Diseño de cabezal de adquisición para biopotenciales

La monitorización del funcionamiento del corazón se realiza generalmente por medio del análisis de los potenciales de acción generados en las células responsables de la contracción y relajación de este órgano. El proceso de monitorización mencionado consta de diferentes partes. En primer lugar, se adquieren las señales asociadas a la actividad de las células cardíacas. La conexión entre el cuerpo humano y el sistema de acondicionamiento puede ser implementada mediante diferentes tipos de electrodos – de placa metálica, de succión, top-hat, entre otros. Antes de la adquisición la señal eléctrica recogida por los electrodos debe ser acondicionada de acuerdo a las especificaciones de la entrada de la tarjeta de adquisición de datos (DAQ o DAC). Básicamente, debe amplificar la señal de tal manera que se aproveche al máximo el rango dinámico del cuantificador. Las características de ruido del amplificador requerido deben ser diseñadas teniendo en cuenta que el ruido interno del amplificador no afecte a la interpretación del electrocardiograma original (ECG). Durante el diseño del amplificador se han tenido en cuenta varios requisitos. Deberá optimizarse ña relación señal a ruido (SNR) de la señal entre la señal del ECG y el ruido de cuantificación. Además, el nivel de la señal ECG a la entrada de la DAQ deberá alcanzar el máximo nivel del cuantificador. También, el ruido total a la entrada del cuantificador debe ser despreciable frente a la mínima señal discernible del ECG Con el objetivo de llevar a cabo un diseño electrónico con esas prestaciones de ruido, es necesario llevar a cabo un minucioso estudio de los fundamentos de caracterización de ruido. Se han abarcado temas como la teoría básica de señales aleatorias, análisis espectral y su aplicación a la caracterización en sistemas electrónicos. Finalmente, todos esos conceptos han sido aplicados a la caracterización de las diferentes fuentes de ruido en los circuitos con amplificadores operacionales. Muchos prototipos de amplificadores correspondientes a diferentes diseños han sido implementados en placas de circuito impreso (PCB – Printed Board Circuits). Aunque el ancho de banda del amplificador operacional es adecuado para su implementación en una ‘protoboard’, las especificaciones de ruido obligan al uso de PCB. De hecho, los circuitos implementados en PCB son menos sensibles al ruido e interferencias que las ‘protoboard’ dadas las características físicas de ambos tipos de prototipos.

Diseño de sistemas digitales

Hoy en día estamos inundados de cientos de sistemas digitales que juegan un papel discreto pero agradecido en muchas de nuestras actividades diarias. No hace muchos años, no sabíamos lo que era un mando a distancia y, hoy en día, no sabemos vivir sin él. Muchos productos de consumo basados en sistemas digitales son ya artículos de casi primera necesidad. La revolución digital, basada en Ia microelectrónica, Ia informática y las telecomunicaciones, comenzó en los años setenta con Ia aparición del microprocesador. En los 80, los microprocesadores facilitaron Ia llegada de los ordenadores personales (PC, Personal Computer) en un momento en el que nadie podía sospechar el éxito que alcanzarían. En los 90, triunfó el PC multimedia y su conexión a red junto con el auge de Ia telefonía móvil de segunda generación. La llegada del siglo XXI ha consolidado Internet y ha puesto las bases para el despliegue de Ia tercera generación de móviles. Los siguientes pasos apuntan entornos inteligentes donde terminales multimedia inalámbricos se comunicarán de forma espontánea con dispositivos próximos y podrán acceder a cualquier red de comunicaciones. Este manual pretende repasar esta revolución estudiando, desde un punto de vista hardware, los sistemas digitales basados en microprocesadores de última generación.

Dispositivos electrónicos para estudiantes de informática

El presente manual está orientado a proporcionar a los alumnos de los primeros cursos de las Escuelas de Ingeniería Informática unos conocimientos sobre los Dispositivos Electrónicos adaptados, tanto en contenidos como en profundidad, a las necesidades de su especialidad. En esta línea, se han incluido únicamente los contenidos teóricos que consideramos imprescindibles, centrados en una descripción mínima de Ia estructura física y del funcionamiento a nivel microscópico de los dispositivos de estadosolido,junto con los modelos que permiten analizar el comportamiento de estos dispositivos cuando forman parte de un circuito electrónico. Se Ie ha dado especial importancia a Ia descripción de los métodos de análisis de circuitos electrónicos, fundamentalmente el análisis del punto de operación y de Ia característica de transferencia estática, junto con una introducción al análisis transitorio.

Desarrollo e implementación de un conjunto didáctico de circuitos electrónicos básicos con fines educativos

Numerosos estudios aseguran que las clases interactivas mejoran el rendimiento de los estudiantes, así como fomentan su interés en el aprendizaje.Los alumnos aprenden más y mejor cuando participan activamente en el proceso de enseñanza/aprendizaje: cuanto mayor es su participación en su propio aprendizaje, más profunda es la comprensión y la retención a largo plazo, ya que lo estudiado pasa a formar parte del andamiaje mismo de su conocimiento. Por lo tanto, con esta iniciativa, se pretende dar protagonismo al alumnado, de forma que pueda probar y comprobar directamente, de su propia mano, lo explicado en clase. Para ello, se implementa físicamente un conjunto de circuitos electrónicos básicos, tanto analógicos como digitales, de forma que los estudiantes puedan verificar la funcionalidad que cada circuito realiza y probar los diversos montajes, analizados y explicados en el aula, a través de un panel de prueba que pueden manejar ellos mismos. Este panel de prueba consiste, para cada diseño desarrollado, en una placa de circuito impreso interactiva en la que los alumnos pueden comprobar el funcionamiento de cada diseño. En esta placa se disponen los diversos componentes que conforman el montaje así como las conexiones para poder comprobar su funcionamiento y medir tanto tensiones como intensidades. De esta forma se dispone de una herramienta didáctica de gran valor educativo que abarca los contenidos más elementales que debe tener cualquier materia sobre electrónica básica; cubriéndose, de esta forma, los conocimientos de asignaturas como “Fundamentos de Electrónica”, presente en las diversas titulaciones de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Málaga.