Схемы частотомеров для радиолюбителей – Telegraph

Схемы частотомеров для радиолюбителей

Скачать файл — Схемы частотомеров для радиолюбителей

Радиопилюля Схемы, программы для радиолюбителей. Войти через uID Старая форма входа. Схемы Примочки к ПК. Для дома и быта. Online-программы Калькулятор дБ в разы Расчёт сопротивления SMD Расчёт резистора по цвету. Чего не хватает на сайте? Антенны ДМВ и усилители к ним serega Охранные устройства вега1 Индикатор уровня сигнала на транзисторах. Выглядеть будет как индикатор уровня сигнала на девяти светодиодах А если серьезно, то продолжить схему можно скопировав последние три светодиода в схеме, и что касается работы индикаторов, типа такого: Печатку так же, добавляя копируя последние три. Электронный предохранитель постоянного тока. Да любой n-канальный полевик не меньше вольт, и током 5А. T2 — любой n-p-n с максимальным напряжением эмиттер-коллектор больше, чем напряжение питания схемы, КУ не менее Ток коллектора не менее 50мА. Полевик ставить на радиатор обязательно. Скажите пожалуйста, а какие транзисторы используются в данной схеме? Согласен, возни хватает, с катушкой вообще Но оно того стоит. Индикатор напряжения с прозвонкой. Рад, что Вам пригодилось. Прибор позволяет измерять частоту синусоидальных гармонических и импульсных электрических колебаний частотой от единиц герц. Здесь рассматривается более подробно лишь новые цепи и узлы прибора. Резистор R1 ограничивает входной ток, а диод VD1 защищает микросхему от перепадов входного напряжения отрицательной полярности. Подборкой резистора R3 устанавливают нижний наименьший предел напряжения входного сигнала. С выхода формирователя вывод 9 микросхемы DD1 импульсы прямоугольной формы поступают на один из входов логического элемента DD В блок образцовой частоты входят генератор на элементах DD2. Собственная частота кварцевого резонатора, использованного в описываемом приборе, равна 8 МГц, поэтому счетчик DD3 включен делителем частоты на 8. В результате частота импульсов на ее выходе вывод 11 будет 1 МГц. Счетчик каждой последующей ступени делит частоту на Таким образом, частота импульсов на выходе счетчика DD5 — 10 кГц, на выходе DD6—1 кГц, на выходе DD7— Гц, на выходе DD8— 10 Гц и на выходе всего делителя вывод 5 счетчика DD9 — 1 Гц. В крайнем правом по схеме положении этого переключателя трехразрядный блок цифровой индикации фиксирует частоту до 1 кГц Гц , во втором от него положение -до 10 кГц Гц , в третьем—до кГц Гц , в четвертом—до 1 МГц кГц , в пятом—до 10 МГц 9, МГц. Устройство управления , работу которого иллюстрируют графики, показанные на рис. На вход С D-триггера DD По фронту импульса образцовой частоты, устанавливаемой переключателем SА1, этот триггер, работающий в режиме счета на 2, переключается в. С этого момента импульсы напряжения измеряемой частоты свободно проходят через электронный клапан, инвертор DD По фронту следующего импульса триггер DD В свою очередь, триггер DD Электронный клапан закрывается напряжением низкого уровня с. С этого момента начинается индикация числа импульсов в пачке, поступивших на вход двоично-десятичного счетчика. Одновременно с появлением напряжения высокого уровня на прямом выходе триггера DD По мере его зарядки увеличивается положительное напряжение на базе транзистора VT1 рис. Как только оно достигнет примерно 0,6 В, транзистор открывается и напряжение на его коллекторе уменьшается почти до нуля рис. Появляющееся при этом на выходе элемента DD Одновременно короткий импульс низкого уровня, появившийся на выходе инвертора DD С появлением на входе триггера DD Счетчик DD12, дешифратор DD13 и газоразрядный цифровой индикатор HG1 образуют младшую счетную ступень частотомера Последующие счетные ступени называют старшими. Первый из них высвечивает единицы, второй — десятки, третий — сотни единиц частоты данного поддиапазона измерения, выбранного переключателем SA1. В этом случае триггер DD При этом электронный клапан DD Конденсатор С 10 на выходе стабилизатора дополнительно сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, Конденсатор С 11 как и конденсаторы С4—С8 прибора блокирует микросхемы частотомера по цепи питания, резистор R17 поддерживает режим стабилизатора при отключенной от него нагрузке. Напряжение обмотки III трансформатора Нижняя часть выполняет функцию сборочного шасси, В ее передней панель выпилено прямоугольное отверстие, прикрываемое спереди пластиной красного органического стекла или целлулоида, через которое видны газоразрядные индикаторы. Три отверстия на задней стенке служат для выключателя питания SA3, арматуры плавкого предохранителя FU1 и ввода сетевого шнура. Верхнюю часть — крышку — прикрепляют винтами МЗ к дюралюминиевым уголкам, приклепанным к шасси вдоль боковых сторон. Снизу к шасси прикреплены резиновые ножки. Детали частотомера смонтированы на четырех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм, представляющих собой функционально законченные блоки прибора. Размещение плат и других деталей частотомера в корпусе показано на рис. Платы винтами с гайками укреплены на пластине листового пластика, а она — на дне шасси. Соединения между платами и другими деталями прибора выполнены гибкими проводниками в надежной изоляции. Его внешний вид и печатная плата со схемой размещения деталей показа ны на рис. Сетевой трансформатор Т1 — самодельный, выполнен на магнитопроводе ШЛ20Х Обмотка I, рассчитанная на напряжение сети В, содержит витков провода ПЭВ-1 0,1; анодная обмотка III — витков такого же провода; обмотка II — 55 витков провода ПЭВ-1 0, Вообще же, для блока питания можно использовать подходящий готовый трансформатор мощностью Транзистор VT2 стабилизатора напряжения укреплен на Г- образиной дюралюминиевой пластине размерами 50х50 мм и толщиной 2 мм, выполняющей функцию теплоотвода. Выводы базы и эмиттера транзистора пропущены через отверстия в плате и припаяны непосредственно к соответствующим печатным проводникам. Электрический контакт коллектора транзистора с выпрямительным блоком VD3 обеспечен через его теплоотвод, крепежные винты с гайками и фольгу платы. Сверив монтаж со схемой блока см. Подключите блок к сети и тут же измерьте напряжение на резисторе—оно должно быть в пределах 4, Оставьте блок включенным на 1, За это время транзистор VT12 может нагреться до Так вы испытаете блок питания при работе в условиях, близких к реальным. Трехразрядный счетчик импульсов вместе с блоком цифровой индикации смонтированы на одной общей плате размерами Х. К этим же проводникам припаяны блокировочные конденсаторы С7 и С8. Выводы газоразрядных индикаторов пропущены через отверстия в плате и припаяны к контактным площадкам, которые затем соединены отрезками монтажного провода с соответствующими им выходами дешифраторов DD13, DD15 и DD17 чтобы не усложнять эскиза платы, эти соединения на рис. Индикаторы должны высвечивать нули. После импульсов на индикаторах высветятся нули и начнется счет следующего цикла импульсов. В случае неполадок в этом узле проверяйте и испытывайте каждый разряд блока индикации раздельно с помощью индикаторов или, что лучше, электронного осциллографа. В нем, как и в блоке цифровой индикации, проводники питания и блокировочные конденсаторы размещены на плате со стороны микросхем. При подключении индикатора к выходу счетчика DD9 он должен ми-гать с частотой I Гц, к выходу счетчика DD8—с частотой 10 Гц, а к выходу DD7—с частотой Гц на глаз незаметно. Затем сигналы с выходов этих микросхем подайте поочередно на вход С1 счетчика DD12 блока цифровой индикации. Работая в режиме счета, он будет индицировать число импульсов, поступающих на него с выходов трех ступеней делителя. Если все будет так, то можно считать, что и генератор блока образцовой частоты работа-ет исправно. Формирователь импульсного напряжения , электронный ключ и устройство управления смонтированы на одной общей плате рис. Испытание этого узла частотомера начинайте с проверки работоспособности формирователя импульсов сигнала измеряемой частоты совместно с другими узлами и элементами прибора. Для этого вход S вывод 4 триггера DD Индикаторы должны высвечивать последовательно цифры от 1 до При частоте импульсов 10 Гц, снимаемых с выхода счетчика DD8, скорость счета импульсов возрастает в 10 раз. Затем проводник, соединяющий вход S триггера DD Теперь индикатор HG1 будет периодически, примерно через 1, Если же разъем соединить с выходом счетчика DD7, индикаторы станут высвечивать число Гц. После этого подайте на вход частотомера переменное напряжение сети, пониженное трансформатором до Соедините платы между собой и с другими деталями частотомера, установленными на лицевой и задней стенках шасси, многожильными монтажными проводниками с надежным изоляционным покрытием. Источниками сигнала по-прежнему могут служить импульсы, снимаемые с разных ступеней делителя блока образцовой частоты. Начнем с формирователя импульсного напряжения, от которого в значительной степени зависят чувствительность и четкость работы измерительного прибора в целом. Может случиться, что в вашем распоряжении не окажется микросхемы КЛД1 , представляющей собой два четырехвходовых расширителя по ИЛИ, которые во входном блоке частотомера работают в триггерном режиме. Эту микросхему можно заменить одним из триггеров Шмитта микросхемы КТЛ1 , дополнив его однотранзисторной усилительной ступенью, Без предварительного усиления напряжения измеряемой частоты чувствительность частотомера будет хуже, чем с формирователем на микросхеме КЛД1. Схему такого варианта входного блока частотомера вы видите на рис. Переменное напряжение измеряемой частоты через резистор R1 и конденсатор С2 подается на базу транзистора VT1 усилительного каскада, а с его нагрузочного резистора R4—на вход триггера Шмитта DD1. Какова роль кремниевого диода VD1 и резистора R1 на входе прибора? Диод ограничивает отрицательное напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Пока напряжение входного сигнала не превышает 0, Когда же амплитуда измеряемого сигнала оказывается больше этого напряжения, диод при отрицательных полупериодах открывается и, таким образом, поддерживает на базе транзистора напряжение, не превышающее 0, А резистор Rl предотвращает протекание через диод опасного для него тока при входном сигнале повышенного напряжения. Конденсатор С1, шунтирующий резистор R1 входной цепи, несколько улучшает чувствительность частотомера при измерении сигналов с высокой частотой. Конденсатор СЗ блокирует ступень и микросхему формирователя по цепи питания. Чувствительность частотомера с таким формирователем импульсного напряжения будет не хуже 50 мВ, что более чем в 10 раз лучше, чем с формирователем на микросхеме КЛД1. Схема другого варианта формирователя , обеспечивающего частотомеру примерно такую же чувствительность, показана на рис. А функцию самого формирователя импульсного напряжения из усиленного сигнала выполнит триггер Шмитта, собранный на логических элементах DD1. Подобный триггер Шмитта уже использовался вами в простом аналоговом частотомере с микроамперметром на выходе см. Итак, еще два возможных варианта формирователя импульсного напряжения, отличающихся один от другого используемыми в них микросхемами, но практически одинаковых по чувствительности. Решить этот вопрос можно опытным путем: Выбору может помочь электронный осциллограф, на экране которого можно наблюдать формируемые импульсы. Предпочтение следует отдать формирователю, фронт и спад выходных импульсов которого круче. Может случиться, что при измерении частоты более нескольких килогерц будут наблюдаться значительные мерцания светящих цифр индикаторов, и, кроме того, прибор иногда будет показывать в два раза большую частоту. В чем причины этих явлений и как их устранить, если, конечно, они наблюдаются в готовом частотомере или появятся позже? При частоте тактовых импульсов более 1 кГц, поступающих от блока образцовой частоты на вход управляющего устройства, конденсатор СЗ не всегда успевает полностью разрядиться за время между двумя соседними импульсами, из-за чего при следующем цикле работы он начинает заряжаться с более высокого напряжения на нем. В результате время индикации см. По фронту этого импульса триггер DD И если тактовый импульс образцовой частоты поступит на вход С этого триггера в промежуток времени, когда сигнал обнуления еще не закончен, то триггер DD Оба эти недостатка нетрудно устранить введением в устройство управления еще одного D-триггера DD Разрешение на его работу дает дополнительный триггер по окончании импульса, приходящего на его вход С. Эта задача решается подачей на вход С триггера DD Блок цифровой индикации частотомера трехразрядный, что, конечно, создает некоторые неудобства пользования прибором, о чем мы уже говорили ранее. Но это сделано исключительно с целью упрощения прибора, уменьшения числа используемых микросхем и знаковых индикаторов. Чтобы частотомер стал четырехразрядным, его надо дополнить комплектом микросхем и индикаторов, соответствующим одному разряду, как показано на схеме рис. Вход С1 счетчика этого разряда соединяют с выходом 8 счетчика DD16 третьего разряда, а его входы RO выводы 2 и 3 — с аналогичными входами всех других счетчиков блока индикации. Питание на анод индикатора HG4 подают, как и на аноды других индикаторов, через ограничительный резистор R18 такого же номинала. Следующий вопрос, который мы предвидим: Любые другие индикаторы тлеющего разряда, например, ИН2, ИН14, ИН Распознать же или уточнить цоколевку используемого индикатора нетрудно опытным путем, подавая на выводы его электродов постоянное или пульсирующее напряжение За исходный удобно принять вывод анода—он хорошо просматривается через стеклянный баллон индикатора. Соединив с ним плюсовой проводник источника напряжения, отрицательным проводником источника касайтесь поочередно других выводов. При этом будут светиться цифры, соответствующие цоколевке проверяемого индикатора. И еще один вопрос, касающийся кварцевого резонатора. Поэтому его частота стабилизирована кварцевым резонатором, Принципиально в качестве тактовой можно использовать весьма стабильную частоту переменного напряжения электроосветительной сети как это сделано в описанном выше реле времени;. Но, к сожалению, частота напряжения электросети в разное время суток может отличаться от 50 Гц на 0, В результате цифровой частотомер утратит свои довольно высокие качества. Поэтому-то без резонатора не обойтись. А как быть, если резонатора на частоту 8 МГц, использованного в описанном частотомере, нет? Можно подобрать другой подходящий кварцевый резонатор. Конечно, лучше использовать резонатор на частоту 1 Mгц. В этом случае отпадает надобность в счетчике DD3 первой ступени делителя, так как сигнал генератора можно будет подавать сразу на вход счетчика DD4. Подойдет также кварцевый резонатор на частоту кГц—тогда можно исключить и счетчик DD4. Во всех случаях делитель блока образцовой частоты упростится. А если и таких кварцевых резонаторов нет? Тогда используйте любой другой с резонансной частотой от 0,1 до 10 MГц. При использовании практически любого кварцевого резонатора надо лишь изменить построение первых ступеней делителя частоты. В этом вам поможет соответствующая справочная литература. Да 0 Нет 0. Ответственность лежит на лице, использующем данные материалы. Активный щуп для осциллографа. Вольтметр сетевого напряжения с растянутой шкалой и световой сигнализацией. Звуковой испытатель кварцевых резонаторов. Измерение фазы с помощью мультиметра. Определение волнового сопротивления линии. Приставка-измеритель LC к цифровому вольтметру. Проверка индикаторов на ЖК. Простой индикатор разряда батарей. Телевизор в качестве осциллографа. Цифровой измеритель емкости аккумуляторов. Электронные коммутаторы к осциллографу. ВЧ приставка к осциллографу. Приставка к мультиметру для измерения температуры. Измеритель емкости и индуктивности. Определение направления намотки обмоток. Измерительные приставки к мобильным телефонам. Антенны ДМВ и усилители к ним. Принципиальная схема частотомера показана на рис. Блок питания частотомера рис. С внешним видом частотомера вы уже знакомы. Первым монтируйте и испытывайте блок питания. Какие изменения, дополнения можно внести в цифровой частотомер? Транзистор КТБ усилительной ступени можно заменить на КТА. Да 0 Нет 0 setRating 3.

Частотомер: схемы, конструкции, приставки

Проблемы пациента при гломерулонефрите

Схема контактной системы зажигания

ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Добровольная сертификация средств размещения

У каких войск черная форма

Нарушение работы сальных желез причины

Сколько стоит телефон вертекс

Цифровой частотомер.

Журнал выдачи сменных заданий

Наборщик текста удаленно отзывы

Кофейный сервиз лфз ссср каталог

Частотомер — цифровая шкала

Тойота королла 2002 правый руль

Почта наложенный платеж стоимость услуги

Наборщик текстов работа пермь

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Аппаратура, применяемая при исследованиях с помощью радиопилюль. ( По Арденне.| Заппськолебанпй давления ( сокращений. а — желудка. б — тонкой кишки. в — слепой кишки. Под кривыми давления запись дыхания. Внизу — время в сек. ( По Фаррару, Зворыкину и др..| Схема работы радиопилюли с внешним источником питания. Справа — диаграмма, показывающая зависимость частотной модуляции от регистрируемого давления. ( По Фаррару, Зворыкину и др..  [1]

Радиопилюли для регистрации давления в пищеварит. Они рассчитаны на определение давления в пределах 100 — 200 см вод. ст. Чувствительность их такова, что наименьшая величина определяемого давления равна 0 25 % от полной шкалы.  [2]

Радиопилюля

( радиокапсула) — миниатюрный радиопередатчик ( длиной 25 мм и менее, диаметром 8 мм и менее), вмонтированный в специальную капсулу, которую пациент ( исследуемый) заглатывает.  [3]

Аппаратура, применяемая при исследованиях с помощью радиопилюль. ( По Арденне.| Заппськолебанпй давления ( сокращений. а — желудка. б — тонкой кишки. в — слепой кишки. Под кривыми давления запись дыхания. Внизу — время в сек. ( По Фаррару, Зворыкину и др..| Схема работы радиопилюли с внешним источником питания. Справа — диаграмма, показывающая зависимость частотной модуляции от регистрируемого давления. ( По Фаррару, Зворыкину и др..  [4]

Зворыкин с сотрудниками в 1960 сконструировал радиопилюлю с внешним источником питания и без транзистора.  [5]

Они воспринимаются антенной, надетой на обследуемого, и радиоприемником с записывающим устройством. Радиопилюля свободно проходит по желудочно-кишечному тракту.  [6]

Использование радиосредств в медицине связано с возможностями получения с их помощью информации о различных процесасх, протекающих в человеческом организме. Известны, например, радиопилюли, которые проглатывает пациент при исследованиях внутренних органов.

 [7]

Интересно решение проблемы измерения давления, температуры и иных параметров в желудочно-кишечном тракте. Для этого широко используется так называемая радиопилюля — миниатюрный радиопередатчик ( длина 25 мм и менее, диаметр 8 мм и менее), модуляция которого осуществляется крошечными датчиками давления, температуры и кислотности.  [8]

Собирание слюны у человека с помощью капсулы Лешли — Красногорского.| Зонд для определения кислотности разных зон желудка ( по Линару.  [9]

Сущность ее заключается в том, что человеку дают проглотить Миниатюрный радиопередатчик — радиопилюлю. Она состоит из генератора электромагнитные колебаний, источника питания ( сухой элемент или аккумулятор) и датчика.  [10]

Всевозможные электронные датчики позволяют производить не только внешние измерения температуры тела, биопотенциалов мышц и нервов, но и объективно регистрировать протекание внутренних процессов жизнедеятельности. Интересно решение проблемы измерения давления, температуры и иных параметров в желудочно-кишечном тракте. Для этого широко используются так

называемые радиопилюли — миниатюрные радиопередатчики ( длина 25 мм.  [11]

Аппаратура, применяемая при иссле -.| Запись колебаний давления ( сокращений. а — желудка. б — тонкой кишки. в — слепой кишки. Под кривыми давления запись дыхания. Внизу — время в сек. ( По Фаррару, Зво — рыкину и др..| Схема работы радиопилюли с внешним источником питания. Справа — диаграмма, показывающая зависимость частотной модуляции от регистрируемого давления. ( По Фаррару, Зворыкину и др..  [12]

При нек-рых телеизмерениях радиопередатчик помещают внутрь организма. Эндора-днозонды, изобретенные одновременно в 1957 В. К. Зворыкиным в США, Маккеем и Якобсоном в Швеции и М. Ф. Арденне в ГДР, представляют собой миниатюрные радиопередатчики ( длиной 12 — 25 мм, диаметром 8 мм — рис.

12), к-рые легко проглатываются человеком и дают затем по радио информацию о давлении, температуре и активной реакции ( рН) в желудке и кишечнике. Сигналы радиопилюли воспринимаются антенной, помещаемой над областью живота испытуемого. Эти сигналы демодулируются частотным дискриминатором. Выходное напряжение пропорционально после этого частоте сигналов и, следовательно, исследуемому процессу, действующему на датчик. Радиоприемное устройство имеет па выходе записывающее устройство, позволяющее регистрировать кривые изменения исследуемого физиологич.  [13]

Большую роль играют достижения радиоэлектроники в биологии и медицине. Они позволяют изучать работу мозга и сердца по их биотокам. Все измерения могут быть выполнены очень быстро, что особенно важно в процессе хирургических операций. Существуют радиоэлектронные приборы для проведения анализов внутри самого организма. Так, например, для исследования желудочной деятельности применяется радиопилюля. Она представляет собой миниатюрную радиостанцию размером с маленькую конфету, которая проглатывается и во время прохождения по желудочно-кишечному тракту непрерывно радирует о составе желудочного сока, его кислотности, и других необходимых для врача сведениях. Не обходится без применения радиоэлектронных приборов и работа таких медицинских устройств, как искусственное сердце, почка и легкие, необходимых при сложных операциях.  [14]

Страницы:      1

Цифровые пилюли — путешествие по телу

Медицинские устройства, имплантированные или проглоченные, должны быть в состоянии противостоять окружающей среде человеческого тела, не оказывая влияния на функции организма. Что такое радиотаблетки, как они работают и от каких сред они должны защищать?

Что такое радиотаблетки?

Цифровые таблетки, иногда называемые радиотаблетками, – это медицинские устройства, которые можно проглатывать и которые обеспечивают сенсорные показания при прохождении через тело человека. Разработан в 1957, Radio Pills включает в себя все аппаратное обеспечение, необходимое для правильной работы, включая датчики, передатчик и батарею. Со времени появления первых таблеток Radio Pills технологии теперь позволяют использовать невероятно продвинутые функции, включая процессоры, камеры, свет и датчики газа, которые позволяют им выполнять широкий спектр процедур медицинского мониторинга.

Как работают цифровые таблетки?

Как указывалось ранее, цифровые таблетки включают в себя все оборудование, необходимое для беспроводной передачи информации изнутри тела на внешний приемник. В старых цифровых таблетках использовалась аналоговая схема, при которой выходной сигнал датчика напрямую воздействовал на модуль генератора радиопередатчика. Однако современные системы могут использовать преимущества небольших кремниевых кристаллов, которые позволяют использовать микроконтроллеры, периферийные устройства и датчики. В первой радиотаблетке использовались датчики давления, и это продемонстрировал врач, который показал, как изменялись данные, полученные от таблетки, когда он надавливал на желудок пациента.

В капсулы для визуализации встроена небольшая цифровая камера, которая позволяет осуществлять мониторинг внутренних органов и транслировать живые изображения изнутри тела, требующие высокой скорости передачи данных (до 2,7 Мбит/с). Таблетки для определения газа требуют использования полупроницаемых мембран, которые позволяют газу диффундировать через них, и они содержат датчик внутри таблетки. Оттуда показания датчика отправляются на микроконтроллер, который может предварительно обрабатывать данные перед их беспроводной передачей. Что делает цифровые таблетки возможными, так это уменьшение размеров электроники и возможность создавать биологически инертные оболочки, которые не нарушают внутренние функции организма.

Какие аспекты дизайна необходимо учитывать при разработке цифровых таблеток?

При разработке цифровой таблетки необходимо учитывать два основных фактора; внутренняя электроника и корпус. В отличие от имплантированных медицинских устройств, проглатываемые цифровые таблетки подвергаются воздействию всех суровых условий, создаваемых всей пищеварительной системой. Если таблетка повреждена во время транспортировки, важно, чтобы организм воспринимал поврежденную таблетку как безвредную и пропускал ее без побочных эффектов.

Первая суровая среда, с которой сталкивается пилюля, — это желудок, где pH может достигать 1 (например, автомобильные аккумуляторы имеют pH 0,7, но помните, что шкала pH логарифмическая). В результате оболочка таблетки должна выдерживать кислые растворы. Однако кислотность желудка может быть бонусом для дизайнеров; кислоту можно использовать для активации таблетки и, таким образом, потреблять энергию только после проглатывания. Однако кислотность желудка — не единственное препятствие, с которым сталкивается таблетка; желудок также имеет измельчающее действие, при котором он пытается механически расщепить пищу с помощью сжатия. Поэтому очень важно, чтобы капсула не только сопротивлялась кислоте, но и выдерживала умеренные сдавливающие усилия. После прохождения через желудок таблетка должна пройти через длинный кишечный тракт, где она будет подвергаться действию щелочных растворов, вырабатываемых печенью (то есть желчи), постоянному сжатию со стороны стенок кишечника и потенциально летучим газам, таким как метан.

Однако на этом веселье не заканчивается; внутренние компоненты таблетки должны быть тщательно подобраны, как и любое имплантированное медицинское оборудование. Хотя желудочно-кишечный тракт гораздо более щадящий, чем иммунная система, компоненты таблетки не должны быть токсичными. Если таблетка открывается, содержимое должно быть безопасно пропущено без вреда для организма. Вот почему используются батареи на основе серебра, поскольку они нетоксичны. Хотя литий-ионные батареи обеспечивают превосходную плотность энергии, они токсичны при потреблении.

Заключение

Все, что попадает в тело, должно соответствовать строгим критериям безопасности, чтобы свести риск к минимуму, а проникновение в человеческое тело — нелегкая задача.

В то время как температура окружающей среды может быть постоянной, различные органические соединения, жидкости и механические нагрузки могут создать проблемы для любой электронной системы. Вдобавок ко всему, конечное устройство должно быть легко проглатываемым и переносимым, сохраняя при этом источник питания и продолжая передавать информацию на протяжении всего пути.

Подробнее

• Как ИИ внедряется в медицину

• Медицинский Интернет вещей и безопасность

• Датчики расхода воздуха для респираторных и других медицинских применений

• Siren привлекает 11,8 млн долларов для финансирования носимых медицинских технологий для лечения диабета

Что такое электронные таблетки и их применение?

Мы знакомы с широким спектром датчиков в области электроники. Они широко используются и в различных экспериментах исследовательской деятельности. Эта микроэлектронная таблетка представляет собой такой датчик с несколькими каналами и называется многоканальным датчиком. Как следует из названия, этот датчик представляет собой таблетку. То есть это значит войти внутрь тела и изучить внутренние условия.

Раньше, когда был изобретен транзистор, впервые начали использовать капсулы для радиометрии. В этих капсулах использовались простые схемы для исследования желудочно-кишечного тракта. Некоторыми из причин, препятствовавших их использованию, были их размер и ограничения не передавать более чем по одному каналу. У них была плохая надежность и чувствительность.

Срок службы датчиков также был слишком коротким. Это проложило путь к внедрению одноканальных телеметрических капсул, и позже они были разработаны для преодоления недостатков больших размеров датчиков лабораторного типа.

Полупроводниковые технологии также помогли в формировании, и, таким образом, в конце концов была разработана микроэлектронная таблетка. Эти таблетки теперь используются для дистанционных биомедицинских измерений в исследованиях и диагностике. Датчики используют микротехнологию для достижения этой цели. Основная цель использования таблетки — провести внутреннее исследование и распознать или обнаружить отклонения и заболевания желудочно-кишечного тракта. В этом желудочно-кишечном тракте мы не можем использовать старый эндоскоп, так как доступ к нему ограничен.

 

БЛОК-СХЕМА

Конструкция микроэлектронной таблетки выполнена в виде капсулы. Его оболочка биосовместима. Внутри этого находятся многоканальные (четыре канала) датчики и микросхема управления. Он также включает в себя радиопередатчик и две ячейки из оксида серебра. Четыре датчика установлены на двух кремниевых чипах. Кроме него есть управляющая микросхема, один канал доступа и радиопередатчик.

Обычно используются четыре датчика: датчик температуры, датчик pH ISFET, двухэлектродный датчик проводимости и трехэлектродный электрохимический датчик кислорода.

Микроэлектронная таблетка состоит из 4-х датчиков (2), которые смонтированы на двух кремниевых чипах (Чип 1 и 2), контрольного чипа (5), радиопередатчика (СТД-тип1-7, тип2-кристалл тип-10 ), оксид-серебряные батареи (8), 1-канал доступа, 3-капсула, 4-резиновое кольцо, 6-чип-носитель печатной платы.

Микроэлектронная таблетка состоит из обработанной биосовместимой (нецитотоксичной), химически стойкой полиэфиртеркетоновой (PEEK) капсулы и держателя микросхемы печатной платы, выступающей в качестве общей платформы для крепления датчиков, ASIC, передатчика и батарей. Каждый из изготовленных датчиков был прикреплен проволочным соединением к изготовленному на заказ держателю микросхемы, изготовленному из 10-контактного полиамидного ленточного разъема с шагом 0,5.

Разъем, в свою очередь, был подключен к промышленному штекерному разъему стандартного плоского кабеля (FCP), прикрепленному к несущему чипу печатной платы микроэлектронной таблетки, чтобы облегчить быструю замену датчиков при необходимости. Носитель микросхемы печатной платы изготовлен из 2 STD. Пластины из стекловолокна толщиной 1,6 мм, прикрепленные друг к другу эпоксидной смолой, максимально увеличили расстояние между двумя сенсорными чипами.

Микросхемы датчиков подключаются к обеим сторонам печатной платы через отдельные разъемы FCP, при этом микросхема датчика 1 обращена вверх, а микросхема датчика 2 — вниз. Таким образом, лямбда-зонд на микросхеме 2 пришлось соединить с верхней гранью тремя 200-нм медными выводами, припаянными к плате. Передатчик был интегрирован в печатную плату, которая также включала в себя шины питания, точки подключения к датчикам, а также передатчик, ASIC и опорные слоты для капсулы, в которой находится носитель.

 

На двух чипах установлено 4 датчика: чип 1 и чип 2. Встроенный

1. Чип сенсора 1 пластину и прикрепили к покровному стеклу толщиной 100 мкм, отвержденному на горячей пластине. Пластина выступает в качестве временного носителя, помогая обращаться с устройством на уровне 1 литографии, когда прослеживаются электрические соединения, определяются контактные площадки электродов. Контактные площадки обеспечивают электрический контакт с внешней электронной схемой.

Чип 1 разделен на две части: левый блок с кремниевым диодом датчика температуры, а правый блок содержит датчик pH ISFET.

Кремниевый диод DT-670-SD Особенности

• Измеряет внутреннюю температуру тела.
• Также компенсирует вызванные температурой изменения сигналов других датчиков.
• Также определяет местные изменения, связанные с воспалением тканей и язвами.

 

ISFET:

Ионоселективный полевой транзистор ISFET; этот тип электрода содержит транзистор, покрытый химически чувствительным материалом, для измерения pH в растворе и на влажных поверхностях. Поскольку потенциал на химически активной поверхности изменяется в зависимости от pH, ток, индуцируемый через транзистор, изменяется. Температурный диод одновременно контролирует температуру на чувствительной поверхности. Измеритель pH с температурной компенсацией pH коррелирует изменение тока и температуры.

2. Сенсорный чип 2

Рисунок Уровня 1 (электрические дорожки, контактные площадки и электроды) был определен в 0,9 мкм UV3 резисте с помощью электронно-лучевой литографии. Слой золота толщиной 200 нм (включая адгезионный слой из титана толщиной 15 нм и палладия толщиной 15 нм) наносили термическим испарением. Процесс изготовления повторялся.

Принцип обнаружения датчика кислорода

В большинстве переносных или измерительных приборов, используемых для оценки концентрации кислорода на рабочем месте, используются кислородные датчики типа «топливных элементов». Датчики кислорода «топливные элементы» состоят из диффузионного барьера, чувствительного электрода (катода), изготовленного из благородного металла, такого как золото или платина, и рабочего электрода, изготовленного из недрагоценного металла, такого как свинец или цинк, погруженного в основной электролит (например, в виде раствора гидроксида калия).

Чип управления

ASIC (специализированная интегральная схема) — это чип управления, который соединяет вместе внешние компоненты микросистемы.

Рисунок 8: Взаимодействие ASIC с внешними компонентами системы

  Специализированная интегральная схема (ASIC)

Интегральная схема, предназначенная для выполнения определенной функции путем определения взаимосвязи набора основных схемных построений блоки, взятые из библиотеки, предоставленной производителем схемы.

ASIC представляет собой новую конструкцию для работы со смешанными сигналами, которая содержит модуль обработки аналоговых сигналов, управляющий датчиками, 10-разрядные преобразователи АЦП и ЦАП, а также модуль цифровой обработки данных. Генератор релаксации RC (OSC) обеспечивает тактовый сигнал.

Аналоговый модуль основан на AMS (Automated Manifest System), которая предлагает множество схем энергосбережения (спящий режим) и компактный дизайн ИС. Схема температуры смещала диод при постоянном токе, так что изменение температуры приводило к соответствующему изменению напряжения на диоде.

Датчик pH ISFET был смещен как простой повторитель истока и стока при постоянном токе с изменением напряжения D-S в зависимости от порогового напряжения и pH. Схема проводимости, работающая на постоянном токе, измеряет сопротивление на паре электродов как обратную функцию проводимости раствора. Встроенный потенциостат управлял амперометрическим кислородным датчиком с 10-битным ЦАП, контролирующим потенциал рабочего электрода относительно эталона.

Аналоговые сигналы были последовательно пропущены через MUX перед оцифровкой с помощью АЦП. Полоса пропускания для каждого канала была ограничена интервалом дискретизации 0,2 мс.

Радиопередатчик

Собирается до интеграции в капсулу с использованием отдельных компонентов поверхностного монтажа на односторонней печатной плате. Площадь основания стандартного передатчика составляет 8*5*3 мм, включая встроенную катушечную (магнитную) антенну. Он предназначен для работы на частоте передачи. 40,01 МГц при 20°C, генерируя сигнал с полосой пропускания 10 кГц. Также использовался второй стабилизированный кристаллом передатчик. Это устройство аналогично свободно работающему передатчику STD, имеющему частоту передачи, ограниченную 20,08 МГц при 20°C из-за используемого кристалла. Таблетки, включающие в себя передатчик STD, относятся к типу 1, тогда как таблетки, содержащие стабилизированный кристаллом блок, относятся к типу 2. Измеренный диапазон передачи составляет 1 м и используется схема модуляции FSK (частотная манипуляция) со скоростью передачи данных 1 кбит/с.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Он успешно используется для выявления заболеваний и отклонений в организме человека. Поэтому его еще называют ВОЛШЕБНАЯ ТАБЛЕТКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ.
• Адаптируется для использования в коррозионной и спокойной среде.
• Micro Electronic Pill использует ПРОГРАММИРУЕМЫЙ РЕЖИМ ОЖИДАНИЯ, поэтому потребление энергии очень меньше.
• Имеет очень маленький размер, поэтому очень удобен в практическом использовании.
• Высокая чувствительность, хорошая надежность и срок службы.
• Очень долгий срок службы элементов (40 часов), меньшие требования к мощности, току и напряжению (12,1 мВт, 3,9 мА, 3,1 В).
• Меньшая длина передачи и, следовательно, отсутствие шумовых помех

ПРИМЕНЕНИЕ

• Экологические и промышленные применения, такие как оценка качества воды, обнаружение загрязнения, контроль процесса ферментации и проверка трубопроводов.