Artykuł przedstawia porównanie metod pomiaru parametrów anten stosowanych w kartach RFID. Weryfikację eksperymentalną oraz porównanie wyników przeprowadzono na karcie na pasmo 13,56 MHz i uzyskano spójność wyników pomiędzy metodami. Rozbieżność wyznaczonych i zmierzonych częstotliwości rezonansowych dla karty RFID nie przekracza 1,75%.
EN
The article presents a comparison of antenna parameters measurement methods used in RFID cards. Experimental verification and comparison of results was carried out on a card for the 13.56 MHz band and consistency of results between methods was obtained. The discrepancy between the determined and measured resonant frequencies for the RFID card does not exceed 1.75%.
The continuous real-time monitoring of diverse physical parameters using biosignals like ECG and EEG requires the biomedical sensors. Such sensor consists of analog front-end unit for which low noise and low power Operational transconductance amplifier (OTA) is essential. In this paper, the novel chopper-stabilized bio-potential amplifier is proposed. The chopper stabilization technique is used to reduce the offset and flicker noise. Further, the OTA is likewise comprised of a method to enhance the input impedance without consuming more power. Also, the ripple reduction technique is used at the output branch of the OTA. The designed amplifier consumes 5.5 µW power with the mid-band gain of 40dB. The pass-band for the designed amplifier is 0.1Hz to 1KHz. The input impedance is likewise boosted with the proposed method. The noise is 42 nV/√ Hz with CMRR of 82 dB. All simulations are carried out in 180nm parameters.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca doktorska składa się z części teoretycznej, eksperymentalnej oraz wniosków. Cześć eksperymentalna rozprawy doktorskiej składa się z trzech części. W pracy wytworzono anteny tekstylne trzema różnymi metodami: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Wszystkie te metody zostały wykorzystane do wytworzenia anteny o tej samej geometrii (anteny Vee). Taki rodzaj anteny może zostać wykorzystany w odzieży inteligentnej do przekazywania informacji o parametrach życiowych użytkownika. Potencjalnymi użytkownikami takiej odzieży mogą być strażacy, żołnierze, dzieci i osoby starsze. W elektronice noszonej zarówno nadajnik, jak i antena są ulokowane bardzo blisko ludzkiego ciała. Muszą one posiadać niewielkie wymiary i być lekkie, tak aby nie ograniczać komfortu użytkowania takiego systemu. Aby wytworzyć antenę tekstylną konieczne jest wytworzenie ścieżki elektroprzewodzącej na podłożu włókienniczym. W pracy właściwości elektryczne ścieżek elektroprzewodzących zostały ocenione na podstawie pomiaru oporności elektrycznej. Charakter, ciągłość i grubość ścieżek została oceniona za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Parametry elektryczne anten tekstylnych zostały ocenione na podstawie pomiaru impedancji wejściowej oraz współczynnika fali stojącej (WFS) odniesionego Z0 = 50 Ω. Pomiary charakterystyki promieniowania anten tekstylnych zostały wykonane w wolnej przestrzeni przy zastosowaniu generatora sygnału, analizatora widma i anteny pomiarowej. W pracy pokazano możliwość wytworzenie anten tekstylnym z zastosowaniem trzech różnych metod: fizycznego osadzania z fazy gazowej, drukowania ink-jet oraz haftowania. Najmniejszą wartość oporu elektrycznego uzyskano dla ścieżki antenowej wyprodukowanej z zastosowaniem metody PVD.
EN
The research and analysis of this work are divides into three parts, textile antennas were produced using three different methods: PVD (Physical Vapour Deposition), ink-jet printing and embroidery. For all of these methods the same antenna’s geometry (Vee antenna) was made. That kind of textile antenna can be used in smart clothes to transmit information about parameters of people’s life (firefighters, soldiers, babies, old people). In wearable communication system, both the transceiver and the antenna are located very close to human body. The requires very small and lightweight electronic components that have almost no impact on the user’s comfort. Textile antennas are widely used in wearable personal communication system. Electroconductive properties of formed antenna’s paths are evaluated by measuring surface electrical resistivity. The character, continuity and thickness of the paths are observed studying the images of surface and cross-sections of substrates under scanning electron microscope (SEM). The electrical parameters of textile antenna are verified by measurement of antenna input impedance and the voltage standing wave ratio (VSWR) referred to the impedance Z0 = 50 Ω of the antenna structures. Measurements of antenna’s radiation pattern are carried out in free space (open area test site), using a signal generator, spectrum analyzer and a measuring antenna. The possibility of making the effectively working textile antennas using Physical Vapour Deposition, ink-jet printing technique and embroidery technique has been shown. The antennas can be places in smart clothes and become part of electronics components of clothing. The smallest value of electrical resistivity of antenna’s paths exhibit the paths produce using the PVD process.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The tractions vehicle's input impedance Zin is an important parameter from the point of view of compatibility in electric traction system. The article presents a simulation analysis and comparison of input impedance of two types of traction drive systems: a drive system with a single inverter and a drive system with two parallel inverters cooperating with one input filter. The analysis was carried out for 50 Hz impedance, which acceptable minimum level is defined in the relevant regulations.
PL
Impedancja wejściowa elektrycznego pojazdu trakcyjnego Zin jest ważnym parametrem z punktu widzenia kompatybilności w trakcji elektrycznej. W artykule przedstawiono symulacyjną analizę i porównanie impedancji wejściowej dwóch trakcyjnych układów napędowych: układu z pojedynczym falownikiem oraz układu z dwoma falownikami współpracującym z jednym filtrem wejściowym. Analizę przeprowadzono dla impedancji 50 Hz, której dopuszczalny minimalny poziom jest określony w odpowiednich przepisach.
W referacie przedstawiono zagadnienie dotyczące metod pomiarów impedancji wejściowej pojazdu trakcyjnego wyposażonego w przekształtniki energoelektroniczne, której charakterystyka w funkcji częstotliwości może służyć do oceny spełniania określonych wymagań w celu ograniczenia możliwości wystąpienia zakłóceń w poprawnej pracy obwodów torowych wchodzących w skład systemów sterowania ruchem kolejowym. Istnieją sytuacje, w których wartość impedancji wejściowej pojazdu trakcyjnego zmienia się w szerokim zakresie. Z tego powodu za zasadne należy uznać prowadzenie szczegółowych badań, w tym symulacyjnych oraz pomiarów, ułatwiających prawidłowy dobór parametrów i konfiguracji obwodu głównego pojazdu już na etapie jego projektowania.
EN
The paper presents the problem of measurements of an input impedance of a traction vehicle equipped with power electronic converters, whose frequency characteristic may be applied to assess the level of fulfilling certain requirements, so to limit the possibility of disturbances in the proper functioning of track circuits that are a part of railway traffic control systems. There could appear cases, in which the value of the input impedance of a traction vehicle changes considerably. Therefore, it should be regarded as justified to conduct detailed studies, including simulation and measurements, which would facilitate selection of appropriate parameters and configuration of a vehicle’s main circuit already at the vehicle’s prototype design stage.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of an analysis of input impedance of electric traction vehicles powered by asynchronous motors, supplied by 3kV DC system. Input impedance of a traction vehicle is a parameter defined by appropriate norms affecting the insurance of compatibility between a traction vehicle and an electric traction supply system and track circuits of a railway traffic control system. The results presented in the article show that there are parameters of a traction vehicle main circuit, for which a module of vehicle input impedance is not a constant value and changes according to the inverter’s operation point. Additionally, studies were conducted to determine whether input impedance of a traction vehicle fulfils specified requirements depending on the parameters of the applied input filter and minimum required value of impedance module.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy impedancji wejściowej elektrycznych pojazdów trakcyjnych napędzanych silnikami asynchronicznymi, zasilanych z systemu trakcji 3 kV napięcia stałego. Impedancja wejściowa elektrycznego pojazdu trakcyjnego jest parametrem określonym odpowiednimi normami mającym wpływ na zapewnienie kompatybilności między pojazdem trakcyjnym, systemem zasilania trakcji elektrycznej a obwodami torowymi systemu sterowania ruchem kolejowym. Wyniki przedstawione w artykule dowodzą, że istnieją parametry obwodu głównego pojazdu trakcyjnego, dla których moduł impedancji wejściowej pojazdu nie jest wartością stałą i zmienia się wraz ze zmianą punktu pracy przekształtnika. Dodatkowo przeprowadzono badania mające na celu określenie czy impedancja wejściowa pojazdu trakcyjnego spełnia określone wymagania w zależności od parametrów zastosowanego filtru wejściowego i minimalnej wymaganej wartości modułu impedancji.
Scharakteryzowano dwurdzeniowy aktywny napięciowy transformator izolujący. Przedstawiono i porównano wyniki pomiarów impedancji wejściowej transformatorów o takiej samej konstrukcji z rdzeniami nanokrystalicznymi i permalojowymi. Przedstawiono charakterystyki częstotliwościowe błędów modułu fazy przekładni napięciowej transformatora.
EN
In the paper the characteristic of an isolating instrument transformer is presented. The transformer is intended for use in a measurement system to calibrate low-value alternating-current standard resistors at audio frequencies. In the developed system a resistor RX is directly compared with a standard resistor RN (Fig. 1). The impedance ratio ZX/ZN of the resistors is determined from the measurement of the voltage ratio UX/UN. The measurement of floating voltages by a digitizer with grounded inputs requires isolating transformers (T1, T2). Due to the assumptions concerning the system being developed, transformers should be characterized by a relatively high input impedance and small errors of the transformer voltage ratio over a frequency bandwidth from 40 Hz to 10 kHz. The developed transformer has a two stage dual-core construction and an additional amplifier that increases the input impedance (Fig. 2). All the windings of the transformer have 100 turns each and are wound on a toroidal nanocrystalline core. The primary and secondary windings are placed in the electrostatic screens E1, E2. The frequency characteristics of the input impedance of two transformers of the same design made of nanocrystalline core and permalloy core operating without an amplifier W (Fig. 3) and with an amplifier (Fig. 4) are compared. In Figs. 5 and 6 the frequency characteristics of the module and phase error of the transformer voltage ratio are shown. They are determined by a digital system for measuring the complex voltage ratio, developed by the authors.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Input impedance of a horizontal dipole antenna in close proximity of a lossy half-space is determined in this paper. Integrals of Sommerfeld’s type are approximately solved applying a simple model for the spectral reflection coefficient that is a part of their integrand. The system of integral equations of Hallén’s type is numerically solved using the point-matching method, assuming the polynomial approximation for the current along the antenna conductors. Obtained results will be graphically illustrated and compared to corresponding ones of other authors.
PL
W artykule wyznaczono wejściową impedancję anteny dipolowej horyzontalnej w bliskim sąsiedztwie powierzchni stratnej półprzestrzeni. Rozwiązano w tym celu całki Sommerfelda oraz układ równań całkowych Hallena. Otrzymane wyniki zostały przedstawione w formie graficznej i porównane z otrzymanymi w innych badaniach.
Source/filter models have frequently been used to model sound production of the vocal apparatus and musical instruments. Beginning in 1968, in an effort to measure the transfer function (i.e., transmission response or filter characteristic) of a trombone while being played by expert musicians, sound pressure signals from the mouthpiece and the trombone bell output were recorded in an anechoic room and then subjected to harmonic spectrum analysis. Output/input ratios of the signals’ harmonic amplitudes plotted vs. harmonic frequency then became points on the trombone’s transfer function. The first such recordings were made on analog 1/4 inch stereo magnetic tape. In 2000 digital recordings of trombone mouthpiece and anechoic output signals were made that provide a more accurate measurement of the trombone filter characteristic. Results show that the filter is a high-pass type with a cutoff frequency around 1000 Hz. Whereas the characteristic below cutoff is quite stable, above cutoff it is extremely variable, depending on level. In addition, measurements made using a swept-sine-wave system in 1972 verified the high-pass behavior, but they also showed a series of resonances whose minima correspond to the harmonic frequencies which occur under performance conditions. For frequencies below cutoff the two types of measurements corresponded well, but above cutoff there was a considerable difference. The general effect is that output harmonics above cutoff are greater than would be expected from linear filter theory, and this effect becomes stronger as input pressure increases. In the 1990s and early 2000s this nonlinear effect was verified by theory and measurements which showed that nonlinear propagation takes place in the trombone, causing a wave steepening effect at high amplitudes, thus increasing the relative strengths of the upper harmonics.
W artykule przedstawiono wpływ zjawiska naskórkowości na impedancję wejściową kabla współosiowego w stanie jałowym i zwarcia, przy uwzględnieniu jakościowego i ilościowego wpływu tego zjawiska na całkowitą impedancję jednostkową kabla współosiowego,czyli na rezystancje, indukcyjności własne żyły i ekranu,a także na indukcyjność wzajemną między nimi. Dla wybranej częstotliwości obliczenia wykonano dla kabla typu YHKXS zmieniając grubość jego izolacji i ekranu.
EN
The article presents the influence of the skin effect on input impedance of a coaxial cable in a no-load state and a short circuit state, when taking into account qualitative and quantitative influence of this effect on total unit impedance of a coaxial cable, that is resistance, self inductance of the conductor of the cable and the cable screen, and on the mutual inductance between them. The calculations have been performed for the type YHKXS cable assuming: wire radius R1 = 0.01 m, relative thickness of the cable insulation characterized by the parameter [WZÓR], whereas the relative thickness of the screen by the parameter [WZÓR] (R- interior radius of the cable screen, R2 - exterior radius of the cable screen). Assumed frequency value was f = 100 kHz. With a given load impedance, the input impedance of a coaxial cable depends on the skin effect. Figures 2, 3, 5 and 6 show that with the increase of the line's length, the maximum value of the input impedance module in no-load state (Fig. 2, 3) as well as in shortcircuited state (Fig. 5, 6) decrease, moreover, the amplitudes of input impedance module, after taking into consideration the skin effect, are considerably smaller than without accounting for this effect. The wavelength in a coaxial cable without taking into consideration the skin effect equals [WZÓR] and is smaller than the wavelength when taking the mentioned effect into consideration. In that case [WZÓR]. It is the result of the fact, that the phase lag coefficient depends primarily on total inductance of a coaxial cable chich causes its decrease, as well as of total inductance, with the increase of frequency.
In slowly flaring horns the wave fronts can be considered approximately plane and the input impedance can be calculated with the transmission line method (short cones in series). In a rapidly flaring horn the kinetic energy of transverse flow adds to the local inertance, resulting in an effective increase in length when it is located in a pressure node. For low frequencies corrections are available. These fail at higher frequencies when cross-dimensions become comparable to the wavelength, causing resonances in the cross-direction. To investigate this, the pipe radiating in outer space is modelled with a finite difference method. The outer boundaries must be fully absorbing as the walls of an anechoic chamber. To achieve this, Berenger’s perfectly matched layer technique is applied. Results are presented for conical horns, they are compared with earlier published investigations on flanges. The input impedance changes when the largest cross-dimension (outer diameter of flange or diameter of the horn end) becomes comparable to half a wavelength. This effect shifts the position of higher modes in the pipe, influencing the conditions for mode locking, important for ease of playing, dynamic range and sound quality.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zagadnienie impedancji wejściowej linii długiej ma ogromne znaczenie w analizie obwodów o parametrach rozłożonych. Impedancja wejściowa linii jest impedancją skupioną zespoloną taką, że od strony zacisków wejściowych można nią zastąpić linię długą wraz z dowolnym obciążeniem. Analiza częstotliwościowa tej impedancji jest utrudniona ponieważ jest to funkcja zespolona zmiennej rzeczywistej a już parametry falowe, występujące w ułamku wyrażającym impedancję wejściową linii długiej, są złożonymi funkcjami częstotliwości (pulsacji). Zatem analityczna postać pochodnej impedancji wejściowej względem częstotliwości jest funkcją bardzo złożoną a wydzielenie części rzeczywistej i urojonej prowadzi do skomplikowanych przekształceń. W pracy przedstawiono przebiegi impedancji wejściowej i jej pochodnej w funkcji częstotliwości dla dowolnego liniowego odbiornika.
EN
The question of input impedance of a long line has great significance for the analysis of circuits with distributed parameters. Input impedance of a line is the impedance concentrated, combined and such, that from the input terminals it’s possible to replace with it the long line along with any load. Frequency analysis of such impedance is impeded due to the fact, that it is a combined function of a real variable, and just the wave parameters, existing in the fraction expressing input impedance of the long line are complex functions of frequency (pulse). Consequently analytical form of derivative of input impedance in relation to frequency is a very complex function, and determination of real and imaginary part leads to complicated conversions. The article presents waveforms of input impedance and its derivative in frequency function for any linear receiver.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper provides a model of the human respiratory system by taking into account the fractal structure of the airways and the viscoelastic properties of the tissue. The self-similarity of airway distribution is admitted up to the 24th generation. Due to periodic breathing which results in sinusoidal excitation of the respiratory system, an electrical equivalent model is developed. The periodic current in this electrical network, that preserves the geometry of the human respiratory tree, is equivalent to the oscillatory air-flow. The model is expressed by Navier-Stokes equations under cylindrical symmetry, linked with an equation responsible for the motion of viscoelastic tissue of airway walls. By use of both electro-mechanical analogies, the total impedance of the respiratory system is determined and compared to the measured data in the clinical range of 4-48 Hz, as well as in the low-frequency range of 0.1-5 Hz. We propose also a lumped model of fractional orders, which is able to capture frequency-dependent variations in both clinical as well as in the low-frequency ranges. The models proposed in this paper can be further used to determine the effects of disease on the lung morphology.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pojazdy trakcyjne z przetwornicami statycznymi wyposażone są w filtr wejściowy. W artykule przedstawiono kilka filtrów wejściowych dla wybranych pojazdów trakcyjnych. Obliczono impedancję wejściową dla obciążenia silnikami szeregowymi i asynchronicznymi oraz impedancję wejściową dla biegu jajowego. Wyniki uzyskane na podstawie obliczeń porównano z pomiarami przeprowadzonymi na rzeczywistych pojazdach trakcyjnych podczas normalnej pracy oraz z wymogami obowiązującymi w niektórych krajach. Autorzy artykuł uważają, że obowiązek wprowadzenia minimalnej wartości impedancji wejściowej pojazdu może być sposobem na zmniejszenie poziomu harmonicznych generowanych przez podstacje trakcyjne obciążone lokomotywą przekształtnikową.
EN
Modern traction vehicles with static inverters are furnished with input filter. A few input filters of chosen traction vehicles are considered in this paper. The following were calculated: input impedance for load with series and asynchronous motors, impedance for idle operation. These impedances were compared with requirements in force in some countries. The authors of the paper think, that obligatory implementation of minimal value of input impedance vehicle may be a method of decreasing harmonics level generated by traction substation loaded with inverter locomotive.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W części wstępnej referatu uzasadniono wykonanie cyklu badan symulacyjnych impedancji wejściowej obwodów torowych o podwyższonej częstotliwości zasilania. Następnie przyjęto najważniejsze założenia dla badania impedancji wejściowej obwodów. Zmodyfikowane modele matematyczne obwodów torowych wyższych częstotliwości zasilania uwzględniają: impedancję wejściową toru niezajętego przez tabor, zmiany impedancji wejściowej w czasie przejazdu jednej osi taboru, zmiany impedancji wejściowej w czasie przejazdu dwóch osi taboru, a także ich wrażliwość na zmiany niektórych parametrów toru. Dla wymienionych przypadków zrealizowano programy obliczeniowe, w języku MATLAB uzyskując szereg wykresów do dyskusji osiągniętych rezultatów. Referat kończy podsumowanie z wnioskami z przeprowadzonych badań.
EN
In the introductory part of the paper, the carrying out of the series of the railway circuits' input impedance with increased frequency voltage supply simulation tests was substantiated. Next, important assumptions for the circuits' input impedance testing were made. Modified mathematical models of the railway circuits with higher frequency voltage supply include: input impedance of the railway track which is not occupied with railway rolling stock, changes of the input impedance during one railway rolling stock arbor ride, and also their susceptibility to changes of some of the railway parameters. Calculation programs in Matlab were written for each of the above cases, which gave a number (a variety) of diagrams for further discussion of the results that were obtained. The paper ends with the summary and conclusions based on the results obtained from the tests that were carried out.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki teoretyczne i eksperymentalne analizy sprzężeń anten liniowych dowolnie zorientowanych i umieszczonych na wielowarstwowym dielektryku. W pracy skoncentrowano się na wyprowadzeniu zależności analitycznej na impedancję wzajemną, która to zależność umożliwiałaby dogodną implementację komputerową. Wyniki analizy teoretycznej bardzo dobrze korelują z pomiarami wykonanego modelu. Uzyskane rezultaty mogą być wykorzystane do analizy i projektowania szyków antenowych.
EN
The paper presents the results of analysis of an electromagnetic coupling between two linear arbitrary oriented printed antennas. A multilayer structure is used as an antenna dielectric substrate. Derived analytical formulas allow us to calculate a mutual impedance between two linear antennas. The presented experimental results confirm well the corresponding theoretical predictions.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.