Extrakce parametrů obvodového modelu impedanční charakteristiky a její emulace

Abstract

V této bakalářské práci byly představeny dva optimalizační algoritmy v MATLABu: první je pro extrahování nul/pólů, jejích počtu a frekvence celočíselných kořenu přenosových funkcí s komplexním kmitočtem "s". Tento algoritmus byl ověřen na aktivních a pasivních filtrech typů Pásmová Propust (PP), Pásmová Zadrž (PZ) a bilineárních sekcích. Druhý algoritmus aproximuje fraktální přenosové charakteristiky s určitým (nastavitelným uživatelem) počtem nul/pólů pomocí optimalizace "roje včel". Tento algoritmus byl ověřen na vzorku bioimpedance, jako je pomerančová šťáva. Vlastní testovací deska plošného spoje (DPS) emulátoru, která je založená na vlastních Operačních Transkonduktančních Zesilovačích (OTA), které jsou vyrobené v procesu I3T25 350nm, byla vyvinuta pro emulaci charakteristik bioimpedance s parametry extrahovanými pomocí algoritmu. Výsledky emulace byly poté porovnány z hlediska přesnosti s komerčním softwarem NOVA Metrohm pro elektrochemickou analýzu.In this bachelor’s thesis, two MATLAB optimization algorithms were introduced: the first is for extracting zero/pole numbers and their frequency of integer-order complex frequency "s" systems. This algorithm was verified on active and passive Band-Pass (BP), Band-Reject (BR) filters, and bilinear sections. The second algorithm approximates the fractional order characteristics with a given number of zeros/poles using particle swarm optimization. It was verified on bioimpedance sample, which is orange juice. A custom Printed Circuit Board (PCB) based on custom Operational Transconductance Amplifiers (OTA) fabricated in the I3T25 350nm process was developed to emulate the bioimpedance characteristics with parameters extracted from the algorithm. The emulation results were then compared in terms of accuracy to the commercial software NOVA Metrohm for electrochemical analysis.