RO137488A2 - Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă - Google Patents
Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă Download PDFInfo
- Publication number
- RO137488A2 RO137488A2 ROA202100747A RO202100747A RO137488A2 RO 137488 A2 RO137488 A2 RO 137488A2 RO A202100747 A ROA202100747 A RO A202100747A RO 202100747 A RO202100747 A RO 202100747A RO 137488 A2 RO137488 A2 RO 137488A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- pulses
- repetitive
- value
- amplitude
- sample
- Prior art date
Links
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- JXASPPWQHFOWPL-UHFFFAOYSA-N Tamarixin Natural products C1=C(O)C(OC)=CC=C1C1=C(OC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)C(=O)C2=C(O)C=C(O)C=C2O1 JXASPPWQHFOWPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000011871 bio-impedance analysis Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la o metodă de determinare a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate faţă de pulsuri de referinţă, cu aplicabilitate în biomedicină, de ex. pentru determinarea concentraţiei unor analiţi ţintă, pentru analize de bioimpedanţă electrică, pentru determinarea parametrilor unui circuit electric sau pentru caracterizarea proprietăţilor unor materiale prin aplicarea de semnale electromagnetice sau mecanice de tip puls. Metoda conform invenţiei permite obţinerea directă, prin analiză Fourier, a amplitudinii pulsurilor de interes, a căror frecvenţă e cunoscută, şi caracterizarea distorsiunilor pulsurilor repetitive prin determinarea decalajelor temporale faţă de pulsurile care le-au generat.
Description
Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare și a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, față de pulsuri de referință
DESCRIERE
Invenția se referă la o metodă de măsurare a efectelor aplicării unor pulsuri repetitive dreptunghiulare simetrice, respectiv de determinare cu precizie a amplitudinii și a decalajelor temporale ale pulsurilor rezultate (timpii de creștere, respectiv de cădere), față de pulsurile care le-au generat, utilizând un sistem de măsură al cărui rezultat este dependent de un factor de amplificare necunoscut, sau variabil în timp cu o dinamică mai lentă decât cea a semnalului măsurat.
Metoda are aplicații practice cu relevanță în: biomedicină, precum determinarea concentrației unor analiți țintă (de exemplu, microorganisme) prin evaluarea parametrilor (de exemplu dimensiunea și structura) unor agregate alcătuite din microorganisme si particule magnetice care se deplasează sub influența unui câmp magnetic periodic (aplicat sub forma unor pulsuri repetitive), pentru analize de bioimpedanță electrică sau determinarea parametrilor unui circuit electric (prin determinarea impedanței electrice a unei probe), sau pentru caracterizarea proprietăților unor materiale prin aplicarea de semnale electromagnetice sau mecanice de tip puls.
Metodele de caracterizare a unor pulsuri repetitive se bazează fie pe analiza directă a semnalelor (seriei temporale), sau pe implementarea unor metode de colectare și amplificare a semnalelor:
a) în brevetul US 2006/0100539 Al, este descrisă o metodă și un dispozitiv de măsură a bioimpedanței electrice prin utilizarea unui sistem de detecție sincronizat cu aplicarea semnalului
b) în articolul Hudlicka M., et al, Practicai aspects of a puise generator calibration in IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, 23, 2, 13-20 (2020) este descrisă o metodă laborioasă de caracterizare a pulsurilor dreptunghiulare.
Dezavantajul principal al metodelor descrise mai sus constă în complexitatea abordărilor și în precizia limitată a rezultatelor obținute.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este aceea că permite obținerea directă, prin analiza Fourier (transformata Fourier discretă) a amplitudinii pulsurilor de interes, a căror frecvență este cunoscută, caracterizarea distorsiunilor pulsurilor repetitive, prin determinarea decalajelor temporale față de pulsurile care le-au generat, precum și monitorizarea calității sistemului de măsură.
Avantajul metodei propuse, spre deosebire de metodele existente, care utilizează sisteme de măsură cu complexitate crescută, este reprezentat de faptul că determinarea distorsiunilor precum si a amplitudinii pulsurilor dreptunghiulare, repetitive de interes, a căror frecvență este cunoscută, se realizează cu ajutorul măsurării unor pulsuri de referință dreptunghiulare, nedistorsionate, cu același factor de umplere cu pulsurile de interes, cu amplitudinile și frecvențele cunoscute.
Se prezintă în continuare un exemplu de realizare a acestei metode (care nu limitează domeniul său de aplicare) și în legătură cu figurile 1-3 care reprezintă:
Figura 1- Schema metodei de determinare a amplitudinii unor pulsuri repetitive dreptunghiulare
Figura 2 Corectarea unui semnal distorsionat prin refacerea formei de undă dreptunghiulare
Modul de funcționare a metodei conform invenției este prezentat în Figura 1.
1. Se măsoară semnalul probă format din pulsuri repetitive dreptunghiulare (1), cu perioada (frecvența) cunoscută, Frp=l/Tp, pentru care dorim să determinăm amplitudinea,
2. Se adună la semnalul probă două semnale de forma unor pulsuri repetitive dreptunghiulare simetrice (2) și (3), de referință, cu amplitudinile cunoscute și frecvența de două, respectiv de patru ori mai mare decât frecvența pulsului probă și se stabilește intervalul de măsură, Tt, egal cu un număr întreg de perioade ale pulsului probei, NPt, Tt= NPt * Tp, precum și pasul de eșantionare, Pas, egal cu raportul dintre perioada pulsului probei și NP= 2nc, cu exponentul nc, număr întreg, cunoscut.
3. Se măsoară seria temporala Date (4), pe durata Tt, cu pasul de eșantionare Pas, care conține suprapunerea semnalelor probei și a celor două referințe
4. Se simetrizează secvența Date, prin centrarea pe zero succesiv a celor NPt intervale (segmente) care conțin NP puncte de măsura, astfel încât valoarea medie să fie = 0 (±1% din valoarea maximă), obținându-se seria DateSym.
5. Se calculează transformata Fourier discretă a seriei măsurate DateSym și se determină amplitudinile corespunzătoare frecvențelor fundamentale pentru probă și cele două pulsuri de referință — α ir Apuis j> î — θ.1.2 unde AjF reprezintă amplitudinile aferente frecvențelor fundamentale pentru probă, Apuiso, respectiv pentru cele două pulsuri de referință, Apuisi și Apuis2, iar a reprezintă un factor necunoscut (asociat funcționării sistemului de măsură, de exemplu produsul dintre tensiunea generatorului și factorul de amplificare).
6. Utilizând cele trei amplitudini ale frecvențelor fundamentale, se determină amplitudinea pulsului repetitiv dreptunghiular, corespunzător probei și un parametru indicator care monitorizează calitatea măsurătorii, RapQ(t). Abaterea RapQ(t) de la valoarea unu, semnalizează apariția unei disfuncții în funcționarea sistemului de măsură:
δ — δ Aqf . Δ _ . Aof •^PuZsOl — -^Pulsl x ''‘Pu/sOZ — ^Puls2 Δ » Λ1Ρ Ά2Ρ , _ ^Pu/sOl 4 ÂpulsQ2 _
Ap-ulsO — q »
4puisoi(t)
Apuls02(f)
RapQțt) =
Ί. In conformitate cu figura 2 se corectează distorsiunile unui semnal (1 a), refăcând forma dreptunghiulară a pulsului probă (1). Considerăm că timpii de creștere, respectiv de cădere se extind până la o valoare Tprag, de regulă Tprag < Tp/4
Se corectează datele DateSym corespunzătoare semnalului (la), considerând succesiv cele NPt intervalele cu durata Tp. Valorile măsurate în prima jumătate a fiecărui, până la pragul Tprag, se înlocuiesc succesiv cu inversul valorilor (cu semn opus), situate simetric față de centrul intervalului respectiv i.e. în a doua jumătate a intervalului. Valorile măsurate de la jumătatea intervalului, până la pragul Tprag, se înlocuiesc succesiv cu inversul valorilor (cu semn opus) situate simetric față de centrul intervalului respectiv i.e. în prima jumătate a intervalului.
Corecțiile conduc la obținerea setului de date DateSymCor, aferente unui semnal repetitiv alcătuit din pulsuri dreptunghiulare simetrice, a căror amplitudine se determină urmând pașii descriși la punctul 5.
8. Se determină distinct timpii de creștere, respectiv de cădere asociate pulsurilor repetitive distorsionate, Treaiic, Treai2c, în ordinea în care se manifestă aceste etape în semnalul măsurat, Date. Considerăm pentru valorile inițiale Treaii, și Treai2 valoarea Tprag. Deoarece semnale alcătuite din pulsuri repetitive a căror formă nu este dreptunghiulară (sunt distorsionate) au o altă comportare spectrală relevată de analiza Fourier, se repetă iterativ procedura descrisă la punctul 6. scăzând succesiv din valoarea Treaii valoarea PasT, corespunzătoare preciziei urmărite și se compară valoarea amplitudinii rezultate APUisor, cu valoarea Apuiso inițiale (corespunzătoare Treai ii = Treai2i= Tprag). Atunci când |ApuisOR/Apuiso-1|, depășește o valoare prag (e.g. 1%) iterația se oprește și considerăm valoarea anterioară, respectiv Treaiic= Treaii- PasT. Se repetă apoi aceeași procedură, pentru determinarea Treai2c, considerând pentru Trsaji. valoarea inițială Tprag.
Monitorizarea amplitudinii și a timpilor de creștere, respectiv de scădere asociate pulsurilor repetitive distorsionate permite: (a) monitorizarea procesului de formare a unor agregate alcătuite din microorganisme și nanoparticule magnetice, care se deplasează magnetoforetic între doi microelectrozi prin analize de impedanță electrică, precum și (b) evaluarea parametrilor electrici asociați impedanței agregatelor cu relevarea modificărilor induse de acțiunea unor agenți antimicrobieni.
Claims (2)
1. Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare și a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, față de pulsuri de referință caracterizată prin aceea că este formată din următorii pași:
i. Se măsoară semnalul probă format din pulsuri repetitive dreptunghiulare (1), cu perioada (frecvența) cunoscută, Frp=l/Tp, pentru care dorim să determinăm amplitudinea, ii. Se adună la semnalul probă două semnale de forma unor pulsuri repetitive dreptunghiulare simetrice (2) și (3), de referință, cu amplitudinile cunoscute și frecvența de două, respectiv de patru ori mai mare decât frecvența pulsului probă și se stabilește intervalul de măsură, Tt, egal cu un număr întreg de perioade ale pulsului probei, NPt, Tt= NPt * Tp, precum și pasul de eșantionare, Pas, egal cu raportul dintre perioada pulsului probei și NP= 2nc, cu exponentul nc, număr întreg, cunoscut.
iii. Se măsoară seria temporala Date (4), pe durata Tt, cu pasul de eșantionare Pas, care conține suprapunerea semnalelor probei și a celor două referințe iv. Se simetrizează secvența Date, prin centrarea pe zero succesiv a celor NPt intervale (segmente) care conțin NP puncte de măsura, obținându-se seria DateSym.
v. Se calculează transformata Fourier discretă a seriei măsurate DateSym și se determină amplitudinile corespunzătoare frecvențelor fundamentale pentru probă și cele două pulsuri de referință
a. AjF = a J APuÎS p, j = 0,1,2
b. unde AjF reprezintă amplitudinile aferente frecvențelor fundamentale pentru probă, Apuiso, respectiv pentru cele două pulsuri de referință, Apuisi și Apuis2, iar a reprezintă un factor necunoscut (asociat funcționării sistemului de măsură, de exemplu produsul dintre tensiunea generatorului și factorul de amplificare).
vi. Utilizând cele trei amplitudini ale frecvențelor fundamentale, se determină amplitudinea pulsului repetitiv dreptunghiular, corespunzător probei și un parametru indicator care monitorizează calitatea măsurătorii, RapQ(t). Abaterea RapQ(t) de la valoarea unu, semnalizează apariția unei disfuncții în funcționarea sistemului de măsură:
a 4 — Δ — Λ — Δ A°f
d. ZlpuisOl ^Piliși . > “PulsOi ~ ^Pulsi . >
A1F A2F
b.
Ăpuisoi + Apuls02 ,
2 '
C.
RapQ(t) =
ApulsoiW APulS02W
2. Metoda conform revendicării 1 caracterizată prin aceea că se corectează distorsiunile unui semnal (la), refăcând forma dreptunghiulară a pulsului probă (1) astfel:
i. Considerăm că timpii de creștere, respectiv de cădere se extind până la o valoare Tprag, de regulă Tprag<Tp/4 ii. Se corectează datele DateSym, considerând succesiv cele NPt intervalele cu durata Tp. Valorile măsurate în prima jumătate a fiecărui, până la pragul Tprag, se înlocuiesc succesiv
Λcu inversul valorilor (cu semn opus), situate simetric față de centrul intervalului respectiv i.e. în a doua jumătate a intervalului. Valorile măsurate de la jumătatea intervalului, până la pragul Tprag, se înlocuiesc succesiv cu inversul valorilor (cu semn opus) situate simetric față de centrul intervalului respectiv i.e. în prima jumătate a intervalului.
iii. Corecțiile conduc la obținerea setului de date DateSymCor, aferente unui semnal repetitiv alcătuit din pulsuri dreptunghiulare simetrice, a căror amplitudine se determină urmând pașii descriși la punctul 5.
iv. Se determină distinct timpii de creștere, respectiv de cădere asociate pulsurilor repetitive distorsionate, Treaiic, Treai2c, în ordinea în care se manifestă aceste etape în semnalul măsurat, Date. Considerăm pentru valorile inițiale Treaii, și Treai2 valoarea Tprag. Deoarece semnale alcătuite din pulsuri repetitive a căror formă nu este dreptunghiulară (sunt distorsionate) au o altă comportare spectrală relevată de analiza Fourier, se repetă iterativ procedura descrisă la punctul 6. scăzând succesiv din valoarea Treaii valoarea PasT, corespunzătoare preciziei urmărite și se compară valoarea amplitudinii rezultate APUisor, cu valoarea Apuiso inițiale (corespunzătoare Treaiii= Treai2i= Tprag). Atunci când |APuisOR/ApuisO11, depășește o valoare prag (e.g. 1%) iterația se oprește și considerăm valoarea anterioară, respectiv Treaiic= Treaii- PasT. Se repetă apoi aceeași procedură, pentru determinarea Treai2c, considerând pentru Treaii, valoarea inițială Tprag
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202100747A RO137488A2 (ro) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202100747A RO137488A2 (ro) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO137488A2 true RO137488A2 (ro) | 2023-06-30 |
Family
ID=86949437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202100747A RO137488A2 (ro) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO137488A2 (ro) |
-
2021
- 2021-12-07 RO ROA202100747A patent/RO137488A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3229198A (en) | Eddy current nondestructive testing device for measuring multiple parameter variables of a metal sample | |
| AU2007260584B2 (en) | A system for complex impedance measurement | |
| US9829520B2 (en) | Low frequency impedance measurement with source measure units | |
| CN104914393A (zh) | 一种用于梳状谱发生器相位谱校准的装置及方法 | |
| US2511564A (en) | Distortion analysis | |
| KR102090014B1 (ko) | 주파수 영역에서의 교정을 이용한 시간 영역 측정 방법 | |
| RO137488A2 (ro) | Metodă de determinare cu precizie a amplitudinii unui semnal format din pulsuri repetitive dreptunghiulare şi a decalajelor temporale ale unui semnal format din pulsuri repetitive distorsionate, faţăde impulsuri de referinţă | |
| EP1684081B1 (en) | Method and device for characterizing the linear properties of an electrical component | |
| RU2672527C1 (ru) | Способ измерения напряженности электростатического поля | |
| Mandaris et al. | Time efficient reverberation chamber performance analysis using simultaneous multiprobe measurement technique | |
| CN109633243A (zh) | 一种基于多相位采样的束流信号峰值幅度精确提取方法 | |
| US3290592A (en) | Method for measuring and utilizing the cumulative probability distribution of a predetermined signal portion of noise | |
| CN105721077A (zh) | 一种射频通道间时延差测量装置及测量方法 | |
| US3508144A (en) | Comparing peak amplitudes of test signal pulses with signals occurring during the time interval therebetween as a measure of transmission line quality | |
| Sulthoni et al. | Development of economical microcontroller-based soil moisture sensor using time domain reflectometry | |
| Pliquett et al. | Fast broad bandwidth bioimpedance measurement-the use of square wave excitation and non-uniform sampling | |
| US7268530B1 (en) | Method to measure the mutual phase relationship of a set of spectral components generated by a signal generator | |
| De Vito et al. | Characterization of an accurate phase measurement system using transmission lines | |
| CN109813973A (zh) | 一种用于空间电场探测仪的偏置电流校准方法 | |
| CN111240205B (zh) | 一种信号传输链路传递函数计算方法 | |
| SU750354A1 (ru) | Способ исследовани насыщени линии электронного парамагнитного резонанса | |
| Pliquett | Characterization of biological material using electrical relaxation spectroscopy | |
| US3665505A (en) | Apparatus and method for measuring and analyzing dynamic processes | |
| SU855553A1 (ru) | Способ определени времени релаксации эффекта пол | |
| Saadeddine et al. | New reference systems for the calibration of HV impulses at LNE |