Mjerenje ulazne impedancije sustava za prijenos signala ljudskim tijelom korištenjem analizatora impedancija

undergraduate thesis

• Title (english): Measurement of Input Impedance of Intrabody Communication System Using Impedance Analyser
• Author: Borna Katović
• Mentor: Željka Lučev Vasić (mentor)
• Committee member: Željka Lučev Vasić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Ivana Čuljak (član povjerenstva)
• Committee member: Antonio Stanešić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2020-07-13, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Prijenos signala ljudskim tijelom (engl. intrabody communication, IBC) je bežična tehnologija prijenosa električnih signala koji kao medij koriste ljudsko tijelo. Kod dizajniranja IBC uređaja važno je osigurati nisku potrošnju energije i efikasan prijenos signala. Kako bi prijenos snage signala bio što veći, a refleksija signala što manja, potrebno je provesti ugađanje impedancije (engl. impedance matching) tj. uskladiti izlaznu impedanciju odašiljača i ulaznu impedanciju prijamnika, za što je potrebno poznavanje impedancije ljudskog tkiva, koja je ovisna o frekvenciji signala, vrsti tkiva i položaju elektroda. Mjerenja su obavljena u frekvencijskom rasponu od 10 kHz do 110 MHz, koristeći analizator impedancija Agilent 4294A s tri vrste elektroda u tri različita položaja na tri mjesta na koži: podlaktici, ključnoj kosti i na mišićima potkoljenice. Apsolutni iznos impedancije za slučajeve kada su obje elektrode bile u kontaktu s površinom kože varirao je od 500 do 4500 Ω na nižim frekvencijama te s porastom frekvencije pada na otprilike 200 Ω. Faza varira od 0 do -45°. Kada se jedna elektroda nalazi odvojena od površine tijela na razmaku od 2 cm, iznos impedancije na nižim frekvencijama poraste na 35 do 60 kΩ, a s porastom frekvencije također padne na približno 200 Ω. Faza je negativnija od u odnosu na slučaj kada su obje elektrode u kontaktu s kožom, što se objašnjava snažnijim kapacitivnim karakterom takvog spoja.

Abstract (english)

Intrabody communication (IBC) is a wireless communication technology in which the human body represents an electrical signal transmission medium. When designing an IBC device, it is important to ensure low energy consumption and efficient signal transmission. Impedance matching of transmitter output impedance and receiver input impedance ensures maximum signal power and minimal reflection. Impedance of human tissue is dependent on signal frequency, tissue type and electrode position. Measurements were conducted in a frequency range from 10 kHz to 110 MHz, using Agilent 4294A impedance analyzer, with three types of electrodes in three positions, at three sites on the skin: forearm, clavicle and hamstring muscles. When both electrodes were in contact with the skin surface, the absolute value of impedance ranged from 500 to 4500 Ω at low frequencies and decreased to approximately 200 Ω at higher frequencies. The phase varied from 0 to -45°. When one electrode was placed in the air, 2 cm above the skin surface, the absolute value of impedance increased to 35–60 kΩ at lower frequencies, but decreased again to approximately 200 Ω with the increase of frequency. The phase was more negative when compared to the case where both electrodes were placed on the skin surface, which could be explained by the stronger capacitance in that case.

• Keywords: prijenos signala ljudskim tijelom (IBC); mjerenje impedancije; analizator impedancija; električna svojstva ljudskog tkiva
• Keywords (english): intrabody communication (IBC); impedance measurement; impedance analyzer; electrical properties of human tissue
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:828542
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2023-01-14 09:04:56