Vetenskap & teknik
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Effiziente Und Robuste Funkubertragung Von Messdaten in Einem Magnetresonanztomographen
Michael Wiehl
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Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 2,0, Friedrich-Alexander-Universitt Erlangen-Nrnberg (Institut fr technische Elektronik), Sprache: Deutsch, Abstract: In der vorliegenden Arbeit werden Aspekte aufgezeigt, die fr den Entwurf eines Datenbertragungssystems fr Sensordaten in einem Magnetresonanztomographen relevant sind. Basierend darauf wird ein bertragungssystem ausgewhlt und der Versuch unternommen, es optimal auszulegen. Der Entwurf eines einkanaligen Demonstrators wird erlutert und die auftretenden Herausforderungen dargelegt.
Das entstandene System bertrgt die Messdaten mittels Frequenzmodulation. Das gemessene Signal wird dabei in eine niedrige Zwischenfrequenz gebracht, was dazu fhrt, dass die Bandbreite des modulierten Trgers minimiert wird. Im Sender-Frontend wird der Trger direkt in einer hohen Frequenzlage erzeugt, was zu einem kompakten Aufbau und einer geringen Leistungsaufnahme fhrt. Das gesamte Sendemodul wird mit einem Akkumulator versorgt und verbraucht lediglich 447 mW. Sende- und Empfangsantennen sind jeweils Rundstrahlantennen. Damit wird die Qualitt der bertragung unabhngig von der Position und Orientierung des Sendemoduls. Als Empfnger wird ein superheterodyner Empfnger mit zwei Zwischenfrequenzen und einer Schaltmatrix zur Minimierung des Schaltungsaufwands eingesetzt.
Die Validierung des Konzepts in einem Laboraufbau zeigt, dass die gemessene Dynamik mit der jeweils berechneten gut bereinstimmt. Anhand des Demonstrators kann ein gemessenes Signal mit einer maximalen Bandbreite von 1,05 MHz und einer Signaldynamik von 149,7 dB/Hz bertragen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Dynamik der bertragungsstrecke unter Ausnutzung von Raumdiversitt meist um weniger als 1 dB sinkt, sobald das Sendemodul an verschiedenen Positionen auf einem Probanden positioniert wird. Lediglich in der Bauchregion kann die Dynamik durch Atmung beeintrchtigt werden.
Das entstandene System bertrgt die Messdaten mittels Frequenzmodulation. Das gemessene Signal wird dabei in eine niedrige Zwischenfrequenz gebracht, was dazu fhrt, dass die Bandbreite des modulierten Trgers minimiert wird. Im Sender-Frontend wird der Trger direkt in einer hohen Frequenzlage erzeugt, was zu einem kompakten Aufbau und einer geringen Leistungsaufnahme fhrt. Das gesamte Sendemodul wird mit einem Akkumulator versorgt und verbraucht lediglich 447 mW. Sende- und Empfangsantennen sind jeweils Rundstrahlantennen. Damit wird die Qualitt der bertragung unabhngig von der Position und Orientierung des Sendemoduls. Als Empfnger wird ein superheterodyner Empfnger mit zwei Zwischenfrequenzen und einer Schaltmatrix zur Minimierung des Schaltungsaufwands eingesetzt.
Die Validierung des Konzepts in einem Laboraufbau zeigt, dass die gemessene Dynamik mit der jeweils berechneten gut bereinstimmt. Anhand des Demonstrators kann ein gemessenes Signal mit einer maximalen Bandbreite von 1,05 MHz und einer Signaldynamik von 149,7 dB/Hz bertragen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Dynamik der bertragungsstrecke unter Ausnutzung von Raumdiversitt meist um weniger als 1 dB sinkt, sobald das Sendemodul an verschiedenen Positionen auf einem Probanden positioniert wird. Lediglich in der Bauchregion kann die Dynamik durch Atmung beeintrchtigt werden.
- Format: Pocket/Paperback
- ISBN: 9783656817543
- Språk: Tyska
- Antal sidor: 154
- Utgivningsdatum: 2014-11-04
- Förlag: Grin Verlag Gmbh