21.) Aufbau der medizinischen Signalanalysekette, Detektor-effekte, Kenngrößen des Detektors, , Verstärker, Verstärkungsfaktoren, Frequenzübertragungsfunktion, Rückkopplung, Selektierung der Impulssignale, A/D Konversion, Digitalsignal, Nyquist-Shannon Abtasttheorem, Anzeiger Flashcards Preview

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1

Aufbau der medizinischen Signalanalysekette

2

Detektor

(Sensor, Umformer,Wandler, Transducer, ...)

nichtelektrisches Signal → Detektor → elektrisches Signal

Umwandlung der nichtelektrischen in elektrischen Signale.

Sensoren:

→ aktive - passive

→ mit Analogausgang - mit Digitalausgang

3

Einige Detektor-Effekte

 

  • Lichtelektrischer Effekt (Photoeffekt)
  • Radio-, Röntgenolumineszenz
  • Piezoelektrischer Effekt (griech. piézein - pressen, drücken)
  • Seebeck-Effekt

4

Detektor-Effekte: Lichtelektrischer Effekt (Photoeffekt)

optisches Signal → elektrisches Signal (z.B. Photomultiplier)

5

Detektor-Effekte: Radio-, Röntgenolumineszenz

z. B. NaI(Tl) (Natriumiodid Kristall mit Tallium verunreinigt)

Strahlungssignal → optisches Signal

6

Detektor-Effekte: Piezoelektrischer Effekt (griech. piézein - pressen, drücken)

mechanisches Signal → elektrisches Signal

7

Detektor-Effekte: Seebeck-Effekt

thermisches Signal → elektrisches Signal

8

Kenngrößen des Detektors

  • Kennlinie
  • Empfindlichkeit (Sensitivität)
  • Empfindlichkeitskurve
  • Auflösung

9

Kennlinie

... beschreibt den Zusammenhang zwischen der zu messenden Größe und dem resultierenden elektrischen Ausgangssignal.
 

10

Empfindlichkeit (Sensitivität)

... ist die Steigung der Kennlinie.

11

 Empfindlichkeitskurve

Empfindlichkeit (Sensitivität) ist die Steigung der Kennlinie.

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(elektrischer) Verstärker

Eingangssignal Pein , Uein  →  Verstärker  → Ausgangssignal Paus , Uaus

Anforderungen: 

(1) Pein < Paus
(2) zeitlicher Ablauf von Ausgangssignal und
Eingangssignal (möglichst) gleich

Charakteristische Parameter: 

Leistungsverstärkungsfaktor: V= Paus/Pein

Spannungsverstärkungsfaktor: VU = Uaus/Uein

Verstärkung mit Dezibel-Zahl:

n = 10 . lg (Paus/Pein) (dB) = 10 . lg VP (dB)

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Frequenzübertragungsfunktion

(Frequenzgang, Frequenz-AntwortFunktion, Übertragungskennlinie)

14

A/D-Konversion

Analog-Digital-Umsetzer

aus analogem zeit- und wertkontinuierlichem Signal wird durch Signalabtastung (Zeiteinteilung) und Quantisierung (Werteinteilung) ein

→ digitales zeit- und wertdiskretes Signal

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Nyquist-Shannon Abtasttheorem

Ein Signal einer Maximalfrequenz fmax muss mit einer Frequenz größer als 2fmax abgetastet werden, damit man aus dem so erhaltenen zeitdiskreten Signal das
Ursprungssignal ohne Informationsverlust rekonstruieren kann.

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