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BIOTELEMETRÍA INTRODUCCIÓN: Técnica que proporciona un enlace inalámbrico entre el paciente y los componentes procesadores. Permite el estudio en condiciones de movilidad completa. Es el mejor método de aislar al paciente de las líneas de alimentación. La alimentación es con bajo voltaje con lo que se reducen los riesgos para el paciente. BIOTELEMETRÍA ASPECTOS GENERALES: Variables a transmitir: presión, pH, temperatura, EMG, EEG, ECG, ventilación respiratoria, presión intracraneal, análisis de oxígeno, etc. Existen sistemas operacionales (pocos datos críticos) o experimentales (muchos datos) Conexión al paciente de diversos sistemas (sensores, transductores, codificadores, transmisor, etc.) BIOTELEMETRÍA ASPECTOS GENERALES: Pequeño tamaño de sensores y transductores. La eliminación del alambrado puede implicar pérdida de algunas características. Mayor valor de la telemetría en largas distancias o ambientes hostiles. BIOTELEMETRÍA MODULACIÓN: Operación no lineal en la que los datos modifican alguna característica de la portadora. Portadora: es la señal que transporta los datos, generalmente es senoidal. Moduladora: Son los datos a transmitir. Cuando la portadora es pulsada la modulación es una codificación pulsada. BIOTELEMETRÍA MODULACIÓN PULSADA: Se modifica una propiedad de un tren de pulsos: Amplitud Duración Posición BIOTELEMETRÍA SISTEMAS TELEMÉTRICOS SISTEMA BIOTELEMÉTRICO MONOCANAL GENERALIZADO Antena Amplficadores y acondicionadores de señal Oscilador de subportadora VCO Amplificador de potencia Transmisor Telemétrico Antena Registradores, osciloscopio o display Amplificador de datos Receptor Telemétrico Demodulador Amplificadores de IF y RF SISTEMAS TELEMÉTRICOS TRANSMISOR: Puede operar en el rango estándar de FM u otro valor más alto en frecuencia. Algunos incorporan circuitería de protección. Típicamente funcionan de 3 a 22 días sin cambiar baterías. Una sensibilidad típica en transmisores de FM es de 15 KHz/mV SISTEMAS TELEMÉTRICOS OSCILADORES DE SUBPORTADORAS: Sirven para poner las señales biológicas en un rango de frecuencias más alto para facilitar el proceso de transmisión. Cuando se modula la frecuencia de la subportadora en un sistema FM, el sistema completo recibe el nombre de FM/FM. SISTEMAS TELEMÉTRICOS RECEPTOR Y DEMODULADOR: Para el sistema monocanal se emplea un demodulador o discriminador para convertir la frecuencia variable en el voltaje modulador original. Para un sistema multicanal, se requieren varios demoduladores de subportadora, siendo cada uno de ellos sensible a una sola portadora. SISTEMAS TELEMÉTRICOS ANTENAS: Su longitud es generalmente de ¼ de λ. No direccionales. Cuando se ponen direccionales se pueden obtener ganancias muy elevadas que mejoran notablemente la relación señal a ruido BIOTELEMETRÍA SISTEMAS MULTICANAL: Se utiliza frecuentemente el sistema por división de tiempo y frecuencia. Tiene alta sensibilidad de modulación. Es simple la modulación y demodulación. Minimiza los cruces de canales. Tamaño pequeño y requerimientos de potencia bajos. BIOTELEMETRÍA MULTIPLEXAJE: Permite transmisión de varios canales. Se hace por tiempo compartido o frecuencia compartida. BIOTELEMETRÍA MULTIPLEXAJE POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM): Existen subportadoras que modulan la portadora de RF. Se debe escoger bien las frecuencias de las subportadoras para evitar solapamientos SISTEMAS MULTICANAL SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN FRECUENCIA (Tx) Oscilador de subportadora (w1) Entrada 1 Antena Modulador Oscilador de subportadora (w2) Entrada 2 Modulador Oscilador de subportadora (w3) Entrada 3 Modulador Oscilador de portadora Amplificador sumador Modulador de portadora Amplificador RF SISTEMAS MULTICANAL SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN FRECUENCIA (Rx) Antena Amplif de RF Demodulador de portadora Filtro pasabanda (w1) Demodulador de subportadora Filtro pasabanda (w2) Demodulador de subportadora Filtro pasabanda (w3) Demodulador de subportadora Salida 1 Salida 2 Salida 3 BIOTELEMETRÍA MULTIPLEXAJE POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM): Se muestrea cada canal durante un tiempo determinado. SISTEMAS MULTICANAL SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN TIEMPO (Tx) Entra 1 Amplificador De señal Oscilador del conmutador V1 Antena Oscilador de Portadora Entra 2 Amplificador De señal Vo V2 Amplificador De RF Modulador Conmutador V4 Entra 3 Amplificador De señal V3 Señal de marco de referencia V4 V4 V2 V2 V3 V1 V3 V1 SISTEMAS MULTICANAL SISTEMA POR MULTIPLEXACIÓN EN TIEMPO (Rx) Salida 1 Antena S/H FPB Conmutador Amplificador De RF Demodulador Detector pulso marca de ref. Vo S/H Oscilador del conmutador FPB Salida 2 Salida 3 S/H FPB BIOTELEMETRÍA ALGUNOS TIPOS DE MODULACIÓN Modulación AM Modulación angular Modulación PM Modulación FM Modulación digital ASM FSK PWM TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN AM vp(t) = Vp sen(2π fp t): Portadora vm(t) = Vm sen(2π fm t): Moduladora v(t) = ( Vp + vm(t) ) sen(2π fp t): Modulada TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN AM v(t) = ( Vp + Vm sen(2π fm t) ) sen(2π fp t) Con m= Vm / Vp : índice de modulación (m<1) v(t) = Vp( 1 + m sen(2π fm t) ) sen(2π fp t) TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN AM Modulador AM vm(t) AM 1/Vp vp(t) ~ TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN AM Demodulador AM TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN FM vp(t) = Vp sen(2π fp t): portadora vm(t) = Vm sen(2π fm t): moduladora f = fp + Δf sen(2 π fm t), Δf ≈ Vm TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN FM vp(t) = Vp sen[2π (fp + Δf sen(2 π fm t) ) t] f v p (t ) V p sen 2f p t sen (2f mt ) fm f Índice de modulación con m f fm TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN FM modulador FM ~ vp(t) vm(t) VCO FM TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN FM Demodulador FM Señal Demodulada Señal de Referencia Detector De fase Señal de Salida FPB VCO Señal de Realimentación TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN ASK vp(t) = Vp sen(2π fp t): Portadora Moduladora TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN ASK v(t) = Vp vm(t) sen(2π fp t) TIPOS DE MODULACIÓN MODULACIÓN ASK