Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας
Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας. Αυτή η νέα προσέγγιση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ολοκληρωμένο κύκλωμα, το οποίο είναι πλήρως ηλεκτρονικά ελεγ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2019
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/12538 |
| id |
nemertes-10889-12538 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Mοντέλο αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας Kλασματικής τάξης ολοκληρωτής Aναλογικά ηλεκτρονικά Kλασματικής τάξης στοιχεία Model of arterial viscoelasticity Fractional-order integrator Cmos analog intergrated circuits Fractional-order elements 616.075 43 |
| spellingShingle |
Mοντέλο αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας Kλασματικής τάξης ολοκληρωτής Aναλογικά ηλεκτρονικά Kλασματικής τάξης στοιχεία Model of arterial viscoelasticity Fractional-order integrator Cmos analog intergrated circuits Fractional-order elements 616.075 43 Αλιμήσης, Βασίλειος Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| description |
Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας. Αυτή η νέα προσέγγιση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ολοκληρωμένο κύκλωμα, το οποίο είναι πλήρως ηλεκτρονικά ελεγχόμενο. Πιο συγκεκριμένα το μοντέλο αποτελείται από δύο αντιστάτες και από ένα πηνίο κλασματικής τάξης. Με την τοπολογία ,την οποία υλοποιήσαμε, έχουμε την δυνατότητα να ελέγχουμε ηλεκτρονικά τόσο την την τάξη του πηνίου όσο και την εμπέδηση του. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε πλήρη ηλεκτρονικό έλεγχο των χαρακτηριστικών του πηνίου με αποτέλεσμα με μια τοπολογία να μπορούμε να υλοποιήσουμε πολλές περιπτώσεις. Επίσης με μέθοδο που παρουσιάζουμε έχουμε πλήρη ηλεκτρονικό έλεγχο και στην τιμή της αντίστασης.
Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε παθητικές αντιστάσεις για την υλοποίηση του μοντέλου.
Επιπλέον, η τοπολογία αυτή μας προσφέρει την δυνατότητα για υλοποίηση στο πυρίτιο χωρίς την χρήση επιπλέον παθητικών στοιχείων εκτός από δύο εξωτερικούς πυκνωτές. Η μέθοδος την οποία χρησιμοποιήσαμε για την υλοποίηση στηρίζεται στην προσέγγιση μέσω του Continued Fraction Expansion 2ης τάξης. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε ένα απλούστερο κύκλωμα συγκριτικά με την πολυπλοκότητα την οποία θα είχε ένα κύκλωμα μεγαλύτερης τάξης προσέγγισης. Αρχικά έπρεπε να σχεδιάσουμε την βασική μονάδα υλοποίησης ενός κλασματικής τάξης πηνίου η οποία είναι ένας κλασματικής τάξης ολοκληρωτής. Επειδή
έχουμε εφτά διαφορετικές τάξεις (8 διαφορετικές περιπτώσεις) ,χρησιμοποιήσαμε μια επιπλέον εξωτερική βαθμίδα η οποία μας προσέφερε ηλεκτρονικό έλεγχο ως προς την τάξη του στοιχείου. Επιπρόσθετα, για να έχουμε ηλεκτρονικό έλεγχο της εμπέδησης του πηνίου σε πρώτη φάση και των αντιστάσεων σε δεύτερη φάση χρησιμοποιήσαμε τελεστικούς
ενισχυτές διαγωγιμότητας σε κάθε περίπτωση. ΄Ολα τα επιμέρους τμήματα τα ενώσαμε και υλοποιήσαμε το φυσικό σχεδιασμό- layout. Η ορθή λειτουργία του προτεινόμενου κυκλώματος επαληθεύεται μέσω εξομοιώσεων μετά από σχεδιασμό σε επίπεδο layout, με τη βοήθεια λογισμικού Cadence και Design Kit που προσφέρονται από την τεχνολογία Austria Mikro Systeme (AMS) 0.35µm CMOS |
| author2 |
Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος |
| author_facet |
Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος Αλιμήσης, Βασίλειος |
| format |
Thesis |
| author |
Αλιμήσης, Βασίλειος |
| author_sort |
Αλιμήσης, Βασίλειος |
| title |
Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| title_short |
Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| title_full |
Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| title_fullStr |
Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| title_full_unstemmed |
Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| title_sort |
υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12538 |
| work_keys_str_mv |
AT alimēsēsbasileios ylopoiēsētouklasmatikoumonteloutēsartēriakēsixōdoelastikotētas AT alimēsēsbasileios implementationofthefractionalordermodelofthearterialviscoelasticity |
| _version_ |
1771297302236889088 |
| spelling |
nemertes-10889-125382022-09-05T20:39:20Z Υλοποίηση του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας Implementation of the fractional-order model of the arterial viscoelasticity Αλιμήσης, Βασίλειος Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος Οικονόμου, Γεώργιος Βλάσσης, Σπυρίδων Alimisis, Vasileios Mοντέλο αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας Kλασματικής τάξης ολοκληρωτής Aναλογικά ηλεκτρονικά Kλασματικής τάξης στοιχεία Model of arterial viscoelasticity Fractional-order integrator Cmos analog intergrated circuits Fractional-order elements 616.075 43 Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης του κλασματικού μοντέλου της αρτηριακής ιξωδοελαστικότητας. Αυτή η νέα προσέγγιση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ολοκληρωμένο κύκλωμα, το οποίο είναι πλήρως ηλεκτρονικά ελεγχόμενο. Πιο συγκεκριμένα το μοντέλο αποτελείται από δύο αντιστάτες και από ένα πηνίο κλασματικής τάξης. Με την τοπολογία ,την οποία υλοποιήσαμε, έχουμε την δυνατότητα να ελέγχουμε ηλεκτρονικά τόσο την την τάξη του πηνίου όσο και την εμπέδηση του. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε πλήρη ηλεκτρονικό έλεγχο των χαρακτηριστικών του πηνίου με αποτέλεσμα με μια τοπολογία να μπορούμε να υλοποιήσουμε πολλές περιπτώσεις. Επίσης με μέθοδο που παρουσιάζουμε έχουμε πλήρη ηλεκτρονικό έλεγχο και στην τιμή της αντίστασης. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε παθητικές αντιστάσεις για την υλοποίηση του μοντέλου. Επιπλέον, η τοπολογία αυτή μας προσφέρει την δυνατότητα για υλοποίηση στο πυρίτιο χωρίς την χρήση επιπλέον παθητικών στοιχείων εκτός από δύο εξωτερικούς πυκνωτές. Η μέθοδος την οποία χρησιμοποιήσαμε για την υλοποίηση στηρίζεται στην προσέγγιση μέσω του Continued Fraction Expansion 2ης τάξης. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε ένα απλούστερο κύκλωμα συγκριτικά με την πολυπλοκότητα την οποία θα είχε ένα κύκλωμα μεγαλύτερης τάξης προσέγγισης. Αρχικά έπρεπε να σχεδιάσουμε την βασική μονάδα υλοποίησης ενός κλασματικής τάξης πηνίου η οποία είναι ένας κλασματικής τάξης ολοκληρωτής. Επειδή έχουμε εφτά διαφορετικές τάξεις (8 διαφορετικές περιπτώσεις) ,χρησιμοποιήσαμε μια επιπλέον εξωτερική βαθμίδα η οποία μας προσέφερε ηλεκτρονικό έλεγχο ως προς την τάξη του στοιχείου. Επιπρόσθετα, για να έχουμε ηλεκτρονικό έλεγχο της εμπέδησης του πηνίου σε πρώτη φάση και των αντιστάσεων σε δεύτερη φάση χρησιμοποιήσαμε τελεστικούς ενισχυτές διαγωγιμότητας σε κάθε περίπτωση. ΄Ολα τα επιμέρους τμήματα τα ενώσαμε και υλοποιήσαμε το φυσικό σχεδιασμό- layout. Η ορθή λειτουργία του προτεινόμενου κυκλώματος επαληθεύεται μέσω εξομοιώσεων μετά από σχεδιασμό σε επίπεδο layout, με τη βοήθεια λογισμικού Cadence και Design Kit που προσφέρονται από την τεχνολογία Austria Mikro Systeme (AMS) 0.35µm CMOS This Diploma Thesis deals with an innovative idea of how to implement the fractional order model of arterial viscoelasticity. This new approach has many advantages, as it offers a fully integrated circuit, which is fully electronically controlled. More specifically, the model consists of two resistors and a fractional-order inductor. With the topology that we have implemented, we have the ability to electronically control both the inductor’s order and its impedance. This means that we have complete electronic control over the characteristics of the coil resulting in a topology that we can realize many cases. Also with the method we present we have complete electronic control and the value of resistance. This means we do not have to use passive resistors to implement the model. In addition, this topology offers us the possibility to implement in silicon without the use of extra passive elements except two external capacitors. The method we used to implement is supported by the Continued Fraction Expansion 2nd − order approach. This means that we have a simpler circuit compared to the complexity that would have with a larger approach class. Initially, we had to design the basic unit for implementing a fractional-order inductor, which is a fractional order integrator. Because we have seven different orders (8 different cases), we used an extra external gradient that gave us an electronic control over the element’s order. In addition, in order to have electronic control of the impedance of the inductor in the first step and the resistors in the second step, we used operational transconductance amplifiers ineach case. We have all joined together and implemented the layout. The performance of the proposed scheme is verified through post-layout simulations using Cadence and the Design Kit provided by the Austria Mikro Systeme (AMS) 0.35µm CMOS technology process. 2019-09-26T21:13:32Z 2019-09-26T21:13:32Z 2019-02 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12538 gr 6 application/pdf |
