un autónomo pre-programado almohadilla inteligente LED se muestra con la vista superior 1281, u nderside ver 1284 , y vista lateral que incluye un único zócalo de USB 1198. Cross sección 1280 incluye rígido PCB 1288; PCB flexible 1289, LED 1991 y 1292, sensor 1290 e interruptor de control 1299. La cubierta de la almohadilla polimérica LED 1281 incluye las aberturas 1295 y la cavidad 1296, la parte delgada 1288 para el interruptor 1298 y el plástico transparente protector 1287. La almohadilla LED 1280 incluye la cubierta superior de polímero flexible 1281 con saliente 1283, polímero flexible inferior 1284 con saliente 1285.The important factor in a self-contained LED pad is that the cost should be controlled using a standard design, i.e. using a common manufacturing flow and bill of materials (material construction) of the product for all applications and markets, and then using software downloads to customize the generic product. in a specific version of the application. In FIGURE. 1 shows an example of a general purpose pad. FIGURE. 81A comprising a self-contained pre-programmed LED smart pad shown top view 1281, underside view 1284, and side view including a single USB socket 1198. Cross section 1280 includes rigid PCB 1288; 1289 flexible PCB, 1991 and 1292 LEDs, 1290 sensor, and 1299 control switch. The 1281 LED polymeric pad cover includes the 1295 openings and 1296 cavity, the 1288 thin portion for the 1298 switch, and the 1287 protective clear plastic. 1280 LED Pad includes 1281 Flexible Polymer Top Cover with 1283 Ridge, 1284 Flexible Polymer Lower Cover with 1285 Ridge.

Como se describe, las almohadillas LED autónomas no utilizan una pantalla, un enlace de radio o un control remoto y, por lo tanto, ofrecen un número limitado de programas de tratamiento precargados, generalmente de una a cinco opciones como se ilustra en la FIGURA. 81B. Como se muestra, una almohadilla LED autónoma en su estado apagado 1257a cambiará al estado 1257b después de presionar el interruptor 1293 una vez. Después de seleccionar este estado después de un breve período de tiempo, el tratamiento comenzará utilizando el programa "Tratamiento 1". Si presiona el botón por segunda vez, el programa avanzará al estado 1257c y comenzará el "Tratamiento 2". De manera similar, cada vez que se presiona el botón, el programa avanza al siguiente tratamiento 3, 4 y 5 mostrado como los estados correspondientes 1257d, 1257e y 1257f. Al presionar el interruptor 1293 por sexta vez, la almohadilla LED autónoma vuelve al estado 1297a apagado.As described, self-contained LED pads do not use a display, radio link, or remote control, and therefore offer a limited number of preloaded treatment programs, typically one to five options as illustrated in FIGURE. 81B. As shown, a stand-alone LED pad in its off state 1257a will change to state 1257b after pressing switch 1293 once. After selecting this state after a short period of time, the treatment will start using the "Treatment 1" program. If you press the button a second time, the program will advance to state 1257c and "Treatment 2" will begin. Similarly, each time the button is pressed, the program advances to the next treatment 3, 4, and 5 displayed as the corresponding states 1257d, 1257e, and 1257f. Pressing switch 1293 a sixth time returns the standalone LED pad to the off state 1297a.

Termoterapia con LED pulsados: de manera similar a la luz visible y el infrarrojo cercano en la terapia de fotobiomodulación, la termoterapia es la aplicación de infrarrojo lejano , que generalmente comprende longitudes de onda de 1 pm a 100 pm. La termoterapia incluye spas, almohadillas térmicas y envolturas corporales calefactoras. Según Wikipedia, los efectos terapéuticos del calor incluyen “aumentar la extensibilidad de los tejidos de colágeno; disminución de la rigidez articular; reducir el dolor; aliviar los espasmos musculares; reducir la inflamación, el edema y las ayudas en la fase de curación posaguda; y aumento del flujo sanguíneo. El aumento del flujo sanguíneo al área afectada proporciona proteínas, nutrientes y oxígeno para una mejor curación ". También acelera la entrega de desechos Pulsed LED Thermotherapy – Similar to visible light and near-infrared in photobiomodulation therapy, thermotherapy is the application of far-infrared, typically comprising wavelengths from 1 pm to 100 pm. Thermotherapy includes spas, heating pads, and heating body wraps. According to Wikipedia, the therapeutic effects of heat include “increasing the extensibility of collagenous tissues; decreased joint stiffness; reduce pain; relieve muscle spasms; reduce inflammation, edema and aids in the post-acute healing phase; and increased blood flow. Increased blood flow to the affected area provides protein, nutrients, and oxygen for better healing." It also speeds up waste delivery metabólicos y dióxido de carbono. La terapia de calor también es útil para mejorar los espasmos musculares, mialgia, fibromialgia, contracturas, bursitis,metabolism and carbon dioxide. Heat therapy is also useful for improving muscle spasms, myalgia, fibromyalgia, contractures, bursitis,

Si bien las afirmaciones terapéuticas se superponen a las ofrecidas por PBT, el mecanismo físico de la termoterapia es considerablemente diferente. A diferencia del PBT, que imparte fotones absorbidos por moléculas para estimular reacciones químicas que de otro modo no ocurrirían, es decir, la fotobiomodulación, en la termoterapia, el calor absorbido por los tejidos y el agua acelera las tasas de vibración molecular para acelerar las reacciones químicas en curso. Sin embargo, dado que de acuerdo con la relación de Einstein E = hc / A la energía de un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda, la energía de la radiación infrarroja lejana de 3 pm es solo del 20% al 20% de la del rojo y del NIR PBT. Esta diferencia de energía es significativa, ya que la energía más baja es insuficiente para romper enlaces químicos o transformar la estructura molecular. Como tal, la termoterapia generalmente se considera un alivio sintomático sin la manifestación de curación acelerada asociada en el PBT. Las profundidades de penetración para fuentes de infrarrojo lejano de menos de 3 pm (es decir, IR tipo B) exhiben mayores profundidades de penetración que longitudes de onda más largas y, por lo tanto, se prefieren a las fuentes de longitud de onda larga .While the therapeutic claims overlap with those offered by PBT, the physical mechanism of thermotherapy is considerably different. Unlike PBT, which imparts photons absorbed by molecules to stimulate chemical reactions that would not otherwise occur, i.e. photobiomodulation, in thermotherapy, heat absorbed by tissues and water accelerates rates of molecular vibration to accelerate reactions. ongoing chemical reactions. However, since according to Einstein's relation E = hc / A the energy of a photon is inversely proportional to its wavelength, the energy of 3 pm far infrared radiation is only 20 to 20% of that of red and of NIR PBT. This energy difference is significant, since the lowest energy is insufficient to break chemical bonds or transform the molecular structure. As such, thermotherapy is generally considered symptomatic relief without the associated accelerated healing manifestation in PBT. Penetration depths for far-infrared sources less than 3 pm (i.e., type B IR) exhibit greater penetration depths than longer wavelengths, and are therefore preferred over long-wavelength sources.

El sistema PBT mencionado anteriormente se puede adaptar para termoterapia reemplazando la luz visible y los LED NIR por LED en el espectro IR lejano. Los LED están generalmente limitados a longitudes de onda de 12 pm o menos como se describe en "Radiación infrarroja lejana (FIR): sus efectos biológicos y aplicaciones médicas” , The aforementioned PBT system can be adapted for thermotherapy by replacing visible light and NIR LEDs with LEDs in the far IR spectrum. LEDs are generally limited to wavelengths of 12 pm or less as described in "Far Infrared Radiation (FIR): Its Biological Effects and Medical Applications",

Photonics Lasers M e d ., Vol. 1, no. 4, noviembre de 2012, págs. 255-266: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3699878/ por F. Vatansever y MR Hamblin. Al ajustar la estructura cristalina de los semiconductores compuestos de superrejilla compuesta III-V para anchos de banda más pequeños, los LED que operan en un espectro de IR lejano se han logrado a longitudes de onda de hasta 8,6 pm ( consulte " Diodo emisor de luz de superrejilla InAs / GaSb con emisión máxima a una longitud de onda de 8,6 pm ”, IEEE J. Quant. Elect., vol. 47, núm. 1, enero de 2011, págs. 5-54) . Por lo tanto, el sistema PBT utilizado para activar los LED NIR que se describen en este documento se puede adaptar fácilmente para adaptarse a los LED FIR simplemente intercambiando los LED NIR por sus contrapartes de longitud de onda más larga. El circuito de buceo se puede utilizar de manera idéntica utilizando formas de onda pulsadas o sinusoidales. Debido a las longitudes de onda largas, las frecuencias de excitación por debajo de 100 Hz son más adecuadas para asegurar una emisión uniforme de radiación infrarroja lejana. Incluso a frecuencias más bajas, por ejemplo, por debajo de 10 Hz, los LED FIR en una almohadilla se pueden escanear fila por fila para producir un masaje como una onda ondulante a través de cada almohadilla, estimulando sucesivamente la vasodilatación en un patrón sistemático a través del tejido Photonics Lasers Med ., Vol. 1, no. 4, November 2012, pp. 255-266: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3699878/ by F. Vatansever and MR Hamblin. By tuning the crystal structure of compound III-V superlattice semiconductors for smaller bandwidths, LEDs operating in a far-IR spectrum have been achieved at wavelengths up to 8.6 pm (see "Emitting diode of InAs/GaSb superlattice light with maximum emission at a wavelength of 8.6 pm", IEEE J. Quant. Elect., vol. 47, no. 1, Jan 2011, pp. 5-54). Therefore, the PBT system used to drive the NIR LEDs described in this paper can be easily adapted to suit FIR LEDs by simply swapping the NIR LEDs for their longer wavelength counterparts.The diving circuit can be used identically using pulsed or sinusoidal waveforms Due to the long wavelengths, excitation frequencies below 100 Hz are more suitable to ensure uniform emission of far-infrared radiation Even at lower frequencies, for example, below 10 Hz, the FIR LEDs in a pad can be scanned row by row to produce a massage like an undulating wave through each pad, successively stimulating vasodilation in a systematic pattern through the tissue tratado. Opcionalmente, los LED de infrarrojo cercano para PBT y el LED de infrarrojo lejano para termoterapia se pueden combinar en una almohadilla inteligente y se pueden activar de forma simultánea o alterna en el tiempo.treaty. Optionally, the near-infrared LEDs for PBT and the far-infrared LED for thermotherapy can be combined into a smart pad and can be activated simultaneously or alternately in time.

M a g n e to te ra p ia - Magnetoterapia (MT) es un n terapia de medicina alternativa en la que el tejido lesionado se somete al campo magnético s. La influencia de los campos magnéticos fijos en el tejido es dudosa y, en general se considera pseudo-medicina, pseudomedicina, medicina marginal e incluso la charlatanería, la FDA de Estados Unidos algunos estudios han concluido las reclamaciones médicas de imán permanente magnetoterapia son totalmente soportado por los resultados de la Ciencia y la estudios clínicos y prohíbe la comercialización de cualquier producto de magnetoterapia utilizando afirmaciones médicas (https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet therapy). Las afirmaciones contradictorias sugieren que los campos magnéticos pulsados exhiben un efecto terapéutico porque el tejido vivo contiene una gran cantidad de iones libres e incluso moléculas eléctricamente balanceadas (como el agua), que actúan como dipolos debido a la dirección de sus cargas. Cuando se someten a un campo magnético oscilante, las moléculas son repelidas y atraídas de acuerdo con su carga eléctrica de una manera similar a las imágenes realizadas por imágenes magneto-resonantes (MRI), excepto que la excitación se produce a frecuencias más bajas. Este tipo de terapia magnética se conoce comúnmente como magnetoterapia pulsada o PMT. M agne tor p y - Magnetotherapy (MT) is an alternative medicine therapy in which injured tissue is subjected to magnetic fields. The influence of fixed magnetic fields on tissue is doubtful and is generally considered pseudo-medicine, pseudo-medicine, fringe medicine and even quackery, US FDA some studies have concluded permanent magnet magnetotherapy medical claims are fully supported by the results of science and clinical studies and prohibits the marketing of any magnet therapy product using medical claims (https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet therapy). Contradictory claims suggest that pulsed magnetic fields exhibit a therapeutic effect because living tissue contains a large number of free ions and even electrically balanced molecules (such as water), which act as dipoles due to the direction of their charges. When subjected to an oscillating magnetic field, molecules are repelled and attracted according to their electrical charge in a manner similar to images made by magneto-resonant imaging (MRI), except that excitation occurs at lower frequencies. This type of magnetic therapy is commonly known as pulsed magnetotherapy or PMT.

Los efectos notificados de la PMT son en gran parte analgésicos, incluida la relajación muscular, mejora de la circulación sanguínea local y vasodilatación; efectos antiinflamatorios ; el alivio del dolor a través de la liberación local de en dorphins ; y efectos beneficiosos sobre celular potencial de acción de membrana s . Se cree que el mecanismo de acción es principalmente electroquímico en lugar de térmico, y en esencia actúa de manera catalítica al acelerar las velocidades de reacción química en curso. Las frecuencias de pulso de PMT reportadas varían en todo el espectro de audio e infrasonido desde 20 kHaz sembrados hasta menos de 1 Hz. A partir de la literatura publicada, es imposible determinar la exactitud de estas afirmaciones informadas o determinar la eficacia del tratamiento de la magnetoterapia pulsada. Además, PMT conlleva ciertos riesgos. En particular, la PMT está contraindicada en el caso de tumores y tiene un riesgo de seguridad de afectar el funcionamiento del marcapasos.The reported effects of PMT are largely analgesic, including muscle relaxation, improvement of local blood circulation, and vasodilation; anti-inflammatory effects; pain relief through local release of in dorphins; and beneficial effects on cellular membrane action potentials. The mechanism of action is believed to be primarily electrochemical rather than thermal, essentially acting catalytically by accelerating ongoing chemical reaction rates. Reported PMT pulse frequencies vary across the entire audio and infrasound spectrum from 20 kHz seeded down to less than 1 Hz. From the published literature, it is impossible to determine the accuracy of these reported claims or to determine the efficacy of PMT treatment. pulsed magnetotherapy. In addition, PMT carries certain risks. In particular, PMT is contraindicated in the case of tumors and has a safety risk of affecting pacemaker function.

De acuerdo con esta invención, se puede realizar un sistema de magnetoterapia pulsada reutilizando el sistema PBT descrito reemplazando los componentes ópticos con electroimanes y adaptando el circuito de activación contenido en la almohadilla o varilla inteligente. Opcionalmente, los LED para PBT se pueden activar en combinación con emisores magnéticos, ya sea de forma simultánea o alterna en el tiempo. En el caso de impulsar una matriz de electroimanes, la matriz de electroimán debe montarse en una placa In accordance with this invention, a pulsed magnetotherapy system can be realized by reusing the described PBT system by replacing the optical components with electromagnets and adapting the activation circuitry contained in the smart pad or wand. Optionally, the LEDs for PBT can be activated in combination with magnetic emitters, either simultaneously or alternately in time. In the case of driving an electromagnet array, the electromagnet array must be mounted on a plate de circuito impreso tridimensionalmente flexible (o PCB 3D) similar a la que se utiliza aquí para matrices de LED y se describe en la solicitud de USPTO número 14 / 919.594 titulada " 3D flexible Placa de circuito impreso con interconexiones redundantes ”, incorporada aquí como referencia. El PCB rígido - flexible es necesario para ajustar la orientación de numerosos electroimanes a un ángulo de 90 ° (es decir, un ángulo recto) al tejido del paciente que se está tratando sin dañar mecánicamente las juntas de soldadura entre el PCB flexible y los electroimanes rígidos. La PCB rígida y flexible proporciona una solución perfecta para lograr una flexibilidad 3D confiable.of three-dimensionally flexible printed circuit board (or 3D PCB) similar to that used here for LED arrays and described in USPTO application number 14/919,594 entitled "Flexible 3D Printed Circuit Board with Redundant Interconnects", incorporated herein by reference The rigid-flex PCB is necessary to adjust the orientation of numerous electromagnets at a 90° angle (i.e., a right angle) to the patient's tissue being treated without mechanically damaging the solder joints between the flexible PCB and the Rigid Electromagnets The rigid and flexible PCB provides a perfect solution for achieving reliable 3D flexibility.

FIGURA. 82 ilustra un PCB rígido-flexible con interconexiones de cobre sin protección. Como se muestra, la PCB flexible comprende una capa aislante 1303 intercalada por capas metálicas 1301 y 1302 que comprenden típicamente cobre modelado. En algunas partes de la sección transversal mostrada y en otras partes (no mostradas en esta sección transversal específica), esta PCB flexible está intercalada en el medio de una PCB rígida que comprende capas aislantes 1304 y 1305 y laminada con capas metálicas estampadas 1311 y 1312. En general, las capas flexibles 1301 y 1302 de metal para PCB son más delgadas que las capas rígidas de metal para PCB 1311 y 1312. La sección transversal es para fines ilustrativos. El patrón exacto de cada capa en una sección transversal depende de la ubicación y del circuito que se implementa. Como se muestra, el metal a través de 1307 se usa para conectar las capas de metal 1301 a 1311 y a través de 1308 se usa para conectar las capas de metal 1302 a 1312. Se usa un completamente enterrado a través de 1306 para conectar las capas de metal flexible 1301 y 1302.FIGURE. 82 illustrates a rigid-flex PCB with bare copper interconnects. As shown, the flexible PCB comprises an insulating layer 1303 sandwiched by metallic layers 1301 and 1302 typically comprising patterned copper. In some parts of the cross section shown and in other parts (not shown in this specific cross section), this flexible PCB is sandwiched in the middle of a rigid PCB comprising insulating layers 1304 and 1305 and laminated with metal stamped layers 1311 and 1312 In general, the flexible PCB metal layers 1301 and 1302 are thinner than the rigid PCB metal layers 1311 and 1312. The cross section is for illustrative purposes. The exact pattern of each layer in a cross section depends on the location and the circuit being implemented. As shown, metal through 1307 is used to connect metal layers 1301 through 1311 and through 1308 is used to connect metal layers 1302 through 1312. A fully buried through 1306 is used to connect the layers flexible metal 1301 and 1302.

Se utilizan capas protectoras que comprenden un revestimiento de poliimida, silicona u otro material de protección contra rayones para sellar las partes rígidas y flexibles de la PCB. Como se muestra, el aislante 1304 protege la capa de metal 1301 y el aislante 1305 protege la capa de metal 1302 sellando completamente la PCB flexible de la humedad y el riesgo de rayones inducidos mecánicamente. En la parte rígida de la PCB, la capa aislante con patrón 1313 protege una parte de la capa metálica 1311 y la capa aislante sin patrón 1314 protege completamente la capa metálica 1312. Algunas partes de las capas metálicas 1311 permanecen desprotegidas con el fin de soldar componentes sobre la PCB rígida.Protective layers comprising a coating of polyimide, silicone or other scratch protection material are used to seal the rigid and flexible parts of the PCB. As shown, the 1304 insulator protects the 1301 metal layer and the 1305 insulator protects the 1302 metal layer completely sealing the flexible PCB from moisture and the risk of mechanically induced scratches. On the rigid part of the PCB, the patterned insulating layer 1313 shields a part of the metal layer 1311 and the non-patterned insulating layer 1314 completely shields the metal layer 1312. Some parts of the metal layers 1311 remain unprotected for the purpose of soldering. components on the rigid PCB.

Como se muestra , la interconexión eléctrica de las diversas capas de metal dentro de un PCB rígido dado, entre PCB rígidos y dentro de PCB flexibles se puede lograr sin la necesidad de cables, conectores o juntas de soldadura, utilizando vías conductoras 1306, 1307 y 1308 . Estas vías conductoras comprenden columnas conductoras de metal u otros materiales de baja resistencia formados perpendiculares a las diversas capas de metal y pueden penetrar dos o más capas de metal para facilitar la conectividad multinivel y topologías eléctricas no planas, es decir, circuitos donde los conductores deben cruzarse entre sí sin volverse eléctricamente. cortocircuitado. As shown, the electrical interconnection of the various metal layers within a given rigid PCB, between rigid PCBs, and within flexible PCBs can be accomplished without the need for wires, connectors, or solder joints, using conductive vias 1306, 1307, and 1308 . These conductive pathways comprise conductive columns of metal or other low resistance materials formed perpendicular to the various metal layers and can penetrate two or more metal layers to facilitate multilevel connectivity and non-planar electrical topologies, that is, circuits where conductors must cross each other without turning electrically. shorted.

En las almohadillas PMT, la función de la parte rígida de la PCB rígida-flexible descrita se puede utilizar de diversas formas. En un caso, se pueden montar pilas discretas electromagnéticas, de imanes permanentes y de imanes permanentes / electroimán en la parte rígida de la PCB rígida-flexible. Alternativamente, las interconexiones de PCB se pueden usar para formar un toroide que cuando se combina con material magnético de orificio pasante forma una estructura magnética plana. Una disposición ejemplar de un toroide magnético plano se ilustra en el diagrama de explosión de la FIGURA. 83 donde las capas conductoras de metal 1311, 1301, 1302 y 1312 forman un toroide circular que rodea un núcleo magnético 1316. Cada conductor circular en una capa dada se gira en comparación con la capa de metal debajo de ella de modo que las vías de metal 1307, 1306 y 1308 son capaces de interconectar las capas de una manera en la que la corriente fluye en sentido antihorario en cada capa ubicada en cada plano de la PCB, por ejemplo, en el plano que cruza la PCB rígida 1320. Esta estructura se detalla más en la FIGURA. 84 en el que el PCB rígido-flex forma las capas de la toroide que rodea núcleo magnético 1316. Para evitar cortocircuitos entre las capas conductoras y la iro n núcleo magnético, el núcleo magnético 1316 puede estar aislado de capas conductoras 1311, 1301, 1302, y 1302 por aislante 1315. La vista superior resultante se muestra en la FIGURA. 85 en la sección transversal plana que cruza la PCB rígida 1320 y la PCB flexible de interconexión 1321. Como se ilustra, el conductor 1302 de forma circular rodea el núcleo magnético 1316 mientras se conecta a una capa conductora superpuesta a través de la vía 1306 y también se conecta a una capa conductora subyacente a través de una vía 1308.In PMT pads, the function of the rigid part of the rigid-flex PCB described can be used in various ways. In one case, discrete electromagnetic, permanent magnet, and permanent magnet/electromagnet stacks can be mounted on the rigid part of the rigid-flex PCB. Alternatively, the PCB interconnects can be used to form a toroid which when combined with through-hole magnetic material forms a planar magnetic structure. An exemplary arrangement of a planar magnetic toroid is illustrated in the explosion diagram in FIGURE. 83 where metal conductive layers 1311, 1301, 1302, and 1312 form a circular torus surrounding a magnetic core 1316. Each circular conductor in a given layer is rotated relative to the metal layer below it so that the conductive pathways metal 1307, 1306, and 1308 are capable of interconnecting the layers in a manner in which current flows counterclockwise in each layer located in each plane of the PCB, for example, in the plane that crosses the rigid PCB 1320. This structure It is further detailed in the FIGURE. 84 in which the rigid-flex PCB forms the layers of the toroid surrounding magnetic core 1316. To prevent short circuits between the conductive layers and the iron magnetic core, the magnetic core 1316 can be insulated from conductive layers 1311, 1301, 1302 , and 1302 by insulator 1315. The resulting top view is shown in FIGURE. 85 in planar cross section crossing rigid PCB 1320 and interconnect flexible PCB 1321. As illustrated, circular-shaped conductor 1302 encircles magnetic core 1316 while connecting to an overlying conductive layer via via 1306 and it is also connected to an underlying conductive layer via a via 1308.

Un ejemplo de circuito utilizado para impulsar el PMT se ilustra en la FIGURA. 86 que comprende el controlador PMT 1340; controlador de electroimán 1341; fuente de alimentación de electroimán 1363; y matriz de electroimán 1350; junto con el cargador de batería 1360, la batería Li-Ion 1361 y un conector USB. Similar a una almohadilla LED inteligente o un circuito de varilla láser, el controlador PMT 1340 incluye PMT pC 1181, reloj 1183, memoria no volátil 1134, memoria volátil 1135, interfaz de comunicación 1182 y enlace de radio Bluetooth o WiFi 1190. La salida de pulso digital de PMT los pC 1181 están activados por las puertas AND lógicas 128a, 1228b y, opcionalmente, otras (no mostradas) para facilitar la protección 1131a contra sobrecalentamiento. Las salidas de las puertas Y se almacenan en búfer mediante cadenas de inversores duales 1346 y 1347 para activar la entrada digital de los sumideros de corriente programables 1342 y 1343, respectivamente. Los sumideros de corriente controlados 1342 y 1343 controlan la magnitud y la forma de onda de las corrientes electromagnéticas Iem1 e Iem2 que fluyen a través de los electroimanes 1352 y 1353 en respuesta a sus entradas digitales y también controladas por la corriente de referencia analógica derivada de las salidas del convertidor D/A 1345 .An example circuit used to drive the PMT is illustrated in FIGURE. 86 comprising the PMT 1340 controller; 1341 electromagnet driver; 1363 electromagnet power supply; and electromagnet matrix 1350; together with the 1360 battery charger, the 1361 Li-Ion battery and a USB connector. Similar to a smart LED pad or laser wand circuit, the PMT 1340 controller includes the PMT pC 1181, clock 1183, non-volatile memory 1134, volatile memory 1135, communication interface 1182, and Bluetooth or WiFi radio link 1190. The output of PMT digital pulse pCs 1181 are activated by logic AND gates 128a, 1228b and, optionally, others (not shown) to facilitate overheat protection 1131a. The AND gate outputs are buffered by dual inverter chains 1346 and 1347 to drive the digital input of programmable current sinks 1342 and 1343, respectively. Controlled current sinks 1342 and 1343 control the magnitude and waveform of electromagnetic currents I em1 and I em2 flowing through electromagnets 1352 and 1353 in response to its digital inputs and also controlled by the analog reference current derived from the outputs of the 1345 D/A converter.

Se incluyen diodos de rueda libre 1354 y 1355 para evitar picos de alto voltaje siempre que los sumideros de corriente se apaguen rápidamente recirculando la corriente del inductor hasta que se consuma la energía almacenada del electroimán El = 0,5LI 2 o hasta que el sumidero de corriente vuelva a conducir la corriente. Los condensadores 1356 y 1357 se utilizan para filtrar el ruido de conmutación o, opcionalmente, para formar intencionalmente un circuito de tanque con la inductancia de la bobina y oscilar a una frecuencia resonante de fLC = 1 / (2n SQRT (LC)). La energía para impulsar los electroimanes Vem se deriva de la conmutación del circuito de suministro de energía, ya sea un convertidor elevador para aumentar el voltaje o un convertidor Buck para reducirlo. Alternativamente, dado que los sumideros de corriente 1343 y 1343 controlan la corriente del inductor de todos modos, el regulador de voltaje puede eliminarse.Freewheeling diodes 1354 and 1355 are included to prevent high voltage spikes whenever the current sinks are turned off rapidly by recirculating the inductor current until the stored energy of the electromagnet is consumed E l = 0.5LI 2 or until the sink of current conducts the current again. Capacitors 1356 and 1357 are used to filter out switching noise, or optionally to intentionally tank the coil inductance and oscillate at a resonant frequency of fLC = 1/(2n SQRT (LC)). The power to drive the V em electromagnets is derived from switching the power supply circuit, either a boost converter to increase the voltage or a Buck converter to reduce it. Alternatively, since current sinks 1343 and 1343 control inductor current anyway, the voltage regulator can be removed.

Aunque el funcionamiento de un regulador de conmutación es bien conocido en la técnica, aquí se incluye un convertidor elevador ejemplar como fuente de alimentación de electroimán 1363 con fines ilustrativos. En funcionamiento, el controlador PWM 1365 enciende el MOSFET 1366 de potencia permitiendo que la corriente en el inductor de refuerzo 1369 aumente durante una fracción fija de un período de conmutación después del cual el MOSFET 1366 de potencia se apaga. La interrupción de la conducción en el MOSFET hace que el voltaje de drenaje del MOSFET 1366 de potencia se eleve instantáneamente, polarizando hacia adelante el diodo Schottky 1367 y cargando el capacitor 1368 a un voltaje Vem. Una señal de retroalimentación del voltaje del capacitor se "retroalimenta" entonces al controlador PWM 1365 permitiendo al controlador determinar si el voltaje de salida está por debajo o por encima de su voltaje objetivo.Although the operation of a switching regulator is well known in the art, an exemplary boost converter is included here as a power source for electromagnet 1363 for illustrative purposes. In operation, the PWM controller 1365 turns on the power MOSFET 1366 by allowing the current in the boost inductor 1369 to rise for a fixed fraction of a switching period after which the power MOSFET 1366 turns off. The interruption of conduction in the MOSFET causes the drain voltage of the power MOSFET 1366 to rise instantaneously, forward-biasing Schottky diode 1367 and charging capacitor 1368 to a voltage V em . A capacitor voltage feedback signal is then "feed back" to the 1365 PWM controller allowing the controller to determine if the output voltage is below or above its target voltage.

Si el voltaje está por debajo del objetivo, el ancho de pulso en el tiempo se alarga para ser un porcentaje mayor D = tencendido / (tencendido tapagado) = (tencendido / Tpwm ) del siguiente período de reloj T PWM , es decir, D aumenta permitiendo que la corriente promedio en el inductor 1369 aumente e impulsando el voltaje de salida Vem más alto. Si, por otro lado, el voltaje de salida es demasiado alto, el factor de trabajo D, es decir, el tiempo de activación del MOSFET 1366 se reducirá, lo que permitirá que la corriente en el inductor 1369 disminuya gradualmente durante varios ciclos de conmutación y, por lo tanto, permita que el voltaje de salida disminuya. Al ajustar continuamente su factor de trabajo D y el ancho de pulso (el tiempo de encendido del MOSFET 1366), el voltaje de salida se regula a un valor constante en virtud de la retroalimentación de voltaje. Por lo tanto, el proceso de regulación de un regulador de conmutación que opera a una frecuencia de conmutación y un período Tpwm se denomina PWM, que significa modulación de ancho de pulso. La función del condensador de salida 1368 es filtrar la tensión de salida mientras que el condensador de entrada 1364 se utiliza para evitar la retroinyección de ruido en la fuente de alimentación y estabilizar la red de alimentación. Como se muestra, el voltaje de salida del convertidor de conmutación y el regulador es más alto que su entrada, es decir, Vem > Vbat, por lo que el convertidor se denomina convertidor elevador. Sin embargo, si el voltaje del controlador del electroimán deseado es menor que el voltaje de la batería VEM < Vbat , entonces se requiere un convertidor reductor o reductor. Topológicamente, realizar un convertidor Buck requiere solo una modificación menor en el circuito del convertidor elevador reorganizando los mismos componentes girando los tres componentes conectados al nodo común a la derecha, es decir, reemplazando el diodo Schottky 1367 con el inductor 1369, reemplazando el MOSFET 1366 de potencia con Schottky 1367, y reemplazando el inductor 1369 con el MOSFET de potencia 1366.If the voltage is below the target, the pulse width over time is stretched to be a larger percentage D = on / (t on off) = (t on / T pwm ) of the next T PWM clock period, i.e. D increases allowing the average current in the 1369 inductor to increase and driving the output voltage V em higher. If, on the other hand, the output voltage is too high, the duty factor D, i.e. the turn-on time of the 1366 MOSFET will be reduced, allowing the current in the 1369 inductor to gradually decrease over several switching cycles. and therefore allow the output voltage to drop. By continually adjusting its duty factor D and pulse width (the turn-on time of the 1366 MOSFET), the output voltage is regulated to a constant value by virtue of voltage feedback. Therefore, the regulation process of a switching regulator operating at switching frequency and period T pwm is called PWM, which stands for pulse width modulation. The function of the output capacitor 1368 is to filter the output voltage while the input capacitor 1364 is It is used to prevent noise back injection into the power supply and to stabilize the power network. As shown, the output voltage of the switching converter and regulator is higher than its input, i.e. V em > Vbat, so the converter is called a boost converter. However, if the desired electromagnet driver voltage is less than the battery voltage VEM < Vbat , then a step-down or buck converter is required. Topologically, making a buck converter requires only a minor modification to the boost converter circuit by rearranging the same components by turning the three components connected to the common node to the right, i.e., replacing the 1367 Schottky diode with the 1369 inductor, replacing the 1366 MOSFET power with 1367 Schottky, and replacing the 1369 inductor with the 1366 power MOSFET.

Alternativamente, en lugar de emplear Magnetics planas para realizar el electroimán, un pre - ensamblado o discreta electroimán módulo puede ser empleado. Como se muestra en la FIGURA. 87, de montaje en superficie discreta electroimán 1351 incluyendo núcleo magnético 1376 y herida cable de la bobina 1375 se adjunta como un componente de montaje superficial a la parte rígida de un PCB rígido-flex por soldadura de metal feet1 1359A y 1359b a dos distintos segmentos de capa conductora y aislados eléctricamente 1311a y 1311b de la misma capa conductora de cobre. Como se ilustra, los segmentos conductores aislados 1311a conectan entonces la capa conductora inferior 1312 a través de las vías modeladas 1309a, 1306a y 1310a. De esta manera, se puede colocar un electroimán discreto separado encima de cada PCB rígido para formar una matriz tal como se muestra en la sección transversal de la FIGURA. 88 A, específicamente donde el electroimán discreto 1351a está montado en una PCB rígida 1348a, que se conecta a una PCB rígida 1348b a través de la porción de PCB flexible 1349a; el electroimán discreto 1351b está montado en una PCB rígida 1348b, que se conecta a una PCB rígida 1348c a través de la parte de PCB flexible 1349b; y donde el electroimán discreto 1351c está montado en una PCB rígida 1348c, que se conecta a otras PCB rígidas (no mostradas) a través de la porción de PCB flexible 1349c.Alternatively, instead of employing planar Magnetics to make the electromagnet, a pre-assembled or discrete electromagnet module can be employed. As the picture shows. 87 , surface mount discrete electromagnet 1351 including magnetic core 1376 and coil wire wound 1375 is attached as a surface mount component to the rigid part of a rigid-flex PCB by soldering metal feet1 1359A and 1359b to two distinct segments of conductive layer and electrically insulated 1311a and 1311b of the same conductive layer of copper. As illustrated, insulated conductor segments 1311a then connect to lower conductor layer 1312 via patterned pathways 1309a, 1306a, and 1310a. In this way, a separate discrete electromagnet can be placed on top of each rigid PCB to form an array as shown in the cross section of FIGURE. 88 A, specifically where the discrete electromagnet 1351a is mounted on a rigid PCB 1348a, which is connected to a rigid PCB 1348b through the flexible PCB portion 1349a; the 1351b discrete electromagnet is mounted on a 1348b rigid PCB, which is connected to a 1348c rigid PCB through the 1349b flexible PCB part; and where the discrete electromagnet 1351c is mounted on a rigid PCB 1348c, which is connected to other rigid PCBs (not shown) through the flexible PCB portion 1349c.

Como tal diseño, cada imán 1351a, 1351b, 1351c, etc. de la matriz es un electroimán y se puede controlar electrónicamente para variar su campo magnético de acuerdo con el circuito PMT anterior en respuesta a la reproducción de PMT generada desde el controlador 1340 de PMT. Las formas de onda pueden producir variaciones continuas, pulsadas o sinusoidales en el campo magnético de todos los electroimanes de la matriz o, alternativamente, pueden implicar la activación de los electroimanes individualmente y en alguna secuencia para formar un patrón especial o una onda magnética a través de la almohadilla PMT, por ejemplo, generar un imán ondulado. onda de campo fila por fila a lo largo de la almohadilla oa lo largo de una serie de almohadillas. En otros casos, algunos electroimanes pueden estar polarizados para producir un campo magnético constante, mientras que otros se modulan para producir un campo magnético variable en el tiempo. As such a design, each magnet 1351a, 1351b, 1351c, etc. The matrix is an electromagnet and can be electronically controlled to vary its magnetic field in accordance with the above PMT circuitry in response to the PMT playback generated from the PMT controller 1340. The waveforms can produce continuous, pulsed, or sinusoidal variations in the magnetic field of all the electromagnets in the array, or alternatively, they can involve activating the electromagnets individually and in some sequence to form a special pattern or magnetic wave across of the PMT pad, for example, generate a wavy magnet. field wave row by row across the pad or across a series of pads. In other cases, some Electromagnets may be biased to produce a constant magnetic field, while others are modulated to produce a time-varying magnetic field.

En una realización alternativa, algunos electroimanes pueden ser reemplazados por electroimanes para combinar una mezcla de campos magnéticos constantes y variables en el tiempo. Por ejemplo, en la FIGURA. 88B, previamente electroimán 13511b (mostrado anteriormente en la FIGURA. 88A) se sustituye por un imán permanente 1370 una unida a 1348b PCB rígido mientras electroimanes 1351a y 1351c permanecen sin cambios. En la FIGURA. 88 C, PCB rígido 1348b acciona una pila de un electroimán 1351d y un imán permanente subyacente 1370b o alternativamente en la FIGURA. 88D, PCB rígido 1348b acciona una pila de un electroimán 1351e y un imán permanente superpuesto 1370c. En tales casos, el funcionamiento del electroimán mejora (o alternativamente reduce el campo magnético producido por el imán permanente apilado).In an alternative embodiment, some electromagnets can be replaced by electromagnets to combine a mixture of constant and time-varying magnetic fields. For example, in FIG. 88B, previously electromagnet 13511b (shown above in FIG. 88A) is replaced by a permanent magnet 1370a attached to rigid PCB 1348b while electromagnets 1351a and 1351c remain unchanged. In FIGURE. 88C, rigid PCB 1348b drives a stack of an electromagnet 1351d and an underlying permanent magnet 1370b or alternatively in FIGURE. 88D, rigid PCB 1348b drives a stack of an electromagnet 1351e and a superimposed permanent magnet 1370c. In such cases, the performance of the electromagnet improves (or alternatively reduces the magnetic field produced by the stacked permanent magnet).

El aparato PMT también se puede adaptar para su uso como dispositivo de magnetoterapia portátil o varita 1450 como se muestra en la FIGURA. 89 compuesto por un mango cilíndrico 1458 con pantalla UX 1460, pulsadores 1461b para controlar el funcionamiento y la selección de programas, botón de encendido / apagado 1461a, batería 1643 y conector USB 1462. El mango cilíndrico 1458 se conecta a la unidad de cabezal magnético 1453 a través del cardán móvil 1452. Cabezal magnético la unidad 1453 incluye un electroimán 1455 que comprende un núcleo de ferrita 1457 y una bobina 1556 montada en la PCB 1454 junto con los circuitos de control. Si se opera como parte de un sistema distribuido, el enlace de comunicación de la varilla de magnetoterapia portátil 1450 a un controlador PBT puede realizarse a través de USB, WiFi o posiblemente Bluetooth. Como dispositivo autónomo, el conector USB 1462 se utiliza para programar la varita durante la fabricación conectándola a un controlador PBT.The PMT apparatus can also be adapted for use as a portable magnet therapy device or 1450 wand as shown in FIGURE. 89 consisting of a 1458 Barrel Handle with 1460 UX Display, 1461b push buttons to control operation and program selection, 1461a On/Off Button, 1643 Battery and 1462 USB Connector. The 1458 Barrel Handle connects to the Magnetic Head Unit 1453 via moving gimbal 1452. Magnetic head unit 1453 includes an electromagnet 1455 comprising a ferrite core 1457 and a coil 1556 mounted on PCB 1454 together with control circuitry. If operated as part of a distributed system, the communication link from the 1450 Portable Magnetic Therapy Wand to a PBT controller can be via USB, WiFi, or possibly Bluetooth. As a stand-alone device, the 1462 USB connector is used to program the wand during manufacturing by connecting it to a PBT controller.

B o q u illa L E D P B T p e rio d o n ta l : aunque la PBT se puede realizar a través de las mejillas para tratar la enfermedad de las encías, otra opción es inyectar luz directamente en la boca del paciente utilizando láseres o LED en el espectro cercano, infrarrojo y azul. Este dispositivo es pequeño y debe caber cómodamente en la boca. Como dispositivo de terapia autónomo, el dispositivo debe utilizar un cliente de software liviano capaz de ejecutar solo unos pocos algoritmos preprogramados. Alternativamente, el dispositivo puede emplear la transmisión de datos desde un módulo de control de usuario utilizando una conexión por cable, Bluetooth o WiFi 802.11ah de baja potencia. El módulo de control de usuario se comunica con el controlador PBT y funciona igual que el controlador de una almohadilla LED inteligente, excepto que su salida no activa los LED dentro de una almohadilla, sino que se transmite a la boquilla LED como una señal eléctrica pasiva para que no se procese ningún procesamiento. PE rformed dentro de la boquilla. Periodontal LEDPBT Mouthpiece – Although PBT can be performed through the cheeks to treat gum disease, another option is to inject light directly into the patient's mouth using lasers or LEDs in the near-infrared spectrum and blue. This device is small and should fit comfortably in the mouth. As a stand-alone therapy device, the device must use a lightweight software client capable of running only a few pre-programmed algorithms. Alternatively, the device may employ data transmission from a user control module using a low power 802.11ah Wi-Fi, Bluetooth or wired connection. The User Control Module communicates with the PBT Controller and works the same as a Smart LED Pad Controller, except that its output does not activate the LEDs within a Pad, but is instead transmitted to the LED Nozzle as a passive electrical signal. so that no processing is processed. PE rformed inside the nozzle.

Un ejemplo de un aparato PBT periodontal de este tipo se muestra en el dibujo en perspectiva de tres dimensiones de la FIGURA. 90 que comprende una boquilla moldeada 1500 que incluye una parte en forma de herradura que cubre los dientes y las encías 1503, dos LED de diferentes longitudes de onda 1504 y 1505 que recubren la parte en forma de herradura (donde las ubicaciones 1506 identifican la posición de los LED no visibles en el dibujo en perspectiva 3D), cable eléctrico 1501 y unidad de control 1502 con conector para alimentación u opcionalmente para comunicación por bus. La sección transversal correspondiente revela una sección transversal en forma de U que rodea el diente 1510 que comprende un conjunto de PCB rígido y flexible con PCB flexible 1513, base rígida de PCB 1515 y LED 1513. En lugar de intentar limpiar los dientes, la boquilla está diseñada para colocar LED 1513 para ubicarse cerca de las encías 1512 adyacentes al diente 1511. Los LED pueden comprender LED rojos, infrarrojos, azules o violetas para combatir la inflamación y la enfermedad periodontal. El conjunto en forma de U está contenido dentro de una boquilla de silicona delgada moldeada alrededor de la PCB rígida y flexible.An example of such a periodontal PBT appliance is shown in the three-dimensional perspective drawing of FIGURE. 90 comprising a molded mouthpiece 1500 including a horseshoe-shaped part covering the teeth and gums 1503, two LEDs of different wavelengths 1504 and 1505 covering the horseshoe-shaped part (where the locations 1506 identify the position of the LEDs not visible in the 3D perspective drawing), electric cable 1501 and control unit 1502 with connector for power supply or optionally for bus communication. The corresponding cross section reveals a U-shaped cross section surrounding the tine 1510 comprising a rigid and flex PCB assembly with 1513 flex PCB, 1515 rigid PCB base, and 1513 LED. Instead of attempting to clean the teeth, the nozzle it is designed to position LEDs 1513 to be located near the gums 1512 adjacent to tooth 1511. The LEDs may comprise red, infrared, blue, or violet LEDs to combat inflammation and periodontal disease. The U-shaped assembly is contained within a thin silicone grommet molded around the rigid and flexible PCB.

La fabricación de la boquilla con una sección transversal en forma de U diseñada para cubrir y tratar una única mandíbula (ya sea la mandíbula superior o la inferior pero no ambas) se muestra en la FIGURA. 91 que comprende una parte 1513 de PCB rígida y alas 1514 de PCB flexible. Como se muestra inmediatamente después de la fabricación de SMT, los LED 1513a se montan en alas flexibles 1514 y, opcionalmente, el LED 1513z se monta en PCB rígido 1515. Durante el ensamblaje de la tecnología de montaje en superficie de PCB (SMT), el PCB rígido-flexible debe adaptarse al ensamblaje automatizado de alto volumen que requiere componentes recoger y colocar y uniformar los perfiles de temperatura de soldadura durante el reflujo. Es importante que la placa de circuito impreso se mantenga plana durante el montaje del SMT. Aunque las partes rígidas y flexibles de la PCB están aseguradas en el mismo plano durante la selección y colocación, la PCB rígida-flexible no necesita ser lineal, sino que se puede colocar en un diseño en forma de herradura en forma de goma , de modo que no se produce una flexión innecesaria de la placa de circuito impreso flexible ni se agrega tensión que luego puede causar roturas. Después del montaje de la superficie, las alas flexibles 1514 se doblan perpendicularmente a la base rígida 1515 de la PCB en forma de U y luego se moldean en una boquilla de silicona transparente 1516 que cubre la PCB rígidaflexible.The construction of the mouthpiece with a U-shaped cross section designed to cover and treat a single jaw (either the upper or the lower jaw but not both) is shown in FIGURE. 91 comprising a rigid PCB part 1513 and wings 1514 flexible PCB. As shown immediately after SMT fabrication, the 1513a LEDs are mounted on 1514 flexible wings and, optionally, the 1513z LED is mounted on 1515 rigid PCB. During PCB Surface Mount Technology (SMT) assembly, Rigid-flex PCBs must accommodate high-volume automated assembly that requires component pick-and-place and smooth solder temperature profiles during reflow. It is important that the printed circuit board stays flat during the mounting of the SMT. Although the rigid and flex parts of the PCB are secured in the same plane during pick and place, the rigid-flex PCB does not need to be linear, but can be placed in a rubber-shaped horseshoe pattern, so that there is no unnecessary flexing of the flexible PCB or added stress that can later cause breakage. After surface mounting, the flex wings 1514 are bent perpendicular to the rigid base 1515 of the U-shaped PCB and then molded into a clear silicone grommet 1516 that covers the rigid-flex PCB.

El mismo proceso se puede adaptar para fabricar una boquilla en forma de H útil para usar simultáneamente PBT tre en las mandíbulas superior e inferior. El método mostrado en la FIGURA. 92A utiliza el mismo proceso de fabricación que se describe para la boquilla en forma de U antes mencionada, excepto que después del montaje de la PCB, dos piezas separadas se unen eléctrica y físicamente para producir la boquilla en forma de H. Como se muestra, dos PCB, uno que comprende PCB rígido 1515a, PCB flexible 1514a, LED 1513a y The same process can be adapted to make an H-shaped mouthpiece useful for simultaneously using PBT tre in the upper and lower jaws. The method shown in FIG. 92A uses the same manufacturing process as described for the aforementioned U-shaped nozzle, except that after PCB assembly, two separate pieces are electrically and physically joined together to produce the H-shaped nozzle. As shown, two PCBs, one comprising Rigid PCB 1515a, Flexible PCB 1514a, LED 1513a and LED opcionales 1513z, y un segundo que comprende PCB rígido 1515b, PCB flexible 1514b, LED 1513b y LED opcionales 1513y están unidos entre sí. En el proceso de unión, las PCB rígidas 1515a y 1515b se sueldan juntas para formar eléctrica y mecánicamente una PCB 1517 de múltiples capas como se muestra en la FIGURA. 92B. Como tal, la boquilla puede tratar las encías superior e inferior simultáneamente.optional LEDs 1513z, and a second comprising rigid PCB 1515b, flexible PCB 1514b, LEDs 1513b and optional LEDs 1513y are linked together. In the bonding process, rigid PCBs 1515a and 1515b are soldered together to electrically and mechanically form a multilayer PCB 1517 as shown in FIGURE. 92B. As such, the mouthpiece can treat the upper and lower gums simultaneously.

La unión de los PCB rígidos 1515a y 1515b se muestra en la FIGURA. 93 que ilustran las superficies conductoras 1518b y 1518d encima de la PCB rígida 1515b están soldadas a las correspondientes superficies conductoras 1518a y 1518c debajo de la PCB rígida 1515a para establecer conectividad eléctrica entre las PCB superior e inferior y para proporcionar soporte mecánico y rigidez a la boquilla. Opcionalmente, el orificio pasante a través de s 1519a y 1519b relleno con pasta de soldadura de plata se puede fundir para formar un orificio pasante continuo extendiéndose a través de la PCB rígida superior 1515a y la PCB rígida inferior 1515b.The junction of the rigid PCBs 1515a and 1515b is shown in FIGURE. 93 illustrating conductive surfaces 1518b and 1518d on top of rigid PCB 1515b are soldered to corresponding conductive surfaces 1518a and 1518c below rigid PCB 1515a to establish electrical connectivity between the upper and lower PCBs and to provide mechanical support and rigidity to the nozzle. Optionally, the through hole through s 1519a and 1519b filled with silver solder paste can be fused to form a continuous through hole extending through the upper rigid PCB 1515a and lower rigid PCB 1515b.

El circuito para la boquilla periodontal PBT se muestra en la FIGURA. 94. Dado que no se permiten altos voltajes en la boca del paciente, el voltaje de entrada V The circuit for the PBT periodontal mouthpiece is shown in FIGURE. 94. Since high voltages are not allowed in the patient's mouth, the input voltage V in in debe reducirse se regula a un voltaje más bajo V must be reduced is regulated to a lower voltage V led led mediante el regulador lineal de baja caída LDO 1520. Los condensadores de filtro 1521 y 1522 se incluyen para estabilizar el regulador y para filtrar los transitorios de entrada y salida respectivamente. Bajo el control del microcontrolador 1535 de la unidad que ejecuta programas almacenados en la memoria volátil y no volátil 1536a y 1526b de acuerdo con el reloj 1534 y la referencia de tiempo 1531, las señales del microcontrolador se utilizan para impulsar de forma independiente las fuentes de corriente programables 1524a y 1524b con las señales de control 1537a y 1537b.via the LDO 1520 low-dropout linear regulator. Filter capacitors 1521 and 1522 are included to stabilize the regulator and to filter input and output transients respectively. Under the control of the unit's microcontroller 1535 running programs stored in volatile and nonvolatile memory 1536a and 1526b according to the clock 1534 and time reference 1531, signals from the microcontroller are used to independently drive power sources. programmable current signals 1524a and 1524b with control signals 1537a and 1537b.

Las señales se pueden utilizar para encender y apagar digitalmente los LED o, alternativamente, para programar la corriente conducida o sintetizar una forma de onda periódica, como una onda sinusoidal. La corriente de la fuente de corriente 1524a se refleja en el transistor bipolar NPN 1525a para controlar la corriente en el transistor bipolar NPN 1526a y, por lo tanto, la corriente en los LED 1504a y 1504b y controlar de forma idéntica la corriente en los LED 1504c y 150d, todo de acuerdo con la ejecución del programa del microcontrolador 1535. De manera similar, la corriente de la fuente de corriente 1524b se refleja en el transistor bipolar NPN 1525b para controlar la corriente en el transistor bipolar NPN 1526b y, por lo tanto, la corriente en los LED 1505a y 1505b y de manera similar en los LED 1505c y 1505d de acuerdo con la ejecución del programa del microcontrolador 1535. De esta manera, la corriente del LED se puede controlar utilizando un número mínimo de componentes para ahorrar espacio. Por lo tanto, los circuitos del controlador miniaturizado pueden alojarse en el recinto 1502 mostrado en la FIGURA. 90. The signals can be used to digitally turn the LEDs on and off, or alternatively to program the carried current or synthesize a periodic waveform such as a sine wave. The current from the current source 1524a is reflected into the NPN bipolar transistor 1525a to control the current in the NPN bipolar transistor 1526a and therefore the current in the LEDs 1504a and 1504b and identically control the current in the LEDs 1504c and 150d, all in accordance with the program execution of the microcontroller 1535. Similarly, the current from the current source 1524b is reflected to the NPN bipolar transistor 1525b to control the current in the NPN bipolar transistor 1526b and thus thus, the current in LEDs 1505a and 1505b and similarly in LEDs 1505c and 1505d according to the program execution of the microcontroller 1535. In this way, the LED current can be controlled using a minimum number of components to save space. Therefore, the miniaturized controller circuitry can be housed in the enclosure 1502 shown in FIGURE. 90.

Terapia de Ultrasonido - T que distribuye sistema de PBT, como se describe también es aplicable de conducir transductores piezoeléctricos a ultrasonidos productos en la gama de frecuencias de la gama de 100 kHz a 4 MHz. El mecanismo de acción terapéutica dominante para la terapia de ultrasonido es vibratorio , bueno para romper el tejido cicatricial y causar calentamiento con buena penetración profunda. Los algoritmos de activación pueden ser similares a los utilizados en la activación sinusoidal de los LED descritos en el presente documento, incluida la activación digital (pulsada) y sinusoidal. El PBY distribuido descrito es capaz de realizar terapia ultrasónica de forma independiente o en combinación con PBT. Usando el sistema descrito, los transductores de ultrasonido también se pueden combinar con matrices de LED para romper el tejido cicatricial usando ultrasonido, y para eliminarlo usando fagocitosis acelerada PBT. Ultrasound Therapy - T dispensing PBT system, as described is also applicable to driving piezoelectric transducers to ultrasound products in the frequency range of the range from 100 kHz to 4 MHz. The dominant therapeutic mechanism of action for ultrasound therapy It is vibratory, good for breaking up scar tissue and causing heating with good deep penetration. The driving algorithms can be similar to those used in sinusoidal driving of LEDs described herein, including digital (pulsed) and sinusoidal driving. The described distributed PBY is capable of performing ultrasonic therapy independently or in combination with PBT. Using the described system, ultrasound transducers can also be combined with LED arrays to break up scar tissue using ultrasound, and to remove it using PBT accelerated phagocytosis.

En la FIGURA. 1 se muestra una implementación de un sistema de terapia PBT por ultrasonidos combinados o almohadilla USPBT. FIGURA. 95 que comprende el microcontrolador 1557 que ejecuta programas almacenados en la memoria volátil y no volátil 1558a y 1558b de acuerdo con el reloj 1556 y la referencia de tiempo 1553 , las señales del microcontrolador se utilizan para impulsar de forma independiente un puente H que comprende MOSFET de canal N de lado bajo 1563a y 1563b y MOSFET de canal P de lado alto 1564a y 1564b que accionan el transductor de ultrasonido piezoeléctrico 1562. El puente en H es alimentado por un voltaje de suministro regulado V pz generado por el convertidor CC / CC 1550 con capacitor de entrada 1551, capacitor de salida 1552, y opcionalmente un inductor (no mostrado).In FIGURE . 1 shows an implementation of a combined ultrasound PBT therapy system or USPBT pad . FIGURE. 95 comprising microcontroller 1557 executing programs stored in volatile and non-volatile memory 1558a and 1558b according to clock 1556 and time reference 1553, signals from the microcontroller are used to independently drive an H-bridge comprising MOSFETs low-side N-channel MOSFETs 1563a and 1563b and high-side P-channel MOSFETs 1564a and 1564b driving the piezoelectric ultrasound transducer 1562. The H-bridge is powered by a regulated supply voltage V pz generated by the DC/DC converter. 1550 with input capacitor 1551, output capacitor 1552, and optionally an inductor (not shown).

Los MOSFET de lado alto 1564a y 1564b son impulsados por circuitos de controlador de cambio de nivel 1566a y 1566b. De manera similar , los MOSFET de lado bajo 1563a y 1563b son impulsados por amortiguadores de lado bajo 1565a y 1565b. En funcionamiento, el medio puente formado por el MOSFET 1564a del canal N del lado bajo y el canal P 1563a del lado alto se desfasa con el medio puente formado por el MOSFET 1564b del canal N del lado bajo y el P- del lado alto. canal 1563b. W del lado de alta uando P-canal 1564a MOSFET está encendido y la realización, a continuación del lado de baja 1563a de canal N está apagado y Vx = Vpz . Al mismo tiempo, el MOSFET 1564b del canal P del lado alto está apagado, luego el canal N 1563b del lado bajo está encendido y conduciendo, por lo que Vy = 0 durante el cual la corriente fluye de V x a V y . En el siguiente medio ciclo, el flujo de corriente se invierte de Vy a Vx . En funcionamiento, los dos semipuentes son desfasados por el inversor 1567 en respuesta a la salida de la almohadilla qC 1557. La salida del semipuente es bidireccional y tiene una magnitud absoluta ±Vpz. La salida de la almohadilla qC 1557 también se usa para impulsar una matriz de LED 1561 a través del controlador de LED 1560 descrito anteriormente. High side MOSFETs 1564a and 1564b are driven by level shift driver circuits 1566a and 1566b. Similarly, low-side MOSFETs 1563a and 1563b are driven by low-side snubbers 1565a and 1565b. In operation, the half-bridge formed by the low side N-channel MOSFET 1564a and the high-side P-channel 1563a is out of phase with the half-bridge formed by the low-side N-channel MOSFET 1564b and the high-side P-. channel 1563b. W high-side when P-channel 1564a MOSFET is on and conducting, then low-side 1563a N-channel is off and Vx = V pz . At the same time, the high-side P-channel MOSFET 1564b is off, then the low-side N-channel 1563b is on and conducting, so Vy = 0 during which current flows from V to Vy. In the next half cycle, the current flow reverses from Vy to Vx . In operation, the two half-bridges are phase-shifted by inverter 1567 in response to the output of qC pad 1557. The output of the half-bridge is bi-directional and has an absolute magnitude ±V pz . The output of qC pad 1557 is also used to drive an LED matrix 1561 via the LED driver 1560 described above.

En una realización alternativa mostrada en la FIGURA. 96, una matriz programable de sumideros de corriente reemplaza el medio puente en la activación de múltiples transductores piezoeléctricos. Como se muestra, la almohadilla pC 1557 envía una magnitud digital al convertidor D/A 1573 usado para controlar la corriente conducida por los sumideros de corriente 1576 y 1575 a través de los correspondientes transductores piezoeléctricos 1562a y 1562b, respectivamente. Las corrientes piezoeléctricas Ipz1 y Pz2 se pulsan digital por convertidores 1571 y 1572 para controlar la frecuencia del ultrasonido generado.In an alternate embodiment shown in FIG. 96, a programmable array of current sinks replaces the half-bridge in driving multiple piezoelectric transducers. As shown, pC pad 1557 sends a digital magnitude to D/A converter 1573 used to control the current drawn by current sinks 1576 and 1575 through the corresponding piezoelectric transducers 1562a and 1562b, respectively. The piezoelectric currents I pz1 and P z2 are digitally pulsed by converters 1571 and 1572 to control the frequency of the generated ultrasound.

Un ejemplo de una almohadilla USPBT se muestra en la FIGURA. 97 que comprende una almohadilla LED inteligente mostrada con una vista superior 1581, una vista inferior 1584 y una vista lateral que incluye un solo conector USB 1598. La sección transversal 1580 incluye PCB rígido 1588; PCB flexible 1589, LED 1591, sensor 1590 y transductores piezoeléctricos 1592a y 1592b. La cubierta de almohadilla polimérica LED 1581 incluye las aberturas 1595 y la cavidad 1596, y el plástico transparente protector 1587. La almohadilla LED 1580 incluye la parte superior c sobre polímero flexible 1581 con saliente 1583, polímero flexible inferior 1684 con saliente 1585.An example of a USPBT pad is shown in FIGURE. 97 comprising a smart LED pad shown with a top view 1581, a bottom view 1584, and a side view including a single USB connector 1598. Cross section 1580 includes rigid PCB 1588; 1589 flex PCB, 1591 LED, 1590 sensor, and 1592a and 1592b piezo transducers. LED 1581 Polymeric Pad Cover includes openings 1595 and pocket 1596, and protective clear plastic 1587. LED 1580 Pad includes top c on 1581 flexible polymer with 1583 overhang, lower 1684 flexible polymer with 1585 overhang.

Opcionalmente, los LED para PBT se pueden activar en combinación con los emisores piezoeléctricos ultrasónicos, ya sea de forma simultánea o alterna en el tiempo. La aplicación combinada de terapia ultrasónica y de fotobiomodulación (en este documento denominada USPBT) es útil para romper el tejido cicatricial usando ultrasonidos y usando PBT para acelerar la eliminación de las células muertas.Optionally, the LEDs for PBT can be activated in combination with the ultrasonic piezoelectric emitters, either simultaneously or alternately in time. The combined application of ultrasonic and photobiomodulation therapy (herein referred to as USPBT) is useful for breaking up scar tissue using ultrasound and using PBT to accelerate the removal of dead cells.

Terapia de infrasonidos: la terapia de infrasonidos es análoga al masaje tisular, excepto que se produce a frecuencias muy bajas por debajo del espectro de audio, por lo general desde 20 Hz hasta 1 Hz o menos. El actuador para crear bajas frecuencias debe ser relativamente grande, por ejemplo, de 10 cm de diámetro y, por lo tanto, es muy adecuado para su inclusión en una varilla similar a la de la FIGURA. 89 excepto que el electroimán es reemplazado por un controlador de bobina de voz similar a un altavoz, excepto que la parte móvil se adhiere a un émbolo o membrana que empuja el tejido tratado a frecuencias muy bajas. Por tanto, el sistema PBT descrito es directamente compatible para soportar periféricos de ultrasonido. Infrasound proporciona un masaje profundo a los tejidos y frecuencias bajas útiles para mejorar el rango de movimiento y la elasticidad muscular. Opcionalmente, los LED para PBT pueden activarse en combinación con el actuador de bobina móvil infrasónica, ya sea de forma simultánea o alterna en el tiempo.Infrasound Therapy – Infrasound therapy is analogous to tissue massage, except that it occurs at very low frequencies below the audio spectrum, typically from 20 Hz down to 1 Hz or less. The actuator to create low frequencies must be relatively large, for example, 10 cm in diameter, and is therefore very suitable for inclusion in a rod similar to the one in the FIGURE. 89 except that the electromagnet is replaced by a speaker-like voice coil driver, except that the moving part attaches to a plunger or membrane that pushes the treated tissue at very low frequencies. Therefore, the described PBT system is directly compatible to support ultrasound peripherals. Infrasound provides a deep tissue massage and low frequencies useful for improving range of motion and muscle elasticity. Optionally, the LEDs for PBT can be activated in combination with the infrasonic moving coil actuator, either simultaneously or alternately in time.

PBT LED Buds para la nariz / Ears - Aunque PBT se puede realizar transcraneal, otra opción es inyectar la luz directamente en la nariz o los oídos que utilizan láser o LED en el espectro cercano, infrarrojo, y azul. Tal como dispositivo es pequeño. Como autónoma dispositivo de terapia, el dispositivo debe utilizar un cliente de software liviano capaz de ejecutar sólo unos pocos pre - pro programados algoritmos. Alternativamente, el dispositivo puede emplear la transmisión de datos desde un módulo de control de usuario usando una conexión por cable, Bluetooth o WiFi 802.11ah de baja potencia. El módulo de control de usuario es un dedo del pie de comunicación, el controlador PBT funciona de manera idéntica al controlador de una almohadilla LED inteligente, excepto que su salida no activa los LED dentro de una almohadilla, sino que se transmite a los botones LED como una señal eléctrica pasiva para que no se realice ningún procesamiento. dentro de los brotes. Por lo tanto, el sistema PBT descrito es directamente compatible para admitir botones LED PBT para tratamientos de nariz y oídos. Otro beneficio de la PBT intranasal e intraaural (es decir, en el oído) es su capacidad para matar patógenos y bacterias que infectan las cavidades sinusales. PBT LED Buds for Nose/Ears - Although PBT can be performed transcranially, another option is to inject light directly into the nose or ears using lasers or LEDs in the near, infrared, and blue spectrum. Such as device is small. as autonomous therapy device, the device must use a lightweight software client capable of running only a few pre-programmed algorithms. Alternatively, the device may employ data transmission from a user control module using a low power 802.11ah Wi-Fi, Bluetooth or wired connection. The User Control Module is a communication toe, the PBT driver works identically to the driver of a smart LED pad, except that its output does not drive the LEDs within a pad, but is instead transmitted to the LED buttons. as a passive electrical signal so that no processing takes place. inside the buds. Therefore, the described PBT system is directly compatible to support PBT LED buttons for ear and nose treatments. Another benefit of intranasal and intraaural (ie, in the ear) PBT is its ability to kill pathogens and bacteria that infect sinus cavities.

P u n to s L E D P B T p a ra a c u p u n tu ra : otra fuente LE D de tamaño pequeño es un pequeño LED o "punto” láser, una almohadilla del tamaño de una moneda que se coloca en el cuerpo sobre los puntos de acupuntura. Este dispositivo es pequeño y no tiene espacio para la energía de la batería. El dispositivo puede emplear la transmisión de datos desde un módulo de control de usuario mediante una conexión por cable, Bluetooth o WiFi 802.11ah de baja potencia. El módulo de control de usuario es un dedo del pie de comunicación, el controlador PBT funciona igual que el controlador de una almohadilla LED inteligente, excepto que su salida no activa los LED dentro de una almohadilla, sino que se transmite a los puntos LED / láser como una señal eléctrica pasiva para que no el procesamiento se realiza dentro de las manchas. Por lo tanto, el sistema PBT descrito es directamente compatible para admitir botones LED PBT para puntos LED de acupuntura. LEDPBT Acupuncture Points : Another small size LED source is a small LED or laser "dot", a coin-sized pad that is placed on the body over acupuncture points. This device is It is small and has no space for battery power. The device can use data transmission from a User Control Module using a low-power 802.11ah Wi-Fi, Bluetooth, or wired connection. The User Control Module is a communication toe, the PBT driver works the same as the driver of a smart LED pad, except that its output does not activate the LEDs within a pad, but rather is transmitted to the LED/laser dots as a passive electrical signal so that no processing is done within the spots.Therefore, the described PBT system is directly compatible to support LED PBT buttons for LED acupuncture points.

A u ric u la re s B lu e to o th : aunque no son médicamente terapéuticos, en aplicaciones de relajación, la música puede transmitirse a los auriculares a través de Bluetooth sincronizado con las formas de onda del tratamiento PBT. Dada la capacidad de síntesis de formas de onda del sistema PBT divulgado, es capaz de admitir música sincronizada y tratamientos PBT. Blu e to o th Headphones – Although not medically therapeutic, in relaxation applications, music can be streamed to the headphones via Bluetooth synchronized with the PBT treatment waveforms. Given the waveform synthesis capability of the disclosed PBT system, it is capable of supporting synchronized music and PBT treatments.

RECLAMACIÓN (ESCLAIM (EN

1. Un sistema de fototerapia que comprende:1. A phototherapy system comprising:

una primera cadena de diodos emisores de luz (LED), comprendiendo dicha primera cadena de LED una pluralidad de LED adaptados para generar radiación electromagnética (EMR) que incluye radiación de una primera longitud de onda A1;a first string of light emitting diodes (LEDs), said first string of LEDs comprising a plurality of LEDs adapted to generate electromagnetic radiation (EMR) including radiation of a first wavelength A1;

un primer controlador de canal acoplado a dicha primera cadena de LED para controlar una corriente eléctrica a través de dicha primera cadena de LED; a first channel controller coupled to said first string of LEDs for controlling an electrical current through said first string of LEDs;

un primer microcontrolador que comprende una biblioteca de patrones, dicha biblioteca de patrones almacena al menos un algoritmo, dicho al menos un algoritmo define una secuencia de proceso para controlar dicha primera cadena de LED, especificando dicho algoritmo una frecuencia f1 de pulsos de EMR emitidos por dicha pluralidad de LED, un factor de trabajo de dichos pulsos de EMR emitidos por dicha pluralidad de LED y una magnitud de dicha corriente a través de dicha primera cadena de LED; ya first microcontroller comprising a library of patterns, said library of patterns stores at least one algorithm, said at least one algorithm defines a processing sequence for controlling said first string of LEDs, said algorithm specifying a frequency f1 of EMR pulses emitted by said plurality of LEDs, a duty factor of said EMR pulses emitted by said plurality of LEDs, and a magnitude of said current through said first string of LEDs; and

una almohadilla que comprende dicha primera cadena de LED, dicha primera cadena de LED está colocada en dicha almohadilla para permitir que dicho EMR sea irradiado hacia un organismo vivo cuando dicha almohadilla se coloca adyacente a dicho organismo vivo, comprendiendo dicha almohadilla un segundo microcontrolador para controlar autónomamente dicho primera cadena de LED. a pad comprising said first string of LEDs, said first string of LEDs being positioned on said pad to allow said EMR to be irradiated towards a living organism when said pad is placed adjacent to said living organism, said pad comprising a second microcontroller for controlling autonomously said first string of LEDs.

Claims (12)

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de fototerapia que comprende:1. A phototherapy system comprising: una primera cadena de diodos emisores de luz, LEDs, comprendiendo dicha primera cadena de LEDs una pluralidad de LEDs adaptados para generar radiación electromagnética, EMR, que incluye radiación de una primera longitud de onda A 1 ; un primer controlador de LEDs acoplado a dicha primera cadena de LEDs para controlar una corriente eléctrica a través de dicha primera cadena de LEDs;a first string of light emitting diodes, LEDs, said first string of LEDs comprising a plurality of LEDs adapted to generate electromagnetic radiation, EMR, including radiation of a first wavelength A 1 ; a first LED driver coupled to said first LED string for controlling an electrical current through said first LED string; un controlador de fotobioterapia, PBT, dicho un controlador de PBT comprendiendo un microcontrolador principal, una interfaz de comunicación y un reloj digital, dicho controlador PBT almacenando una biblioteca de patrones, dicha biblioteca de patrones comprendiendo uno o más algoritmos, donde cada algoritmo define una secuencia de proceso para controlar dicha primera cadena de LEDs, especificando dicho algoritmo una frecuencia f 1 de pulsos de EMR emitidos por dicha pluralidad de LEDs , un factor de trabajo de dichos pulsos de EMR emitidos por dicha pluralidad de LEDs y una magnitud de dicha corriente a través de dicha primera cadena de LEDs; ya photobiotherapy controller, PBT, said a PBT controller comprising a main microcontroller, a communication interface and a digital clock, said PBT controller storing a pattern library, said pattern library comprising one or more algorithms, each algorithm defining a process sequence for controlling said first chain of LEDs, said algorithm specifying a frequency f 1 of EMR pulses emitted by said plurality of LEDs, a duty factor of said EMR pulses emitted by said plurality of LEDs and a magnitude of said current through said first chain of LEDs; and una almohadilla que comprende dicha primera cadena de LEDs, dicho primer controlador de LEDs, un microcontrolador de almohadilla y una memoria de almohadilla, dicha primera cadena de LEDs está colocada en dicha almohadilla para permitir que dicho EMR sea irradiado hacia un organismo vivo cuando dicha almohadilla se coloca adyacente a dicho organismo vivo, estando conectado dicho microcontrolador de almohadilla con la memoria de almohadilla y con dicho primer controlador de LEDs, almacenando dicha memoria de almohadilla al menos uno de los dichos algoritmos para el uso por dicho microcontrolador de almohadilla en el control de manera autónoma de dicha primera cadena de LEDs.a pad comprising said first string of LEDs, said first LED driver, a pad microcontroller and a pad memory, said first string of LEDs is positioned on said pad to allow said EMR to be irradiated into a living organism when said pad is placed adjacent to said living organism, said pad microcontroller being connected to the pad memory and to said first LED driver, said pad memory storing at least one of said algorithms for use by said pad microcontroller in control autonomously from said first chain of LEDs. 2. El sistema según la reivindicación 1, donde el microcontrolador de almohadilla es capaz de controlar una corriente en cada cadena de LEDs.The system according to claim 1, wherein the pad microcontroller is capable of controlling a current in each string of LEDs. 3. El sistema según la reivindicación 2, donde almohadilla comprende una matriz de LEDs, dicha matriz de LEDs comprendiendo una primera cadena de LEDs y una segunda cadena de LEDs, la primera cadena de LEDs y la segunda cadena de LEDs comprendiendo un grupo de LEDs conectados en serie, y en donde los LEDs en una primera cadena de LED son capaces de emitir luz de una primera longitud de onda y los LEDs en una segunda cadena de LED son capaces de emitir luz de una segunda longitud de onda, donde dicha segunda longitud de onda es diferente de la primera longitud de onda. The system according to claim 2, wherein the pad comprises an array of LEDs, said array of LEDs comprising a first string of LEDs and a second string of LEDs, the first string of LEDs and the second string of LEDs comprising a group of LEDs connected in series, and wherein the LEDs in a first LED string are capable of emitting light of a first wavelength and the LEDs in a second LED string are capable of emitting light of a second wavelength, said second wavelength is different from the first wavelength. 4. El sistema según la reivindicación 3, que además comprende un segundo controlador de LEDs acoplado con dicha segunda cadena de LEDs, y donde cada primer y segundo controlador de LEDs comprende un MOSFET, un sensor de corriente y un elemento de control, cada uno de dicho MOSFET, sensor de corriente y elemento de control está conectado en serie con los LEDs en dicha cadena de LED, dicho sensor de corriente y elemento de control están conectados a una fuente de pulsos de habilitación para encender y apagar dicho MOSFET y a una fuente de corriente de referencia para controlar un nivel de dicha corriente en dicho MOSFET cuando dicho MOSFET está encendido.The system according to claim 3, further comprising a second LED driver coupled to said second string of LEDs, and wherein each first and second LED driver comprises a MOSFET, a current sensor and a control element, each of said MOSFET, current sensor and control element is connected in series with the LEDs in said LED chain, said current sensor and control element are connected to a source of enable pulses for turning said MOSFET on and off and to a source reference current for controlling a level of said current in said MOSFET when said MOSFET is on. 5. El sistema según la reivindicación 4, donde dicha fuente de una corriente de referencia para una primera cadena de LEDs comprende un primer MOSFET de referencia y una fuente de una corriente de referencia para una segunda cadena de LEDs comprende un segundo MOSFET de referencia, cada uno de dichos primer y segundo MOSFET de referencia están conectados en una disposición de espejo de corriente con un tercer MOSFET conectado al umbral.The system according to claim 4, wherein said source of a reference current for a first string of LEDs comprises a first reference MOSFET and a source of a reference current for a second string of LEDs comprises a second reference MOSFET, each of said first and second reference MOSFETs are connected in a current mirror arrangement with a third MOSFET connected to the threshold. 6. El sistema según la reivindicación 5, que además comprende una red de ajuste conectada a dicho tercer MOSFET conectado al umbral.The system according to claim 5, further comprising a tuning network connected to said third threshold-connected MOSFET. 7. El sistema según la reivindicación 5, que además comprende un convertidor digital-analógico, D/A, una salida de dicho convertidor D/A que controla la magnitud de una corriente en dicho tercer MOSFET conectado al umbral.The system according to claim 5, further comprising a digital-analog, D/A converter, an output of said D/A converter that controls the magnitude of a current in said third MOSFET connected to the threshold. 8. El sistema según la reivindicación 1, que además comprende un enlace de comunicación entre dicho controlador PBT y dicho convertidor D/A, donde el enlace de comunicación comprende un cable USB u otro medio de comunicación por cable.The system according to claim 1, further comprising a communication link between said PBT controller and said D/A converter, wherein the communication link comprises a USB cable or other wired communication means. 9. El sistema según la reivindicación 8, donde el enlace de comunicación comprende un conductor para suministrar energía a la almohadilla de LED.The system according to claim 8, wherein the communication link comprises a conductor for supplying power to the LED pad. 10. El sistema según la reivindicación 1, donde el controlador de PBT comprende un primer reloj y la almohadilla de LED comprende un segundo reloj, dicho segundo reloj no está sincronizado con dicho primer reloj.The system according to claim 1, wherein the PBT controller comprises a first clock and the LED pad comprises a second clock, said second clock being out of sync with said first clock. 11. El sistema según la reivindicación 1, donde el LED comprende un registro de identificación del dispositivo, dicho registro de identificación del dispositivo se almacena en una memoria no volátil y comprende datos para que el controlador PBT los utilice para autenticar la identidad de la almohadilla de LED.The system of claim 1, wherein the LED comprises a device identification register, said device identification register is stored in non-volatile memory and comprises data for use by the PBT controller to authenticate the identity of the pad of LEDs. 12. El sistema según la reivindicación 1, donde la almohadilla de LEDs comprende una memoria que contiene datos para controlar los controladores LEDs de acuerdo con un tratamiento PBT seleccionado. The system according to claim 1, wherein the LED pad comprises a memory containing data for controlling the LED drivers in accordance with a selected PBT treatment.
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