ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №3
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.2
УДК: 53.083.9
Система для экспериментальной оценки
паразитных параметров
интегральных мультиплексоров
для электроимпедансной томографии
Т.С. Туйкин, А.В. Корженевский
125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп.7
Статья поступила в редакцию 10 октября 2023 г.
Аннотация. Фактические параметры мультиплексоров влияют на измерения, проводимые для реализации электроимпедансной томографии. Для биологических объектов наибольшее влияние оказывают ёмкости каналов и разброс между ними. Типовое значение десятки пикофарад. Производители интегральных микросхем обычно не нормируют этот параметр, указывая типовое значение, то есть фактическая ёмкость может отличаться на несколько десятков процентов от партии к партии. Подобранные по параметрам аналоговые ключи позволяют проводить более качественное измерение или компенсировать погрешности программно. Ток утечки так же оказывает значительно влияние на измерение. В частности, мультиплексоры, поврежденные статическим электричеством, могут увеличивать токи утечки на порядки. Разработана программно-аппаратная система для тестирования основных параметром аналоговых высоковольтных ключей: факт коммутации каналов, инжекция заряда при переключениях, сопротивления каналов, ёмкости и токи утечек. Точность измерения ёмкости канала 1 пФ, следует учитывать паразитную ёмкость измерительных колодок и опорного мультиплексора. Сопротивление канала порядка 1 Ома, инжекция заряда – 1 пКл, токи утечки порядка 100 пА. Для тестирования используется опорный мультиплексор с известными параметрами, генератор ток и таймер для измерения времени разряда-заряда, прецизионный усилитель и герконовое реле для измерения малых напряжений. Сменные колодки для тестирования аналоговых ключей позволяют тестировать не только мультиплексоры 1 в 16, но и любые другие конфигурации с меньшим кол-во каналов, микросхемы в различных корпусах и даже с более низким напряжением питания при использовании понижающих стабилизаторов на колодке. Система позволяет проверить работоспособность ключей, подобрать в измерительную систему микросхемы с одинаковыми параметрами, улучшать качество выборкой “удачных” по параметрам или компенсировать измерения с учётом фактической ёмкости измерительного канала.
Ключевые слова: электроимпедансная томография, аналоговые высоковольтные ключ, тестирование параметров.
Автор для переписки: Туйкин Тимур Салаватович for_subscribe_tt@mail.ru
Литература
1. Barreiro M. et al. Multiplexing error and noise reduction in electrical impedance tomography imaging //Frontiers in Electronics. – 2022. – Т. 3. – С. 848618.
2. Wu Y. et al. Electrical impedance tomography for biomedical applications: Circuits and systems review //IEEE Open Journal of Circuits and Systems. – 2021. – Т. 2. – С. 380-397.
3. Korjenevsky A.V., Tuykin T. S. Experimental demonstration of electric field tomography //Physiological measurement. – 2010. – Т. 31. – №. 8. – С. S127.
4. Cherepenin V.A. et al. Three-dimensional EIT imaging of breast tissues: system design and clinical testing //IEEE transactions on medical imaging. – 2002. – Т. 21. – №. 6. – С. 662-667.
5. Sapetsky S. et al. Development of the system for visualization of electric conductivity distribution in human brain and its activity by the magnetic induction tomography (MIT) method //Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2010. – Т. 224. – №. 1. – С. 012038.
Для цитирования:
Корженевский А.В., Туйкин Т.С. Система для экспериментальной оценки паразитных параметров интегральных мультиплексоров для электроимпедансной томографии. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 3 https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.2.