ES2788140A2 - Terapia de fotobiomodulacion distribuida, sistema y metodo - Google Patents
Terapia de fotobiomodulacion distribuida, sistema y metodo Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema de fototerapia incluye un controlador de canal, un primer microcontrolador y una almohadilla que comprende una cadena de diodos emisores de luz (LED). La almohadilla también comprende un segundo microcontrolador que controla de forma autónoma la cadena de LED de modo que los LED se controlan incluso si se interrumpe la comunicación entre el primer microcontrolador y la almohadilla.
Description
DESCRIPCIÓN
TERAPIA DE FOTOBIOMODULACIÓN DISTRIBUIDA
SISTEMA Y MÉTODO
REFERENCIA CRUZADA A APLICACIONES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de EE. UU. No. 62 / 653,846, titulada " Sistema y método de terapia de fotobiomodulación distribuida " , presentada el 6 de abril de 2018.
Th es solicitud está relacionada con las siguientes aplicaciones: Solicitud Internacional N° PCT/US2015/015547, titulado “Sistema de accionamiento sinusoidal y método para la fototerapia,” presentada el 12 de ebrero de, 2015 ; Solicitud internacional n.° PCT / US2016 / 058064, titulada “Placa de circuito impreso 3D flexible con interconexiones redundantes”, presentada el 21 de octubre de 2016; y la solicitud de EE. UU. núm. 16 / 377.192 , titulada " Dispositivos y métodos de terapia de fotobiomodulación distribuida , biorretroalimentación y protocolos de comunicación " , presentada el 6 de abril de 2019 .
Cada una de las solicitudes y patentes anteriores se incorpora aquí como referencia en su totalidad.
ANTECEDENTES
Campo de invención
Esta invención se refiere a la biotecnología para aplicaciones médicas y de salud, que incluyen fotobiomodulación, fototerapia y terapia de fotobiomodulación (PBT).
Discusión de arte relacionado
La biofotónica es el campo biomédico relacionado con el control electrónico de fotones, es decir, la luz, y su interacción con células y tejidos vivos. La biofotónica incluye cirugía, imágenes, biometría, detección de enfermedades y fotobiomodulación (PBM) . La terapia de fotobiomodulación (PBT), también conocida como p hototerapia , es la aplicación controlada de fotones de luz, típicamente luz infrarroja, visible y ultravioleta para invocar la fotobiomodulación con fines terapéuticos médicos que incluyen la lucha contra lesiones, enfermedades, dolor y malestar del sistema inmunológico. Más específicamente, PBT implica someter células y tejidos sometidos a tratamiento a una corriente de fotones de longitudes de onda de luz específicas, ya
sea de forma continua o en pulsos discontinuos repetidos para controlar la transferencia de energía y el comportamiento de absorción de células y tejidos vivos.
FIGURA. 1 ilustra elementos de un sistema PBT capaz de funcionar con luz continua o pulsada que incluye un controlador de LED 1 que controla y activa los LED como fuente de fotones 3 que emanan de una almohadilla de LED 2 en el tejido 5 para el paciente. Aunque un cerebro humano se muestra como tejido 5, cualquier órgano, tejido o sistema fisiológico puede tratarse usando PBT . Antes y después, o durante el tratamiento, un médico o clínico 7 puede ajustar el tratamiento controlando la configuración del controlador LED 1 de acuerdo con las observaciones del controlador LED 1.
Si bien existen muchos mecanismos potenciales, como se muestra en la FIGURA. 2 , se acepta en general que el proceso fotobiológico dominante 22 responsable de la fotobiomodulación durante el tratamiento con PBT utilizando luz roja e infrarroja ocurre dentro de la mitocondria 21, un orgánulo presente en cada célula eucariota 20 que comprende tanto plantas como animales, incluidos aves, mamíferos, caballos y humanos. . Según el conocimiento actual, el proceso fotobiológico 22 implica un fotón 23 que incide en una molécula 24 de citocromo-c oxidasa (CCO) , que actúa como un cargador de batería aumentando el contenido de energía celular al transformar el monofosfato de adenosina (AMP) en un difosfato de adenosina de mayor energía (ADP) molécula , y convertir el ADP molécula en una aún mayor adenosina energía trifosfato (ATP) molécula . En el proceso de aumento de la energía almacenada en un AMP - a -ADP - a - ATP secuencia 25 de carga, el citocromo-c oxidasa molécula 24 actúa como un cargador de batería con el ATP molécula 26 que actúa como una batería celular almacenamiento de energía, un proceso que podría considerarse “fotosíntesis” animal. La molécula 24 de citocromo-c oxidasa también es capaz de convertir la energía de la glucosa resultante de la digestión de los alimentos en combustible en la secuencia de carga de ATP 25, o mediante una combinación de digestión y fotosíntesis. Para impulsar el metabolismo celular, la molécula de ATP 26 puede liberar energía 29 a través de un proceso de descarga de ATP a ADP a AMP 28. La energía 29 se utiliza luego para impulsar la síntesis de proteínas, incluida la formación de catalizadores, enzimas, ADN polimerasa, y otras biomoléculas.
Otro aspecto del proceso fotobiológico 22 es que la molécula de citocromo-c oxidasa 24 es un eliminador de una molécula de óxido nítrico (NO) 27, una importante molécula de señalización en la comunicación neuronal y la angiogénesis, el crecimiento de nuevas arterias y capilares. La iluminación de la molécula de citocromo-c oxidasa 24 en las células tratadas durante la PBT libera la molécula de NO 27 en la vecindad del tejido lesionado o infectado, lo
que aumenta el flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno al tejido tratado, acelerando la curación, la reparación del tejido y la respuesta inmune.
Para realizar PBT y estimular la molécula 24 de citocromo-c oxidasa para que absorba energía del fotón 23, el tejido intermedio entre la fuente de luz y el tejido que absorbe la luz no puede bloquear o absorber la luz. Como se ilustra en la FIGURA. 3, el espectro de absorción molecular de la radiación electromagnética (EMR) del tejido humano se ilustra en un gráfico 40 del coeficiente de absorción frente a la longitud de onda de la radiación electromagnética A (medida en nm). Shown en la FIGURA. 3 son el coeficiente de absorción relativa s de hemoglobina oxigenada (curva 44a), deoxyg enated hemoglobina (44b curva), citocromo c (curvas 41a, 41b), agua (curva 42) y grasas y lípidos (curva 43) como una función de la longitud de onda de la luz. Como se ilustra, la hemoglobina desoxigenada (curva 44b) y también la hemoglobina oxigenada, es decir, sangre (curva 44a) absorben fuertemente la luz en la parte roja del espectro visible , especialmente para longitudes de onda menores de 650 nm. En longitudes de onda más largas en la porción infrarroja del espectro, es decir, por encima de 950 nm, la EMR es absorbida por el agua (H2 O) que se muestra como la curva 42. A longitudes de onda entre 650 nm y 950 nm, el tejido humano es esencialmente transparente , como se ilustra con transparente. ventana óptica 45.
Aparte de la absorción por grasas y lípidos (curva 43), la EMR que comprende fotones 23 de longitudes de onda A dentro de la ventana óptica transparente 45, es absorbida directamente por la citocromo-c oxidasa (curvas 41aa, 41b). Específicamente, la molécula 24 de citocromo-c oxidasa absorbe la porción infrarroja del espectro representado por la curva 41b sin impedimentos por agua o sangre. Una cola de absorción secundaria para la citocromo-c oxidasa (curva 41a) , iluminada por la luz en la parte roja del espectro visible , está parcialmente bloqueada por las propiedades de absorción de la hemoglobina desoxigenada (curva 44b), lo que limita cualquier respuesta fotobiológica para el tejido profundo pero aún así. activado en tejido epitelial y células. FIGURA. 3 muestra así que el PBT para la piel y los órganos y tejidos internos requiere diferentes tratamientos y longitudes de onda de luz, rojo para la piel e infrarrojo para los tejidos y órganos internos.
Presentes sistemas de liberación fotónica
Para lograr el máximo acoplamiento de energía en el tejido durante la PBT , es importante diseñar un sistema de suministro consistente para iluminar el tejido con fotones de manera consistente y uniforme. Mientras que los primeros intentos de utilizar lámparas filtrados, lámparas son extremadamente caliente e incómodo para los pacientes, potencialmente puede quemar paciente s y médicos, y son extremadamente difíciles en el mantenimiento de una iluminación
uniforme durante un tratamiento de duraciones extendidas. Las lámparas también sufren una vida útil corta y, si se construyen con gases enrarecidos, también puede ser costoso reemplazarlas regularmente. Debido a los filtros, las lámparas deben calentarse mucho para lograr el flujo de fotones requerido para lograr una terapia eficiente en duraciones de tratamiento razonables. Las lámparas sin filtro, como el sol, en realidad ofrecen un espectro demasiado amplio y limitan la eficacia de los fotones al estimular simultáneamente reacciones químicas beneficiosas y no deseadas, algunas de las cuales involucran rayos dañinos, especialmente en la porción ultravioleta del espectro electromagnético. También se sabe que los períodos prolongados de exposición a la luz ultravioleta aumentan el riesgo de contraer cáncer porque la luz ultravioleta daña el ADN. En el espectro infrarrojo, la exposición prolongada a la radiación electromagnética del infrarrojo lejano y al calor puede provocar sequedad de la piel y envejecimiento prematuro al destruir la elastina y el colágeno.
Como alternativa, se han utilizado y se siguen empleando láseres para realizar PBT, generalmente denominado por el término LLLT, un acrónimo de terapia con láser de bajo nivel . A diferencia de las lámparas, los láseres corren el riesgo de quemar al paciente, no a través del calor, sino al exponer el tejido a una intensa potencia óptica concentrada , también conocida como ablación . Para evitar ese problema, se debe tener especial cuidado de que la luz láser esté limitada en su potencia de salida y que no se produzcan accidentalmente corrientes excesivamente altas que produzcan niveles de luz peligrosos . Un segundo problema más práctico surge del pequeño "tamaño del punto" de un láser, el área iluminada. Debido a que un láser ilumina un área enfocada pequeña, es difícil tratar órganos, músculos o tejidos grandes y es mucho más fácil que surja una condición de abrumador.
Otro problema con la luz láser es que su “coherencia”, el cual prevenir es un rayo láser se propague a cabo, hace que sea más difícil para cubrir grandes áreas durante el tratamiento. Los estudios revelan que no hay un beneficio adicional inherente de PBT usando luz coherente. Por un lado, la vida bacteriana, vegetal y animal evolucionó y absorbe naturalmente la luz dispersa, no coherente, porque la luz coherente no se produce de forma natural a partir de ninguna fuente de luz conocida. En segundo lugar, las dos primeras capas de tejido epitelial ya destruyen cualquier coherencia óptica, por lo que el carácter coherente de un rayo láser incidente se pierde rápidamente a medida que se absorbe en tejido humano o animal. Los fabricantes de láser han promovido la premisa de que los patrones de interferencia óptica de la luz láser llamados "motas" que surgen de la retrodispersión mejoran la eficacia terapéutica, pero no se ha proporcionado evidencia científica que respalde tales afirmaciones motivadas por el marketing.
Además, el espectro óptico de un láser es demasiado estrecho para excitar por completo todas las transiciones químicas y moleculares beneficiosas necesarias para lograr un PBT de alta eficacia. El espectro limitado de un láser, típicamente un rango de ±1 nm alrededor del valor de longitud de onda central del láser, dificulta la excitación adecuada de todas las reacciones químicas beneficiosas necesarias en PBT. Es difícil cubrir un rango de frecuencias con una fuente óptica de ancho de banda estrecho. Por ejemplo, haciendo referencia de nuevo a la FIGURA. 3, las reacciones químicas de cromóforos (moléculas que absorben la luz) involucrados en hacer la absorción spectra CCO um (curva 41b) son claramente diferentes de las reacciones que dan lugar a la cola de absorción (curva 41a). Suponiendo que se demuestre que los espectros de absorción de ambas regiones son beneficiosos, es difícil cubrir este amplio rango con una fuente óptica que tenga un espectro de longitud de onda de solo 2 nm de ancho.
Así como la luz solar tiene un espectro de longitudes de onda excesivamente amplio , que excita fotobiológicamente muchas reacciones químicas en competencia con muchas longitudes de onda EMR, algunas incluso dañinas, el espectro de longitud de onda de la luz láser es demasiado estrecho y no estimula suficientes reacciones químicas para alcanzar la eficacia total en el tratamiento fototerapéutico. . Este tema se discute con mayor detalle en una aplicación relacionada titulada "Sistema y proceso de fototerapia que incluye un controlador LED dinámico con forma de onda programable", por Williams et al. (Solicitud de EE. UU. N° 14 / 073,371), ahora patente de EE. UU. N° 9,877,361, emitida el 23 de enero de 2018, que se incorpora aquí como referencia.
Para entregar PBT excitando todo el rango de longitudes de onda en la ventana óptica transparente 45, es decir, el ancho completo de aproximadamente 650 nm a 950 nm, incluso si se emplean cuatro fuentes de luz de longitud de onda diferentes para abarcar el rango, cada fuente de luz requeriría un ancho de banda casi 80 nm de ancho. Esto es más de un orden de magnitud más ancho que el ancho de banda de una fuente de luz láser. Este rango es simplemente demasiado amplio para que los láseres lo cubran de manera práctica. Hoy en día, los LED están disponibles comercialmente para emitir una amplia gama de espectros de luz desde el infrarrojo profundo hasta la porción ultravioleta del espectro electromagnético. Con anchos de banda de ± 30 nm a ± 40 nm, es mucho más fácil cubrir el espectro deseado con frecuencias centrales ubicadas en las porciones roja, roja larga, infrarroja cercana corta (NIR) y NIR media del espectro, por ejemplo, 670 nm, 750 nm, 810 nm y 880 nm.
La terapia de fotobiomodulación (PBT) se distingue claramente de la terapia fotoóptica. Como se muestra en la FIGURA. 4A, PBT implica la estimulación directa del tejido 5 con fotones 3 emitidos por la almohadilla LED 2. El tejido 5 puede no estar relacionado con los ojos y puede
comprender órganos asociados con los sistemas endocrino e inmunológico , como riñones, hígado, glándulas, ganglios linfáticos, etc. o el sistema musculoesquelético , como músculos, tendones, ligamentos e incluso huesos. PBT también trata y repara directamente las neuronas, incluidos los nervios periféricos, la médula espinal, así como (como se muestra) el cerebro 5 y el tronco encefálico. El tratamiento transcraneal con PBT penetra en el cráneo y muestra beneficios terapéuticos rápidos y significativos en la recuperación de la conmoción cerebral y la reparación del daño causado por una lesión cerebral traumática leve (mTBI). En otras palabras, la energía PBT es absorbida por cromóforos en células no asociadas con el nervio óptico. La terapia fotoóptica, por el contrario, se basa en excitar la retina con luz de colores o imágenes para invocar una respuesta cognitiva o emocional o para ayudar a sincronizar los ritmos circadianos del cuerpo con su entorno. En tales casos, la imagen 12 de la fuente de luz 12 estimula el nervio óptico en el ojo 11 para enviar señales eléctricas, es decir, impulsos neurales, al cerebro 5.
Varias pruebas rudimentarias destacan las muchas y enormes diferencias entre PBT y la terapia fotoóptica. Por un lado, la terapia fotoóptica solo funciona en los ojos, mientras que el PBT afecta a cualquier célula, incluidos los órganos internos y las células cerebrales. En p terapia hoto-óptico , la luz se dirige a las células de luz Percepción (foto - transducción), que a su vez resulta en la generación de señales eléctricas que se lleva al cerebro, donde como PBT estimula transformaciones químicas, iónica, de electrones y el transporte térmico dentro de las células y tejidos tratados , sin necesidad de transducción de señales al cerebro. El efecto es local y sistémico sin la ayuda del cerebro. Por ejemplo, los pacientes ciegos responden a PBT pero no a la terapia fotoóptica. Otra distinción entre terapia fotoóptica y PBT se ilustra en la FIGURA. 4B. En el caso de la vista, es decir, la estimulación o la visión foto-óptico, la combinación de 15A luz roja y luz azul 15B que emana de la fuente de luz 14, una vez recibido por el ojo 11 send s una señal eléctrica 9 a cerebro 5, que percibe la color de la luz que incide como púrpura. En realidad, la luz violeta / púrpura tiene una longitud de onda mucho más corta que la luz azul o roja y, como tal, comprende fotones con mayor energía que la luz roja 15A o la luz azul 15B. En el caso de PBT, la celda 16 y las mitocondrias 17 contenidas en ella responderán fotoquímicamente a la fuente de luz 14 como si estuviera emitiendo luz roja 15A y azul 15B (que realmente es), y no responderán como si la luz violeta fuera presente. Solo la verdadera luz púrpura de longitud de onda corta emitida por una fuente de luz violeta o ultravioleta puede producir una respuesta de fotobiomodulación a la luz púrpura. En otras palabras, las mitocondrias y las células no son " engañadas " por la mezcla de luz de diferentes colores como lo son el ojo y el cerebro. En conclusión , la estimulación fotoóptica es muy diferente de la fotobiomodulación . Como tal, las
técnicas y desarrollos en la técnica de la terapia fotoóptica no pueden considerarse aplicables o relevantes para PBT.
Como nota al margen n etimológico ambigüedad, en la nomenclatura llevó a los investigadores a cambiar las referencias originales utilizando el católica término 'fototerapia' o PT en el más moderno actualmente aceptada término 'terapia fotobiomodulación' o PBT. El término fototerapia se usó genéricamente para referirse a cualquier aplicación terapéutica de luz, incluyendo (i) terapia fotoóptica que involucra estimulación visual, (ii) terapia de fotobiomodulación o PBT que involucra modulación celular, y (iii) terapia fotodinámica o TFD que activa una sustancia química inyectada. o ungüento aplicado con luz para estimular una reacción química. Un término igualmente amplio 'fotoquímica', las reacciones químicas estimulado por la luz, también ambiguamente referirse s a cualquier y todos de los tratamientos anteriores. Entonces, mientras que la fotoquímica y la fototerapia tienen un significado amplio hoy, PBT, PDT y la terapia fotoóptica tienen interpretaciones específicas que no se superponen.
Como otra fuente de confusión, el término LLLT originalmente tenía la intención de significar ' terapia con láser de bajo nivel ' para distinguir los láseres operados a niveles de baja potencia (a veces llamados láseres 'fríos' en la prensa popular) de los láseres que operan a alta potencia para la ablación de tejidos y cirugía. Con el advenimiento de las terapias basadas en LED, algunos autores combinaron la nomenclatura de las terapias basadas en láser y LED en "terapia de luz de bajo nivel", con el mismo acrónimo LLLT. Esta desafortunada acción causó mucha confusión en el arte publicado y desdibujó indiscriminadamente la distinción de dos sistemas de liberación fotónica muy diferentes. Un láser de "bajo nivel" es seguro para los ojos y las quemaduras solo porque funciona a niveles bajos. Si un resfriado láser es accionado hasta un nivel más alto de forma deliberada o accidentalmente de modo que ya no es 'frío', que puede causar severas e quemaduras o ceguera en milisegundos . Por el contrario, los LED siempre funcionan a niveles bajos y no pueden funcionar a altas densidades de potencia óptica. A ningún nivel de potencia, los LED pueden causar ceguera. Y aunque los LEDs pueden recalentarse mediante la ejecución de demasiada corriente a través de ellos durante períodos prolongados, no pueden causar una quemadura instantánea s o tejido ablación de la manera que una última lata. Como tal, el término luz de bajo nivel no tiene sentido en referencia a un LED. En consecuencia, a lo largo de esta solicitud, el acrónimo LLLT se referirá únicamente al láser PBT, que significa terapia con láser de bajo nivel y no se utilizará para referirse a LED PBT.
Sistemas de terapia de fotobiomodulación actuales
Los sistemas de terapia de fotobiomodulación del estado de la técnica actual, mostrados por el sistema de ejemplo 50 en la FIGURA. 5, comprende el controlador 51, conectado
eléctricamente a dos juegos de paneles LED. Específicamente, la salida A del controlador 51 está conectada mediante el cable 53a a un primer conjunto de almohadillas LED que comprende una almohadilla LED 52b interconectada eléctricamente. Las almohadillas LED 52a y 52c están opcionalmente conectadas a la almohadilla LED 52b mediante puentes eléctricos 54a y 54b para crear un primer conjunto de almohadillas LED que funcionan como una sola almohadilla LED que comprende más de 600 LED y cubre un área de tratamiento que excede los 600 cm2. De manera similar, la salida B del controlador 51 está conectada mediante un cable 53b a un segundo juego de almohadillas LED que comprende una almohadilla LED 52e interconectada eléctricamente. Las almohadillas LED 52d y 52f están opcionalmente conectadas a la almohadilla LED 52d mediante puentes eléctricos 54c y 54d para crear un segundo conjunto de almohadillas LED que funciona como una sola almohadilla LED que comprende más de 600 LED y cubre un área de tratamiento que excede los 600 cm2.
En el sistema mostrado, el controlador 51 no solo genera las señales para controlar los LED dentro de las almohadillas, sino que también proporciona una fuente de energía para impulsar los LED. La energía eléctrica entregada desde el controlador 51 a las almohadillas LED es sustancial, típicamente 12 W para dos juegos de tres almohadillas cada uno . Un esquema eléctrico ejemplar del sistema se muestra en la FIGURA. 6A, donde el controlador 61 incluye una fuente de alimentación conmutada SMPS 65 utilizada para convertir la energía de la red 64 de 120 V a 220 V CA en al menos dos fuentes de voltaje de CC reguladas, es decir, 5 V para control y lógica, y un suministro de voltaje más alto Vled utilizado para alimentar las cadenas de LED en las almohadillas de LED. Los voltajes típicos para Vled varían de 24 V a 40 V dependiendo del número de LED conectados en serie. Para facilitar el control algorítmico, el microcontrolador (gC ) 67 ejecuta software dedicado en respuesta a la entrada de comandos de usuario en el panel LCD de pantalla táctil 66. El resultado es una serie de pulsos emitidos en algún patrón alterno en las salidas A de los búferes lógicos 68a y 68b utilizados para controle los LED rojo e infrarrojo cercano (NIR) en las almohadillas LED conectadas a la salida A. Se incluye una disposición similar para la salida B usando sus propios búferes lógicos dedicados, pero donde gC 67 puede administrar y controlar las salidas A y B simultáneamente.
La señal en la salida A se enruta luego a una o más almohadillas LED 62 a través del cable apantallado 63 que comprende líneas de alta corriente, tierra GND 69a, línea de suministro de 5 V 69b y línea de suministro de Vled 69c, así como la línea de señal de control LED 70a para el control de la conducción en NIR LEDs 71a a través de 71m, y control de LED señal de línea 70b para contro llenado conducción en LEDs 72a rojo a través de 72m. Las líneas de señal de control s 70a y 70b, a su vez, activan los terminales de base del transistor de unión bipolar s
73a y 73b, respectivamente, operando los transistores como conmutadores para activar y desactivar las correspondientes cadenas de LED. Cuando la entrada a cualquiera de los transistores bipolares es baja, es decir, polarizada a tierra, no hay corriente de base ni flujo de corriente de colector y la cadena de LED permanece oscura. Cuando la entrada a cualquiera de los transistores bipolares es alta, es decir, polarizada a 5 V, la corriente de base fluye y de manera correspondiente fluye la corriente del colector, iluminando los LED en la cadena de LED correspondiente. LED flujo de corriente se establece por el giro LED - en voltajes y por resistencias de corriente 74a o 74b limitante. No se prefiere el uso de resistencias para configurar el brillo del LED porque cualquier variación en el voltaje del LED, ya sea por la variabilidad estocástica de fabricación o por variaciones en la temperatura durante el funcionamiento, dará como resultado un cambio en el brillo del LED. El resultado es una baja uniformidad en el brillo del LED en una almohadilla LED, desde la almohadilla LED hasta la almohadilla LED, y de un lote de fabricación al siguiente. Una mejora en el mantenimiento de la uniformidad de brillo del LED se puede obtener mediante la sustitución de los resistores 74 a y 74b con valor fijo constantes fuentes o sumideros de corriente 75a y 75b, como se muestra en la FIGURA. 6B.
La conexión física entre el controlador 61 de PBT y las almohadillas de LED 62, sobre el cable 63 blindado, también se puede describir como dos pilas de comunicación que interactúan en el lenguaje de la iniciativa de fuente abierta de 7 capas o el modelo OSI de 7 capas. Como se muestra en la FIGURA. 7, el controlador 61 de PBT se puede representar como la pila 80 que comprende la capa de aplicación - 7, el sistema operativo del controlador de PBT denominado LightOS v1. En funcionamiento, la capa de aplicación transfiere datos a la capa física o PHY de capa 1 que comprende búferes lógicos. La pila 80 envía unidireccionalmente señales eléctricas 82 a la capa PHY - 1, es decir, los controladores de cadena de LED, en la pila de comunicación 81 de la almohadilla de LED pasiva 62.
Debido a que las señales eléctricas comprenden pulsos digitales simples, las impedancias parásitas en el cable 63 pueden afectar la integridad de la señal de comunicación y el funcionamiento de la almohadilla LED. Como se muestra en la FIGURA.. 8, como se envió cuadrado onda de la señal eléctrica 82 puede ser significativo Ly distorsionada en forma de onda recibida 83 incluyendo reducida magnitud y duración 84a, tiempos de subida lenta 84b, los picos de voltaje 84c, las oscilaciones 84 d, y los bucles de tierra 89 que afecta a la 84e suelo de rebote de la señal. Los parásitos del cable responsables de estas perturbaciones incluyen las resistencias en serie de líneas eléctricas 87a a 87c e inductancias 86a a 86c, y capacitancias entre conductores 85a a 85e. Otros efectos pueden incluir la conducción de bucle de tierra 89 y los efectos de antena 88.
Otra desventaja de usar conexiones de señales eléctricas simples entre el controlador PBT 61 y las almohadillas LED es que el sistema PBT no puede confirmar si el periférico conectado al cable 63 es de hecho una almohadilla LED calificada o una carga no válida. Por ejemplo, las configuraciones de LED incorrectas que no se corresponden con el controlador PBT, como se muestra en la FIGURA. 9, se traducirá en ya sea inadecuada corriente del LED o excesiva. Específicamente, como se muestra en el icono 91, demasiados LED en serie darán como resultado una caída de voltaje alta con poca o ninguna iluminación LED. Por el contrario , como se muestra en el icono 92, muy pocos LED conectados en serie pueden provocar un exceso de corriente, sobrecalentamiento y posibles riesgos de quemaduras para el paciente.
Las cargas de potencia no LED desde el controlador PBT 61 puede d Amage el periférico no válida, el controlador, o ambos. Esto es particularmente problemático porque un pin en la salida del controlador PBT suministra alto voltaje de 20 V o más, excediendo la clasificación de 5 V de la mayoría de los semiconductores y causando daños permanentes a los circuitos integrados. Las cargas inductivas representadas por el icono 94 pueden causar picos de voltaje de sobretensión que pueden dañar el controlador. Las cargas que contienen motores como unidades de disco o ventiladores pueden provocar corrientes de irrupción excesivas y dañinas. Los cables en cortocircuito o las cargas eléctricas en corto , como se muestra en el icono 93 , pueden provocar incendios. C onexión una batería para el controlador de PBT 61, como se muestra por icono 96, puede dar lugar a e actual xcessive y riesgo de incendio. O vercharging o someter una célula química a una sobretensión también tiene el potencial de causar fuego intenso o incluso una explosión. Las cargas eléctricas desconocidas , que se muestran con el icono 95 , representan riesgos no especificados. Especialmente problemática es cualquier conexión entre el controlador PBT 61 y una fuente de energía eléctrica tal como un generador , batería de automóvil o UPS, cuyo resultado puede incluir la destrucción completa del sistema y un riesgo de incendio extremo. En la FIGURA. 9 los iconos están destinados a representar una clase de cargas eléctricas, pero no deben considerarse como un circuito específico.
Otros problemas surgen cuando las almohadillas LED no coincidentes están conectadas a la misma salida. Por ejemplo, en la FIGURA. 10 dos almohadillas LED diferentes 62 y 79, alimentadas por un cable común 63, comparten conexiones a tierra 69a, alimentación de 5 V 69b, alimentación de Vled alto voltaje V 69c, señal de control de luz visible LEDW 70a y señal de control de LEDnir infrarrojo cercano 70b. Como se muestra, LED almohadilla 62 incluye fregaderos 75a actual y 75b y los interruptores 73a y 73b de conducción LEDs 71a correspondiente a través 71m que tiene una longitud de onda de luz visible Av y los LED 72a a través de 72m que tiene una longitud de onda A de infrarrojo cercano Anir. Alternativamente, la
almohadilla de LED 79 incluye las mismas sumideros de corriente 75a y 75b y los interruptores 73a y 73b, pero las unidades de LED de diferentes longitudes de onda, específicamente LEDs 76a a través de 76m que tiene una longitud de onda de luz visible Áv2 y los LED 77a a través de 77m que tiene una infrarrojo cercano de longitud de onda Anir2. Ninguna de las cadenas de LED ha s la misma luz de longitud de onda como las otras cuerdas LED. Por ejemplo, Av puede comprender luz roja, mientras que Av2 puede comprender luz azul. De manera similar, Anir puede comprender una radiación de 810 nm, mientras que Av2 puede comprender 880 nm. En funcionamiento, la conexión en paralelo de los LED rojo y azul impulsados por la señal LEDv 70a significa que un tratamiento para la luz roja podría inadvertidamente generar luz azul. De manera similar, la conexión en paralelo de los LED de 810nm y 880nm impulsados por la señal LEDnir 70a significa que un tratamiento para un LED NIR de longitud de onda podría inadvertidamente conducir una longitud de onda diferente.
Otro problema surge cuando dos o más almohadillas LED están conectadas a ambas salidas LED al mismo tiempo, como se muestra en la FIGURA. 11 A. Como se muestra, el controlador PBT 51 tiene dos salidas, salida A y salida B. Estas salidas están diseñadas para impulsar conjuntos separados de almohadillas LED. Como se muestra, la Salida A se conecta a la almohadilla LED 52d a través del cable 53a. La salida B se conecta a la almohadilla LED 52e a través del cable 53b y también se conecta a través del puente 54d a la almohadilla LED 52f. Sin embargo, accidentalmente, el puente 54c conecta la almohadilla LED 52e al LED 52d y, por lo tanto, cortocircuita la salida A con la salida B. El impacto eléctrico de acortar las salidas A y B juntas depende del programa de tratamiento que se esté ejecutando. FIGURA. 11B ilustra el caso en el que ambas salidas A y B del búfer 100 controlan la salida de luz roja/visible, específicamente los búferes 101a y 101c están activos al mismo tiempo. Como se muestra , las salidas están cortocircuitadas a través de los conductores eléctricos 102a a la almohadilla LED 105a, a través del conector 104a a la almohadilla LED 105b y, finalmente, a través del conector 103a. En funcionamiento, los patrones de frecuencia y pulso de las dos salidas son asíncronos, lo que significa que puede producirse cualquier combinación de polarizaciones de salida alta y baja. Si los transistores pull-up son demasiado fuertes, los búferes de salida se pueden destruir en otro ; de lo contrario, las señales de encendido alternas pueden hacer que los LED permanezcan encendidos con un factor de trabajo alto que cause sobrecalentamiento y presente un posible riesgo de quemaduras para el paciente.
En la FIGURA. 11 C, la memoria intermedia 101a en la salida A está alimentando los LED rojos en las almohadillas LED 105a y 105b mientras que la memoria intermedia 101d en la salida B está alimentando los LED NIR también en las almohadillas LED 105a y 105b. Aunque el
funcionamiento independiente de los LED rojo y NIR no representa un problema eléctrico, la conducción simultánea de los LED rojo y NIR provocará un sobrecalentamiento de la almohadilla LED, lo que podría dañar la almohadilla y posiblemente quemar al paciente. Esta condición de sobrepotencia se ilustra mediante las formas de onda mostradas en la FIGURA. 11D donde la potencia P v de los LED visibles conductores mostrados por la forma de onda 110 tiene una potencia promedio Pave 113, y la potencia Pnir de los LED NIR mostrados por la forma de onda 111 tiene una potencia promedio Pave 114. En conjunto, la forma de onda de potencia agregada 112 Tiene una potencia promedio 115 de magnitud 2Pave.
En las almohadillas LED actuales, el sobrecalentamiento por cualquier motivo es problemático porque no hay protección de temperatura. Como se muestra en la FIGURA. 12, incluso si la almohadilla de LED 109 hace h de detección de temperatura ave, con datos unidireccionales flujo 82 en el cable 63 no hay manera para el cojín LED 109 para informar controlador PBT 61 de una condición de temperatura de más de o para suspender el funcionamiento.
Como se ha descrito en lo anterior, las l imitaciones de los actuales sistemas de PBT anteriormente son numerosas, impactando sistema PBT utilidad, funcionalidad, seguridad y capacidad de ampliación . Estas limitaciones incluyen los siguientes problemas :
• Comunicación de "señal" eléctrica a la almohadilla LED: las señales del controlador PBT a las almohadillas LED son pulsos digitales simples, no comunicación diferencial entre un par de transceptores de bus. Estas señales son sensibles al ruido de modo común y los bucles de tierra que afectan la magnitud y duración de los pulsos que controlan el funcionamiento del LED. Como simples pulsos eléctricos, el sistema también carece de capacidad de verificación de errores, por lo que las fallas no se pueden corregir o incluso detectar.
• Flujo de señal unidireccional del controlador PBT a la almohadilla LED : con el flujo de datos unidireccional, los controladores PBT no pueden autenticar ninguna almohadilla LED conectada a su salida, ni una vez conectados pueden monitorear el estado de funcionamiento de una almohadilla. Los datos unidireccionales también evitan la retroalimentación del estado de una almohadilla LED o la notificación de otra información de la almohadilla al controlador PBT principal.
• Incapacidad para detectar un cortocircuito en la conexión incorrecta de varios pads: debido a un error del usuario, la conexión incorrecta de dos salidas de un controlador PBT a la misma almohadilla o almohadillas LED, es decir, un cortocircuito inadvertido entre dos salidas, significa que ambas salidas están accionando las mismas
cadenas de LED. Este error de conexión incorrecta puede dañar el circuito del controlador de LED, provocar un sobrecalentamiento del LED, riesgo de quemaduras para el paciente y un posible incendio.
• Incapacidad para identificar las almohadillas LED aprobadas o los fabricantes certificados : al no poder identificar el pedigrí de una almohadilla LED, un sistema PBT, sin saberlo, activará cualquier LED conectado a él, incluidas las almohadillas LED ilegales, falsificadas o de imitación. Las almohadillas de conducción no fabricadas o certificadas por el especificador del sistema o el fabricante tienen consecuencias desconocidas que van desde la pérdida de funcionalidad y eficacia reducida hasta riesgos de seguridad. Comercialmente, la comercialización y venta de almohadillas LED falsificadas y de imitación también priva a los comerciantes de dispositivos PBT con licencia de IP de ingresos legales.
• Incapacidad para identificar un dispositivo conectado como una almohadilla LED : sin la capacidad de confirmar si un dispositivo conectado a una salida del controlador PBT es una almohadilla LED (en lugar de un periférico completamente no relacionado, como un altavoz, batería, motor, etc.), La conexión de una carga eléctrica no autorizada a la salida de un sistema PBT dañará invariablemente el accesorio, el controlador PBT o ambos. Cuando se activa una carga eléctrica desconocida, el alto voltaje presente en los pines de salida del controlador durante el funcionamiento también presenta un riesgo de incendio.
• Incapacidad para identificar fuentes de energía : la incapacidad de un controlador PBT para identificar la conexión de su salida a una fuente de energía (como adaptadores de alimentación de CA, baterías, energía eléctrica de automóvil o generadores) representa un riesgo real de seguridad, por lo que la fuente de alimentación contenida en el controlador PBT compite con la fuente de alimentación externa. La interconexión de dos fuentes de alimentación diferentes puede dar como resultado corrientes, voltajes, disipación de energía excesivos u oscilaciones incontroladas que pueden dañar la fuente de alimentación externa, el controlador PBT o ambos.
• Incapacidad para controlar o limitar la corriente de salida del controlador : la conexión de una carga en corto, como una almohadilla dañada, un cable corto o cualquier carga que presente una alta corriente de entrada (como un motor) representa un alto riesgo de corriente y posiblemente un peligro de incendio. Las cargas inductivas
como los solenoides también pueden crear momentáneamente voltajes excesivos que dañan los componentes de bajo voltaje.
• Incapacidad para detectar baterías conectadas a la salida de un sistema PBT : conectar un paquete de baterías a la salida de un sistema PBT tiene el potencial de dañar el paquete de baterías, cargar accidentalmente la batería con las condiciones de carga incorrectas y dar lugar a sobretensión, sobrecorriente, o condiciones de sobrecalentamiento en las celdas electroquímicas. La carga incorrecta de baterías de química húmeda o de ácido tiene el potencial de fugas de ácido o electrolito. La carga incorrecta de las baterías de iones de litio puede provocar sobrecalentamiento, incendios e incluso explosiones.
• Incapacidad para detectar condiciones de sobrecalentamiento en las almohadillas LED : el sobrecalentamiento de una almohadilla LED corre el riesgo de que el paciente se sienta incómodo y se queme, daño de la almohadilla y, en casos extremos, la posibilidad de incendio.
• Incapacidad para identificar la configuración de LED dentro de una almohadilla de LED : no se puede identificar la configuración de matriz en serie-paralelo de LED en una almohadilla de LED, el controlador PBT no puede determinar si la almohadilla es compatible con el sistema PBT o incluso si es posible la operación del LED . Por ejemplo, muy pocos LED conectados en serie pueden dañar los LED con demasiado voltaje. Demasiados LED conectados en serie darán como resultado una iluminación tenue o nula. Demasiadas cadenas paralelas de LED pueden provocar una corriente total excesiva de la almohadilla y, en consecuencia, un sobrecalentamiento, así como grandes caídas de voltaje en las interconexiones, una uniformidad de luz deficiente en una almohadilla LED y un posible daño a las trazas conductoras de la PCB.
• Incapacidad para identificar los tipos de LED contenidos dentro de una almohadilla de LED : no puede detectar qué LED de longitud de onda hay en una almohadilla, un sistema PBT no tiene medios para hacer coincidir sus programas de tratamiento con la matriz de LED o para seleccionar los LED de longitud de onda correcta para cada uno. forma de onda específica en el protocolo de tratamiento.
• Las salidas del controlador PBT están limitadas a un número fijo de señales de control : con solo una o dos señales de control por salida, los controladores PBT actuales son incapaces de activar tres, cuatro o más longitudes de onda diferentes de LED dentro de la misma almohadilla con diferentes patrones de excitación.
• Movilidad limitada: en los sistemas PBT de grado médico actuales, la conexión de un controlador PBT central a las almohadillas LED requiere conexiones de cables. Si bien estos sistemas PBT conectados son generalmente aceptables en aplicaciones hospitalarias (y posiblemente en entornos clínicos), en aplicaciones militares, paramédicas y de consumo no es útil limitar la movilidad con cables o alambres.
• Incapaz de la síntesis de formas de onda : los sistemas PBT carecen de la tecnología para impulsar LED con cualquier forma de onda que no sea pulsos de onda cuadrada. La operación pulsada de onda cuadrada limita los patrones de iluminación LED a una operación de una frecuencia a la vez. Dado que la frecuencia del pulso afecta el acoplamiento de energía a tipos de tejido específicos, un sistema PBT de frecuencia única solo puede tratar de manera óptima un tipo de tejido a la vez, extendiendo el tiempo de terapia requerido y el costo del paciente / seguro. El análisis también revela que los pulsos de onda cuadrada desperdician energía , produciendo armónicos no necesariamente beneficiosos para una terapia. La unidad LED que utiliza sinusoides, acordes, ondas triangulares, formas de onda de diente de sierra, ráfagas de ruido o muestras de audio requiere una síntesis de forma de onda compleja dentro de la almohadilla LED. Aunque los controladores PBT del host deben tener suficiente capacidad de cálculo para sintetizar tales formas de onda, la capacidad no es beneficiosa porque la señal no se puede entregar a través de cables largos sin sufrir una distorsión significativa de la forma de onda. Desafortunadamente, las almohadillas LED no pueden realizar la tarea. Utilizando componentes discretos baratos, las almohadillas LED de hoy en día son incapaces de realizar ninguna síntesis de forma de onda, sin mencionar que los protocolos de comunicación necesarios para seleccionar o cambiar de forma remota la forma de onda sintetizada no existen.
• Distribución de nuevos algoritmos de controladores LED : los sistemas PBT actuales carecen de la capacidad de descargar actualizaciones de software desde una base de datos o servidor para corregir errores de software o instalar nuevos algoritmos de tratamiento.
• Incapacidad para capturar y registrar datos biométricos del paciente en tiempo real : los sistemas PBT actuales carecen de la capacidad de recopilar datos biométricos como ondas cerebrales, presión arterial, azúcar en sangre, oxígeno en sangre y otros datos biométricos durante un tratamiento o la capacidad de integrar estos datos recopilados en el registro del archivo de tratamiento.
• Incapacidad para recopilar imágenes en tiempo real del área de tratamiento : los sistemas PBT actuales carecen de medios para medir o crear imágenes de tejido durante el tratamiento. Los sistemas también carecen de la capacidad de almacenar imágenes fijas y de video o de hacer coincidir las imágenes con el tiempo de tratamiento de una sesión PBT.
• Incapacidad de los usuarios (médicos) para crear nuevos algoritmos de tratamiento: los sistemas PBT actuales carecen de capacidad para que los usuarios, como médicos o investigadores, creen nuevos algoritmos o combinen tratamientos existentes para formar tratamientos específicos de terapia compleja, por ejemplo, optimizar una secuencia de excitación para activar inyectados células madre (útiles para acelerar la diferenciación de células madre y reducir los riesgos de rechazo).
• Distribución electrónica de documentación : los sistemas PBT actuales no pueden distribuir ni actualizar ninguna documentación electrónicamente. Sería beneficioso si la distribución de avisos o fallos de la FDA, así como erratas y actualizaciones de los manuales de operación y terapia PBT, guías de tratamiento y otra documentación se pudieran proporcionar electrónicamente a todos los usuarios del sistema PBT. Actualmente, esta capacidad no está disponible en ningún dispositivo médico.
• Seguimiento del tratamiento : los sistemas PBT actuales no pueden realizar un seguimiento del historial de uso del tratamiento, capturar el uso del sistema en un registro de tratamiento y cargar el registro de tratamiento en un servidor. Al carecer de registros de tratamiento en tiempo real a través de la conectividad de red, la adopción comercial generalizada de sistemas PBT por parte de médicos, hospitales, clínicas y spas es problemática. Sin registros de uso cargados, los sistemas de hoy en día PBT no puede apoyar modelos de negocio de arrendamiento de reparto de ingresos debido a que el les s o r es incapaz de verificar el fichero s uso del sistema de Sede. Del mismo modo , los hospitales y las clínicas no pueden confirmar el uso de sistemas PBT para auditorías de seguros y para la prevención de fraudes. En los modelos de pago SaaS (software como servicio) de pago por uso, el agente de servicio PBT no puede confirmar el historial de uso de un cliente.
• Recetas electrónicas : en la actualidad, ningún dispositivo de medicina física, incluidos los sistemas PBT, es capaz de transferir y distribuir de forma segura las recetas médicas en un dispositivo médico.
• Deshabilitación remota : hoy en día, ningún sistema PBT es capaz de deshabilitar el funcionamiento del dispositivo en caso de impago o robo para detener el comercio en el mercado negro.
• Seguimiento de la ubicación : hoy en día, ningún sistema PBT es capaz de rastrear la ubicación de un sistema PBT robado para rastrear a los ladrones.
• Comunicación segura : dado que los sistemas PBT actuales utilizan señales eléctricas en lugar de comunicación basada en paquetes para controlar las almohadillas LED, la piratería y la medición directa de la comunicación entre un sistema PBT host y una almohadilla LED es trivial y carece de seguridad alguna. Además, los sistemas PBT hoy en día carecen de cualquier disposición para la comunicación por Internet y los métodos de seguridad necesarios para prevenir la piratería de contenido y frustrar el robo de identidad de acuerdo con las regulaciones HEPA. En el futuro, se espera que el cifrado por sí solo sea inadecuado para asegurar la comunicación de datos a través de Internet. En tales casos, también se requerirá conectividad a redes privadas hiperseguras.
En resumen , la arquitectura de los sistemas PBT actuales está completamente anticuada y requiere una arquitectura de sistema completamente nueva, nuevos métodos de control y nuevos protocolos de comunicación para facilitar una solución eficaz, flexible, versátil y segura para proporcionar terapia de fotobiomodulación.
RESUMEN DE LA INVENCION
En el proceso de terapia de fotobiomodulación (PBT) de esta invención, se definen patrones (por ejemplo, secuencias de pulsos de ondas cuadradas, ondas sinusoidales o combinaciones de las mismas) de radiación electromagnética (EMR) que tienen una o más longitudes de onda, o bandas espectrales de longitudes de onda, son introducido en un organismo vivo (por ejemplo, un ser humano o un animal) utilizando un sistema distribuido que comprende dos o más componentes distribuidos o "nodos" que se comunican utilizando un bus o transceptor para enviar instrucciones o archivos entre los componentes constituyentes . La radiación se encuentra normalmente dentro de las partes infrarrojas o visibles del espectro EMR, aunque a veces se puede incluir luz ultravioleta.
Puede usarse EMR de una sola longitud de onda, o el patrón puede incluir EMR que tiene dos, tres o más longitudes de onda. En lugar de consistir en radiación de una sola longitud de onda, el EMR puede incluir bandas espectrales de radiación, a menudo representadas como un rango de longitudes de onda centradas en una longitud de onda central, por ejemplo, A ± AA. Los
pulsos o formas de onda pueden estar separados por espacios, durante los cuales no se genera radiación, el borde posterior de un pulso o forma de onda puede coincidir temporalmente con el borde anterior del siguiente pulso, o los pulsos pueden superponerse de manera que la radiación de dos o más longitudes de onda (o bandas espectrales de longitudes de onda) pueden generarse simultáneamente.
En una realización, el sistema PBT distribuido ‘s componentes comprenden un controlador de PBT y uno o más inteligentes almohadillas de LED se comunican mediante un bus de datos en serie unidireccional envío de datos, archivos, instrucciones o código ejecutable desde el controlador de PBT a las almohadillas de LED inteligentes. En una segunda realización, los componentes del sistema PBT distribuido comprenden un controlador PBT y una o más almohadillas LED inteligentes que se comunican mediante un bus de datos bidireccional o un transceptor mediante el cual el controlador PBT puede enviar datos, archivos, instrucciones o código ejecutable al LED inteligente. almohadilla y, a la inversa, la almohadilla LED inteligente puede devolver datos al controlador PBT relacionados con el estado operativo de la almohadilla o la condición del paciente, incluidos los datos de configuración de la almohadilla LED, el estado del programa, las condiciones de falla, la temperatura de la piel u otros datos del sensor. Otro sensor puede incluir mapas de temperatura bidimensionales, imágenes de ultrasonido bidimensionales o tridimensionales, o puede comprender datos biométricos como pH, humedad, oxígeno en sangre, azúcar en sangre o impedancia de la piel, etc., que a su vez se pueden utilizar opcionalmente para cambiar las condiciones del tratamiento, es decir, operar en un circuito cerrado de biorretroalimentación.
En una realización, el EMR se genera mediante diodos emisores de luz (LED) dispuestos en "cadenas" en serie conectadas a una fuente de alimentación común. Cada cadena de LED puede comprender LED diseñados para generar radiación de una sola longitud de onda o banda de longitudes de onda en respuesta a una corriente definida constante o variable en el tiempo . Los LED pueden estar incrustados en una almohadilla flexible diseñada para ajustarse cómodamente contra la superficie de la piel de un cuerpo humano, permitiendo que el tejido u órgano objetivo se exponga a un patrón uniforme de radiación. Se puede suministrar energía a cada almohadilla inteligente desde un cable que conecta la almohadilla LED al controlador PBT o, alternativamente, se puede proporcionar al LED desde una fuente de energía separada. En una realización alternativa, se pueden usar diodos láser semiconductores en lugar de LED configurados en una matriz para crear un patrón uniforme de radiación o, alternativamente, montados en una varilla de mano para crear un punto o área pequeña de radiación concentrada.
En el sistema PBT distribuido descrito en este documento, cada una de las cadenas de LED está controlada por un controlador de LED, que a su vez está controlado por un microcontrolador contenido dentro de la almohadilla de LED inteligente. El microcontrolador de la almohadilla LED se comunica con otro microcontrolador o computadora que comprende el controlador PBT a través de un bus de comunicación, que puede incluir conectividad por cable como USB, RS232, HDMI, I2 C, SMB, Ethernet o formatos propietarios y protocolos de comunicación, o que pueden alternativamente, comprenden medios y protocolos inalámbricos que incluyen Bluetooth, WiFi, WiMax, radio celular que usa protocolos 2G, 3G, 4G/LTE o 5G, u otros métodos de comunicación patentados.
Usando una pantalla, teclado u otro dispositivo de entrada conectado al controlador PBT, un médico o clínico puede seleccionar el algoritmo particular (secuencia de proceso) que sea adecuado para la condición o enfermedad que se está tratando. A continuación, las instrucciones se comunican desde el controlador PBT a través del bus de datos cableado o inalámbrico a una o más almohadillas LED inteligentes que indican al microcontrolador de la almohadilla cuándo comenzar o suspender un tratamiento PBT y especificar qué tratamiento se realizará.
En una realización referida a un flujo de datos, el controlador PBT envía un flujo de paquetes de datos que especifican las formas de onda de activación del LED que incluyen el momento en el que se indica a un LED que conduzca la corriente y la magnitud de la corriente a conducir. Las instrucciones de flujo enviadas por el controlador se seleccionan de una "biblioteca de patrones" de algoritmos, cada uno de los cuales define una secuencia de proceso particular de pulsos o formas de onda del EMR generado por las cadenas de LED. Al recibir los paquetes de datos a través del bus de datos, la almohadilla LED inteligente almacena la instrucción en la memoria, luego comienza la "reproducción" del archivo de datos de flujo continuo, es decir, activa los LED de acuerdo con las instrucciones recibidas. Durante la reproducción de transmisión, la comunicación del bus desde el controlador PBT al panel LED inteligente puede interrumpirse para acomodar las comprobaciones de seguridad del sistema o para permitir que el panel LED inteligente informe su estado o cargue datos del sensor al controlador PBT.
A diferencia de los sistemas PBT de la técnica anterior, en el sistema PBT distribuido descrito, el controlador PBT no envía constantemente instrucciones a las almohadillas LED inteligentes. Durante los intervalos en los que el controlador PBT está en silencio, ya sea escuchando el bus o recibiendo datos de las almohadillas LED inteligentes, cada almohadilla LED inteligente debe funcionar de forma autónoma e independiente del controlador PBT y las otras almohadillas LED conectadas en el mismo bus de datos o comunicación. red. Esto significa que el controlador PBT debe enviar suficientes datos a la almohadilla LED inteligente para que
se almacenen en el búfer de memoria de la almohadilla para admitir la operación de reproducción LED ininterrumpida hasta que se pueda entregar el siguiente archivo de datos.
En otra realización, el controlador PBT entrega un archivo de reproducción completo al panel LED inteligente que define la secuencia de ejecución completa de un tratamiento o sesión PBT. En este método, el archivo se entrega antes de comenzar la reproducción, es decir, antes de ejecutar el tratamiento. Tan pronto como el archivo se carga en la memoria de la almohadilla LED inteligente, el microcontrolador local integrado en la almohadilla puede ejecutar la reproducción realizada de acuerdo con las instrucciones del archivo. El archivo de reproducción transferido puede comprender (i) un archivo de código ejecutable que incluye la totalidad de todas las instrucciones de forma de onda de activación de LED, (ii) un archivo de reproducción pasiva que define las duraciones y configuraciones del tratamiento que se interpreta mediante un código ejecutable que comprende un software de reproducción de LED, o (iii) archivos de datos que comprenden primitivas de forma de onda que posteriormente se combinan de una manera prescrita por el microcontrolador de la almohadilla LED para controlar el patrón de iluminación LED y ejecutar un tratamiento o sesión PBT.
En los dos últimos ejemplos, el código ejecutable necesario para interpretar el archivo de reproducción, es decir, el reproductor LED, debe cargarse en el LED inteligente antes de comenzar la reproducción. Este reproductor LED se puede cargar en la almohadilla LED inteligente en el momento en que un usuario indica al controlador PBT que comience la terapia, o se puede cargar en la almohadilla inteligente en una fecha anterior, por ejemplo, cuando la almohadilla LED se programa durante la fabricación o en ese momento. el controlador PBT se enciende y establece que la almohadilla LED inteligente está conectada a la red de área local del controlador. En los casos en los que el archivo del reproductor LED se carga previamente en una almohadilla LED inteligente y se almacena en una memoria no volátil durante períodos prolongados, el sistema PBT distribuido debe incluir disposiciones para verificar si el software cargado aún está actualizado o se ha vuelto obsoleto. Si el sistema detecta que el reproductor de LED está actualizado, la reproducción de LED puede comenzar inmediatamente. Alternativamente, si el controlador PBT detecta que el reproductor LED está obsoleto, vencido o simplemente no está actualizado, el controlador PBT puede descargar el nuevo código ejecutable del reproductor LED ya sea inmediatamente o obteniendo primero la aprobación del usuario. En algunos casos, la realización de tratamientos con un código ejecutable del reproductor LED obsoleto puede provocar una reproducción incorrecta o un mal funcionamiento del sistema. En tales casos, el controlador PBT puede suspender obligatoriamente su funcionamiento del
reproductor LED de la almohadilla inteligente hasta que se ejecute la descarga y actualización del software.
La capacidad de una almohadilla LED para funcionar de forma independiente y autónoma durante un tiempo definido distingue la almohadilla LED como "intelligen t" en comparación con las almohadillas LED pasivas. Las almohadillas LED pasivas, en contraste, se limitan a responder solo a las señales en tiempo real enviadas desde el controlador PBT, donde cualquier interrupción en la comunicación resultará inmediatamente en una interrupción en el funcionamiento de la almohadilla LED, lo que afectará el tren de pulsos LED o la forma de onda. En otras palabras, la comunicación por bus entre el controlador PBT y una o más almohadillas LED inteligentes se puede considerar como una red de área local (LAN) conmutada por paquetes.
Otra característica clave del sistema PBT distribuido revelado son sus sistemas de seguridad autónomos: funciones de protección y seguridad que operan en cada almohadilla LED inteligente independientemente del controlador PBT. Específicamente en los dispositivos médicos profesionales conectados a la red, los sistemas de seguridad deben continuar funcionando sin fallas incluso cuando se pierde la conectividad de la red. Como característica clave de esta invención, durante el funcionamiento, cada almohadilla LED inteligente ejecuta regularmente una subrutina relacionada con la seguridad para garantizar que el software esté funcionando normalmente y que no existan condiciones peligrosas. Los SE inteligentes incorporados almohadilla LED características de protección incluyen un software relacionado “temporizador de parpadeo ” sub rutina , un temporizador de vigilancia, protección contra sobretensiones, LED actual equilibrio y la protección de sobrecalentamiento. Las funciones de seguridad autónomas involucran firmware que comprende el sistema operativo local de la almohadilla LED inteligente (referido aquí como LightPadOS) almacenado en una memoria no volátil y ejecutado por el microcontrolador integrado presente dentro de cada almohadilla LED inteligente.
Al recibir una instrucción para comenzar la terapia, el LightPadOS de una almohadilla específica inicia un temporizador de software y al mismo tiempo se reinicia e inicia un contador de hardware en el microcontrolador. El LightPadOS luego lanza el código ejecutable para realizar un tratamiento PBT ejecutado como un archivo de datos de transmisión o como un reproductor LED (reproduciendo un archivo de reproducción específico) en sincronía con un contador de programa en avance. Los avances contador de programa en una frecuencia definida como se ha definido por cualquiera de un reloj de sistema compartida o una referencia de tiempo de precisión específico de uno o varios almohadilla LED inteligente. Tales referencias de tiempo se pueden
establecer usando un oscilador de relajación RC, un oscilador de tanque resonante RLC, un oscilador de cristal o un oscilador basado en una máquina micromecánica. De esta manera, se pueden usar pulsos con precisión de nanosegundos para sintetizar pulsos de onda cuadrada, ondas sinusoidales y otras formas de onda que varían en frecuencia y duración. Las formas de onda sintetizadas se utilizan para impulsar cadenas de LED de formas de onda variables en los patrones seleccionados de acuerdo con algoritmos definidos.
Durante la ejecución del programa, tanto el temporizador de parpadeo del software como el temporizador de vigilancia basado en hardware continúan contando en sincronía con la base de tiempo del contador del programa. Cuando el temporizador de parpadeo alcanza un cierto tiempo predefinido (denominado aquí intervalo de parpadeo), por ejemplo, 30 segundos, el temporizador de software genera una señal de interrupción enviada al control local de la almohadilla LightPadOS que suspende el contador del programa de tratamiento y comienza una “rutina de servicio de interrupción” o ISR. El ISR luego realiza funciones de limpieza, que pueden incluir leer la temperatura de uno o más sensores en la almohadilla LED inteligente, enviar los datos de temperatura a través del transceptor al controlador PBT y comparar simultáneamente la temperatura medida más alta con un rango definido. Si la temperatura excede un nivel de advertencia, también se genera una bandera de advertencia y se comunica al controlador PBT como una solicitud para que el sistema tome alguna acción, por ejemplo, para reducir el factor de trabajo del LED (a tiempo por ciclo) para disminuir la temperatura de la almohadilla o para suspender el tratamiento.
Sin embargo, si la temperatura medida más alta excede un umbral de seguridad predeterminado, la almohadilla LED inteligente suspende inmediatamente la ejecución del programa de tratamiento y simultáneamente envía un mensaje a través del transceptor al controlador PBT. A menos que el PBT reinicie el programa, la almohadilla LED inteligente de sobrecalentamiento permanecerá apagada indefinidamente. De esta manera, si ocurre una condición de sobrecalentamiento mientras el controlador PBT no está disponible o funciona mal, o si la red o el bus de comunicación está ocupado o no disponible, la condición predeterminada es detener el tratamiento.
Durante el ISR, la almohadilla LED inteligente puede realizar otras pruebas de seguridad, por ejemplo, verificar si hay voltajes de entrada excesivos como resultado de una falla en el suministro de energía, corrientes excesivas como resultado de un cortocircuito interno de la almohadilla o detectar humedad excesiva resultante del sudor o el agua en contacto con el LED inteligente. almohadilla, lo que posiblemente resulte en una barrera sanitaria faltante o aplicada incorrectamente entre el paciente y la almohadilla LED. En cualquier caso, la almohadilla LED
inteligente que funciona mal primero suspende la operación y luego envía un mensaje al controlador PBT informando al sistema distribuido de la falla. En tal caso, las otras almohadillas LED pueden continuar funcionando de forma independiente (aunque una almohadilla haya dejado de funcionar) o, alternativamente, todas las almohadillas LED inteligentes pueden apagarse simultáneamente (ya sea por el controlador PBT o mediante comunicaciones directas de almohadilla a almohadilla). Una vez finalizado el ISR, el control vuelve a la realización del tratamiento PBT reiniciando el contador del programa, reiniciando el temporizador de parpadeo del software y reiniciando el temporizador de vigilancia.
En el caso de que ocurra una falla en la ejecución del software, ya sea en el código ejecutable de reproducción de LED o en la subrutina ISR, el contador del programa no reanudará la operación y el temporizador de parpadeo no se reiniciará ni reiniciará. Si el temporizador de vigilancia alcanza su cuenta completa sin reiniciarse (por ejemplo, a los 31 segundos) sin reiniciarse, significa que la ejecución del software ha fallado. Un temporizador de vigilancia genera instantáneamente una bandera de interrupción que suspende la ejecución del programa en la almohadilla LED infractora y envía un mensaje de falla al controlador PBT y, opcionalmente, a las otras almohadillas LED. Como tal, una falla de software siempre cambia por defecto a un estado no operativo para la almohadilla LED que funciona mal para garantizar la seguridad del paciente incluso en ausencia de conectividad de red.
Aparte de las características de seguridad autónomas, en otra realización, el sistema PBT distribuido descrito incluye protección centralizada de los componentes en red administrados por el controlador PBT. Específicamente, el sistema operativo PBT que opera con el controlador PBT, al que aquí se hace referencia como LightOS, incluye una serie de disposiciones de protección que incluyen la capacidad de detectar si un componente conectado a la red o al bus de comunicación es un componente autorizado o un fraude. Si un usuario intenta conectar un panel de luz u otro componente a la red del controlador PBT que no puede pasar un proceso de autenticación prescrito, se le negará el acceso a la red al componente. El sistema operativo LightOS del controlador PBT puede prohibir el acceso no autorizado de diversas formas, incluido el cierre de todo el sistema distribuido hasta que se elimine el dispositivo infractor, no enviar ningún paquete de datos a la dirección IP del dispositivo fraudulento o cifrar los comandos para que no sean reconocidos por el componente no autorizado .
Para efectuar una comunicación segura multicapa en el sistema PBT distribuido divulgado, el sistema operativo del controlador PBT (LightOS) y el sistema operativo de las almohadillas LED inteligentes (LightPadOS) comprenden pilas de comunicación paralela que utilizan protocolos consistentes y secretos compartidos no discernibles para un operador de
dispositivo, piratas informáticos o desarrolladores no autorizados. Como tal, el sistema de PBT distribuido funciona como un communicatio protegida n de red con la capacidad de ejecutar la seguridad en cualquier número de capas de comunicación, incluida la capa 2 de enlace de datos, la capa 3 de red, la capa 4 de transporte, la capa 5 de sesión, la capa 6 de presentación o la capa 7 de aplicación. Por ejemplo, un código numérico instalado y criptográficamente oculto tanto en un controlador PBT como en una almohadilla LED inteligente , es decir, un secreto compartido, se puede utilizar para confirmar la autenticidad de una almohadilla LED inteligente conectada a la red sin siquiera divulgar la clave. En un método de validación del panel LED ejecutado en la capa 2 de enlace de datos , el controlador PBT pasa un número aleatorio al panel LED inteligente a través de la red o el bus de comunicación. En respuesta, el microcontrolador en la almohadilla LED descifra su copia de la clave secreta compartida (código numérico) , la fusiona con el número aleatorio recibido a continuación, realiza una operación de hash criptográfica del número concatenado. Luego, la almohadilla LED inteligente devuelve abiertamente el valor hash criptográfico a través del mismo enlace de transceptor.
Al mismo tiempo, el controlador PBT realiza una operación idéntica descifrando su propia copia del secreto compartido (código numérico), fusionándola con el número aleatorio generado que envió al panel LED y luego realizando una operación hash criptográfica en el número concatenado. A continuación, el controlador PBT compara los valores hash recibidos y generados localmente. Si los dos números coinciden, el pad es auténtico , es decir, está "autorizado" para conectarse a la red. El algoritmo de autenticación mencionado anteriormente se puede ejecutar en cualquier conexión PHY capa 1 y/o data-link capa 2 a través de cualquier bus de datos o red de conmutación de paquetes, incluyendo USB, Ethernet, WiFi o conexiones de radio celular. En el caso de una conexión WiFi, el enlace de datos también se puede establecer utilizando WPA2, un protocolo de acceso protegido WiFi..
Para fines 'administrativos' y seguimiento de seguridad , la fecha y hora de autorización (y, según esté disponible, la ubicación GPS) del componente autenticado se almacena en una memoria no volátil y, opcionalmente, se carga en un servidor. El beneficio de emplear comunicación segura y validación AAA (autenticación, autorización, administración) de todos los componentes conectados en el sistema PBT distribuido es crucial para garantizar la seguridad y protección contra la conexión intencional de dispositivos impostores no certificados y potencialmente inseguros. De esta manera, los dispositivos impostores no pueden ser controlados por el sistema PBT distribuido. La validación AAA también protege contra la conexión accidental de dispositivos que no están diseñados para funcionar como parte del sistema PBT, como paquetes de baterías de iones de litio, fuentes de alimentación no aprobadas, altavoces,
unidades de disco, controladores de motor, láseres de clase III y IV de alta potencia, y otros peligros potenciales no relacionados con el sistema PBT.
La seguridad del sistema PBT distribuido que utiliza una red de conmutación de paquetes (como Ethernet o WiFi ) también puede mejorarse utilizando direccionamiento dinámico en la capa 3 de red y asignación dinámica de puertos en la capa 4 de transporte de datos . En funcionamiento de un controlador PBT no conectado a Internet o cualquier otra red de área local, el controlador PBT genera una dirección IP dinámica y una dirección de puerto dinámica, luego transmite la dirección a los otros dispositivos conectados a la red a los cuales las almohadillas LED inteligentes responden con sus propias direcciones IP dinámicas y sus propias direcciones de puerto dinámicas. En el caso de que el sistema PBT distribuido esté en contacto con un enrutador o Internet, se utiliza un procesador de configuración dinámica de host (DHCP) para asignar direcciones IP dinámicas. De manera similar, una llamada a procedimiento remoto (RPC) se utiliza para realizar una asignación dinámica de número de puerto. Dado que las direcciones IP dinámicas y los puertos dinámicos cambian cada vez que un dispositivo se conecta a una red, la superficie de ataque cibernético se reduce. Se puede agregar seguridad adicional de L ayer-4 usando TLS 'seguridad de capa de transporte', protocolo de seguridad IPSec u otros protocolos.
Una vez que los componentes de un sistema PBT distribuido se establecen a través de la autenticación de capa 2 y las asignaciones de direcciones de puerto, y red de capa 3 y capa-4, el sistema PBT distribuido está listo para ejecutar los tratamientos. Una vez que el controlador PBT recibe un comando de 'inicio' del usuario, el tratamiento PBT comienza con un intercambio de claves de cifrado o certificados digitales entre el controlador PBT y las almohadillas LED inteligentes conectadas a la red para establecer una sesión capa-5. Una vez que se abre la sesión, el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente mantienen su vínculo seguro durante el intercambio de archivos y comandos hasta que se completa o termina el tratamiento. Se puede realizar una seguridad de red adicional mediante el cifrado en la capa 6 de presentación o en la capa 7 de la aplicación.
Como se reveló, el sistema PBT distribuido conectado a la red funciona como una única máquina virtual unificada (VM) capaz de realizar la terapia de fotobiomodulación de manera confiable y segura utilizando múltiples almohadillas LED inteligentes que ofrecen
• Sin distorsión de forma de onda resultante de parásitos del cable
• Comunicación bidireccional entre el controlador PBT y la almohadilla LED inteligente
• Capacidad para detectar un cortocircuito de conexión incorrecta de varios pads • A bilidad para identificar almohadillas LED aprobados o fabricantes certificados
• A bilidad para identificar un dispositivo conectado como inteligente almohadilla LED
• Un bilidad para identificar las fuentes de energía y para controlar su tensión de funcionamiento
• Capacidad para controlar y limitar la corriente del LED del controlador • Un bilidad para detectar las baterías y evitar su conexión a la salida de un sistema de PBT
• A bilidad para detectar el exceso de temperatura condiciones en las almohadillas LED
• A bilidad para identificar la configuración de LED dentro de una almohadilla de LED
• A bilidad para identificar los tipos y la configuración de los LED contenida dentro de un inteligente n almohadilla LED
• Capacidad para controlar de forma independiente múltiples salidas • Capacidad para realizar síntesis de formas de onda sin distorsión dentro de una almohadilla LED inteligente
• Capacidad para distribuir nuevos algoritmos de controladores LED a pads LED inteligentes
• Un bilidad a la captura y el paciente registro de datos biométricos en tiempo real • Un bilidad para recoger imágenes en tiempo real de área de tratamiento
• Apoyar la capacidad de los usuarios (médicos) para crear nuevos algoritmos de tratamiento.
• Capacidad para apoyar la distribución electrónica de documentación.
• Capacidad para realizar el seguimiento del tratamiento
• Capacidad para gestionar la distribución de recetas electrónicas .
• Capacidad para admitir un control remoto conectado a la red
• Capacidad para realizar el seguimiento de la ubicación de los sistemas PBT • Capacidad para realizar una comunicación segura entre componentes
En otra realización, el sistema PBT distribuido descrito comprende una generación de formas de onda de tres etapas que implica síntesis de formas de onda digitales, generación de pulsos PWM y un controlador LED multicanal multiplexado dinámico capaz de producir formas de onda cuadradas, triangulares, de diente de sierra y sinusoidales. Las formas de onda pueden comprender una única función periódica o una cuerda de múltiples componentes de frecuencia.
En otra realización, el generador de forma de onda descrito puede generar acordes basados en una clave y una escala de frecuencia prescritas, por ejemplo, un acorde que comprende dos, tres o cuatro frecuencias diferentes, incluido el filtrado de ruido. Las formas de onda de conducción de LED también se pueden producir a partir de muestras de audio o combinando acordes de formas de onda primitivas de audio escalables de resolución y frecuencia variables. Las formas de onda se pueden almacenar en bibliotecas basadas en paramétricas de sintetizador de formas de onda, formas de onda PWM y acordes PWM, incluidos acordes mayores, menores, disminuidos, aumentados, octavas e inversiones. El controlador LED controlado por software incluye mapeo de E / S (multiplexación), control dinámico de corriente y varias referencias de corriente dinámicas programables.
En otra realización, un sistema PBT distribuido comprende múltiples conjuntos de almohadillas LED inteligentes controladas desde una estación de control PBT multicanal centralizada. Se incluye un control remoto WiFi PBT opcional para facilitar el control local de inicio-inicio y pausa. En otra realización más, el controlador PBT comprende una aplicación que se ejecuta en un dispositivo móvil o teléfono inteligente que controla las almohadillas LED inteligentes. La aplicación móvil incluye control intuitivo UI / UX y pantalla de biorretroalimentación. La aplicación también puede conectarse a Internet oa un servidor PBT como base de datos de terapias. En otra realización, el sistema PBT comprende un conjunto de almohadillas LED completamente autónomas programadas a través de la red.
El sistema PBT distribuido también se puede utilizar para controlar los LED montados en una boquilla para combatir la inflamación de las encías y la enfermedad periodontal o para activar los LED individuales montados en auriculares insertados en la nariz o los oídos para matar las inflexiones bacterianas en las cavidades sinusales. Se puede utilizar una variación de los botones LED individuales como "puntos" colocados en puntos de acupuntura.
El sistema PBT distribuido antes mencionado no se limita a la activación de LED, sino que se puede utilizar para activar cualquier emisor de energía ubicado junto a un paciente para inyectar energía en el tejido vivo, incluida una luz coherente de un láser, o emitir campos magnéticos que varían en el tiempo. (magnetoterapia), microcorrientes eléctricas (electroterapia), energía ultrasónica, infrasonido, radiación electromagnética infrarroja lejana o cualquier combinación de los mismos.
En una de tales realizaciones, una varilla de mano LED o láser comprende una unidad principal de área grande y un mango pivotante, un sensor de temperatura integral, un cargador de batería, un regulador de voltaje elevador (refuerzo) y un sistema de seguridad integral como detector de proximidad. En otra realización más, un dispositivo de magnetoterapia comprende
una bobina implementada en una placa de circuito impreso multicapa utilizada para generar campos magnéticos variables en el tiempo. El dispositivo de magnetoterapia se puede implementar en una almohadilla o en una varita. Magnetoterapia, utilizado para reducir la inflamación y el dolor en las articulaciones m un y ser operado de forma independiente o en combinación con PBT.
Otra versión de varita manual incluye una bobina de voz modulada que funciona como un vibrador que aplica presión a los músculos y tejidos a frecuencias infrasónicas, es decir, por debajo de 10 Hz, similar a la terapia de masaje pero con una penetración más profunda. La terapia de infrasonidos, que se utiliza para reducir la relajación de los músculos y mejorar la flexibilidad y el rango de movimiento, puede operarse de forma independiente o en combinación con PBT.
En otra realización, un n ultrasonido dispositivo de terapia comprende un PCB flexible con uno o transductores piezoeléctricos más moduladas en la banda de ultrasonido de 20 kHz a 4 MHz. La almohadilla con transductores piezoeléctricos también puede incluir LED modulados por pulsos en el espectro de audio. En una aplicación del dispositivo combinado de ultrasonido-LED, el ultrasonido se emplea para romper el tejido cicatricial con PBT utilizado para mejorar la circulación y eliminar las células muertas a partir de entonces.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
FIGURA. 1 ilustra un sistema PBT que funciona bajo el control de un terapeuta.
FIGURA. 2 ilustra la fotobiomodulación de las mitocondrias.
FIGURA. 3 ilustra los espectros de absorción óptica de varios biomateriales.
FIGURA. 4A contrasta las diferencias entre la terapia fotoóptica y la terapia de fotobiomodulación.
FIGURA. 4B ilustra la estimulación fotoquímica de las mitocondrias de orgánulos intracelulares por longitud de onda combinada.
FIGURA. 5 representa un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED activa. FIGURA. 6A es una representación esquemática de un sistema PBT con almohadillas LED pasivas que utilizan resistencias limitadoras de corriente.
FIGURA. 6B es una representación esquemática de un sistema PBT con pads LED pasivos que utilizan control de corriente.
FIGURA. 7 es una descripción de red de un sistema PBT con almohadillas LED activas que utilizan solo comunicación física (PHY) de capa-1.
FIGURA. 8 es un circuito equivalente de un cable de comunicación y su impacto en las señales eléctricas.
FIGURA. 9 es una representación icónica de la interconexión de un sistema de terapia de fotobiomodulación con accesorios eléctricos o almohadillas LED no calificados o inadecuados.
FIGURA. 10 representa un sistema de terapia de fotobiomodulación que activa almohadillas LED diferentes con un conjunto común de señales eléctricas.
FIGURA. 11A ilustra una conexión incorrecta de "salida en cortocircuito" de dos salidas del sistema LED PBT a una almohadilla LED común.
FIGURA. 11B ilustra una conexión de salida corta que activa cadenas de LED rojos con más de una señal de control en competencia.
FIGURA. 11C ilustra una conexión de salida en cortocircuito que activa simultáneamente los LED NIR y rojos en la misma almohadilla LED con señales de control superpuestas o simultáneas.
FIGURA. 11D ilustra las formas de onda de salida de potencia para una conexión de salida en corto que activa simultáneamente los LED NIR y rojos en la misma almohadilla LED con señales de control superpuestas o simultáneas.
FIGURA. 12 es un sistema PBT que carece de detección, protección o retroalimentación de temperatura.
FIGURA. 13 representa un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED activa.
FIGURA. 14 es una ilustración esquemática de un sistema PBT distribuido con una almohadilla LED inteligente (activa) .
FIGURA. 15 es una ilustración de red de un sistema PBT con almohadillas LED inteligentes ( activas ) que utilizan una pila OSI de 3 capas.
FIGURA. 16 es un diagrama de flujo de una secuencia de autenticación de almohadilla LED.
FIGURA. 17 ilustra un diagrama de bloques de una almohadilla LED activa con registro de datos de identidad.
FIGURA. 18 ilustra un diagrama de bloques de una almohadilla LED activa con registro de configuración de LED.
FIGURA. 19 es una representación esquemática de un n ejemplares LED electrónica de la matriz y de accionamiento que comprende tres LED de longitud de onda.
FIGURA. 20A es una representación esquemática de un elemento de control de corriente conmutado de lado bajo o "sumidero de corriente" que impulsa una serie de LED que comprende "m" LED.
FIGURA. 20B es una representación esquemática de un controlador LED de lado bajo conmutado de tipo disipador de corriente que comprende un MOSFET de canal N y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia Uf.
FIGURA. 20C es una representación esquemática de un ejemplo y del lado de baja tipo actual del disipador de conmutación de implementación de controlador de LED que comprende un sensor de espejo de corriente, una transconducta NCE circuito de polarización del amplificador con referencia de entrada de corriente I re y una puerta de transmisión con entrada digital.
FIGURA. 21A es una representación esquemática de un ejemplo y generador de referencia de corriente de múltiples canales con DAC resistor de ajuste fino actual.
FIGURA. 21B es una representación esquemática de un ejemplo y generador de referencia de multi-canal actual con DAC MOSFET puerta anchuras útiles actual.
FIGURA. 21C es una representación esquemática de un ejemplo y generador de multicanal de referencia actual con DAC y aritmética-lógica-unidad de entrada calculado que comprende corrientes de corriente de entrada de referencia de calibración y de destino.
FIGURA. 22A es un repres esquemática entación de un lado de alta conmutada currentelemento de control o “fuente de corriente” conducir una cadena serie de LEDs que comprenden LEDs “m”.
FIGURA. 22B es una representación esquemática de un controlador de LED de lado alto conmutado del tipo de fuente de corriente que comprende un MOSFET de canal P y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia (-Iref).
FIGURA. 22C es una representación esquemática de un ejemplo y tipo de corriente de fuente conmutada del lado de alta implementación de controlador de LED que comprende un sensor de espejo de corriente, un circuito de polarización amplificador de transconductancia con referencia entrada de corriente (-Iref) y una puerta de transmisión con entrada digital.
FIGURA. 23A es una representación esquemática de un elemento de control de corriente de lado alto o "fuente de corriente" que acciona una serie de LED que comprenden LED "m" con una habilitación digital MOSFET de canal N de lado bajo.
FIGURA. 23B es una representación esquemática de un controlador de LED de lado alto de tipo fuente de corriente que comprende un MOSFET de canal P y un circuito de polarización de puerta de detección de corriente con entrada de corriente de referencia (-Iref) que activa una cadena de LED en serie con un bajo - habilitación digital MOSFET de canal N lateral.
FIGURA. 23C es una representación esquemática de una implementación de controlador LED de lado alto tipo fuente de corriente ejemplar y que comprende un sensor de espejo de corriente, un circuito de polarización del amplificador de transconductancia con entrada de corriente de referencia (-I re ) que activa una cadena de LED conectados en serie con una baja -side N-MOSFET de canal digital de habilitarment .
FIGURA. 24 es un diagrama de flujo que describe un maestro-esclavo , la transmisión de datos de excitación de LED basado.
FIGURA. 25 ilustra la transferencia de datos en tiempo real a una almohadilla LED mediante transferencia de paquetes a través de USB.
FIGURA. 26A ilustra un método de transferencia de datos secuencial justo a tiempo o "JIT" para una unidad LED basada en flujo.
FIGURA. 26B ilustra una transferencia - por delante - y - método de cambio para un LED de la unidad base corriente.
FIGURA. 26C compara JIT contra la transferencia - por delante - y - método de desplazamiento de la unidad LED.
FIGURA. 27 es un diagrama de flujo de la reproducción de almohadilla autónoma de almohadilla LED utilizando archivos no cifrados.
FIGURA. 28 ilustra el almacenamiento de archivos de código ejecutable en una almohadilla LED activa.
FIGURA. 29A ilustra una n ejemplar y protocolo de tratamiento que comprende tres “sesiones” PBT cada constituting tres algoritmos de tratamiento secuenciales.
FIGURA. 29B ilustra ejemplares Y tratamientos, cada uno que ilustra una secuencia de control de LED de encendido y apagado elogia y duraciones.
FIGURA. 30 ilustra un modelo de respuesta a dosis bifásico de Arndt-Schultz para PBT. FIGURA. 31 ilustra una pila de protocolos de comunicación LightOS basada en bus serie de 4 capas.
FIGURA. 32 ilustra la preparación de paquetes cifrados del archivo de tratamiento PBT. FIGURA. 33 ilustra la preparación de paquetes cifrados de un archivo de sesión PBT. FIGURA. 34 ilustra el descifrado y almacenamiento activos de la almohadilla LED de un paquete cifrado entrante.
FIGURA. 35 es un diagrama de flujo de reproducción de almohadilla autónoma de almohadilla LED que utiliza el descifrado de archivo posterior a la transferencia.
FIGURA. 36 ilustra el almacenamiento de archivos de texto cifrado en una almohadilla LED activa.
FIGURA. 37 es un diagrama de flujo de reproducción de pad autónomo de almohadilla LED que utiliza descifrado sobre la marcha durante la reproducción.
FIGURA. 38 es una comparación de archivos entre el descifrado de archivos en masa antes de la reproducción y el descifrado sobre la marcha durante la reproducción.
FIGURA. 39 ilustra la descarga de archivos desde un reproductor LED a una almohadilla LED.
FIGURA. 40 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "sintetizador de forma de onda".
FIGURA. 41 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "reproductor PWM".
FIGURA. 42 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de un módulo de "controlador de LED".
FIGURA. 43 es un diagrama de bloques que muestra la generación de formas de onda usando un sintetizador de formas de onda, un reproductor PWM y módulos de controlador de LED.
FIGURA. 44 es un diagrama de bloques que muestra detalles del funcionamiento del sintetizador de forma de onda, incluida la síntesis a través de un generador de funciones unitarias o un procesador de primitivas.
FIGURA. 45 ilustra ejemplos de formas de onda generadas por función unitaria, incluidas formas de onda constante, de diente de sierra, triangular, sinusoidal y de cuerda sinusoidal.
FIGURA. 46 es una descripción funcional de un nodo sumador de sintetizador y una operación de rango automático utilizada en la síntesis de formas de onda.
FIGURA. 47 ilustra ejemplos de ondas sinusoidales de frecuencia variable y acordes mezclados de las mismas.
FIGURA. 48A ilustra una contracorriente de síntesis sinusoidal basado sistema de capa ble de mezclar acordes más de diez octava s con ponderación independiente y la funcionalidad de rango automático.
FIGURA. 48B ilustra la síntesis de acordes de dos ondas sinusoidales empleando un sistema de síntesis sinusoidal basado en contador.
FIGURA. 48C ilustra la síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales empleando un sistema de síntesis sinusoidal basado en contador.
FIGURA. 49 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidales basado en contador que utiliza una primitiva sinusoidal única con una resolución de ángulo de 24 puntos.
FIGURA. 50 es un ejemplo de síntesis de acordes de dos ondas sinusoidales utilizando una sola primitiva de resolución fija.
FIGURA. 51A es un ejemplo de síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales que utiliza una sola primitiva sinusoidal de resolución fija.
FIGURA. 51B ilustra ondas sinusoidales ejemplares y y acordes combinados utilizando una única primitiva sinusoidal de resolución fija que resalta el ruido de cuantificación.
FIGURA. 52A es un ejemplo de síntesis de acordes de tres ondas sinusoidales utilizando múltiples primitivas sinusoidales de resolución escalada.
FIGURA. 52B ilustra ondas sinusoidales ejemplares y y acordes combinados utilizando múltiples primitivas sinusoidales de resolución escalada para eliminar completamente el ruido de cuantificación.
FIGURA. 52C es una comparación entre la síntesis de onda sinusoidal de resolución fija y resolución escalada de un acorde combinado de tres ondas sinusoidales.
FIGURA. 53 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidales basado en contador que utiliza primitivas sinusoidales de resolución escalada y cuatro rangos de escala de reloj.
FIGURA. 54 es un diagrama de bloques de un sintetizador de acordes sinusoidal primitivo universal aplicable para cualquier primitiva sinusoidal de resolución.
FIGURA. 55A ilustra la interfaz UI / UX para establecer una clave global para la síntesis de seno y acorde basado en escalas musicales ecuánime y una cuarta octava nota - clave basada.
FIGURA. 55B ilustra la interfaz UI / UX para establecer una clave global para la síntesis de seno y acorde basado en otras escalas y una cuarta octava nota - clave basada.
FIGURA. 56 ilustra la interfaz UI / UX para configurar una clave global para la síntesis de seno y acordes basada en una frecuencia personalizada.
FIGURA. 57A es un diagrama de bloques de un constructor algorítmico de acordes para síntesis de tríada / cuádruple de acordes musicales (con una nota de 1 octava opcional), que incluye acordes mayores, menores, aumentados y disminuidos.
FIGURA. 57B ilustra la interfaz UI / UX para un constructor de acordes de tríada personalizado con una nota de 1 octava opcional.
FIGURA.58A ilustra la compresión de señal en síntesis de suma de tres senos sin función de rango automático.
FIGURA. 58B compara formas de onda sintetizadas de suma de tres sinusoidales con y sin amplificación de rango automático.
FIGURA. 59 es una funcional ilustración de una función de generador PWM se utiliza en el sintetizador de forma de onda.
FIGURA. 60 ilustra ejemplos de formas de onda generadas no sinusoidales y sus correspondientes representaciones PWM.
FIGURA. 61A ilustra el funcionamiento de la función de corte del reproductor PWM. FIGURA. 61B ilustra un equivalente funcional esquemático de un modulador de ancho de pulso utilizado en el reproductor PWM.
FIGURA. 62 enfermo u s Trates ab diagrama de bloqueo de la acción del conductor LED
FIGURA. 63A ilustra las formas de onda constitutivas de una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 50% y una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63B ilustra las formas de onda constituyentes para una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 20% y una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63C ilustra las formas de onda constituyentes para una onda cuadrada generada por un reproductor PWM con un factor de trabajo del 95% y una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63D ilustra las formas de onda constituyentes de una onda cuadrada jugador PWM generada con el factor de trabajo del 50% y una corriente de LED promedio 10 mA posteriormente paso ped arriba a 13 mA.
FIGURA. 63E ilustra las formas de onda constitutivas de una onda cuadrada generada por un controlador LED con un factor de trabajo del 50% y una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63F ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal generada por un controlador de LED ADC (convertidor analógico a digital) con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63G ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio generada por ADC (convertidor analógico a digital) de controlador LED de un punteo de cuerda de guitarra con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 63H ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio generada por ADC (convertidor analógico a digital) de un controlador LED de un choque de platillos con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 64A ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 64B ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA que posteriormente se incrementó hasta 13 mA.
FIGURA. 64C ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un acorde de ondas sinusoidales con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 64D ilustra las formas de onda constitutivas de una onda triangular sintetizada PWM con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 64E ilustra las formas de onda constitutivas de una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un punteo de cuerda de guitarra con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 64F ilustra las formas de onda constituyentes para una muestra de audio sintetizada PWM que comprende un choque de platillos con una corriente LED promedio de 10 mA.
FIGURA. 65 ilustra las formas de onda constitutivas de una onda sinusoidal sintetizada por PWM con una corriente LED promedio de 10 mA posteriormente aumentada hasta 13 mA cortada por un reproductor PWM.
FIGURA. 66 ilustra la descarga de un archivo de reproducción en una almohadilla LED. FIGURA. 67 ilustra un archivo de datos de reproducción de LED que comprende una reproducción de archivos de ID, archivo de parámetros del sintetizador, archivo primitivas, archivo jugador PWM, LED archivo de controlador, y componentes de los mismos.
FIGURA. 68 es una vista analógica esquemática del firmware utilizado para controlar el reloj del reproductor PWM Oref.
FIGURA. 69 es comprende la pila de comunicación para un sistema de PBT distribuido basado Ethernet.
FIGURA. 70 comprende la pila de comunicaciones para un sistema PBT distribuido basado en WiFi.
FIGURA. 71A es un diagrama de bloques de un controlador PBT habilitado para comunicación WiFi para sistemas PBT distribuidos.
FIGURA. 71B es un diagrama de bloques de una almohadilla LED habilitada para comunicación WiFi para sistemas PBT distribuidos.
FIGURA. 72 es un sistema PBT distribuido multiusuario y una red de comunicaciones. FIGURA. 73 comprende las pilas de comunicación para un sistema PBT distribuido basado en teléfono celular.
FIGURA. 74 ilustra un sistema PBT distribuido que usa una aplicación de teléfono celular y un control basado en WiFi.
FIGURA. 75 es un menú UI / UX para el control PBT usando un programa de aplicación de dispositivo móvil.
FIGURA. 76 es una vista en sección transversal, superior e inferior de una varilla PBT de mano para terapia con LED o láser.
FIGURA. 77 es un diagrama de bloques de una varilla PBT portátil para terapia con LED o láser.
FIGURA. 78 es una vista en sección transversal y desde abajo de un sistema de seguridad ocular con varilla de PBT para PBT láser que utiliza detección de contacto capacitiva.
FIGURA. 79 es un esquema de un sistema de seguridad ocular para PBT láser que utiliza detección de contacto capacitiva.
FIGURA. 80 es un esquema de un circuito de control PBT láser de sistema distribuido. FIGURA. 81A es una sección transversal, una vista superior y una vista lateral de una almohadilla LED inteligente autónoma con un interruptor integrado.
FIGURA. 81B es un diagrama de flujo que describe la secuencia de cambio de programa de una almohadilla LED inteligente autónoma.
FIGURA. 82 es la sección transversal de una PCB flexible rígida.
FIGURA. 83 es un diagrama de explosión de magnetismo plano utilizado en una almohadilla de magnetoterapia.
FIGURA. 84 es una vista lateral de una almohadilla de magnetoterapia con magnetismo plano.
FIGURA. 85 es una vista superior de una almohadilla de magnetoterapia con magnetismo plano.
FIGURA. 86 es un esquema de un circuito de control de magnetoterapia de sistema distribuido.
FIGURA. 87 es una sección transversal de una almohadilla de magnetoterapia que utiliza magnetismo discreto.
FIGURA. 88A es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes.
FIGURA. 88B es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes e imanes permanentes.
FIGURA. 88C es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes e imanes permanentes de electroimanes híbridos apilados.
FIGURA. 88D es una almohadilla de magnetoterapia que comprende una serie de electroimanes y electroimanes híbridos de imán permanente apilados.
FIGURA. 89 es un dispositivo de magnetoterapia portátil compatible con un sistema distribuido.
FIGURA. 90 es una vista en planta y una vista en sección transversal de una boquilla periodontal PBT en forma de U.
FIGURA. 91 es una vista lateral de los pasos de fabricación para fabricar una boquilla periodontal de PBT en forma de U.
FIGURA. 92A es una vista lateral de los pasos de fabricación para fabricar una boquilla periodontal de PBT en forma de H.
FIGURA. 92B es una vista lateral de una boquilla PBT periodontal en forma de H fabricada.
FIGURA. 93 muestra el proceso de unión en la fabricación de una boquilla periodontal PBT en forma de H.
FIGURA. 94 ilustra el diagrama de circuito de una boquilla PBT periodontal.
FIGURA. 95 ilustra el diagrama de circuito de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinada con unidad de puente H.
FIGURA. 96 ilustra el diagrama de circuito de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinada con un dispositivo de disipación de corriente.
FIGURA. 97 comprende vistas en perspectiva de una almohadilla PBT de ultrasonidos combinada
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Con el fin de superar las antes mencionadas limitaciones enfrentan los sistemas de PBT generación existente, un completamente nuevo sistema de la arquitectura en requerido. Específicamente, la generación de formas de onda sinusoidales y acordes que combinan ondas sinusoidales debe ocurrir con una estrecha proximidad de los LED que se activan para evitar una distorsión significativa de la forma de onda del cableado. Tal criterio de diseño obliga a reubicar la síntesis de forma de onda , sacándola del controlador PBT y dentro de la almohadilla LED. Para lograr esta aparentemente menor división de funciones es de hecho un cambio de diseño significativo y requiere convertir la almohadilla LED de un componente pasivo a un sistema activo o almohadilla LED "inteligente". Mientras que una almohadilla LED pasiva contiene solo una matriz de LED, fuentes de corriente e interruptores, una almohadilla LED inteligente debe integrar un microcontrolador, una memoria volátil y no volátil, un transceptor de comunicación o interfaz de bus, electrónica de impulsión de LED y la matriz de LED. Debido a la necesidad de cableado largo o funcionamiento inalámbrico, la referencia de tiempo para el microcontrolador también debe reubicarse en la almohadilla LED. Esencialmente, cada almohadilla LED inteligente se convierte en una pequeña computadora que, una vez que recibe instrucciones, es capaz de producir patrones de excitación LED de forma independiente.
Así que en lugar de utilizar un controlador PBT centralizado que produce y distribuye señales eléctricas a pads LED pasivos, la nueva arquitectura es "distribuida", que comprende una red de componentes electrónicos que operan de forma autónoma y carecen de control en tiempo real centralizado. Este sistema PBT distribuido, el primero de su tipo, requiere la invitación de almohadillas LED inteligentes, un sistema de suministro de luz terapéutica mediante el cual las almohadillas LED realizan todos los cálculos necesarios para generar patrones de excitación LED dinámicos y ejecutar de forma segura la activación de LED en consecuencia. En la operación PBT distribuida, la función del controlador PBT se reduce drásticamente a la de una interfaz UI / UX, lo que permite al usuario seleccionar tratamientos o sesiones de terapia de las bibliotecas de protocolos disponibles e iniciar, pausar o finalizar tratamientos. Esta falta de control de hardware central es prácticamente inaudita en los dispositivos médicos porque las regulaciones ISO13485, IEC y FDA exigen, por razones de seguridad, la capacidad de control del hardware
en todo momento. Como tal, la implementación de sistemas de seguridad eficaces en hardware distribuido d médicas quipos requiere un nuevo enfoque e innovador donde las funciones de seguridad deben llevarse a cabo a nivel local y el sistema de comunicados - ancho. Tal protocolo de seguridad debe ser spe cified, diseñado, verificado, validado y documentado de conformidad con las normas de diseño de la FDA y las normas internacionales de seguridad .
Otra implicación de un sistema PBT distribuido con almohadillas LED inteligentes es el reemplazo de la comunicación de señales eléctricas con instrucciones basadas en comandos que comprenden paquetes de datos . Dicha comunicación basada en comandos implica el diseño y desarrollo de una red de comunicación privada conmutada por paquetes entre los componentes del sistema distribuido, adaptando la comunicación digital para cumplir con los requisitos únicos y estrictos del control de dispositivos médicos. El enrutamiento de paquetes, la seguridad y las cargas útiles de datos deben diseñarse para evitar la piratería o el mal funcionamiento del sistema, y deben llevar toda la información necesaria para realizar todas las operaciones PBT necesarias.
La implementación de un sistema PBT distribuido con almohadillas LED inteligentes implica dos conjuntos de innovaciones interrelacionadas. En esta aplicación , se describe el funcionamiento de la almohadilla LED inteligente, incluidos los patrones de excitación LED basados en el tiempo entregados por transmisión o transferencia de archivos. Esta divulgación también considera la generación de formas de onda en el pad mediante un proceso de tres pasos de síntesis de formas de onda, funcionamiento del reproductor PWM y unidad LED dinámica, así como las funciones de seguridad necesarias. En la relacionada Solicitud de Estados Unidos N° 16/377.192, titulada “Distributed Fotobiomodulación Terapia Dispositivos y Métodos, Biofeedback y Protocolos de Comunicación para el Mismo,” se dan a conocer la comunicación de datos pila jerárquica y el protocolo de control.
En los sistemas PBT distribuidos descritos en este documento, la reproducción de LED se puede controlar utilizando una secuencia de instrucciones basada en el tiempo (denominada transmisión continua) o mediante la generación y síntesis de formas de onda basadas en comandos. En cualquier caso, los paquetes de datos transportan el patrón de excitación del LED digitalmente en su carga útil. En funcionamiento, a través de una interfaz gráfica, un usuario o terapeuta selecciona un tratamiento o una sesión de terapia PBT y acepta comenzar el tratamiento. A continuación, el comando se empaqueta, es decir, se prepara, se formatea, se comprime y se rellena en un paquete de comunicación y se entrega a través de un bus de comunicación periférico en serie, LAN, conexión de banda ancha, WiFi, fibra u otros medios a una o más almohadillas LED inteligentes. Aunque los datos de carga útil que se transportan en
cada paquete de datos son digitales que comprenden bits organizados como octetos o palabras hexadecimales, el medio de comunicación real es analógico , que comprende señales analógicas diferenciales, ondas de radio o luz modulada.
En la comunicación por cable, el bus de comunicación normalmente utiliza señales eléctricas que comprenden formas de onda diferenciales analógicas moduladas a una velocidad específica conocida como velocidad de símbolo o velocidad en baudios (https://en.wikipedia.org/wiki/Symbol_rate). Cada símbolo puede comprender una frecuencia o un código de una duración definida. La detección de cada símbolo secuencial es inmune a las distorsiones causadas por parásitos reactivos en un cable o por fuentes de ruido y, por lo tanto, supera todos los problemas asociados con la transmisión de señales de pulso digital en las implementaciones PBT de la técnica anterior. En la comunicación WiFi, los datos en serie entrantes se dividen y transmiten en pequeños paquetes a través de múltiples subbandas de frecuencia, conocidas como OFDM, es decir, multiplexación por división de frecuencia ortogonal para lograr una alta tasa de símbolos y una baja tasa de error de bits. Se utilizan métodos de división de frecuencia similares en canal de fibra y comunicación DOCSIS para lograr altas velocidades de símbolo. Debido a que cada símbolo transmitido es capaz de representar ing múltiples estados digitales, la tasa de bits de datos bus serie, por tanto, mayor que la velocidad de símbolos de los medios es. La tasa de datos de bits efectiva (https: //en.wikipedia.or g / wiki / List_of_device_bit_rates ) de varios de los protocolos de comunicación en serie e inalámbricos más comunes por encima de 50 MB / s se resumen a continuación como referencia :
En respuesta a los comandos de un usuario, el controlador PBT convierte las instrucciones en paquetes de datos de comunicación, que posteriormente se envían a todas las almohadillas LED calificadas y conectadas . Las almohadillas LED reciben las instrucciones y responden en consecuencia , comenzando una sesión de terapia o realizando otras tareas. Debido a la comunicación de alto ancho de banda , la experiencia del usuario del sistema PBT es que el tratamiento fue instantáneo, es decir, los usuarios perciben una respuesta UI/UX en tiempo real a pesar de que la operación del sistema se realizó de hecho como una secuencia de comunicación entre dispositivos y tareas autónomas. .
El sistema PBT distribuido descrito implica múltiples componentes que interactúan , cada uno de los cuales realiza una función o funciones dedicadas dentro del sistema descentralizado. La cantidad de componentes únicos integrados en el sistema afecta la complejidad general del sistema e impacta la sofisticación del protocolo de comunicación, es decir, el "lenguaje" utilizado en la comunicación entre dispositivos . Varios componentes del sistema PBT distribuido divulgado pueden incluir:
• Una interfaz de usuario que comprende un controlador central PBT o una aplicación móvil que se utiliza para ejecutar comandos basados en UI / UX y enviar instrucciones a través de la red de comunicaciones.
• Almohadillas LED inteligentes que realizan tratamientos de terapia de fotobiomodulación dinámica con generación de patrones de excitación local en la almohadilla y síntesis de formas de onda y, opcionalmente, con sensores integrados o capacidad de imagen.
• Servidores informáticos accesibles a través de Internet o redes de comunicación privadas que se utilizan para retener y distribuir tratamientos, sesiones y protocolos
de PBT, o para cargar datos de respuesta de pacientes, estudios de casos o ensayos clínicos y archivos asociados (p.ej., resonancias magnéticas, rayos-X, análisis de sangre) .
• Accesorios terapéuticos opcionales, como varillas láser o almohadillas de terapia de ultrasonido.
• Sensores biométricos opcionales (por ejemplo, sensores de EEG, monitores de ECG, oxígeno en sangre, presión arterial, azúcar en sangre, etc.) utilizados para capturar y cargar muestras de pacientes o datos en tiempo real.
• Periféricos informáticos, incluidas pantallas táctiles y de alta definición, teclados, ratones, altavoces, auriculares, etc.
Al combinar o excluir varios componentes en el sistema PBT, se pueden adaptar una variedad de costos de rendimiento y del sistema para una amplia gama de usuarios que cubren hospitales y clínicas, y se extienden a usuarios y consumidores individuales , spas, esteticistas , entrenadores deportivos y atletas, como así como aplicaciones móviles profesionales para paramédicos , policías o médicos militares . Dado que los componentes PBT utilizan un voltaje superior a 5 V, se tiene cuidado en el diseño descrito para evitar que un usuario conecte accidentalmente un periférico USB a una conexión o bus de alto voltaje (12 V a 42 V).
Control de LED en Sistemas PBT Distribuidos
Una implementación básica de un sistema PBT distribuido, mostrado en la FIGURA. 13, incluye tres componentes: un controlador PBT 120, una fuente de alimentación 121 y una única almohadilla LED inteligente 123 con un cable USB 122 intermedio. FIGURA. 14 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo y sistema de PBT distribuido‘s aplicación, incluyendo un PBT controller y autobús transceptor 131, en e o almohadillas de LED más inteligentes 337, un cable USB 136, y un ‘ladrillo’fuente de alimentación externa 132. Aunque el bloque 132 de la fuente de alimentación se muestra como un componente discreto en la ilustración, en los sistemas donde el controlador PBT y el transceptor de bus 131 usan una conexión por cable a las almohadillas LED inteligentes 337, la fuente de alimentación se puede incluir dentro del controlador PBT y el transceptor en lugar de usar un componente separado. Como se muestra, el controlador PBT y el transceptor de bus 131 incluyen un microcontrolador principal gC o MPU 134, una pantalla táctil LCD 133, una memoria no volátil 128, una memoria volátil 129, una interfaz de bus 135 y un reloj 124 que opera en un reloj del sistema. 197 a una tasa Osys. Los elementos de reloj y memoria se muestran por separado de la MPU principal 134, para representar su función y no están destinados a describir una realización específica o una partición de componentes. RTC reloj de tiempo real (no mostrado) puede también incluido con el controlador PBT 131. RTC es
E l p a p e l d e S t o r a d e d a t o s n o v o l á t i l g e 128 d e n t r o d e l c o n t r o l a d o r P B T 131 s e m u l t iu s o i n c l u y e n d o e l a l m a c e n a m i e n t o d e la m a i n s i s t e m a o p e r a t i v o , s e h a c e r e f e r e n c i a a q u í e n c o m o L ig h t O S , a s í c o m o p a r a r e t e n e r a la s b i b l i o t e c a s d e p r o g r a m a s d e t r a t a m i e n t o s d e P B T y s e s i o n e s , a l m a c e n a d o g e n e r a l m e n t e e n f o r m a c i f r a d a p o r r a z o n e s d e s e g u r i d a d . L a m e m o r i a 1 28 n o v o l á t i l t a m b i é n s e p u e d e u s a r p a r a c a p t u r a r r e g i s t r o s d e t r a t a m i e n t o , c a r g a r d a t o s d e s e n s o r e s y p o s ib l e m e n t e r e t e n e r m e t a d a t o s d e t r a t a m i e n t o . E n c o n t r a s t e c o n s u c o n t r a p a r t e n o v o l á t i l , e l p a p e l d e la m e m o r i a v o l á t i l 129 e n e l c o n t r o l a d o r P B T 131 e s p r i n c i p a l m e n t e e l d e la m e m o r i a d e l b l o c d e n o t a s , q u e r e t i e n e lo s d a t o s t e m p o r a l m e n t e m i e n t r a s s e r e a l i z a n lo s c á l c u lo s . P o r e j e m p lo , a l p r e p a r a r u n a s e s i ó n P B T q u e c o m p r e n d e u n a s e c u e n c i a d e t r a t a m i e n t o s P B T s e p a r a d o s , lo s a l g o r i t m o s d e t r a t a m i e n t o c i f r a d o s p r im e r o d e b e n d e s c i f r a r s e , e n s a m b l a r s e e n u n a s e s i ó n P B T , v o l v e r a c i f r a r s e y l u e g o e n s a m b l a r s e e n u n p a q u e t e d e c o m u n i c a c i ó n l i s t o p a r a e l t r a n s p o r t e p o r r e d . L a m e m o r i a v o l á t i l a l m a c e n a e l c o n t e n i d o d e d a t o s d u r a n t e e l p r o c e s o d e e n s a m b l a j e d e l p a q u e t e d e c o m u n i c a c i ó n .
O t r a c o n s id e r a c i ó n e n u n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o e s la d i s t r i b u c i ó n d e e n e r g í a n e c e s a r i a p a r a a l i m e n t a r e l c o n t r o l a d o r P B T y l a s a l m o h a d i l l a s L E D . L a s o p c io n e s i n c lu y e n lo s ig u i e n t e :
• Encienda el controlador PBT usando una fuente de alimentación interna, luego entregue energía a las almohadillas LED a través del bus de comunicación,
• Encienda el controlador PBT con una fuente de alimentación externa (ladrillo), luego entregue energía a las almohadillas LED a través del bus de comunicación, • Alimente el controlador PBT utilizando una fuente de alimentación interna y alimentando las almohadillas LED utilizando su propia fuente de alimentación externa dedicada o suministros (ladrillos),
• Alimente el controlador PBT con una fuente de alimentación externa (bloque) y las almohadillas LED con su propia fuente de alimentación externa dedicada o suministros (bloques).
En el ejemplo que se muestra, el bloque 132 de fuente de alimentación externa alimenta todo el sistema PBT, proporcionando 5 V a los circuitos integrados y Vled a las cadenas de LED. Cable USB 136 lleva transceptor de símbolos de datos desde el bus de interfaz 135 de controlador de PBT y autobús transceptor 131 a la Interfaz de bus 338 de almohadillas de LED 337. El cable USB 136 también suministra energía; específicamente tierra (GND), 5V y V led a la almohadilla LED inteligentes 337 , generalmente transportados por conductores de cobre de menor resistencia y más gruesos que las líneas de señal del cable . LED almohadilla 337 comprende una almohadilla |jC 339, un bus de interfaz 338, RAM de memoria volátil (por ejemplo, SRAM o DRAM) 334a , un NV-RAM no volátil de la memoria (por ejemplo EEPROM o flash) 334b, una referencia de tiempo de reloj 333, controladores de LED 335 y una matriz de LED 140. Los controladores de LED incluyen sumideros de corriente conmutados de lude 140, 141 y otros (no mostrados), típicamente un sumidero de corriente para cada cadena de LED. La matriz de LED 140 incluye una cadena de LED conectados en serie 142a a 142m para generar una luz de una longitud de onda A1, una cadena de LED conectados en serie 143a a 143 m para generar luz de una longitud de onda A2, y típicamente otras cadenas de LED (no se muestran ).
La memoria dentro de la almohadilla LED 337 que incluye tanto la memoria volátil 334a como la memoria no volátil 334b es similar a la de la memoria semiconductora empleada en el controlador PBT 131 excepto que la capacidad total puede ser menor y preferiblemente consume menor energía. La memoria en la almohadilla LED 337 debe incluir soluciones de semiconductores debido al riesgo de choque mecánico y rotura del almacenamiento de medios móviles para integrar el almacenamiento de datos frágiles en la almohadilla LED 337. Específicamente, la memoria virtual 334a (etiquetada como RAM) en la almohadilla LED 337 puede incluir acceso aleatorio dinámico memoria (DRAM), o memoria estática de acceso
a l e a t o r i o ( S R A M ) q u e p u e d e i n t e g r a r s e t o t a l o p a r c i a l m e n t e d e n t r o d e l p a d g C 339 . E n e l p a d L E D , la m e m o r i a v i r t u a l e s ú t i l p a r a a l m a c e n a r d a t o s q u e n o n e c e s i t a n s e r r e t e n i d o s e x c e p t o d u r a n t e e l u s o c o m o c o m o a r c h i v o s d e t r a n s m i s i ó n d e L E D , a r c h i v o s d e r e p r o d u c t o r d e L E D y a r c h i v o s d e r e p r o d u c c i ó n d e L E D . L a v e n t a j a d e r e t e n e r s o lo t e m p o r a l m e n t e e l c ó d ig o e j e c u t a b l e n e c e s a r i o p a r a r e a l i z a r e l t r a t a m i e n t o P B T a c t u a l ( y n o t o d a la b i b l i o t e c a d e t r a t a m i e n t o s ) , e s q u e la c a p a c i d a d y e l c o s t o d e la m e m o r i a d e n t r o d e la a l m o h a d i l l a L E D 337 p u e d e n r e d u c i r s e e n g r a n m e d i d a e n c o m p a r a c i ó n c o n la d e l c o n t r o l a d o r P B T 131. T a m b i é n t i e n e la v e n t a j a d e q u e d i f i c u l t a la i n g e n i e r í a i n v e r s a y la c o p ia d e lo s p r o g r a m a s d e t r a t a m i e n t o p o r q u e c a d a v e z q u e s e d e s c o n e c t a la a l i m e n t a c i ó n d e la a l m o h a d i l l a L E D 337 , s e p ie r d e n t o d o s lo s d a t o s .
L a m e m o r i a n o v o l á t i l 334 b p u e d e c o m p r e n d e r u n a m e m o r i a d e a c c e s o a le a t o r i o p r o g r a m a b l e y b o r r a b l e e l é c t r i c a m e n t e ( E 2 P R O M ) o u n a m e m o r i a " f l a s h " , q u e p u e d e e s t a r i n t e g r a d a t o d o , o e n p a r t e , d e n t r o d e la a l m o h a d i l l a g C 339 . L a m e m o r i a n o v o l á t i l 334 b ( e t i q u e t a d a c o m o N V - R A M ) s e e m p l e a p r e f e r i b l e m e n t e p a r a a l m a c e n a r f i r m w a r e q u e n o c a m b i a c o n f r e c u e n c ia , c o m o e l s i s t e m a o p e r a t i v o p a r a la a l m o h a d i l l a L E D , e n e s t e d o c u m e n t o d e n o m i n a d a L i g h t P a d O S , j u n t o c o n l o s d a t o s d e f a b r i c a c i ó n , i n c l u i d o s l o s d a t o s d e i d e n t i f i c a c i ó n d e la a l m o h a d i l l a , e s d e c i r e l r e g i s t r o d e ID d e la a l m o h a d i l l a L E D y lo s d a t o s d e c o n f i g u r a c i ó n d e L E D r e la c i o n a d o s c o n la f a b r i c a c i ó n . L a m e m o r i a n o v o l á t i l 334 b t a m b i é n p u e d e u s a r s e p a r a r e t e n e r r e g i s t r o s d e u s u a r io d e l o s t r a t a m i e n t o s q u e s e h a n r e a l i z a d o . E l d i s e ñ o d e b a jo c o s t o p a r a la s a l m o h a d i l l a s L E D e s o t r a c o n s id e r a c i ó n e c o n ó m i c a i m p o r t a n t e p o r q u e u n c o n t r o l a d o r P B T a m e n u d o s e v e n d e c o n m ú l t ip l e s a l m o h a d i l l a s L E D , h a s t a 6 u 8 p o r s i s t e m a . P a r a r e d u c i r e l c o s t o t o t a l d e la m e m o r ia , e s b e n e f i c i o s o c o n c e n t r a r la m e m o r ia , e s p e c i a l m e n t e la m e m o r i a n o v o l á t i l , e n e l c o n t r o l a d o r P B T d o n d e h a y u n s o lo d i s p o s i t i v o , y m i n i m i z a r la m e m o r i a c o n t e n i d a d e n t r o d e c a d a a l m o h a d i l l a L E D , lo q u e o c u r r e e n m ú l t ip l e s i n s t a n c i a s p o r s i s t e m a . .
E n f u n c i o n a m i e n t o , la e n t r a d a d e l c o m a n d o d e l u s u a r io e n la p a n t a l l a t á c t i l L C D 133 d e l c o n t r o l a d o r P B T 131 e s i n t e r p r e t a d a p o r la M P U p r in c i p a l 134 , q u e e n r e s p u e s t a r e c u p e r a lo s a r c h i v o s d e t r a t a m i e n t o a l m a c e n a d o s e n la m e m o r i a n o v o l á t i l 128 y t r a n s f i e r e e s t o s a r c h i v o s a t r a v é s d e la in t e r f a z d e b u s U S B 135 , a t r a v é s d e l c a b le U S B 136 a la i n t e r f a z d e b u s 338 d e n t r o d e la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e 337. L o s a r c h i v o s d e t r a t a m i e n t o , u n a v e z t r a n s f e r i d o s , s e a l m a c e n a n t e m p o r a l m e n t e e n la m e m o r i a v o l á t i l 334 a . P a d g C 339 , o p e r a n d o d e a c u e r d o c o n lo s s i s t e m a s o p e r a t i v o s L i g h t P a d O S a l m a c e n a d o s e n la m e m o r i a n o v o l á t i l 334 b , l u e g o i n t e r p r e t a lo s t r a t a m i e n t o s a l m a c e n a d o s e n la m e m o r i a R A M v o l á t i l 334 a y c o n t r o l a lo s c o n t r o l a d o r e s L E D 33 5 d e a c u e r d o c o n l o s p a t r o n e s d e e x c i t a c ió n L E D d e l t r a t a m i e n t o s e l e c c i o n a d o , d o n d e L E D la m a t r i z 336 i l u m i n a la s c a d e n a s d e v a r i o s L E D d e l o n g i t u d d e o n d a d e la m a n e r a d e s e a d a . D e b id o a q u e e l c o n t r o l a d o r 131 d e P B T y la a l m o h a d i l l a d e L E D 337 o p e r a n u s a n d o s u s p r o p i o s r e lo je s
dedicados 297 y 299, el sistema PBT distribuido funciona de manera asíncrona a dos frecuencias de reloj diferentes, específicamente Osys y Opad respectivamente.
Dado que los dos sistemas operan con diferentes velocidades de reloj, la comunicación entre el controlador PBT 131 y el panel LED 337 se produce de forma asíncrona, es decir, sin un reloj sincronizado común. La comunicación asíncrona es compatible con una amplia gama de protocolos de comunicación de bus serie , incluidos USB 136 como se muestra, o Ethernet, WiFi, 3G/LTE, 4G y DOCSIS-3. Aunque es técnicamente posible una versión de reloj síncrono de un sistema PBT distribuido, es decir, uno con un reloj compartido, el funcionamiento síncrono no ofrece ninguna ventaja de rendimiento o eficacia sobre su homólogo asíncrono. Además, la distribución del reloj de alta frecuencia a través de cables largos es problemática debido a la desviación del reloj, retrasos de fase, distorsiones de pulso y más.
La arquitectura de la FIGURA. 14 que comprende un sistema PBT distribuido que tiene dos o más microcontroladores o "cerebros" de computadora representa un cambio de arquitectura fundamental en los sistemas PBT que, de lo contrario, generalmente comprenden un panel todo en uno con controlador integral o un controlador PBT activo que maneja paneles LED pasivos. Los expertos en la técnica deben saber que, en lugar de ser un dispositivo de hardware separado, un controlador PBT puede comprender alternativamente una computadora personal portátil o de escritorio, un servidor informático, un programa de aplicación que se ejecuta en un dispositivo móvil, como una tableta o un teléfono inteligente, o cualquier otro dispositivo host capaz de ejecutar software de computadora, como una consola de videojuegos, un dispositivo IoT o más. Se muestran ejemplos de tales realizaciones alternativas a lo largo de la solicitud.
Como se muestra en la FIGURA. 15, la operación PBT se puede interpretar como una secuencia de comunicaciones utilizada para controlar las operaciones del hardware. U cantar una aplicación de sistema abierto o representación OSI, el controlador PBT 120 contiene pila de comunicación 147 que comprende una capa de aplicación 7, un enlace de datos de capa 2 y una capa 1 físico. Dentro del controlador PBT 120, la capa de aplicación 7 se implementa utilizando un sistema operativo personalizado para fotobiomodulación al que se hace referencia en el presente documento como LightOS. Las instrucciones recibidas por los elogios del usuario de LightOS se transmiten a la capa de enlace de datos de capa 2 y, junto con la capa PHY 1 se comunican mediante el protocolo USB mediante señales diferenciales USB 332 a la capa PHY correspondiente - 1 de la pila de comunicación 148 residente en LED inteligente pad 123. Entonces, aunque las señales eléctricas comprenden comunicaciones de capa-1, las
construcciones de datos de USB se comportan como si el controlador PBT y el pad LED inteligente se comunicaran en la capa-2 con los paquetes dispuestos en el tiempo como "tramas" de datos USB. Una vez que la pila de comunicación 148 recibe un paquete USB, la información se transfiere a la capa de aplicación 7 ejecutada por un sistema operativo residente de almohadilla LED al que se hace referencia aquí como LightPadOS. Siempre que el LightOS del controlador PBT y el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED inteligente estén diseñados para comunicarse y ejecutar instrucciones de manera autoconsistente, el enlace bidireccional entre las pilas de comunicación 147 y 148 funciona como una máquina virtual en la capa de aplicación, es decir, la capa distribuida. El dispositivo se comporta igual que si fuera una sola pieza de hardware.
Para garantizar que los componentes puedan intercambiar información y ejecutar instrucciones a un alto nivel de abstracción, es decir, en la capa de aplicación y por encima, es importante que los dos sistemas operativos LightOS y LightPadOS se desarrollen con una estructura paralela utilizando los mismos métodos y protocolos de cifrado y seguridad. en cualquier capa dada. Este criterio incluye la adopción de secretos compartidos comunes, ejecutar predefinidas secuencias de validación (necesario para los componentes que se unen al sistema de ‘s red privada ) , la ejecución de algoritmos de cifrado comunes, y más.
Para asegurar que los dos componentes pueden iniciar la comunicación y realizar tareas, el controlador PBT debe establecer en primer lugar si la almohadilla LED es de hecho un fabricante aprobado , sistema - componente validado. Esta prueba, denominada "autenticación" se muestra en el diagrama de flujo de la FIGURA. 16 en dos secuencias paralelas, una ocurriendo dentro de LightOS operando como el “host”, la otra ocurriendo dentro de LightPadOS operando como el “cliente”. Como se muestra , al completar el establecimiento de una conexión física U SB, es decir, inserción 150, el sistema operativo LightOS del controlador comienza una subrutina 151a llamada “Instalación de LightPad” mientras que al mismo tiempo el sistema operativo LightPadOS de la almohadilla LED comienza una subrutina 151b. En el primer paso 152a, utilizado para determinar si el cliente es una fuente de alimentación ( y rechazarla si lo es ) , el controlador PBT realiza la verificación 158 para verificar si los pines USB D+ y D- están en cortocircuito. Si estos pines de datos están en cortocircuito , de acuerdo con el estándar USB, el periférico es una fuente de alimentación y no un panel LED , por lo que el sistema rechaza la conexión , finaliza la autenticación y LightOS informa al usuario que el periférico no es un componente válido y para desenchufarlo inmediatamente . Si los pines no están en corto, entonces el LightPadOS entonces el proceso de aprobación de la instalación puede continuar.
En los pasos 153a y 135b, los dos dispositivos negocian cuál es la velocidad máxima de datos que cada uno puede comprender y comunicarse de forma fiable. Una vez que está la velocidad de datos de comunicación establecida, la simétrica de autenticación procesa 154a y 154b comenzar. Durante la autenticación simétrica , en el paso 154a, el LightOS primero consulta al LightPadOS para determinar si la almohadilla LED 123 es un dispositivo válido aprobado por el fabricante mediante la verificación de los datos almacenados en el registro 144 de datos de identidad de la almohadilla LED. En el proceso de autenticación reflejado del paso 154b, la almohadilla LED 123 confirma que el controlador PBT es un dispositivo válido con una identificación de fabricación válida aprobada para su uso con la almohadilla LED 123 . En este intercambio, ciertas credenciales de seguridad cifradas y los datos de identificación del fabricante, incluido el número de serie, el código de fabricación y el número de identificación de GUD, cambian de manos para asegurar que tanto el controlador PBT 120 como la almohadilla LED inteligente 123 sean del mismo fabricante (o tengan licencia como aprobados dispositivo) . Si la autorización falla, el host LightOS informa al usuario que la almohadilla LED no está aprobada para su uso en el sistema y le indica que la elimine. Si LightOS no puede autenticar el panel LED 123, entonces el controlador PBT 120 interrumpirá la comunicación con el periférico. A la inversa, si el LightPadOS del periférico no puede determinar la autenticidad del controlador PBT 120, entonces la almohadilla LED 123 ignorará las instrucciones del controlador PBT 120. Sólo si se confirma la autenticación simétrica puede continuar la operación.
Se puede realizar cualquier número de métodos de autenticación para establecer una red privada y aprobar la conexión de un dispositivo a la red privada. Estos métodos pueden involucrar cifrado simétrico o asimétrico e intercambio de claves, empleando la confirmación de identidad basada en la 'autoridad certificadora' a través del intercambio de certificados CA digitales, o intercambiando datos hash criptográficos para confirmar que un dispositivo tiene los mismos secretos compartidos, lo que significa que fue producido por un fabricante calificado. Por ejemplo, un código numérico instalado y oculto criptográficamente tanto en un controlador PBT como en una almohadilla LED inteligente, es decir, un secreto compartido, se puede utilizar para confirmar la autenticidad de una almohadilla LED inteligente conectada a la red sin siquiera divulgar la clave. En uno de estos métodos de validación de la almohadilla LED ejecutado en la capa de enlace de datos 2, el controlador PBT pasa un número aleatorio a la almohadilla LED inteligente a través de la red o el bus de comunicación. En respuesta, el microcontrolador en el panel LED descifra su copia del secreto compartido (código numérico), lo fusiona con el número aleatorio recibido y luego realiza una operación hash criptográfica en el número concatenado. La
almohadilla LED inteligente luego devuelve abiertamente el valor de hash criptográfico a través del mismo enlace de transceptor.
Al mismo tiempo, el controlador PBT realiza una operación idéntica descifrando su propia copia del secreto compartido (código numérico), fusionándola con el número aleatorio generado que envió al panel LED y luego realizando una operación hash criptográfica en el número concatenado. A continuación, el controlador PBT compara los valores hash recibidos y generados localmente. Si los dos números coinciden, el pad es auténtico, es decir, está "autorizado" para conectarse a la red. El algoritmo de autenticación mencionado anteriormente se puede ejecutar en cualquier capa 1 de PHY y/o conexión de enlace de datos 2 a través de cualquier bus de datos o red de conmutación de paquetes, incluidas conexiones de radio USB, Ethernet, WiFi o celular . En el caso de una conexión WiFi, el enlace de datos también se puede establecer utilizando el protocolo de acceso protegido WiFi WPA2.
Para fines 'administrativos' y seguimiento de seguridad, la fecha y hora de autorización (y, según esté disponible, la ubicación GPS) del componente autenticado se almacena en una memoria no volátil y, opcionalmente, se carga en un servidor. El beneficio de emplear comunicación segura y validación AAA (autenticación, autorización, administración) de todos los componentes conectados en el sistema PBT distribuido es crucial para garantizar la seguridad y protección contra la conexión intencional de dispositivos impostores no certificados y potencialmente inseguros. De esta manera, los dispositivos impostores no pueden ser controlados por el sistema PBT distribuido. La validación AAA también protege contra la conexión accidental de dispositivos que no están diseñados para funcionar como parte del sistema PBT, como paquetes de baterías de iones de litio, fuentes de alimentación no aprobadas, altavoces, unidades de disco, controladores de motor, láseres de clase III y IV de alta potencia, y otros peligros potenciales no relacionados con el sistema PBT.
La seguridad de un sistema PBT distribuido que utiliza una red de conmutación de paquetes (como Ethernet o WiFi) también puede mejorarse mediante el direccionamiento dinámico en la capa de red 3 y la asignación dinámica de puertos en la capa de transporte de datos 4. En funcionamiento de un controlador PBT no conectado al Internet o cualquier otra red de área local, el controlador PBT genera una dirección IP dinámica y una dirección de puerto dinámica, luego transmite la dirección a los otros dispositivos conectados a la red a los que las almohadillas LED inteligentes responden con sus propias direcciones IP dinámicas y su propio puerto dinámico direcciones. En el caso de que el sistema PBT distribuido esté en contacto con un enrutador o Internet, se utiliza un procesador de configuración dinámica de host (DHCP) para asignar direcciones IP dinámicas. De manera similar, se utiliza una llamada a procedimiento
remoto (RPC) para realizar una asignación dinámica de número de puerto. Dado que las direcciones IP dinámicas y los puertos dinámicos cambian cada vez que un dispositivo se conecta a una red, la superficie de ataque cibernético se reduce. Se puede agregar seguridad de capa 4 adicional utilizando seguridad de capa de transporte TLS, protocolo de seguridad IPSec u otros protocolos. Una vez que la almohadilla LED inteligente está conectada a la red, se puede intercambiar información adicional, como datos de configuración de LED, para autorizar que el componente funcione como parte del sistema PBT distribuido.
En el paso 155a, el LightOS solicita información sobre la configuración de LED de la almohadilla de LED. En el paso 155b, el LightPadOS responde retransmitiendo la información dentro del registro de configuración 145 del panel LED 123 al controlador PBT 120. Además de contener una descripción detallada de la matriz de LED, el archivo de configuración también especifica la especificación del fabricante para el voltaje máximo, mínimo y objetivo necesario para alimentar las cadenas de LED de la matriz. El archivo de configuración también especifica la corriente mínima requerida necesaria para controlar los LED. Si hay más de una almohadilla LED conectada a la salida, LightOS solicita y recibe la misma información de cada almohadilla LED conectada, es decir, analiza toda la red de dispositivos conectados.
En el paso 156a, el LightOS inspecciona los requisitos de voltaje de cada almohadilla y compara el valor con el rango de voltaje de salida de la fuente de alimentación de alto voltaje. En los controladores PBT que utilizan una fuente de alimentación de alto voltaje capaz de un voltaje de salida fijo Vl e d , el sistema operativo LightOS confirmará que este voltaje cae dentro del rango de voltaje especificado de cada almohadilla LED de Vmin a Vmáx. El sistema también verificará para confirmar que la corriente total requerida para todas las "n" cadenas de LED no exceda la clasificación de corriente del suministro (aunque esto generalmente no es una preocupación, la verificación actual se incluye para admitir diseños de dispositivos PBT de bajo costo para el consumidor con potencia limitada).
Si en el paso 156a, de salida de la fuente de alimentación se encuentra con el rango de operación de cada almohadilla de LED conectado, es decir, Vmin á Vl e d á Vmax, entonces el controlador de PBT 120 será permitir que la alimentación de alta tensión Vl e d . Opcionalmente en el paso 156b el controlador PBT 120 puede informar a la almohadilla de LED 123 de la tensión de alimentación que se eligió que se almacena en 334b de memoria no volátil, la documentación de la última tensión de alimentación suministrada a la almohadilla de LED (útil cuando la inspección de asuntos de calidad y fracasos de campo). En el caso de que el controlador PBT 120 emplee una fuente de alimentación de voltaje programable, el sistema operativo LightOS
seleccionará el mejor voltaje en función del Vo t i v o operativo de la almohadilla LED 123, según se almacena en el registro de configuración de LED 145 de la almohadilla. Si los voltajes objetivo son no coinciden, el sistema operativo LightOS elegirá un voltaje para el VLED como un compromiso de los diversos voltajes objetivo informados. El término "alto voltaje" en este contexto significa un voltaje entre 19,5 V mínimo y 42 V máximo. Los voltajes de suministro comunes incluyen 20 V, 24 V o 36 V. Incluso después de habilitar el Vled, este alto voltaje no se conecta a la toma de salida ni se suministra a las almohadillas LED hasta que se selecciona un tratamiento y se inicia la terapia.
Durante el proceso de autenticación y en el caso de consultas de los usuarios, el controlador PBT 120 debe solicitar información sobre la fabricación de la almohadilla LED. Estos datos son beneficiosos para cumplir con las regulaciones de trazabilidad de dispositivos médicos y para depurar fallas de calidad o de campo o para procesar autorizaciones de devolución de mercancías (RMA). FIGURA. 17 ilustra un ejemplo del tipo de información de fabricación de producto incluida en el " registro de datos de identidad de la almohadilla LED " 144 almacenado en la memoria no volátil 334b de la almohadilla LED. Estos datos pueden incluir el número de pieza del fabricante, el nombre del fabricante, el número de serie de la unidad, un código de fabricación vinculado a una descripción del historial de fabricación o pedigrí específico de la ONU , el número de base de datos de identificación de dispositivos únicos globales (GUDID) especificado por la FDA de EE. UU. [https://accessgudid.nlm.nih.gov/about-gudid] y, según corresponda, un número 510 (k) relacionado. El registro también puede incluir opcionalmente códigos específicos del país para importar el dispositivo y otra información relacionada con las aduanas, por ejemplo , números de licencia de exportación o certificados de libre comercio . Este registro se almacena en la memoria no volátil 334b durante la fabricación. El registro 144 de datos de identidad de la almohadilla LED también incluye credenciales de seguridad (tales como claves de cifrado) utilizadas en el proceso de autenticación. Las credenciales de seguridad pueden ser estáticas tal como se instalaron durante la fabricación, o pueden reescribirse dinámicamente cada vez que se autentica la almohadilla LED, o alternativamente reescritas después de un número prescrito de autenticaciones válidas.
Como se describe, durante el proceso de autenticación, el controlador PBT 120 recopila información relativa a la configuración de LED de cada panel LED conectado . Como se muestra en la FIGURA. 18, la información de configuración de LED de la almohadilla se almacena en la memoria no volátil 334b de la almohadilla de LED en el " registro de configuración de LED" 145, escrito durante el proceso de fabricación de la almohadilla. El registro almacena el número de cadenas de LED "n" y la descripción de información específica de los LED en la cadena, incluida
la longitud de onda de los LED A y el número "m" de LED conectados en serie en cada cadena. En funcionamiento , esta información de cadena de LED se utiliza para hacer coincidir un tratamiento de LED con un tipo específico de almohadilla de LED. Por ejemplo, los tratamientos diseñados exclusivamente para activar LED rojos no funcionarán si se adjunta una almohadilla LED que contenga LED azules o verdes. La UI/UX de un usuario , es decir, las opciones de menú en la pantalla táctil del controlador PBT se ajustan de acuerdo con las almohadillas LED conectadas al sistema. Si las almohadillas LED correspondientes no están conectadas, las selecciones del menú que requieren ese tipo de almohadilla están ocultas o en gris.
El registro de configuración de LED 145 es esencialmente una descripción tabular del esquema de circuito de una almohadilla de LED. Haciendo referencia a un esquema de la FIGURA. 19 que representa una parte de un panel de LED que comprende un controlador de LED 335 con un circuito controlador de LED 160 y sumideros de corriente 161a a 161c, y una matriz de LED 336, por lo que
• La cadena n° 1 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 162a que comprende seis LED de infrarrojos cercanos conectados en serie de longitud de onda A1 = 810 nm accionados por el sumidero 161 de corriente que lleva una corriente Iled1.
• La cadena n° 2 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 163a que comprende cuatro LED rojos conectados en serie de longitud de onda A2 = 635 nm accionados por el sumidero de corriente 161 b que lleva la corriente Iled2.
• La cadena n° 3 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 164a que comprende cuatro LED azules conectados en serie de longitud de onda A3 = 450 nm accionados por el sumidero de corriente 161c que lleva la corriente Iled3
• La cadena n° 4 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 162b que comprende seis LED de infrarrojos cercanos conectados en serie de longitud de onda A1 = 810 nm accionados por el disipador de corriente 161a que lleva la corriente Iled4 = Iled1.
• La cadena n° 5 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 163b que comprende cuatro LED rojos conectados en serie de longitud de onda A2 = 635 nm accionados por el sumidero de corriente 161b que lleva la corriente Ileds = ILED2.
• La cadena n° 6 en el registro de configuración de LED 145 describe la cadena 164b que comprende cuatro LED azules conectados en serie de longitud de onda
A3 = 450 nm accionados por el sumidero de corriente 161c que lleva la corriente Iled s = ILED3.
Lo anterior pretende ejemplificar, sin limitación, el formato de datos del registro de configuración de LED 145 y su equivalente esquemático correspondiente , no para representar un diseño específico . En particular, es probable que el número de cadenas de LED "n" y el número de LED conectados en serie en una cadena dada "m" contenida dentro de la almohadilla de LED superen los números mostrados en este ejemplo. En la práctica, el número de LED en las diversas cadenas puede ser idéntico o puede diferir de una cadena a otra. Por ejemplo, una almohadilla de LED puede incluir 15 cadenas que comprenden catorce LED en serie o 210 LED. Estos LED se pueden organizar en tres grupos de cinco cadenas de LED cada uno; un tercio de NIR, un tercio de rojo y un tercio de azul. Cada tipo de LED puede ser configurado 5 cuerdas paralelas y 14 series LEDs conectados, es decir, tres 14s5p matrices.
El registro 18 de configuración de LED también incluye el voltaje operativo mínimo y máximo s para la almohadilla de LED. Para un funcionamiento adecuado del LED, el voltaje de la fuente de alimentación Vl e d debe exceder la especificación de voltaje mínimo Vmin de la almohadilla LED para asegurar una iluminación uniforme, pero para evitar daños por voltaje excesivo o calor, el voltaje de la fuente de alimentación no debe exceder el voltaje máximo especificado Vmáx . En otras palabras, el valor de la tensión de alimentación aceptable para alimentar la almohadilla LED debe cumplir con los criterios Vmin < Vl e d ^ Vmáx . El del fabricante valor especificado de Vmin , almacenado en la configuración de LED registro 145 , obligada sobre una base estadística exceda la cadena de voltaje más alto de LEDs en la almohadilla LED para asegurar que tanto tiempo que los criterios de Vmin < Vl e d se mantiene, de la almohadilla más altos de tensión de cuerda s seguirán siendo plenamente iluminados en funcionamiento. Si el voltaje Vmin se especifica demasiado bajo, en algunas almohadillas LED, las cadenas de LED individuales pueden ser más tenues que otras durante el tratamiento. La uniformidad deficiente del brillo afecta negativamente la eficacia del tratamiento al limitar la potencia máxima y media de un tratamiento PBT y reducir la energía total (dosis) de un tratamiento.
La cadena de voltaje más alto en una almohadilla LED está determinada tanto por el diseño como por la variabilidad de voltaje estocástico en la fabricación de LED. Cada cadena de LED consta de LED conectados en serie m, donde cada LED tiene su propio V única tensión de conducción hacia adelante Vfx , donde x varía de 1 a m , y donde la tensión total cadena es la suma de estos LED individuo tensiones I Vfx . El voltaje más alto podría ocurrir en una cadena que comprende un menor número de serie - LEDs conectados con de mayor tensión, o que podría ocurrir en una cadena que comprende un mayor número de bajas de avance de tensión
LEDs. Un fabricante de almohadillas LED debe emplear datos de muestreo estadístico de voltajes directos de LED en una base de lote a lote para asegurar que ninguna almohadilla LED se fabrique con un voltaje de cadena de LED que exceda el valor especificado de Vmin.
Aunque menos preciso, t él fuente de alimentación debe ser capaz de suministro ing un mínimo requerido promedio actual Ln a iluminar todos los LEDs de un color particular (longitud de onda) a la vez. Generalmente, en una almohadilla de LED de dos longitudes de onda, el 50% de las n cadenas de LED pueden estar conduciendo al mismo tiempo. Mientras que en una almohadilla de LED de tres colores, es probable que sólo una de las tres longitudes de onda de LED se iluminará a la vez para evitar el sobrecalentamiento, un peor suposición caso de 2/3rd (67%) de los n-secuencias se puede utilizar para calcule la corriente máxima. La corriente máxima en LED que conducen en funcionamiento continuo, en el peor de los casos, no superará los 30 mA por cadena, es decir, Iled ^ 30 mA. El uso de este peor supuesto caso, una almohadilla con n = 30, 2/3rd de las cuerdas iluminados al mismo tiempo, y con Iled ^ 30 mA requerirá un valor de Ln = 30 (2/3) (30 mA) = 600 mA.
El valor de Imax especificado en el registro de configuración de LED 145 no es una descripción de la corriente máxima que fluye en los LED, sino una descripción de la corriente máxima segura al 50% de factor de trabajo en las trazas conductoras de la almohadilla . Esta corriente incluye la corriente que fluye en las propias cadenas de LED de la almohadilla LED más cualquier corriente transportada a través de la almohadilla LED a otra almohadilla LED. La especificación se incluye para evitar el funcionamiento de la almohadilla donde se producen caídas de voltaje significativas en las líneas eléctricas de la almohadilla LED que provocan calentamiento, mal funcionamiento, electromigración o fusión del metal . Una posible guía de diseño para la placa de circuito impreso (PCB) de una almohadilla LED es utilizar conductores de cobre capaces de transportar más del doble de su corriente nominal, lo que significa que la almohadilla puede transportar de forma segura su propia corriente y la corriente de otro LED al mismo tiempo. Se incluye una banda de protección de diseño adicional de 5 = 25% como margen de seguridad.. Por ejemplo, si Ln = 600 mA, entonces usando una banda de guarda del 25%, Imax = 2Imin (1 5) = 1500 mA. El registro de configuración 145 también incluye la relación de espejo a usada para convertir la corriente de referencia L en la corriente de cadena de Iled (o viceversa) de acuerdo con la relación Iled = a L . Si se utilizan diferentes relaciones para cada canal, la tabla se puede modificar en consecuencia para incluir a1, a2, a3... donde Iled1 = a1 L 1 , Iled2 = a2 I ref2 , y así sucesivamente.
Refiriéndose nuevamente a la FIGURA. 19, la corriente Iled1 en cada cadena de LED NIR está controlada por un disipador de corriente dedicado 161a conectado en serie , que conduce
la corriente en estado en proporción a Iret i . La corriente Il e d 2 en cada cadena de LED rojos está controlada por un disipador de corriente dedicado 161b conectado en serie, que conduce la corriente en estado encendido en proporción a
La corriente Il e d 3 en cada cadena de LED azul está controlada por un disipador de corriente dedicado 161c conectado en serie, que conduce la corriente en estado en proporción a
El dispositivo de control de corriente conectado en serie con cada cadena de LED puede conectarse al lado del cátodo como un "sumidero" de corriente como se muestra en la FIGURA. 20A, o conectado al lado del ánodo de la cadena de LED como una "fuente" de corriente como se muestra en la FIGURA. 22A. En las implementaciones del sumidero de corriente 161a y de la fuente de corriente 200a, el LED de corriente I que fluye en el dispositivo de control de corriente y en la cadena de LED 165 o 201 respectivamente está controlado por una corriente de referencia analógica Iref y un pulso de habilitación digital En. El origen de estas dos señales en un sistema PBT distribuido se analiza más adelante en esta solicitud. (Nota: Los términos "fuente de corriente" y "sumidero de corriente" son bien conocidos en la técnica porque se refieren a un componente que proporciona o recibe ("sumideros") una corriente cuya magnitud no se ve relativamente afectada por la magnitud del voltaje a través del componente.)
FIGURA. 20B ilustra un diagrama de representación de bloques de idealizado 161a sumidero de corriente que muestra una detección de corriente y el elemento de control 166 de accionamiento de la puerta de un MOSFET de canal-n 167. El MOSFET (o alternativamente un transistor de unión bipolar) mantiene la corriente controlada mientras sostiene el voltaje a través de sus terminales de drenaje a fuente. La polarización de la puerta es proporcionada por el elemento de control y detección de corriente 166 para mantener una corriente constante a pesar de las variaciones en el voltaje de drenaje a fuente . FIGURA. 20C ilustra una implementación del sumidero de corriente constante descrito donde los MOSFET de espejo de corriente de canaln 168a y 168b detectan el I le d de corriente . La relación p del ancho de la puerta del MOSFET 168b al ancho de la puerta del MOSFET 168a es menor que uno, lo que significa que la corriente en el espejo actual MOSFET 168b es una pequeña fracción de, pero en una proporción precisa, la corriente de carga en la corriente. espejo MOSFET 168a (Il e d ) . Esta corriente medida, reflejada por un espejo de corriente que comprende la unidad de canal-p 169a MOSFET y 169b de haber emparejado anchuras de puerta Wp , transforma la corriente de detección de una corriente de tierra con referencia a una corriente de 5 V de alimentación con referencia de magnitud PIl e d . El diferencial de “error” señal AIerr que comprende la diferencia entre Iref y PIled entonces es amplificada y convertida proporcionalmente en una tensión VG por transconductancia amplificador 170 y se alimenta a la puerta de la elemento de control actual, es decir MOSFET
167, formando una cerrada ruta de retroalimentación de bucle. En funcionamiento, la ganancia G m de transconductancia da como resultado una polarización de puerta Vg que conduce su señal de error Alerr a cero, forzando así Iref = PIle d . Por conveniencia, redefinimos p = 1/a por lo que podemos expresar la función de transferencia de la fuente actual como Ile d = alref . La misma corriente de referencia se distribuye a todas las cadenas de LED dentro de la misma almohadilla de LED para asegurar un brillo uniforme en todos los LED.
En el sumidero de corriente conmutada, el inversor digital 171 y una puerta de transmisión analógica que comprende el MOSFET 172 de canal-p y el MOSFET 173 de canal-n conectado a tierra realizan la función de habilitación digital de la entrada En, controlando la puerta del MOSFET 167 del sumidero de corriente de canal-n. Específicamente, cuando la señal de habilitación En es alta, la salida del inversor 171 está en tierra, encendiendo la puerta 172 de transmisión del MOSFET del canal-p y apagando el MOSFET 173 del canal-n. Debido a que el canal-p tiene una puerta conectada a tierra , es polarizado en una condición totalmente on, es decir, su región lineal, y se comporta como una resistencia, pasando el voltaje analógico V G desde la salida del amplificador de transconductancia 170 a la puerta del sumidero de corriente del canal-n 167. A la inversa, cuando la señal de habilitación En es bajo (digital 0), la salida del inversor 171 conectado a la puerta de transmisión del canal-p MOSFET 172 está polarizada a 5 V, y el canal-n se apaga, desconectando la puerta del MOSFET 167 del disipador de corriente del canal-n de la salida de amplifi de transconductancia er 170. Al mismo tiempo, el MOSFET 172 de canal-n se enciende , tirando de la puerta del MOSFET 167 del sumidero de corriente a tierra y apagando el MOSFET 167 del sumidero de corriente , es decir, Il e d = 0. En conclusión, el circuito de la FIGURA. 20C representa un circuito para implementar un sumidero de corriente controlado por conmutación. Cuando el sumidero de corriente está habilitado (En = digital 1), el sumidero de corriente conduce y transporta una corriente controlada Il e d = alref. Cuando el sumidero de corriente está desactivado (En = digital 0), el sumidero de corriente está apagado y el LED I = 0.
De manera similar, la fuente de corriente 200a de la FIGURA. 22A se puede realizar usando MOSFET de espejo de corriente de canal P para generar una corriente controlada desde el suministro de 5V al ánodo de la cadena de LED 201. La FIGURA. 22B ilustra una representación en diagrama de bloques de esta fuente de corriente idealizada 200a que muestra un elemento 202 de control y detección de corriente que acciona la puerta de un MOSFET 203 de canal-p. El MOSFET 203 (o alternativamente un transistor de unión bipolar) mantiene la corriente controlada mientras sostiene la voltaje en sus terminales de drenaje a fuente. La polarización de la puerta es proporcionada por el elemento 202 de control y detección de corriente
para mantener una corriente constante a pesar de las variaciones en el voltaje de drenaje a fuente.
FIGURA. 22 C ilustra una implementación de la fuente de corriente constante descrita , donde los MOSFET de espejo de corriente de canal P 204a y 204b detectan la corriente de carga Il e d . La relación entre el ancho de la puerta del MOSFET 204b y el ancho de la puerta del MOSFET 204A es |3, donde |3 <1, lo que significa que la corriente en el MOSFET 204b del espejo es una pequeña fracción, pero en una proporción precisa, de la corriente de carga del LED. Esta corriente medida que representa una corriente referenciada al suministro de alto voltaje de Vle d de magnitud PIl e d se introduce luego en el amplificador de transconductancia diferencial 206 y se compara con la corriente de referencia Iref, una corriente también reflejada en el riel de suministro de alto voltaje del Vl e d . El diferencial de “error” señal? Ierr que comprende la diferencia entre Iref y PIle d entonces es amplificada y convertida proporcionalmente en una tensión - Vg por transconductancia amplificador 206 y se alimenta a la puerta de la elemento de control actual, P-canal de fuente de corriente MOSFET 203 , formando una ruta de retroalimentación de circuito cerrado. En funcionamiento, la ganancia Gm del amplificador de transconductancia 206 da como resultado una polarización de puerta - Vg que conduce su señal de error AIerr a cero, forzando así Iref = PIl e d . Por conveniencia, redefinimos p = 1/a por lo que podemos expresar la función de transferencia de fuente actual como Il e d = aIref. La misma corriente de referencia se distribuye a todas las cadenas de LED dentro de la misma almohadilla de LED para asegurar un brillo uniforme en todos los LED.
En la implementación de la fuente de corriente conmutada como se muestra , los inversores digitales 211 ay 211b y una puerta de transmisión analógica que comprende un MOSFET 207 de canal P y un MOSFET 208 de canal P conectado con Vl e d realizan la función de habilitación digital de la entrada En, controlando la puerta de MOSFET de canal-p fuente de corriente 203. Específicamente, cuando la habilitación de la señal En es alto, la salida del inversor 211a es en la planta y la salida del inversor 211 b está en 5 V, Encendido del MOSFET 210a de canal N de cambio de nivel de alto voltaje y desactivación del canal N de cambio de nivel de alto voltaje MOSFET 210b. Con el cambio de nivel de alta tensión de canal-n 210a MOSFET en su estado encendido, la corriente es conducida a través 209a resistor tirando de la puerta de MOSFET de canal-p de transmisión-puerta 207 hacia abajo a una tensión cerca del suelo y girando en el transistor. Debido a que el MOSFET 207 de canal P tiene una puerta polarizada cerca de tierra, el dispositivo opera en su región lineal, es decir , completamente encendido, comportándose como una resistencia y pasando el voltaje analógico -V g desde la salida del amplificador de transconductancia 206 a la puerta de fuente de corriente de canal-p MOSFET
203 . Simultáneamente, dado que el MOSFET 210b de canal-n de cambio de nivel de alto voltaje está apagado, no fluye corriente en la resistencia 209b, y el voltaje de la compuerta del MOSFET 208 de elevación del canal-p está vinculado a su fuente, es decir, al Vl e d , y el transistor está apagado. Como tal, siempre que el MOSFET 203 de la fuente de corriente del canal-p está encendido, el MOSFET 208 de extracción del canal-p está apagado y no tiene ningún efecto sobre el voltaje de la puerta de la fuente 203 del MOSFET del canal-p.
A la inversa , cuando la señal de habilitación En es baja (0 digital), la salida del inversor 211b está polarizada a tierra, desconectando el canal N de desplazamiento de nivel de alto voltaje MOSFET 210a. Debido a que el MOSFET 210a de canal-n de cambio de nivel de alto voltaje está apagado, no fluye corriente en la resistencia 209a, y el voltaje de la puerta del MOSFET 207 de la puerta de transmisión del canal-p está polarizado a VLED que apaga la puerta de transmisión del canal-p MOSFET 207 y desconectando la salida del amplificador de transconductancia 205 de la puerta de la fuente de corriente del canal-p 203. Al mismo tiempo, el MOSFET de canal-n 210b se enciende, conduciendo la corriente en la resistencia 209b y tirando de la puerta del MOSFET 208 de elevación del canal-p cerca del suelo y encendiendo el MOSFET 208. Con el MOSFET 208 de pull-up del canal-p está encendido, la puerta de la fuente 203 de corriente del canal-p está polarizada a VLED , por lo que la fuente de corriente está polarizada y Ile d = 0. En conclusión, el circuito de la FIGURA. 22C representa un circuito para implementar una fuente de corriente controlada conmutada. Cuando el sumidero de corriente está habilitado (En = digital 1), el sumidero de corriente conduce y transporta una corriente controlada Il e d = aIref. Cuando el sumidero de corriente está desactivado (En = digital 0), el sumidero de corriente está apagado y el LED I = 0.
Cabe señalar que la implementación del circuito sumidero de corriente de la FIGURA.
20C es esencialmente un circuito de bajo voltaje. El único componente que requiere una especificación capaz de sobrevivir al suministro de LED de alto voltaje Vl e d es el MOSFET 167 de sumidero de corriente de canal N. Este no es el caso con el circuito de fuente de corriente de la FIGURA. 22C, que requiere MOSFET con alta capacidad de bloqueo de drenaje a fuente en estado desactivado, y especialmente MOSFET 203 de fuente de corriente de canal P que debe conducir una corriente controlada mientras mantiene simultáneamente un alto voltaje, es decir, el MOSFET de fuente de corriente debe exhibir un amplia área de operación segura libre de una segunda avería (snapback) y preocupaciones de confiabilidad del portador caliente. Es especialmente preocupante la tensión nominal máxima de puerta a fuente de los MOSFET de canal-p 207 y 208, es decir, V g s p (máx.). Para evitar dañar el óxido de la puerta de estos dispositivos, los valores de las resistencias 209a y 209b deben elegirse con cuidado para no
específica sobre el fregadero totalmente integrada con conmutación actual se muestra en la FIGURA. 20C y, por lo tanto, no se describe en esta solicitud.
En todos los circuitos mencionados anteriormente, el control de la corriente LED depende de una corriente de referencia común. Para lograr la precisión requerida para controlar el brillo del LED, la corriente de referencia Iref requiere un recorte activo durante la fabricación . Un método para cortar la corriente de referencia , utilizando resistencias, se muestra en la FIGURA.
21A. La corriente de referencia Uro está determinada por el MOSFET 180a de canal-p conectado por umbral en serie con la resistencia 181. La conexión por umbral se refiere a un MOSFET con su puerta conectada a su drenaje para crear un dispositivo de dos terminales donde Vg s = Vd s . El término "umbral" se utiliza porque representa la tensión en la que se produce un aumento rápido de la corriente de drenaje, a una tensión cercana a la tensión umbral Vt p del dispositivo, es decir, Vg s = Vd s « Vt . Entonces, la corriente en el MOSFET 180a del canal=p es aproximadamente Uro « (5V -V tp) / Ro . Esta corriente de referencia se refleja en otros MOSFET de referencia 180b a 180e de construcción y ancho de puerta idénticos mediante una conexión de puerta compartida para producir múltiples corrientes de referencia coincidentes Uf1, Uf2 , Uf3 , I ref4 y más. El desajuste de los anchos de puerta Wp0 = Wp1 = Wp2 = Wp3 = Wp4 etc.no es una fuente significativa de variabilidad en comparación con la variabilidad de la resistencia R 0 en la resistencia del circuito integrado 181. Para poder eléctricamente recortar el circuito para compensar las variaciones de fabricación, Iref circuito de ajuste de resistencia 182 incluye una matriz de resistencias conmutadas 184a, 184b ... 184n con resistencias correspondientes R1, R2 ... Rn que pueden conectarse eléctricamente en paralelo con la resistencia 181 (o no) dependiendo de si los MOSFET de canal-n 184a, 184b... 184n están polarizados en un estado de conducción mediante controladores de puerta 185a, 185b ... 185n respectivamente. Para cada transistor activado, su correspondiente resistencia se coloca en paralelo con la resistencia 181, reduciendo la resistencia efectiva R0 y aumentando la magnitud de la corriente Uro. Dicho método de recorte es un recorte unidireccional hacia abajo en la resistencia y hacia arriba en la corriente, lo que significa que el valor inicial es la resistencia más alta y la corriente más baja. En la fabricación, se mide la corriente del LED y la combinación de los MOSFET de ajuste que se encienden y apagan se ajusta cambiando el registro de calibración de valor digital 186 hasta que se alcanza la corriente objetivo, por lo que el contenido del registro de calibración 186 se escribe en la memoria no volátil. Aunque este método que describe resistencias en paralelo conmutadas representa un método de ajuste de resistencias, un método alternativo implica resistencias conectadas en serie en cortocircuito mediante la conducción de MOSFET. En este método de ajuste en serie, el valor de la resistencia con todos los MOSFET apagados comienza en el valor
más alto con la corriente más baja, y la corriente aumenta a medida que avanza el ajuste y los MOSFET se encienden para cortocircuitar más resistencias.
FIGURA. 21B ilustra un método de recorte alternativo que utiliza la escala de ancho de puerta MOSFET. Como en el circuito de referencia de resistencia de la FIGURA. 21A, en este circuito de referencia, una corriente de referencia Uro conducida por un MOSFET 180a de canalp conectado por umbral se refleja en múltiples salidas a través de MOSFET 180b a 180e de tamaño idéntico.
Sin embargo, a diferencia del caso anterior, un circuito 190 de referencia de banda prohibida con una salida Vbandgap banda prohibida produce la corriente de referencia. El voltaje de banda prohibida se convierte en una corriente mediante una resistencia en serie y se refleja en el MOSFET 192a de canal-n de espejo de corriente conectado al umbral con un ancho de puerta Wn para reflejar el MOSFET 192b con ancho de puerta YWn para producir la corriente de referencia Uro. El voltaje de salida dependiente de la temperatura Vbandgap (T) de la referencia de voltaje de bandgap 190 puede diseñarse para compensar en gran medida la variación de temperatura de la resistencia 191 por lo que y [Vbandgap (T) / R0 (T)] = Uro donde Uro se convierte constante con la temperatura. El recorte se produce cambiando el ancho de puerta efectivo del MOSFET 180a de canal-p al conectar en paralelo cualquier número de MOSFET conectados por umbral 193a, 193b... 193n, que tengan los respectivos anchos de puerta Wpx1, Wpx2... Wpxn de acuerdo con el estado de encendido / apagado digital de conmutadores MOSFET de canal-p 194a, 194b . 194n, que están controlados por inversores digitales 195a, 195b . 195n. Si, por ejemplo, el MOSFET 194b se enciende mediante el inversor 195b, entonces el MOSFET 193b está esencialmente en paralelo con el canal-p MOSFET 180a y el ancho de la puerta del espejo actual aumenta de Wp0 a un valor mayor (Wp0 Wpx2 ). El ancho de puerta más grande del par MOSFET conectado al umbral significa que se necesita menos voltaje para transportar la misma corriente de referencia, por lo que se reduce la corriente en las corrientes de referencia de salida. En otras palabras, la relación de espejo actual entre Uro e Uf3 , por ejemplo , cambia de una relación [Wp3 / Wp0 ] a una relación más pequeña [Wp3 / (Wp0 Wpx2 )], lo que significa que la corriente de salida falleció con recorte activo. Como tal, el ajuste es unidireccional comenzando con la corriente de salida más alta cuando los MOSFET de ajuste están apagados y disminuyendo a medida que se conectan más transistores en paralelo. En la fabricación, se mide la corriente del LED y la combinación de los MOSFET de ajuste que se encienden y apagan se ajusta cambiando el registro de calibración de valor digital 186 hasta que se alcanza la corriente objetivo, donde los contenidos del registro de calibración 186 se escriben en no volátiles. memoria.
Para variar la corriente de referencia y, por lo tanto, la corriente del LED dinámicamente, el valor de la corriente de referencia se puede cambiar digitalmente sobrescribiendo el registro de calibración 186 con datos dinámicos ajustando o modulando el brillo del LED, pero hacerlo es una desventaja ya que pierde la precisión. logrado mediante un ajuste de referencia de calibración durante la fabricación. Este problema se supera mediante el circuito de referencia dinámicamente programable de la FIGURA. 21C, que comprende dos corriente de referencia registros - la mencionada Uf calibration registro 186, y una corriente dinámica de referencia objetivo 199a registro separado única para un tratamiento específico PBT. La corriente de referencia de objetivo dinámico 199a varía con el tiempo, mientras que la tabla de calibración no. A este respecto, los datos de la tabla de calibración 186 se pueden considerar como un desplazamiento fijo de los datos en el registro de corriente de referencia de objetivo dinámico 199a. Los dos registros se combinan fácilmente usando una simple resta realizada por la unidad aritmética lógica ALU 198 para producir un registro de corriente de excitación dinámico compensado, específicamente “U f input word 199b”. Esta palabra digital se utiliza para impulsar un convertidor 197 de digital a analógico (D/A), un convertidor de digital a analógico que genera una tensión analógica en función de su entrada digital. Mientras que la exactitud puede variar de 8 bits a 24 bits en la resolución, 16-bit DACs, comúnmente disponibles en muchos microcontroladores, producen 1.024 combinaciones - amplio resolución para cualquier síntesis de forma de onda requerida. Como se muestra , el voltaje de salida del convertidor D/A VDAC se convierte en corriente mediante la resistencia 191 y se refleja en los MOSFET de canal-n 192a y 192b para producir la corriente de referencia U n , donde U n « p [(Vdac - Vtn)/Ro]. Esta corriente de referencia es reflejada por el MOSFET 180a de canal-p conectado al umbral y los MOSFET emparejados 180b, 180c, 180d, 180e ... para producir las salidas de referencia de corriente correspondientes Un, Uf2 , f Uf4 y así sucesivamente. El convertidor D/A 197 también puede comprender un convertidor D/A de salida de corriente , que produce una corriente analógica en lugar de producir un voltaje. En tales casos, el valor de la resistencia 191 no es importante e incluso puede eliminarse.
Una vez que los componentes de un sistema PBT distribuido se establecen a través de la autenticación capa-2 y las asignaciones de direcciones de puerto y red de capa-3 y capa-4, y se intercambian los datos de configuración de la almohadilla LED, el sistema PBT distribuido está listo para ejecutar los tratamientos. Una vez que el controlador PBT recibe un comando de 'inicio' de usuario, el tratamiento PBT comienza con un intercambio de claves de cifrado o certificados digitales entre el controlador PBT y las almohadillas LED inteligentes conectadas a la red para establecer una sesión capa-5. Una vez que se abre la sesión, el controlador PBT y la almohadilla
L E D i n t e l i g e n t e m a n t i e n e n s u v í n c u l o s e g u r o d u r a n t e e l i n t e r c a m b i o d e a r c h i v o s y c o m a n d o s h a s t a q u e s e c o m p l e t a o t e r m i n a e l t r a t a m i e n t o . S e p u e d e r e a l i z a r s e g u r i d a d d e r e d a d ic io n a l u s a n d o e l c i f r a d o e n la c a p a - 6 d e p r e s e n t a c i ó n o e n la c a p a - 7 d e la a p l i c a c ió n . L a e j e c u c i ó n d e u n t r a t a m i e n t o P B T c o m ie n z a u s a n d o lo s m é t o d o s d e r e p r o d u c c i ó n d e a r c h i v o s o t r a n s m i s i ó n d e d a t o s , d e s c r i t o s a c o n t i n u a c i ó n .
Transmisión de datos en sistemas PBT distribuidos
d e a c t i v a c ió n d e L E D e n u n a a l m o h a d i l l a d e L E D , c o m o
. 18, e l c o n t r o l a d o r P B T e n u n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o n o n e c e s i t a p r e o c u p a r s e p o r c ó m o la a l m o h a d i l l a e s c a p a z d e s e l e c c i o n a r c a d e n a s d e L E D e s p e c í f i c a s , c ó m o s e c o n t r o l a la c o r r i e n t e d e L E D o l o s m é t o d o s u t i l i z a d o s p a r a e l p u ls o o m o d u l a r la c o n d u c c i ó n d e lo s L E D . E n c a m b i o , e l c o n t r o l a d o r P B T r e a l i z a l a s t a r e a s d e la i n t e r f a z d e u s u a r i o y p r e p a r a la s i n s t r u c c i o n e s d e c o n d u c c i ó n p a r a e l t r a t a m i e n t o s e l e c c i o n a d o . E s t a s i n s t r u c c i o n e s d e c o n d u c c i ó n s e p u e d e n t r a n s f e r i r d e l c o n t r o l a d o r P B T a la a l m o h a d i l l a L E D d e d o s f o r m a s . E n u n m é t o d o , e l s o f t w a r e l l a m a d o u n j u g a d o r L E D s e i n s t a la p o r p r im e r a v e z e n la a l m o h a d i l l a , q u e p o s t e r i o r m e n t e s e u t i l i z a p a r a i n t e r p r e t a r y e j e c u t a r e l t r a t a m i e n t o , y e n s e g u n d o l u g a r u n c o n ju n t o d e i n s t r u c c i o n e s l l a m a d o u n a r c h i v o d e r e p r o d u c c i ó n e s t r a n s f e r i d o , i n s t r u y e n d o c ó d ig o e j e c u t a b l e d e l j u g a d o r L E D q u é h a c e r . U n e n f o q u e a l t e r n a t i v o e s q u e e l P B T e n v í e u n a r c h i v o d e t r a n s m i s i ó n .
E n la t r a n s m i s i ó n d e d a t o s m a e s t r o - e s c l a v o , s e e n v í a u n a s e r ie d e i n s t r u c c i o n e s L E D d e f o r m a s e c u e n c i a l y c o n t i n u a p a r a i n d i c a r a l o s L E D c u á n d o e n c e n d e r y a p a g a r . S i m i l a r a u n a r c h i v o d e t r a n s m i s i ó n d e a u d io , la t r a n s f e r e n c i a d e d a t o s d e s d e e l c o n t r o l a d o r P B T a l p a n e l L E D i n t e l i g e n t e d e b e o c u r r i r a n t e s d e e j e c u t a r u n p a s o e n p a r t i c u l a r . L o s p a q u e t e s d e i n s t r u c c i o n e s d e e n t r a d a , e n v ia d o s e n s u c e s i v a s p ie z a s , d e b e n m a n t e n e r s e a la v a n g u a r d i a d e la e j e c u c ió n d e l t r a t a m i e n t o ; d e lo c o n t r a r io , e l t r a t a m i e n t o s e d e t e n d r á p o r f a l t a d e i n s t r u c c i o n e s . E s t e p r o c e s o s e i l u s t r a e n e l d i a g r a m a d e f l u j o d e la F I G U R A . 24 q u e m u e s t r a l a s o p e r a c i o n e s d e L ig h t O S q u e o c u r r e n e n e l h o s t d e l c o n t r o l a d o r P B T y l a s o p e r a c i o n e s d e L i g h t P a d O S q u e o c u r r e n e n c o n ju n t o e n e l c l i e n t e d e a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e . E s p e c í f i c a m e n t e , d e s p u é s d e s e l e c c i o n a r u n a s e s ió n d e t e r a p i a 250 , lo s s i s t e m a s o p e r a t i v o s d e l c o n t r o l a d o r y d e l p a n e l c o m ie n z a n la e j e c u c i ó n 251 a y 251 b d e la s e s ió n 250 s e l e c c i o n a d a . E n la e t a p a 252 a y e n e l t i e m p o t 1 l a s t r a n s f e r e n c i a s L ig h t O S u n 1 st s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o a la a l m o h a d i l l a d e L E D , d o n d e a e n e l p a s o 252 b l o s L i g h t P a d O S e j e c u t a e l 1 st s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o . E n la e t a p a 25 3 a y e n e l t i e m p o t 2 L i g h t O S t r a n s f e r e n c i a s u n 22 nd s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o a la a l m o h a d i l l a d e L E D , d o n d e s o b r e e n e l p a s o 253 B lo s L i g h t P a d O S e j e c u t a e l 2 nd s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o . E n la e t a p a 254 a y e n e l t i e m p o t 3 L i g h t O S t r a n s f e r e n c i a s u n 3 rd s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o a la
a l m o h a d i l l a d e L E D , d o n d e a e n e l p a s o 254 b l o s L i g h t P a d O S e j e c u t a e l 3 rd s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o , y a s í s u c e s iv a m e n t e . F i n a l m e n t e e n 256 a p a s o a t i e m p o tn L ig h t O S t r a n s f e r e n c i a s u n n th s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o a la a l m o h a d i l l a d e L E D , d o n d e a e n e l p a s o 256 b l o s L i g h t P a d O S e j e c u t a e l n th s e g m e n t o d e t r a t a m i e n t o , d e s p u é s d e lo c u a l la s d o s s e s i o n e s 257 a y e l e x t r e m o 25 7 b .
L a t r a n s f e r e n c i a d e p a q u e t e s d e d a t o s U S B y la e j e c u c i ó n d e i n s t r u c c i o n e s d u r a n t e e l f l u j o c o n t i n u o m a e s t r o - e s c l a v o s e m u e s t r a e n e l e j e m p l o d e la F I G U R A . 25. L a p r e p a r a c i ó n d e la i n s t r u c c i ó n d e t r a t a m i e n t o 260 a o c u r r e m i e n t r a s e l L E D r o jo e s t á a p a g a d o , c o m e n z a n d o c o n la i n s t r u c c i ó n L E D 261 r e p r e s e n t a d a p o r u n c ó d ig o h e x a d e c i m a l q u e r e p r e s e n t a u n e j e m p l o d e i n s t r u c c i ó n d e “ e n c e n d i d o d e l L E D ” . L a i n s t r u c c ió n 261 e s e n t o n c e s i n c r u s t a d o c o m o la c a r g a ú t i l e n p a r a u n p a q u e t e U S B , la c o m b i n a c i ó n d e la c a r g a ú t i l , la i n s t r u c c ió n 261 , c o n u n a c a b e c e r a 262 . E n e l p a s o 263 é l p a q u e t e s e t r a n s m i t e a c o n t i n u a c i ó n , 263 d e s d e e l c o n t r o l a d o r d e P B T a la a l m o h a d i l l a d e L E D . L u e g o , la i n s t r u c c i ó n 261 s e e x t r a e y d e c o d i f i c a e n b i t s 264 , q u e d e s c r i b e n q u é L E D d e b e n e n c e n d e r s e y c u á le s n o . T h b i t s d e c o r r e o s s e c a r g a n d e s p u é s e n u n L E D d e a l t a 265 y e j e c u t a d o s e n u n t i e m p o 266 c u a n d o e l L E D r o jo c u r r e n t c a m b i o s d e s d e O F F a O N , i n i c i a r u n t e m p o r i z a d o r p a r a p r e p a r a r y c a r g a r la s i g u i e n t e i n s t r u c c i ó n d e a p a g a r t o d o s lo s L E D s . L a c o n m u t a c ió n d e lo s L E D r o jo s s e i l u s t r a m e d i a n t e u n a t r a n s i c i ó n d e a p a g a d o a e n c e n d i d o 
n a t r a n s i c i ó n d e e n c e n d i d o a a p a g a d o 267 b e n e l g r á f i c o d e la p a r t e i n f e r i o r d e la
25.
, a l m a c e n a e n la R A M e n e l p a s o 303 , e n e l p a s o 304 b , e l L i g h t P a d O S in f o r m a a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n q u e e s t á l i s t o p a r a c o m e n z a r la s e s ió n . U n a v e z q u e e l u s u a r i o c o n f i r m a q u e e s t á l i s t o s e l e c c i o n a n d o e l b o t ó n d e i n i c i o d e t r a t a m i e n t o 309 , e n l o s p a s o s 304 a s e h a b i l i t a la i n s t r u c c ió n d e e j e c u c i ó n d e s e s ió n c o m e n z a n d o e n e l p a s o 305 a , d o n d e e l c o m a n d o d e in i c i o d e s e s ió n s e e n v í a a l p a n e l L E D . L i g h t P a d O S r e s p o n d e e n e l p a s o 305 b i n i c i a n d o e l t r a t a m i e n t o m e d i a n t e la e j e c u c i ó n d e l a l g o r i t m o d e t r a t a m i e n t o 314 . A m e d i d a q u e a v a n z a e l t r a t a m i e n t o , la a l m o h a d i l l a L E D o c a s io n a l m e n t e i n f o r m a s u e s t a d o ( p a s o 306 b ) a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n , i n c l u i d a la h o r a , la t e m p e r a t u r a u o t r a i n f o r m a c i ó n r e le v a n t e d e l e s t a d o d e l p r o g r a m a , q u e e l P B T e l c o n t r o l a d o r p u e d e m o s t r a r e n e l p a s o 306 a . S i o c u r r e u n a c o n d i c i ó n d e f a l l a e n la a l m o h a d i l l a L E D , e n t o n c e s i n t e r r u m p a la r u t i n a d e s e r v ic i o 307 b e n L i g h t P a d O S y 307 a e n L ig h t O S p a r a c o m u n i c a r s e y p o s ib l e m e n t e n e g o c i a r q u é s e d e b e h a c e r c o n r e s p e c t o a la c o n d i c i ó n q u e c a u s a la i n t e r r u p c i ó n . P o r e j e m p l o , s i d u r a n t e la s e s ió n , la s a l m o h a d i l l a s L E D s e d e s c o n e c t a n y l u e g o s e v u e l v e n a c o n e c t a r i n c o r r e c t a m e n t e , la s e s ió n s e d e t e n d r á , i n f o r m a r á a l u s u a r io d e l e r r o r d e c o n e x i ó n y le i n d i c a r á c ó m o c o r r e g i r la f a l l a . U n a v e z q u e s e c o r r i g e la f a l l a , la r u t i n a d e i n t e r r u p c i ó n s e c i e r r a y e l t r a t a m i e n t o s e r e a n u d a h a s t a q u e e n e l p a s o 308 b la a l m o h a d i l l a L E D in f o r m a a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n q u e e l p r o g r a m a d e t r a t a m i e n t o s e h a c o m p l e t a d o . E n r e s p u e s t a , e n e l p a s o 308 a d e f i n a l i z a c i ó n d e la s e s ió n , e l c o n t r o l a d o r P B T i n f o r m a a l u s u a r io q u e s e h a c o m p l e t a d o la s e s ió n o e l t r a t a m i e n t o .
t r a t a m i e n t o s s u c e s iv o s q u e c o m p r e n d e n d i f e r e n t e s a lg o r i t m o s q u e v a r í a n e n l o n g i t u d e s d e o n d a d e lu z , n i v e l e s d e p o t e n c i a , f r e c u e n c ia s d e m o d u l a c i ó n y d u r a c i o n e s . P o r e j e m p l o , la s e s ió n 315 a d e P B T , a la q u e s e h a c e r e f e r e n c i a c o m o " i n f l a m a c i ó n " , e s t á d e s t i n a d a a a c e le r a r la c u r a c i ó n a c e le r a n d o ( p e r o n o e l i m i n a n d o ) la f a s e d e i n f l a m a c i ó n d e l p r o c e s o d e c u r a c i ó n . L a s e s ió n 315 a c o m p r e n d e u n a s e c u e n c i a d e t r e s p a s o s 314 a , 314 f y 314 b q u e c o m p r e n d e n l o s a l g o r i t m o s 23 , 4 3 y 17 r e s p e c t i v a m e n t e . L a s e s ió n 3 1 5 b , t i t u l a d a " i n f e c c i ó n " , m o s t r a d a e n la F I G U R A . 29B c o m p r e n d e u n a s e c u e n c i a d e t r e s p a s o s 314 c , 314 b y 314 g q u e c o m p r e n d e n lo s a l g o r i t m o s 49 , 17 y 66 r e s p e c t i v a m e n t e . T e n g a e n c u e n t a q u e e l t r a t a m i e n t o 314 b q u e c o m p r e n d e e l a l g o r i t m o 17 s e u t i l i z ó t a n t o e n la s s e s i o n e s d e i n f l a m a c i ó n c o m o e n l a s d e i n f e c c ió n . L a s e s ió n 315 c t i t u l a d a " c u r a c i ó n " c o m p r e n d e u n a s e c u e n c i a d e t r e s p a s o s 314 g , 314 h y 314 g q u e c o m p r e n d e n lo s a l g o r i t m o s 66 , 12 y 66 r e s p e c t i v a m e n t e . T e n g a e n c u e n t a q u e e l a l g o r i t m o d e t r a t a m i e n t o 66 s e u t i l i z ó u n a v e z e n la s e s ió n d e i n f e c c ió n 315 b y d o s v e c e s e n la s e s ió n d e c u r a c i ó n 315 c .
L a s e c u e n c i a d e p a s o s d e r e a l i z a r s e s i o n e s p a r a la i n f l a m a c i ó n , i n f e c c ió n y c u r a c i ó n , e n c o n ju n t o , c o n f o r m a n e l p r o t o c o lo d e l e s i o n e s 316 , p r im e r o a c e le r a n d o la f a s e i n f l a m a t o r i a d e c u r a c i ó n q u e i n v o l u c r a f i b r o b l a s t o s y a n d a m i a j e d e c o l á g e n o , a p o p t o s i s c e l u l a r y f a g o c i t o s i s , l u e g o c o m b a t i e n d o i n f e c c io n e s m i c r o b i a n a s s e c u n d a r i a s i n t e n t a n d o d e m a n e r a o p o r t u n i s t a p a r a c o l o n i z a r la h e r i d a . F in a lm e n t e , u n a v e z q u e la i n f l a m a c i ó n c e d e y s e e l i m i n a t o d a la i n f e c c ió n , e l p a s o f i n a l e n e l p r o t o c o lo d e l e s i o n e s p r o m u e v e la c u r a c i ó n d e la h e r i d a a l m e jo r a r la t e r m o d in á m i c a y e l s u m in i s t r o d e e n e r g í a n e c e s a r i o s p a r a a l i m e n t a r e l r e c r e c i m i e n t o d e t e j i d o s a n o . E l p r o t o c o lo d e l e s i o n e s 316 n o e m p l e a s e s i o n e s d e t e r a p i a d i a r i a s , s i n o q u e , i n t e n c i o n a l m e n t e , d i s t r i b u y e l a s p r im e r a s t r e s s e s i o n e s e n u n p e r í o d o d e c i n c o d í a s . E n l u g a r d e 
e s i d a d d e i n t e r v e n i r d í a s l i b r e s s e e x p l i c a p o r e l g r á f i c o 317 , q u e s e
. 30, q u e d e s c r i b e u n m o d e lo d e d o s is - r e s p u e s t a b i f á s ic o g e n e r a l i z a d o d e a c u e r d o c o n e l t r a b a j o d e A r n d t - S c h u l t z [ h t t p s : / / e n . w i k i p e d i a . o r g / w i k i / A r n d t % E 2 % 80 % 93 S c h u lz _ r u l e ] . S e g ú n W i k ip e d i a , la " r e g l a d e A r n d t - S c h u l z o la le y d e S c h u l z " e s u n a le y o b s e r v a d a s o b r e lo s e f e c t o s d e f á r m a c o s o v e n e n o s e n d i v e r s a s c o n c e n t r a c i o n e s . A f i r m a q u e p a r a c a d a s u s t a n c i a : p e q u e ñ a s d o s is e s t i m u l a n ; la s d o s i s m o d e r a d a s i n h ib e n ; g r a n d e s d o s i s m a t a n . D e b id o a u n a g r a n c a n t i d a d d e e x c e p c i o n e s e n f a r m a c o lo g í a , p o r e j e m p lo , c u a n d o u n a p e q u e ñ a d o s i s d e f á r m a c o n o h a c e n a d a e n a b s o lu t o , la t e o r í a h a e v o lu c i o n a d o h a s t a c o n v e r t i r s e e n s u c o n t r a p a r t e m o d e r n a " h o r m e s i s " , p e r o e l p r in c i p i o s u b y a c e n t e s ig u e s i e n d o e l m is m o , q u e e n m e d i c i n a h a y u n a d o s i s d e t r a t a m i e n t o ó p t im a . m á s a l l á d e l c u a l s e r e d u c e la e f i c a c ia d e l t r a t a m i e n t o o s e p u e d e i n h i b i r la r e c u p e r a c ió n .
A p e s a r d e la c o n t r o v e r s i a s o b r e l o s r e s u l t a d o s d e lo s e s t u d i o s f a r m a c o ló g i c o s , e l m o d e lo b i f á s ic o e n la “ m e d i c i n a e n e r g é t i c a ” h a s id o r e c o n f i r m a d o p o r n u m e r o s o s e s t u d i o s d e s d e la
r a d i o t e r a p i a d e l c a r c in o m a h a s t a la f o t o b i o m o d u la c i ó n . P o r e j e m p lo , e n la t e r a p i a c o n t r a e l c á n c e r , u n a p e q u e ñ a d o s is d e r a d ia c ió n n o p u e d e e l i m i n a r a d e c u a d a m e n t e la s c é l u l a s c a n c e r o s a s , m i e n t r a s q u e u n a g r a n d o s i s d e r a d ia c ió n e s t ó x i c a y p u e d e m a t a r r á p i d a m e n t e a l p a c ie n t e , m u c h o m á s r á p id o q u e d e ja r e l c á n c e r s in t r a t a r . A d a p t a n d o e l m o d e l o b i f á s ic o a la f o t o b i o m o d u la c i ó n , e l g r á f i c o 317 r e p r e s e n t a u n a r e p r e s e n t a c i ó n p s e u d o - 3 D d e l a s c o n d i c i o n e s d e P B T d o n d e e l e je x r e p r e s e n t a e l t i e m p o d e t r a t a m i e n t o ; e l e je y p r o y e c t a d o o r t o g o n a l m e n t e d e s c r i b e la d e n s i d a d d e p o t e n c i a d e la m e d i d a d e t r a t a m i e n t o P B T e n W / c m 2, y e l e je z v e r t i c a l m id e la d o s is d e e n e r g í a e f e c t i v a e n J / c m 2 o e V / c m 2, e s d e c i r , e l p r o d u c t o d e p o t e n c i a y t i e m p o y e s c a la d o p o r la m a g n i t u d o b s e r v a d a d e la f o t o b i o m o d u la c i ó n , la e f i c a c ia d e l t r a t a m i e n t o o b s e r v a d a d e o t r o m o d o . T o p o g r á f i c a m e n t e , e l g r á f i c o a p a r e c e c o m o d o s c o s t a s , u n a c o r d i l l e r a y u n v a l l e in t e r i o r . C o m o s e m u e s t r a p a r a lo s t r a t a m i e n t o s d e d o s is b a ja c o n o c i d o s c o m o d o s is s u b - u m b r a l , e l t r a t a m i e n t o t i e n e u n a p o t e n c i a i n a d e c u a d a , e s d e c i r , la t a s a d e s u m in i s t r o d e e n e r g í a , p a r a h a c e r c u a lq u i e r c o s a . D e m a n e r a s im i l a r , p a r a p e r í o d o s m u y c o r t o s , n o i m p o r t a c u á l s e a e l n iv e l d e p o t e n c ia , n o s e e n t r e g a s u f i c i e n t e e n e r g í a p a r a i n v o c a r la f o t o b i o m o d u la c i ó n . E n o t r a s p a la b r a s , d e m a s i a d o r á p id o o m u y p o c a e n e r g í a n o i n v o c a la f o t o b i o m o d u la c i ó n .
P a r a u n a c o m b i n a c i ó n d e d u r a c i o n e s y d e n s i d a d e s d e p o t e n c i a m o d e r a d a s , la e s t i m u l a c i ó n s e p r o d u c e d a n d o c o m o r e s u l t a d o u n a c u r v a d e r e s p u e s t a m á x im a p a r a d e n s i d a d e s d e p o t e n c i a o d o s i s d e e n e r g í a t o t a l p o r e n c im a d e e s t e n iv e l , la r e s p u e s t a P B T b e n e f i c i o s a y la e f i c a c ia d e l t r a t a m i e n t o d i s m i n u y e n r á p i d a m e n t e e i n c l u s o p u e d e n i n h i b i r la c i c a t r i z a c i ó n . P o r s u p u e s t o , lo s l á s e r e s d e n i v e l e s e x c e s i v a m e n t e p o t e n t e s p u e d e n c a u s a r q u e m a d u r a s , d a ñ o t i s u l a r y a b la c i ó n ( c o r t e ) . Y a u n q u e l o s L E D s o n i n c a p a c e s d e l a s d e n s i d a d e s d e p o t e n c i a d e lo s lá s e r e s , a ú n p u e d e n f u n c i o n a r c o n a l t a s c o r r i e n t e s y p r o v o c a r u n s o b r e c a l e n t a m i e n t o . S in e m b a r g o , e s t a s c o n d i c i o n e s d e t r a t a m i e n t o o c u r r e n m u c h o m á s a l l á d e lo s n i v e le s d e p o t e n c i a y la s d o s i s d e e n e r g í a q u e s e m u e s t r a n e n e l g r á f i c o . E l g r á f i c o d e la d e r e c h a d e e s t u d i o d e c a s o [1 ] c o n f i r m a la d o s is ( f l u e n c ia ) d e p e n d e n c i a d e P B T e f i c a c ia e s in d e e d b ip H a s i c c o n u n a r e s p u e s t a m í n i m a a 1 J / c m 2 , u n a r e s p u e s t a d e p i c o a 2 J / c m 2 b e n e f i c i o s , la r e d u c c i ó n a 10 J / c m 2 e i n h ib i c ió n a 50 J / c m 2. L a i n h ib i c ió n s i g n i f i c a q u e e l i m p a c t o d e l t r a t a m i e n t o c o n P B T f u e p e o r q u e n o h a c e r n a d a . P o r e s t a r a z ó n , j u n t o c o n la s p r e o c u p a c i o n e s s o b r e la s e g u r i d a d y la c o m o d i d a d d e l p a c ie n t e , lo s t r a t a m i e n t o s c o n P B T d e b e n d i s t r i b u i r s e e n e l t i e m p o y l im i t a r s e e n p o t e n c i a y d o s i s ( d u r a c ió n ) .
Seguridad de datos en sistemas PBT distribuidos
P a r a e f e c t u a r u n a c o m u n i c a c i ó n s e g u r a m u l t i c a p a e n e l s i s t e m a P B T d i s t r ib u i d o d i v u l g a d o , e l s i s t e m a o p e r a t i v o d e l c o n t r o l a d o r P B T ( L ig h t O S ) y e l s i s t e m a o p e r a t i v o d e la s a l m o h a d i l l a s L E D i n t e l i g e n t e s ( L ig h t P a d O S ) c o m p r e n d e n p i l a s d e c o m u n i c a c i ó n p a r a l e l a q u e
u t i l i z a n p r o t o c o lo s c o n s i s t e n t e s y s e c r e t o s c o m p a r t i d o s n o d i s c e r n i b l e s p a r a u n o p e r a d o r d e d i s p o s i t i v o , p i r a t a s i n f o r m á t i c o s o d e s a r r o l l a d o r e s n o a u t o r i z a d o s . C o m o t a l , e l s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o f u n c i o n a c o m o u n a r e d d e c o m u n i c a c i ó n p r o t e g id a c o n la c a p a c i d a d d e e j e c u t a r la s e g u r i d a d e n c u a lq u i e r n ú m e r o d e c a p a s d e c o m u n i c a c i ó n , i n c l u i d a la c a p a - 2 d e e n la c e d e d a t o s , la c a p a - 3 d e r e d , la c a p a - 4 d e t r a n s p o r t e d u r a n t e la c o n f i g u r a c i ó n y la c a p a - 5 e n la s e s ió n . p r e s e n t a c i ó n c a p a - 6 , o la a p l i c a c i ó n c a p a - 7 d u r a n t e la o p e r a c ió n .
C o m o s e d e s c r i b e , “ t r a t a m i e n t o s , s e s i o n e s y p r o t o c o lo s ” d e f i n e n s e c u e n c i a s d e f o t o e x c i t a c i ó n p a t r o n e s y o p e r a r p a r á m e t r o s i n c l u y e n d o la l o n g i t u d d e o n d a d e l L E D , m o d u l p a t r ó n a c ió n y f r e c u e n c ia , d e t r a t a m i e n t o d e d u r a c i o n e s , y la i n t e n s i d a d d e l L E D ( b r i l l o ) , j u n t o d e t e r m in a c i ó n d e la p o t e n c i a i n s t a n t á n e a , m e d i a p o t e n c i a , d o s i s t e r a p é u t i c a ( e n e r g í a t o t a l ) y , e n ú l t i m a i n s t a n c ia , e f i c a c ia t e r a p é u t i c a . P a r a d e s a l e n t a r la c o p ia o d u p l i c a c i ó n , e s t a s s e c u e n c i a s d e b e n a lm a c e n a r s e y c o m u n i c a r s e d e f o r m a s e g u r a , u t i l i z a n d o c i f r a d o y o t r o s m é t o d o s . A u n q u e a l g u n o s m é t o d o s d e s e g u r i d a d d e d a t o s y l a s c r e d e n c i a l e s d e s e g u r i d a d r e la c i o n a d a s s e p u e d e n e j e c u t a r c o m o p a r t e d e la a p l i c a c i ó n , e s d e c i r , e n L ig h t O S y L i g h t P a d O S , s e p u e d e l o g r a r u n n iv e l a d ic i o n a l d e s e g u r i d a d m e d i a n t e la i n c lu s ió n d e u n a c a p a - 5 d e " p r e s e n t a c i ó n " e n la p i l a d e c o m u n i c a c i ó n d e l c o n t r o l a d o r P B T h o s t y c u a lq u i e r c l i e n t e d e a l m o h a d i l l a L E D in t e l i g e n t e c o n e c t a d o a la r e d .
s e c o m p o r t a n c o m o s i e l c o n t r o l a d o r P B T y la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e s e c o m u n i c a r a n e n la c a p a 2 c o n lo s p a q u e t e s d i s p u e s t o s e n e l t i e m p o c o m o " m a r c o s " d e d a t o s U S B .
U n a v e z q u e la p i l a d e c o m u n i c a c i ó n 331 r e c ib e u n p a q u e t e U S B , la c a r g a ú t i l d e t e x t o c i f r a d o s e e x t r a e y s e t r a n s f i e r e a la c a p a d e p r e s e n t a c i ó n 5 d o n d e s e d e s c i f r a y s e c o n v ie r t e e n t e x t o s in f o r m a t o . E l a r c h i v o d e t e x t o s in f o r m a t o s e p a s a a la c a p a 6 d e la a p l i c a c i ó n , d o n d e e s e j e c u t a d o p o r e l s i s t e m a o p e r a t i v o L i g h t P a d O S d e la a l m o h a d i l l a L E D . S i e m p r e q u e e l L ig h t O S d e l c o n t r o l a d o r P B T y e l s i s t e m a o p e r a t i v o L i g h t P a d O S d e la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e e s t é n d i s e ñ a d o s p a r a c o m u n i c a r s e y e j e c u t a r i n s t r u c c i o n e s d e m a n e r a a u t o c o n s is t e n t e , e l e n la c e b i d i r e c c i o n a l e n t r e l a s p i l a s d e c o m u n i c a c i ó n 330 y 331 f u n c i o n a c o m o u n a m á q u i n a v i r t u a l e n la a p l i c a c i ó n c a p a - 7 , lo q u e s i g n i f i c a q u e e l d i s p o s i t i v o d i s t r i b u i d o s e c o m p o r t a d e la m i s m a m a n e r a q u e s i f u e r a u n a s o l a p i e z a d e h a r d w a r e y e n la c a p a d e p r e s e n t a c i ó n p a r a e j e c u t a r b i d i r e c c i o n a l m e n t e e l c i f r a d o y e l d e s c i f r a d o . D e e s t a m a n e r a , lo s d a t o s s e p u e d e n t r a n s f e r i r e n t r e e l c o n t r o l a d o r P B T y la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e . S in e m b a r g o , p a r a e v i t a r la c o p ia d e l c ó d ig o f u e n t e , la b i b l i o t e c a d e t r a t a m i e n t o s s e a l m a c e n a e n f o r m a c i f r a d a . P a r a m a y o r s e g u r i d a d , la c l a v e d e c i f r a d o u t i l i z a d a p a r a a l m a c e n a r l o s a l g o r i t m o s e s d i f e r e n t e a la c la v e u t i l i z a d a p a r a la c o m u n i c a c i ó n . P o r t a n t o , a n t e s d e q u e u n a r c h i v o d e t r a t a m i e n t o p u e d a c o m u n i c a r s e d e f o r m a
u s a n d o la c l a v e d e l s i s t e m a 343 c o n v i r t i e n d o e l t e x t o c i f r a d o e n t e x t o p la n o y r e s t a u r a n d o e l t r a t a m i e n t o s in c i f r a r 344 . E n e l p r o c e s o d e c i f r a d o 345 e l a r c h i v o d e t e x t o p la n o d e l a l g o r i t m o 17 s e v u e l v e a c i f r a r u t i l i z a n d o la c l a v e d e c i f r a d o 346 i n t e r c a m b i a d a c o n e l c l i e n t e d e a l m o h a d i l l a
a r c h i v o s d e t e x t o a c o n t i n u a c i ó n , s e f u s i o n ó 354 y E N C r y p t e d u t i l i z a n d o la c l a v e d e c i f r a d o 35 6 i n t e r c a m b i a d a c o n e l c o j í n i n t e l i g e n t e L E D c l i e n t . E l t e x t o c i f r a d o r e s u l t a n t e 35 7 q u e c o m p r e n d e
u e t a 35 8 y s e t r a n s m i t e 35 9 u s a n d o U S B u o t r o m e d io
. 34, l o s p a q u e t e s d e d a t o s e n t r a n t e s 3 5 9 r e c ib i d o s p o r la i n t e r f a z d e b u s 228 e n la a l m o h a d i l l a L E D 337 s e p r o c e s a n p r im e r o p a r a e l i m i n a r lo s e n c a b e z a d o s d e lo s p a q u e t e s q u e e x t r a e n la c a r g a ú t i l 360. L a a l m o h a d i l l a g C 339 lu e g o d e s c o m p r i m e 361 p a r a e x t r a e r e l a l g o r i t m o c o m b i n a d o c i f r a d o 362. E l t e x t o c i f r a d o s e d e s c i f r a l u e g o 363 u t i l i z a n d o e l i n t e r c a m b i o d e c l a v e s p a r a e x t r a e r e l a r c h i v o d e t e x t o p la n o 364 q u e c o m p r e n d e e l a l g o r i t m o d e t r a t a m i e n t o o , e n lo s c a s o s d e u n a r c h i v o d e s e s ió n , e l a l g o r i t m o c o m b i n a d o . E l a l g o r i t m o o a l g o r i t m o c o m b i n a d o 366 c o m p r e n d e e l c ó d ig o e j e c u t a b l e 365 e n la m e m o r i a v o l á t i l 334 a . D a d o q u e e l t r a t a m i e n t o s e g u a r d a e n la R A M , c u a lq u i e r i n t e r r u p c i ó n e n e l s u m in i s t r o e l é c t r i c o b o r r a r á e l a r c h i v o , lo q u e d i f i c u l t a r á la c o p ia d e l c ó d ig o e j e c u t a b l e s in c i f r a r . C o m o s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 35, la r e p r o d u c c i ó n d e p a d a u t ó n o m o d e la s e c u e n c i a P B T c o n d e s c i f r a d o e n m a s a p o s t e r i o r a la t r a n s f e r e n c i a ( p r e - r e p r o d u c c ió n ) i m p l i c a la s e l e c c i ó n d e l u s u a r io d e la s e s ió n 300 t r a n s f i r i e n d o 301 e l a r c h i v o c i f r a d o q u e u n a v e z r e c ib i d o 302 p o r e l p a d L E D s e d e s c i f r a 390 y s e c a r g a e n la R A M . E n e l p a s o 304 b , e l L i g h t P a d O S i n f o r m a a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n q u e e s t á l i s t o p a r a c o m e n z a r la s e s ió n . U n a v e z q u e e l u s u a r io c o n f i r m a q u e e s t á l i s t o s e l e c c i o n a n d o e l b o t ó n d e i n i c i o d e t r a t a m i e n t o 309 , e n lo s p a s o s 304 a s e h a b i l i t a la i n s t r u c c i ó n d e e je c u c i ó n d e s e s ió n c o m e n z a n d o e n e l p a s o 305 a , d o n d e e l c o m a n d o d e in i c i o d e s e s ió n s e e n v í a a l p a n e l L E D . L i g h t P a d O S r e s p o n d e e n e l p a s o 305 b i n i c i a n d o e l t r a t a m i e n t o m e d i a n t e la e je c u c i ó n d e l a l g o r i t m o d e t r a t a m i e n t o 314 . A m e d i d a q u e a v a n z a e l t r a t a m i e n t o , la a l m o h a d i l l a L E D o c a s io n a l m e n t e i n f o r m a s u e s t a d o 306 b a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n , i n c l u y e n d o e l t i e m p o , la t e m p e r a t u r a u o t r a i n f o r m a c i ó n d e e s t a d o d e p r o g r a m a s r e le v a n t e s , y q u é c o n t r o l a d o r P B T p u e d e u s a r . p a r a m o s t r a r e n e l p a s o 305 a . S i o c u r r e u n a c o n d i c i ó n d e f a l l a e n la a l m o h a d i l l a L E D , e n t o n c e s i n t e r r u m p a la r u t i n a d e s e r v i c i o 307 b e n L i g h t P a d O S y 307 a e n L ig h t O S p a r a c o m u n i c a r s e y p o s ib l e m e n t e n e g o c i a r q u é s e d e b e h a c e r c o n r e s p e c t o a la c o n d i c i ó n q u e c a u s a la i n t e r r u p c i ó n . U n a v e z q u e s e c o r r i g e la f a l l a , la r u t i n a d e i n t e r r u p c i ó n s e c i e r r a y e l t r a t a m i e n t o s e r e a n u d a h a s t a q u e e n e l p a s o 308 b la a l m o h a d i l l a L E D in f o r m a a l c o n t r o l a d o r P B T a n f i t r i ó n q u e e l p r o g r a m a d e t r a t a m i e n t o s e h a c o m p l e t a d o . E n r e s p u e s t a , e n e l p a s o 308 a d e f i n a l i z a c i ó n d e la s e s ió n , e l c o n t r o l a d o r P B T i n f o r m a a l u s u a r i o q u e s e h a c o m p l e t a d o la s e s ió n o e l t r a t a m i e n t o .
S e p u e d e l o g r a r u n a s e g u r i d a d a ú n m a y o r a l m a c e n a n d o e l a l g o r i t m o e n la a l m o h a d i l l a L E D e n s u f o r m a c i f r a d a . C o m o s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 36 , l o s p a q u e t e s e n t r a n t e s 3 5 9 r e c ib i d o s p o r la i n t e r f a z d e b u s 338 e n la a l m o h a d i l l a L E D 337 s e p r o c e s a n p a r a e x t r a e r la c a r g a ú t i l 360 , p o s t e r i o r m e n t e s e d e s c o m p r i m e n 361 y l u e g o s e a l m a c e n a n c o m o t e x t o c i f r a d o 368 e n
Sistema PBT Distribuido con Reproductor de Almohadilla LED
Dado que el factor de trabajo D es un valor analógico limitado entre 0% y 100%, entonces, por conveniencia, f(t) está limitado a cualquier valor entre 0,0000 y 1,0000. Si se permite que f (t) exceda 1,000, entonces el valor debe ser escalado por el valor máximo de la función, es decir, f(t) = [f (t)unscaled) / f(t)max] o la forma de onda se recortará al valor 1.000 por el proceso ^ p [f (t)] . La frecuencia de reloj PWM llamada reloj de velocidad de símbolo Osym viene dada por Osym = 1 /T
p w m . La velocidad de símbolo se deriva del reloj del sistema Osys y debe exceder la forma de onda de frecuencia más alta f (t) que se sintetiza, o se describe matemáticamente como Osys > Osym > f(t). La siguiente tabla describe los intervalos de tiempo en los que tx = (x - 1)Tp w m dividiendo cada intervalo de 500 ms en su tiempo de inicio tx (encendido) y tx (apagado).
El segundo proceso en el reproductor de LED es la función 484 de capa PWM P mostrada en la FIGURA. 41, que, en respuesta a sus paramétricos PWM de entrada 491 y Oref de reloj de referencia procesos synth cabo fichero de datos 488 para producir reproductor de PWM de salida s 493a y 493b . En funcionamiento, el reproductor 484 de PWM genera un tren de pulsos 492 Gpulse (t) modulados por ancho de pulso (PWM) que comprende el producto algebraico Gsynth (t) • Gpulso (t). La forma de onda del Gpulso (t) comprende un pulso repetido que consta de una duración ton = DTp w m y apagado durante una duración tf = (1 - D)Tp w m .
A u n q u e la f u n c i ó n d e l r e p r o d u c t o r P W M s e p u e d e r e a l i z a r e n h a r d w a r e , s e r e a l i z a f á c i l m e n t e e n s o f t w a r e . D e s c r i t o e n p s e u d o c ó d i g o l ó g i c o e n t é r m i n o s d e u n c o n t a d o r r á p i d o y x ( i n c r e m e n t a d o e n c a d a c i c l o ) , e n t o n c e s :
If ( t S x T p w m ) A N D ( t < ( ( x D ) T p w m ) )
T h e n O U T = Gsynth ( t )
E ls e O U T = 0
E l p r o c e s o c o m p l e t o d e r e p r o d u c c i ó n d e L E D s e r e s u m e e n e l e j e m p l o d e la F I G U R A . 43 u t i l i z a n d o s e c u e n c i a l m e n t e e l s i n t e t i z a d o r 483 d e f o r m a d e o n d a , e l r e p r o d u c t o r 484 P W M y e l c o n t r o l a d o r 485 d e L E D p a r a g e n e r a r e l f l u j o 497 d e c o n t r o l d e L E D . A d i f e r e n c i a d e lo s m é t o d o s d e la t é c n i c a a n t e r i o r , la a c t i v a c ió n d e L E D e n e l s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o d i v u l g a d o s e g e n e r a c o m p l e t a m e n t e d e n t r o d e u n a a l m o h a d i l l a L E D m i e n t r a s s e m a n t i e n e n v e n t a j o s a m e n t e t o d a s la s b i b l i o t e c a s d e t r a t a m i e n t o y e l c o n t r o l d e l s i s t e m a P B T e n u n c o n t r o l a d o r P B T c o m ú n , s e p a r a d o y d i s t i n t o d e la a l m o h a d i l l a o a l m o h a d i l l a s L E D . E l p r o c e s o d e g e n e r a c i ó n d e f o r m a s d e o n d a u t i l i z a u n r e lo j d e s i s t e m a d e f r e c u e n c ia O sys p r o d u c i d o d e n t r o d e l L E D p a r a r e a l i z a r s u s t a r e a s , e l i m i n a n d o a s í la n e c e s i d a d d e d i s t r i b u i r r e lo je s d e a l t a v e l o c i d a d e n l a r g a s l í n e a s . P a r a a s e g u r a r la s i n c r o n i z a c i ó n d e l r e p r o d u c t o r P W M 484 y e l c o n t r o l a d o r L E D 485 c o n e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a 483 , e l r e lo j d e l s i s t e m a O sys s e d i v i d e u t i l i z a n d o c o n t a d o r e s d e s o f t w a r e o h a r d w a r e p a r a p r o d u c i r e l r e lo j d e r e f e r e n c i a O ref. C o m o t a l , la r e p r o d u c c i ó n d e L E D d e n t r o d e u n a a l m o h a d i l l a d e L E D d e t e r m in a d a e s t o t a l m e n t e s in c r o n i z a d a . S i b ie n t a n t o e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a 493 c o m o e l r e p r o d u c t o r P W M 484 e m i t e n s e ñ a l e s P W M d i g i t a l e s q u e c o m p r e n d e n t r a n s i c i o n e s r e p e t i d a s e n t r e e s t a d o s d i g i t a l e s 0 y 1 d e d u r a c i ó n v a r i a b l e , la s a l i d a d e l c o n t r o l a d o r L E D e s a n a l ó g i c a c a p a z d e i m p u l s a r e l b r i l l o d e l L E D c o n c u a lq u i e r f o r m a d e o n d a , i n c lu id a s , e n t r e o t r a s , o n d a s c u a d r a d a s , o n d a s s i n u s o i d a l e s , a c o r d e s d e o n d a s s i n u s o i d a l e s , o n d a s t r i a n g u l a r e s , o n d a s d e d i e n t e d e s ie r r a , m u e s t r a s d e a u d io d e m ú s ic a a c ú s t i c a o e le c t r ó n i c a , m u e s t r a s d e a u d io d e s o n id o s d e p l a t i l l o s y o t r a s f u e n t e s d e r u id o y e n c u a lq u i e r f r e c u e n c ia d e n t r o d e l e s p e c t r o d e a u d io d e 20 H z a 20 k H z , e s d e c i r , d e l 0 th a la 9 th o c t a v a m u s ic a l . T a m b i é n p r o d u c e c o n d u c c i ó n L E D m o d u l a d o r a e n e l r a n g o d e i n f r a s o n i d o s , e s d e c i r , e n la - 1 st y - 2 nd o c t a v a s , p o r e j e m p lo , h a s t a 0 ,1 H z , o p a r a a c t i v a r L E D c o n c o r r i e n t e c o n t i n u a ( 0 H z ) , e s d e c i r , p r o p o r c i o n a n d o f u n c i o n a m i e n t o d e o n d a c o n t i n u a ( C W ) .
C a b e s e ñ a l a r q u e d a d o q u e c a d a p a d s e c o m u n i c a d e f o r m a i n d e p e n d i e n t e d e f o r m a a s i n c r ó n i c a c o n e l c o n t r o l a d o r P B T y d a d o q u e c a d a p a d L E D g e n e r a s u p r o p i a r e f e r e n c i a d e t i e m p o i n t e r n a p a r a la r e p r o d u c c i ó n d e l L E D , e s t r i c t a m e n t e h a b la n d o , e l P B T d i s t r ib u i d o d i v u l g a d o e s u n s i s t e m a a s i n c r ó n i c o . D i c h o e s t o , d e b i d o a la s a l t a s v e l o c i d a d e s d e r e lo j , la s r e f e r e n c i a s d e t i e m p o d e p r e c i s i ó n y la r e d d e c o m u n i c a c i ó n d e a l t a v e l o c i d a d , la f a l t a d e c o i n c i d e n c i a d e t i e m p o e n t r e l a s a l m o h a d i l l a s L E D e s t á e n e l r a n g o d e m i c r o s e g u n d o s , e s i m p e r c e p t i b l e e n e l c o n t r o l d e la i n t e r f a z d e u s u a r io y la r e s p u e s t a d e la U X y n o t i e n e n in g ú n i m p a c t o e n la e f i c a c ia d e P B T .
Síntesis de Formas de Onda en Sistemas PBT Distribuidos
E n P B T d i s t r i b u i d o s s i s t e m a s , u n c o n t r o l a d o r d e P B T d e c o n t r o l s m u c h a s a l m o h a d i l l a s L E D i n t e l i g e n t e , p o r e j e m p lo , 3 , 6 o m á s . D e b id o a la c a n t i d a d d e a l m o h a d i l l a s L E D in t e l i g e n t e s
q u e s e r e q u i e r e n , l a s c o n s id e r a c i o n e s e c o n ó m i c a s e x ig e n l i m i t a r la c o m p l e j i d a d d e la s a l m o h a d i l l a s L E D , e s p e c í f i c a m e n t e e l c o s t o y la p o t e n c i a d e p r o c e s a m i e n t o d e la a l m o h a d i l l a g P 339 . A s i m i s m o , p a r a a d m i n i s t r a r l o s c o s t o s d e lo s p r o d u c t o s , la m e m o r i a t o t a l d e n t r o d e u n a a l m o h a d i l l a L E D t a m b i é n d e b e s e r l im i t a d a . L i m i t a d o e n p o t e n c i a d e c á l c u l o y m e m o r ia , la s í n t e s i s d e f o r m a s d e o n d a d e n t r o d e u n a a l m o h a d i l l a L E D e n u n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o r e q u ie r e q u e s e c u m p l a n v a r i o s c r i t e r i o s :
• L a c a n t i d a d d e d a t o s t r a n s f e r i d o s o a l m a c e n a d o s e n la a l m o h a d i l l a L E D d e b e s e r l im i t a d a .
• L o s c á l c u l o s r e a l i z a d o s e n la a l m o h a d i l l a L E D d e b e n c o m p r e n d e r p r e f e r i b l e m e n t e c á l c u l o s a r i t m é t i c o s s im p l e s c o m o la s u m a y la r e s t a , e v i t a n d o p r o c e s o s i t e r a t i v o s c o m p l e j o s c o m o f u n c i o n e s , o p e r a c i o n e s m a t r i c i a l e s , e t c . , a m e n o s q u e s e a a b s o l u t a m e n t e i n e v i t a b l e e i n c l u s o e n t o n c e s c o n p o c a f r e c u e n c ia .
• L o s c á l c u l o s d e b e n r e a l i z a r s e e n t i e m p o r e a l c o n u n c o n s u m o m í n i m o d e e n e r g í a o c a le f a c c i ó n .
E l f u n c i o n a m i e n t o d e t a l l a d o d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a 483 s e i l u s t r a e n la
Síntesis de formas de onda con generador de funciones unitarias
E l f u n c i o n a m i e n t o d e l g e n e r a d o r d e f u n c i o n e s u n i t a r i a s 551 s e i l u s t r a e n la F I G U R A . 45 i m p l i c a s e l e c c i o n a r u n a f u n c i ó n m a t e m á t i c a y l u e g o c a l c u l a r e l v a l o r d e la f u n c i ó n p o r u n a s e r ie d e v e c e s p a r a g e n e r a r la t a b l a d e f u n c i o n e s 554 . E s t a s f u n c i o n e s s e c o n o c e n c o m o f u n c i o n e s d e “ u n id a d ” p o r q u e t i e n e n v a l o r e s a n a l ó g i c o s l im i t a d o s a n ú m e r o s r e a le s e n t r e 0 .0000 y 1.0000. E n e l g r á f i c o d e 560 s e m u e s t r a u n e j e m p l o d e u n a f u n c i ó n u n i t a r i a e n la f u n c i ó n v a r i a n t e d e t i e m p o f ( t ) = 1 , o " c o n s t a n t e " . O t r a f u n c i ó n , u n d i e n t e d e s i e r r a u n i t a r i o q u e s e m u e s t r a e n e l
g r á f i c o 561 s e d e s c r i b e m e d i a n t e la e c u a c i ó n f ( t ) = M O D ( t f , 1 ) d o n d e ( t f ) e s e l a r g u m e n t o d e la f u n c i ó n d e m ó d u lo y 1 e s la b a s e , lo q u e s i g n i f i c a q u e la f u n c i ó n e s u n a f r a c c i ó n d e c im a l l i n e a l e n t r e 0 y 1. P a r a c u a lq u i e r n ú m e r o s o b r e u n m ú l t ip l o d e 1 , la f u n c i ó n d e m ó d u l o d e v u e l v e e l r e s t o , p o r e j e m p l o s i ( t f ) = 2 , 4 e n t o n c e s M O D ( 2 , 4 ) = 0 , 4 . E n u n d i e n t e d e s ie r r a , la s f u n c i o n e s a u m e n t a n a u n o , l u e g o v u e l v e n a c e r o y s e r e p i t e n . O t r a f u n c i ó n q u e a c e le r a h a s t a u n o y la s r a m p a s d e v u e l t a h a c ia a b a j o a c e r o s i m é t r i c a m e n t e e s e l t r i á n g u l o d e o n d a s m o s t r a d a e n e l g r á f i c o 562 q u e e s t á d a d a p o r la e c u a c i ó n f ( t ) = 1 - 2 • A B S [ M O D ( t f , 1 ) - 0 , 5 ] .
L a s í n t e s i s d e u n a s o l a o n d a s in u s o i d a l o u n a c u e r d a d e t r e s o m á s o n d a s s in u s o i d a l e s d e f r e c u e n c ia s fa , fb , fc , y m a g n i t u d e s r e la t i v a s A a , A b , A c , r e s p e c t i v a m e n t e , s e p u e d e n d e s c r i b i r m e d i a n t e la e c u a c i ó n f ( t ) = A a ( 0 .5 0.5 [ A a s in ( 2 n t f a ) A b s in ( 2 n t f b ) A c s in ( 2 n t f c ) ] / [ ( A a A b A c ) ] ) 0 .5 ( 1 - A a ) .. E s t e p r o c e s o m a t e m á t i c o m o s t r a d o e n la F I G U R A . 46 m e z c la t r e s o n d a s s i n u s o i d a l e s 564 , 565 y 566 c o n g a n a n c i a 580 , 581 y 582 r e s p e c t i v a m e n t e , s u m a d a s e n u n m e z c la d o r d i g i t a l 583 u s a n d o u n a s u m a l in e a l d e p a la b r a s d i g i t a l e s .
L a s u m a d i g i t a l , la s u m a a r i t m é t i c a d e n ú m e r o s b i n a r i o s , o c t a l e s o h e x a d e c i m a l e s , e s i d é n t i c a a la s u m a d e n ú m e r o s d e c im a l e s , e x c e p t o q u e lo s n ú m e r o s c o m p r e n d e n r e p r e s e n t a c i o n e s b i n a r i a s o e q u i v a l e n t e s b i n a r i a s d e n ú m e r o s , e s d e c i r , b a s e d o s ( b 2 ) , b a s e o c h o ( b 8 ) o b a s e d i e c i s é i s ( b 16 ) , e n l u g a r d e b a s e d ie z ( b 10 ) . A u n q u e la s u m a d ig i t a l s e p u e d e r e a l i z a r u t i l i z a n d o d i s p o s i t i v o s d e d i c a d o s , la u n id a d a r i t m é t i c a l ó g i c a ( A L U ) r e s id e n t e d e n t r o d e la f u n c i ó n d e m i c r o c o n t r o l a d o r d e la a l m o h a d i l l a L E D p u e d e r e a l i z a r f á c i l m e n t e la s t a r e a s r e q u e r i d a s e n m a t e m á t i c a s b in a r i a s . C o n v e r t i r n ú m e r o s s e n o t r a b a s e , l u e g o a g r e g a r l o s e n la b a s e a l t e r n a t i v a y c o n v e r t i r l o s d e n u e v o a b a s e 10 p r o d u c e r e s u l t a d o s i d é n t i c o s . E s t e p r in c i p i o d e e q u i v a l e n c ia s e m u e s t r a e n la s i g u i e n t e t a b l a d e e j e m p l o p a r a la s u m a d e t r e s n ú m e r o s e n d i f e r e n t e s b a s e s . E n e l c o n t e x t o d e la s í n t e s i s d e f o r m a s d e o n d a , l o s n ú m e r o s q u e s e s u m a n r e p r e s e n t a n lo s v a l o r e s i n s t a n t á n e o s d e t r e s o n d a s s i n u s o i d a l e s e n u n m o m e n t o d a d o , s u m a d o s p a r a p r o d u c i r u n a s u m a d i g i t a l d e l o s t r e s n ú m e r o s . C o n f i n e s i l u s t r a t i v o s , lo s v a l o r e s d e la o n d a s in u s o i d a l s e h a n a u m e n t a d o d ie z v e c e s , e s d e c i r , d o n d e A x fx ( L ) y d o n d e A x = 10 p a r a x = 1 a 3. P o r e j e m p l o , e n u n m o m e n t o e s p e c í f i c o t 1, e l v a l o r d e la s f u n c i o n e s fa ( L ) ) = 1 ; fb ( b ) ) = 0 , 5 ; y fc ( t 1) ) = 0.5. E n u n c a s o d o n d e lo s f a c t o r e s d e g a n a n c i a e s t á n p o n d e r a d o s u n i f o r m e m e n t e , e s d e c i r , d o n d e A a = 10 , A b = 10 y A c = 10 , e n t o n c e s la s u m a 10 ( I fx ( L ) ) = 20. P a r a c o n v e r t i r e s t e n ú m e r o e n u n a f u n c i ó n u n i t a r i a , la s u m a r e s u l t a n t e s e d e b e e s c a la r a u n n ú m e r o f r a c c i o n a r i o e n t r e u n r e s u l t a d o e n t r e 0 , 000 y 1 , 000 , u n a t a r e a r e a l i z a d a p o r la f u n c i ó n d e r a n g o a u t o m á t i c o 584.
Para cada punto de tiempo tx , dividir Ax ( I fx (tx)) por la suma de los multiplicadores de ganancia (Aa + Ab + Ac) proporciona un promedio del acorde combinado. En el caso de una ponderación uniforme, es decir, donde Ax = 10, la suma de estos factores de ganancia (Aa + Ab + Ac ) = 30. Aplicada a la suma anterior , la escala de rango automático convierte la suma de 20 en la número escalado de rango automático 20/30 = 0,666 , el mismo número que se obtiene promediando tres números que tienen valores instantáneos de 1,0; 0,5 y 0,5. La función de rango automático también funciona cuando las ondas sinusoidales se combinan con una ponderación no uniforme, donde uno o más componentes de frecuencia de la onda sinusoidal dominan la mezcla. Para examp le, una mezcla en la que Aa es 20% del total , Ab es 40% , y en la que Ac = 40% yields la siguiente mezcla de señales de la
En este caso (Aa+Ab+Ac) = 100 mientras que g(t) = 70, por lo que la salida de la función de rango automático es 0,7. La función de rango automático emplea un multiplicador positivo Aa > 0 se usa para escalar la señal para compensar la compresión de magnitud. Porque el escalar Aa cambia no solo la función sino que también cambia su valor promedio, el desplazamiento DC término de corrección 0.5 (1- Aa) se añade a la suma de ondas sinusoidales para volver a centrar la espalda media de función hasta 0,5 .
FIGURA. 47 ilustra varias ondas sinusoidales y acordes de ondas sinusoidales hechos de acuerdo con el generador de funciones unitarias. En los ejemplos mostrados, se generan tres ondas sinusoidales separadas por una octava (es decir, fc = 2fb = 4fa) con varios factores de ganancia para producir una variedad de funciones complejas. Los factores de ganancia [Aa, Ab, Ac] controlan la mezcla o "combinación" de componentes de frecuencia. Debido a que los
c o m p o n e n t e s s e p r o m e d ia n , l o s f a c t o r e s d e g a n a n c i a p u e d e n s e r c u a lq u i e r n ú m e r o r e a l p o s i t i v o . S in e m b a r g o , p o r c o n v e n i e n c i a , l o s t r e s f a c t o r e s s e p u e d e n e s c a la r e n p o r c e n t a j e s . E n a l g u n o s c a s o s , l o s f a c t o r e s d e p o n d e r a c i ó n s o n c e r o , lo q u e s i g n i f i c a q u e la o n d a s i n u s o i d a l d e f r e c u e n c ia p a r t i c u l a r e s t á a u s e n t e d e la m e z c la . P o r e je m p lo , e n e l g r á f i c o 5 6 4 , [ A a , A b, A c ] = [ 1 , 0 , 0 ] d e m o d o q u e s o lo e s t á p r e s e n t e la s i n u s o i d e f a . D e m a n e r a s im i l a r , e n e l g r á f i c o 5 6 5 d o n d e [ A a , A b, A c ] = [0 , 1 , 0 ] , s o lo e s t á p r e s e n t e la s i n u s o i d e d e o c t a v a m e d i a f b y e n e l g r á f i c o 5 6 6 d o n d e [ A a , A b, A c ] = [0 , 0 , 1 ] , s o lo e s t á p r e s e n t e la s i n u s o i d e d e o c t a v a m á s a l t a .
L a f i g u r a t a m b i é n i l u s t r a u n a v a r i e d a d d e a c o r d e s m e z c la d o s . E l g r á f i c o 567 m u e s t r a u n a c o m b i n a c i ó n p o n d e r a d a u n i f o r m e m e n t e d e s i n u s o i d e s d e f r e c u e n c ia s f a y f b e l g r á f i c o 5 6 8 r e p r e s e n t a u n a c o m b i n a c i ó n u n i f o r m e p o n d e r a d a d e s i n u s o i d e s d e f r e c u e n c ia s f a y f b y e l g r á f i c o 5 6 9 r e p r e s e n t a u n a c o m b i n a c i ó n u n i f o r m e p o n d e r a d a d e s i n u s o i d e s d e f r e c u e n c ia s f b y f c . M e z c la s d e f o r m a d e s ig u a l m i x t o s d e u n a o n d a s e n o i d a l c o n d o s 2 / 3 rd p o n d e r a c i ó n d e f r e c u e n c ia f a y 1 / 3 rd o n d a s i n u s o i d a l d e f r e c u e n c ia f b s e m u e s t r a n e n e l g r á f i c o 5 7 0 . T r e s m e z c la s d e o n d a s s i n u s o i d a l e s i n c lu y e n e l a c o r d e 572 p o n d e r a d o u n i f o r m e m e n t e y e l a c o r d e 571 d e o n d a s i n u s o i d a l p o n d e r a d o d e m a n e r a d e s ig u a l d o n d e [ A a , A b, A c ] = [ 0 , 2 ; 0 , 4 ; 0 , 4 ] . E l c á l c u l o a l g e b r a i c o d e s in ( 0 ) d o n d e 0 = f x t p a r a x = a , b , c ... r e q u i e r e e l c á l c u l o d e u n a s e r ie d e p o t e n c i a s [ h t t p : / / w w w 2 . c l a r k u . e d u / ~ d j o y c e / t r i g / c o m p u t e . h t m l ] p a r a c a d a e v a lu a c i ó n s in ( 0 )
(fat )3 (fat )5 (fat)7 (fat)9 (fat) 11 (fat)13
Sin(fat) = (fat ) - ^ ^ 5 L .
7! 9! 11! 13!
(fbt)3 (fbt)5 (fbt)7 (fbt)9 (fbt)11 (fbt)13
sin(fbt) = (fbt ) - ^ ^ -
" 7! 9! 11! 13!
(fct )3 (fct )5 (fct)7 (fct)9 (fct)11 (fct)13
sin(fct) = (fct ) - i | ^ ^ _
7! 9! 11! 13!
Síntesis de Formas de Onda con rocesador de Primitivas
Un método alternativo, mucho menos intensivo desde el punto de vista computacional y mejor adaptado a la capacidad informática limitada de la almohadilla LED pP 339, es el uso de una consulta de tabla que evalúa una función. Para las funciones periódicas, el valor de la función en incrementos regulares del período, por ejemplo, en ángulos fijos o porcentajes fijos, puede calcularse previamente y cargarse en tablas denominadas aquí como "primitivas" de función. Por ejemplo, dado que el valor de un sin (0) depende del ángulo de su argumento 0 donde
sin0° = 0
sin 15° = (V6 - V 2 )/4
sin 30° = 1 /2
sin 45° = V 2 /2
sin 60° = V 3 /2
sin 75° = (V6 V 2 )/4
sin 90° = 1
Dado que la función seno es periódica, no hay razón para recalcular los mismos valores cada vez que se requiera la evaluación sin(0). En tal caso, el uso de una tabla de consulta es potencialmente beneficioso.
Las tablas de búsqueda , sin embargo, enfrentan varios obstáculos fundamentales : por un lado, la tabla solo puede devolver un valor de la función en la misma condición de entrada para la que se calculó previamente, es decir, con el mismo argumento. J UST porque la tabla contiene el valor de sen (45°) no significa que conoce el valor de sen (22°). En una llamada de subrutina a una tabla de búsqueda, no es probable que el argumento de entrada coincida con sus argumentos disponibles, a menos que los dos se desarrollen conjuntamente para asegurar que emplean los mismos valores. Otro tema en el uso de búsqueda tablas es el problema de la ecuación rígida, la realización de alta - resolución de formas de onda de síntesis a través de lo largo de muchos ordenes de magnitud de la frecuencia. Por ejemplo, si una sinusoide 20 kHz (9th octava) se sintetiza utilizando métodos PWM con una precisión de 16 bits, la tasa de muestra requerido es (20,000 Hz) (162) = 1.310.726.000 Hz o aproximadamente 1,3 GHz. Si en la misma simulación, se agrega un patrón de excitación de infrasonido a 0.1Hz (-2nd octava) al acorde, el período del componente de onda de baja frecuencia es T = 1/f = 1/ (0,1 Hz) = 10 seg. Esto significa que para mantener la resolución requerida en la novena octava mientras se sintetiza una sola onda infrasónica de 10 segundos se requiere una tabla de (1,3GHz) (10sec) = 13 mil
m i l l o n e s d e p u n t o s d e d a t o s . U n a t a b l a d e d a t o s t a n g r a n d e n o s o lo r e q u ie r e d e m a s i a d o t i e m p o p a r a la t r a n s f e r e n c i a d e l c o n t r o l a d o r P B T a l p a n e l L E D i n t e l i g e n t e , s i n o q u e t a m b i é n r e q u ie r e d e m a s i a d a m e m o r ia .
P a r a r e s o l v e r e l p r o b l e m a d e la s c o t i z a c io n e s r í g i d a s m i e n t r a s s e a s e g u r a n lo s a r g u m e n t o s c o i n c i d e n t e s e n t r e la s l l a m a d a s d e s u b r u t i n a y l a s t a b l a s d e b ú s q u e d a , u n m é t o d o i n v e n t i v o q u e s e d e s c r i b e e n e s t e d o c u m e n t o u t i l i z a p r im i t i v a s d e f o r m a d e o n d a p e r i ó d i c a s p r e d e f i n i d a s , c o m o o n d a s s i n u s o i d a l e s o f u n c i o n e s l i n e a l e s ( e s c a l a r e s ) , c o m b i n a d a s c o n u n a s e r ie d e c o n t a d o r e s . c o m p a r t i r u n a b a s e n u m é r i c a c o m ú n , p o r e j e m p l o b a s e 2. E l t é r m i n o “ p r im i t i v o s ” c o m o s e u t i l i z a a q u í s i g n i f i c a t a b u l a r tiem po in d ep e n d e n t d e s c r i p c i ó n d e u n a f o r m a d e o n d a - u n o d o n d e s e d e s c r i b e la f o r m a d e o n d a u s a n d o a r g u m e n t o s e s p e c i f i c a d o s c o n r e la c ió n a l p e r i o d o d e la f u n c i ó n d e T y n o a t i e m p o a b s o l u t o . P o r e je m p lo , e n f u n c i o n e s l i n e a le s c o m o u n a o n d a d e d i e n t e d e s ie r r a , i n g r e s a r u n a r g u m e n t o r e c t i l í n e o ( c a r t e s i a n o ) e n la t a b l a d e b ú s q u e d a d e v u e l v e u n v a l o r ú n ic o . E n u n a u n id a d l i n e a l d e d i e n t e d e s i e r r a q u e p a s a d e 0 a 1 d u r a n t e u n p e r í o d o T , la e n t r a d a p e s s in u n id a d , d o n d e a l 25 % d e T la f u n c i ó n " s a w ( p ) " t i e n e u n v a l o r d e 0 , 25 , a l 78 % d e T la f u n c i ó n s a w ( p ) t i e n e u n v a l o r 0 , 78 , e t c . P a r a a c o m o d a r c i c l o s r e p e t i d o s , e s b e n e f i c i o s o e x p r e s a r la e n t r a d a d e a r g u m e n t o " p " u s a n d o la f u n c i ó n d e m ó d u lo M O D ( a r g u m e n t o , l í m i t e ) d o n d e M O D ( p , 1 ) p a r a e n t r a d a s p o s i t i v a s d e v u e l v e u n v a l o r a c o t a d o e n t r e 0 y 1 , e s d e c i r , e l r e s t o d e s p u é s d e la d i v i s i ó n p o r e l m ú l t ip l o e n t e r o m á s g r a n d e d e l l í m i t e . P o r e j e m p l o M O D ( 0 , 78 , 1 ) = 0 , 78 , M O D ( 5 , 78 , 1 ) = 0 , 78 y M O D ( z .78 , 1 ) = 0 , 78 p a r a c u a lq u i e r v a l o r d e z . C o m o t a l , s o lo s e r e q u i e r e n d a t o s q u e c u b r a n u n p e r í o d o T p a r a d e s c r i b i r c u a lq u i e r f o r m a d e o n d a r e p e t i d a .
L a m i s m a f u n c i ó n s e a p l i c a a l a s c o o r d e n a d a s p o la r e s . L a e v a lu a c i ó n d e s in ( M O D (0 , 36 0 ° ) ) p r o d u c e u n a s e c u e n c i a r e p e t i d a d e v a l o r e s e n t r e s in ( 0 ° ) y s i n ( 3 59 , 99 ... ° ) . A 360 ° e l c i c l o c o m p l e t o s e r e p i t e p o r q u e s in ( M O D ( 360 ° , 360 ° ) ) = s in ( 0 ° ) . T e n g a e n c u e n t a q u e e n e l c ó d ig o r e a l o e n l a s h o ja s d e c á l c u l o , lo s a r g u m e n t o s d e á n g u l o 0 d e s in o c u a lq u i e r o t r a f u n c i ó n t r i g o n o m é t r i c a s e e x p r e s a n e n r a d i a n e s , n o e n g r a d o s , p e r o e l p r in c i p i o d e la f u n c i ó n d e m ó d u lo y s u a p l i c a c i ó n s i g u e n s i e n d o lo s m is m o s . U c a n t a r la f u n c i ó n d e m ó d u lo d e la m a n e r a d e s c r i t a , e l t a m a ñ o d e u n lo o k u p m e s a p a r a c u a lq u i e r f u n c i ó n p e r i ó d i c a p u e d e e s t a r l im i t a d o a u n s o lo p e r í o d o d e la r e d u c c i ó n d e l t a m a ñ o d e la t a b l a d e f o r m a e s p e c t a c u la r . E l n ú m e r o d e p a r e s d e d a t o s e n c a d a t a b l a d e b ú s q u e d a e s , p o r t a n t o , ig u a l a la r e s o l u c i ó n p r in c i p a l ^ p r o p o r c i o n a n d o u n a c o r r e s p o n d e n c i a u n o a u n o e n t r e u n a e n t r a d a O x a u n a t a b l a d e b ú s q u e d a y s u s a l i d a fx d o n d e p a r a c u a lq u i e r o c t a v a x , la r e la c ió n O x = ^x fx d e s c r i b e la t r a n s f o r m a c i ó n r e a l i z a d a p o r la l l a m a d a a la s u b r u t i n a d e la t a b l a d e b ú s q u e d a .
f 8 = O s / &8
f3 = O 3 / &3
f 1 = O 1 / &
y e n g e n e r a l fx = O x / &x. E n t o n c e s , e n f u n c i o n a m i e n t o , e l p r o c e s a d o r 552 d e p r im i t i v a s d e i m p l e m e n t a c i ó n d e s u m a d e f o r m a s d e o n d a d e 10 o c t a v a s u s a n u e v e c o n t a d o r e s b i n a r i o s 598 a 590 p a r a g e n e r a r d ie z f r e c u e n c ia s d e r e lo j q u e c o m p r e n d e n la e n t r a d a O g = O sym y l o s r e lo je s
del sintonizador (contador) 599. Por conveniencia, la velocidad de símbolo is sym es equivalente a la señal de reloj 9 para síntesis de forma de onda de novena octava, pero esta relación es arbitraria. Cualquier tasa de símbolo superior a la resolución PWM de la frecuencia sintetizada más alta, donde 0sym ^ s^ym fmax será suficiente. La cascada de contador se puede realizar mediante hardware o software. Aunque se puede utilizar un contador de ondulación, se prefiere un contador síncrono para evitar el cambio de fase del reloj. Un contador de ondulación es una cascada de contador donde la salida de cada etapa del contador está disponible instantáneamente al mismo tiempo que se ingresa a la siguiente etapa. Debido al retardo de propagación a través de cada etapa del contador, las salidas de los relojes de frecuencia más alta cambian de estado antes que los relojes de frecuencia más baja. Por lo tanto, el estado cambia "rizado s " hacia abajo en la cascada, donde el primer reloj 09 cambia de estado, seguido un momento después por 08 y luego 07 , 06, 05 , etc. ondulando como una ola que atraviesa la superficie de un estanque.
Por el contrario, un contador síncrono funciona sincrónicamente , donde aunque el contador digital tarda en ondular a través de la cadena del contador, las salidas solo cambian al mismo tiempo que un pulso de reloj de sincronización. De esta manera, la ondulación de la señal a través de la contra cascada es invisible para el usuario. Más específicamente, ya sea implementado en hardware o en software, un contador síncrono funciona como un contador de ondas pero con un flip-flop tipo D [https://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)] salidas bloqueadas. El flip-flop D retiene su estado anterior hasta que se habilita mediante una señal de enclavamiento con la tabla de verdad correspondiente , es decir, el estado alto o bajo de la entrada de datos se copia a la salida del enclavamiento solo cuando el reloj de sincronización sube, después de lo cual el reloj de sincronización puede volver bajo y la salida del flip flop permanecerá bloqueada en cualquier estado en la entrada D en el momento del último pulso del reloj de sincronización hasta que se produzca el siguiente pulso de sincronización. Durante ese intervalo entre pulsos de reloj, la salida de cada etapa del contador puede cambiar sin que la transición aparezca en la salida del contador. Para evitar el desorden en el esquema, los contadores 599 a 590 pueden representar un contador síncrono sin explícita de picting la D del flip-flop picaporte o un ny sincronización entrada de reloj. Para asegurar que las transiciones de reloj se ondulen completamente a través de la cascada de contador antes de actualizar el estado de las salidas de reloj 09 a 00 , el pulso de reloj de sincronización se deriva de la transición de estado del reloj de frecuencia sintetizada más baja, en este ejemplo representado como 00.
La velocidad de símbolo Osym alimenta la cascada del contador se genera a partir de la frecuencia de reloj del sistema Osys utilizando un “sintonizador” de contador programable 599. La frecuencia de reloj de símbolo Osys se genera para producir una frecuencia de salida máxima fmax a una resolución ^sym. El valor de la resolución primitiva ^sym es una entrada programable al sintonizador 599 que puede cambiarse dependiendo de la síntesis de forma de onda que se esté realizando. La variable numérica ^sym, a la que aquí se hace referencia como " resolución de símbolo primitivo " se define como la resolución de la frecuencia sintetizada más alta donde ^sym = Osym / fmax tiene un valor que puede oscilar entre 24 y 65.536 dependiendo de la precisión de síntesis requerida. Por ejemplo, seleccionar ^sym = 96 en la síntesis de onda sinusoidal significa que p o la onda sinusoidal de tono más alto del sintetizador está relacionada con la frecuencia del reloj del símbolo por la relación Osym = ^sym fmax = 96 fmax donde 90 ° de arco usa 24 puntos, un punto cada 3,75 °. En operación s rocedimien t uner 599 produce el entero cascada de frecuencias derivadas de y sintonizados con el reloj de símbolo Osym tasa. La resolución del ^sym no necesita coincidir con la resolución de las tablas de búsqueda de octavas inferiores . Se pueden emplear diferentes niveles de precisión ^ para las tablas de búsqueda 619 a 600 o, alternativamente, se puede emplear la misma tabla de búsqueda de precisión para generar algunos o todos los componentes de frecuencia requeridos. Alternativamente, se puede usar la misma tabla de búsqueda para cada onda sinusoidal generada. En tales casos, cada frecuencia de onda sinusoidal f x tiene una precisión idéntica ^ = %7... ^1 = ô .
Debido a que toda la cascada del contador se maneja desde una frecuencia de reloj de símbolo común Osym la relación de frecuencia exacta de las formas de onda sintetizadas se define con precisión por la frecuencia del contador Ox y la resolución de la tabla de búsqueda correspondiente x^ . Aunque esta relación se muestra usando contadores binarios (dividir por 2 ) , no hay restricción en cuanto a cuál puede ser el divisor del contador. Es conveniente dividir por dos porque equivale a reducir a la mitad la frecuencia, equivalente en escalas musicales a una octava o doce semitonos. Sin embargo, los contadores pueden utilizar cualquier combinación en cascada de contadores, cada uno con diferentes divisores. Alternativamente, se pueden emplear
c o n t a d o r e s p r o g r a m a b l e s , d o n d e e l c o n t e o s e c a r g a e n e l c o n t a d o r . A d e m á s , d a d o q u e lo s c o n t a d o r e s o p e r a n a v e l o c i d a d e s d e r e lo j f i j a s y c o m p l e t a n u n p e r í o d o d e o s c i l a c i ó n c o m p l e t o e n c a d a p o in t s x p u n t o s d e d a t o s , e s d e c i r , u n c i c l o c o m p l e t o d e u n a t a b l a d e b ú s q u e d a , e n t o n c e s s e c o n o c e c o n p r e c i s i ó n e l t i e m p o r e la t i v o y la f a s e d e d o s f u n c i o n e s p e r i ó d i c a s c u a le s q u i e r a . D a d o , p o r e je m p l o , d o s o n d a s s i n u s o i d a l e s q u e t i e n e n f r e c u e n c ia s fx y fy d o n d e
fx = O x / Sx
fy = O y / Sy
e n t o n c e s la r e la c ió n d e f r e c u e n c ia d e la s f o r m a s d e o n d a v i e n e d a d a p o r
fx _ ^x^y
f y
^y^x
E s t a r e la c ió n e s i l u s t r a t i v a d e q u e e l e s c a la d o d e f r e c u e n c ia s e p u e d e r e a l i z a r c a m b i a n d o e l r e lo j O x o c a m b i a n d o la r e s o l u c i ó n Sx d e la t a b l a d e b ú s q u e d a . P o r e j e m p lo , s i p r e s e n t a r u n a r e s o lu c ió n c o n s t a n t e d e b ú s q u e d a s e u t i l i z a c u a n d o Sx = Sy = 24 , e n t o n c e s la r e la c ió n d e f r e c u e n c ia s fx /fy d e l a s o n d a s s i n u s o i d a l e s s i n t e t i z a d o s d e p e n d e s ó lo d e la r e la c i ó n d e v e l o c i d a d e s d e r e lo j O x / O y
f x _ ^ x
f y
$ y
E n t a l e s c a s o s , u n a r e la c ió n d e f r e c u e n c ia d e r e lo j O x / O y = 4 , l o s r e s u l t a d o s e n d o s d e o n d a s i n u s o i d a l d e la m i s m a n o t a p e r o d o s o c t a v a s d e d i f e r e n c i a , p o r e j e m p lo , la n o t a m u s ic a l A e n 1 760 H z e n la 6 th o c t a v a y la n o t a m u s ic a l A e n 440 H z e n la 4S o c t a v a . F I G U R A . 48 B i l u s t r a u n a o n d a d u a l s i n e e j e m p l o s u m a n d o d o n d e s ó lo e l 6 ° y 4 ° c o n m u t a o c t a v a 606 y 604 e s t á n h a b i l i t a d o s y s e u t i l i z a p a r a a c c e d e r a l o s d a t o s e n la s t a b l a s d e o n d a s i n u s o i d a l d e b ú s q u e d a 61 6 y 614 c a d a f o r m a d e o n d a q u e t i e n e u n a r e s o l u c i ó n p r im i t i v a S 6 = S 4 = 24. L a s s a l i d a s s e a m p l i f i c a r o n b g a n a n c i a d i g i t a l y a m p l i f i c a d o r e s 626 y 624 a c o n t i n u a c i ó n s e m e z c la r o n e n n o d o d e s u m a d ig i t a l d e 630 p a r a p r o d u c i r u n a m e z c la e d f o r m a d e o n d a d e s a l i d a . E n f u n c i o n a m i e n t o , e l s i n t o n i z a d o r ( c o n t a d o r ) 599 g e n e r a r e lo j d e s í m b o l o O sym d e s d e e l r e lo j d e l s i s t e m a O sys . L a c a s c a d a d e - f2 c o n t a d o r e s 598 , 597 , y 596 d i v i d e e l s í m b o l o d e r e lo j O sym p a r a p r o d u c i r 6 th r e lo j o c t a v a O s y p o r l o s c o n t a d o r e s 595 y 594 p a r a g e n e r a r 4 th r e lo j o c t a v a O 4.
El acorde de 2 ondas sinusoidales resultante viene dado por la suma
g(t) = 0,5 0,5[Ae sin (fe t) A4 sin f t)] = 0,5+0,5[Ae sin (Osym t/192) A4 sin (Osym t/768)]
El multiplicador 0,5 0,5 [expresión periódica] se usa para asustar la magnitud máxima de la onda sinusoidal de ±0.0 a ± 0,5 centrada en un valor promedio cero. El sumador 0,5 desplaza la curva hacia arriba en 0,5 para abarcar un rango positivo entre 0,000 y 1,000. Por permitiendo octava conmutador 601 como se muestra en la FIGURA. 48C, los componentes de la tabla de búsqueda 611 impulsada por el reloj O1 se agregan al acorde. Reloj O1 se genera a partir del reloj 04 utilizando los contadores 593, 592, y 591. El agregado 1 st componente de frecuencia de octava está dada por
y el acorde de 3 ondas sinusoidales resultante viene dado por la suma
g(t) = 0,5+0,5[Ae sin (fe t) A4 sin f t) A1 sin ( f t)] = 0,5+0.5[Ae sin (Osym t/192) A4 sin (Osym t/768) A1 sin (Osym t/6144)]
Como se describe, el método de síntesis anterior utiliza una única forma de onda primitiva para generar simultáneamente dos o tres cuerdas de onda sinusoidal.
Los detalles adicionales del funcionamiento del procesador de primitivas se ilustran en la síntesis de un solo acorde primitivo ilustrado en la FIGURA. 49. Como se muestra, el sintonizador 599 comprende dos contadores: los contadores de reloj del sistema 640 y el contador de bloqueo del símbolo c 641. El contador de reloj del sistema es un contador que convierte el reloj del sistema gC que tiene una frecuencia Osys en una frecuencia de reloj de referencia Oref a una frecuencia fija conveniente (por ejemplo, 5 MHz). El contador de reloj de símbolo luego convierte
O re t a la f r e c u e n c ia d e r e lo j d e s í m b o l o O sym u s a d o p a r a d e f i n i r la f r e c u e n c ia d e r e f e r e n c i a d e la c a s c a d a d e c o n t a d o r p a r a la s í n t e s i s s i n u s o id a l . E n e l e j e m p l o m o s t r a d o , lo s c o n t a d o r e s 598 a 5 93 c o m p r e n d e n c o n t a d o r e s b i n a r i o s , q u e g e n e r a n m ú l t ip l e s f r e c u e n c ia s s i n u s o i d a l e s c a d a u n a d e l a s c u a le s s e s e p a r a u n a o c t a v a , c o m o s e d e s c r i b e e n la t a b l a a n t e r i o r . I n s p e c c i o n e m á s a f o n d o la s r e v e l a c i o n e s d e i o n e s e n b u s c a d e u n a c a s c a d a d e c o n t a d o r b in a r i o :
• L a f r e c u e n c ia d e r e lo j O x e n c a d a o c t a v a e s u n m ú l t ip l o d e 2 d e la f r e c u e n c ia d e s í m b o l o O sym .
• L a f r e c u e n c ia fx d e c a d a o c t a v a e s u n m ú l t ip l o d e 2 d e la f r e c u e n c ia m á x im a s i n t e t i z a d a fmax q u e e s , s in l i m i t a c ió n , q u e s e i l u s t r a e n e l 9 th o c t a v a d e la e s c a la m u s ic a l .
A este respecto, el procesador primitivo revelado representa un sistema "afinado" en el que todo el sintetizador de varias octavas se establece en una sola frecuencia de "tecla" análoga a afinar un instrumento musical monofónico en una sola nota o tecla, por ejemplo, un instrumento afinado en la clave de A. Por esta razón, el funcionamiento del contador de reloj de símbolos 641 se establece mediante dos parámetros, a saber, selección de la tecla fkey 642 y la tabla de búsqueda 645 que tiene una resolución primitiva $sym. Como se muestra, la tabla de búsqueda 645, almacenada en la memoria volátil o no volátil dentro de la almohadilla LED, se selecciona mediante algún identificador como el código hexadecimal 643, o algún código binario equivalente 644 del mismo.
Dado que todo el sintetizador está sintonizado en múltiplos de octava, la elección de la entrada 642 de selección de la fkey es arbitraria. Para mayor comodidad, la sintonización digital se puede basar de acuerdo con los estándares internacionales de frecuencias para el tono. Por ejemplo, el tono "A" por encima del C medio en la cuarta octava tiene una frecuencia de 440 Hz. Este tono de 440 Hz se considera el estándar de afinación general para el tono musical [https://en.wikipedia.org/wiki/A440_(pitch_standard)]. Conocido como A440, A4 o el campo de Stuttgart, la Organización Internacional de Normalización lo clasifica como ISO-16. La adaptación de este standar d para la primitiva procesador, el sintetizador se describe está sintonizado a una tecla específica por s eligen una nota o frecuencia en la cuarta octava.
Específicamente, la entrada " key select" 642 establece la nota o frecuencia en la 48 octava a la que se sintoniza todo el sintetizador. Si la se elige la frecuencia máxima sintetizada estar en el 9th octava del espectro de audio y arbitrariamente seleccionamos el 4th octava como el rango de entrada de frecuencia para sintonizar el sintetizador, entonces el 9 ° octava y la cuarta octava difieren en 5th octavas. Dado que 25 = 32, significa que fmax = f9 = 32f4 y ajuste de acuerdo con la tecla seleccione 642 la frecuencia máxima fmax = 32fkey . Dado 0 sym = $sym fmax entonces 0 sym =
^sym (32 fk e y ) . P o r e j e m p lo , s e t t in g “ t e c l a d e s e l e c c i ó n ” a 440 H z ( A e s t á n d a r p o r e n c im a d e C m e d ia ) d o n d e f4 = 440 H z y d o n d e fmax = 32 fkey = 32 ( 440 H z ) = 14 , 080 H z e s c a la a u t o m á t i c a m e n t e t o d o e l e s p e c t r o d e f r e c u e n c ia s s i n t e t i z a d a s d i s p o n i b l e s h a s t a q u e f9 = 14 , 080 H z , fa = 7 , 040 H z , f 7 = 3 , 520 H z , fe = 1 , 760 H z , fs = 880 H z , f 4 = 4400 H z , f 3 = 220 H z , f 2 = 110 H z , f i = 55 H z , fe =
O sym = W n (32 fk e y ) = 24 ( 32 ) ( 440 H z ) = 337 , 920 H z ,
Tsym = 1 / O sym = 1 / ( 337 , 920 H z ) = 2 .96 g s
E s t a t a s a d e s í m b o l o c o r r e s p o n d e a u n a f r e c u e n c ia m á x im a s i n t e t i z a d a fmax e n la n o v e n a o c t a v a d o n d e fmax = f 9 = 0 sym /^sym = ( 337 .920 H z ) / 24 = 14 , 080 H z c o n u n p e r í o d o c o r r e s p o n d i e n t e T 9 = 1 / f9 = 71 .02 g s g s q u e t a m b i é n e s e q u i v a l e n t e a Tsym ^sym = ( 2 , 9592 ... g s ) ( 24 ) = 71 .02 g s .
A l e s t a b l e c e r u n a r e f e r e n c i a d e t i e m p o u t i l i z a d a e n la c a s c a d a d e l c o n t a d o r b i n a r i o , la t a b l a d e p r im i t i v a s d e s e n o i n d e p e n d i e n t e d e l t i e m p o 645 s e t r a n s f o r m a e n u n a d e s c r i p c i ó n b a s a d a e n e l t i e m p o d e la f u n c i ó n 646 a , e s p e c í f i c a m e n t e g ( t ) . E l m i s m o s í m b o l o d e r e lo j d e l r e lo j O sym e s la b a s e d e t i e m p o p a r a la g e n e r a c i ó n d e r e lo j e s 06 y 04 u s a d o p a r a s in t e t i z a r 6 th y 4 th o c t a v a s i n u s o i d e s 647 a y 648 a , e s p e c í f i c a m e n t e
06 = 0 s y m / 8 = ( 337 , 920 H z ) / 8 = 42 , 240 H z , h a v in g a p e r i o d 1 / 06 = 1 / ( 42 , 240 H z ) = 23 .67 g s
04 = 0 s y m / 32 = ( 337 , 920 H z ) / 32 = 10 , 560 H z h a v in g a p e r i o d 1 / 04 = 1 / ( 10 , 560 H z ) = 94 .79 g s
E s t o s r e lo j e s s e u t i l i z a n p a r a s in t e t i z a r d o s o n d a s s i n u s o i d a l e s s í n c r o n a s q u e t i e n e n f r e c u e n c ia s fe y f4 c o n l a s s i g u i e n t e s f r e c u e n c ia s
f 6 = 06 / ^ 6 = ( 42 , 240 H z ) / 24 = 1 , 760 H z w i t h a c o r r e s p o n d i n g p e r i o d T 6 = 1 f = 568 g s f4 = 0 V ^ 4 = ( 10 , 560 H z ) / 24 = 440 H z w i t h a c o r r e s p o n d i n g p e r i o d T 4 = 1 /f4 = 2 , 273 g s
D e la m a n e r a p r e s c r i t a , l a s o n d a s s i n u s o i d a l e s d e ig u a l r e s o l u c i ó n p e r o d e d i f e r e n t e f r e c u e n c ia s e p u e d e n s in t e t i z a r c o n u n r e lo j c o m ú n y u n a ú n ic a f o r m a d e o n d a p r im i t i v a . E n o t r a s p a la b r a s , la t a b l a p r im i t i v a e s t a b l e c e la f o r m a d e la o n d a m i e n t r a s q u e la r e s o l u c i ó n ^ y lo s r e lo je s c o n t a d o r e s d e t e r m in a n la s f r e c u e n c ia s d e l a s o n d a s s i n u s o i d a l e s g e n e r a d a s . L a s i g u i e n t e t a b l a e j e m p l a r m u e s t r a la r e la c ió n e n t r e e l a r g u m e n t o d e la f u n c i ó n s in u s o i d a l 0 m e d i d a e n g r a d o s ( o e n r a d ia n e s ) , la f u n c i ó n d e o n d a s in u s o i d a l u n i t a r i a n o r m a l i z a d a 0 , 5 0 , 5 s in ( 0 ) , y lo s t i e m p o s c o r r e s p o n d i e n t e s a lo s e s t a d o s d e la s s i n u s o i d e s q u e o s c i l a n a f r e c u e n c ia s fmax e n la n o v e n a o c t a v a , f6 e n la s e x t a o c t a v a y f4 e n la c u a r t a o c t a v a .
A u n q u e la t a b l a r e v e l a u n p a t r ó n d e t a l l a d o e n t r e 0 ° y 90 ° , e n a r a s d e la b r e v e d a d , la s d e s c r i p c i o n e s d e t a l l a d a s d e 15 ° d e lo s o t r o s t r e s c u a d r a n t e s s o n r e d u n d a n t e s y s e h a n e x c lu id o ( d e b i d o a q u e la s i n u s o i d e e s u n a f u n c i ó n s i m é t r i c a , l o s c u a t r o c u a d r a n t e s s e p u e d e n c o n s t r u i r a p a r t i r d e la d a t o s d e u n c u a d r a n t e ) . E l t i e m p o r e q u e r i d o p a r a c o m p l e t a r e l c i c l o d e 360 ° d e u n a o n d a s in u s o i d a l , e s d e c i r , e l p e r í o d o T , d e p e n d e d e la f r e c u e n c ia d e la o n d a s in u s o i d a l . P o r e j e m p lo , d e a c u e r d o c o n lo s c á l c u l o s a n t e r i o r e s , la s o n d a s s i n u s o i d a l e s q u e t i e n e n f r e c u e n c ia s f 9 , f6 , a n d f4 c o m p r e n d e n p e r í o d o s d e 71 g s , 568 g s y 2273 g s r e s p e c t i v a m e n t e . E s p e c í f i c a m e n t e e l v a l o r d e la f u n c i ó n 0 , 5 0 , 5 s i n ( 0 ) = 1 c u a n d o e l a r g u m e n t o 0 = 90 ° = n / 2. E l p e r í o d o d e la o n d a s in u s o i d a l T o c u r r e c u a t r o v e c e s e s t a d u r a c i ó n , c u a n d o 0 = 360 ° = 2 n . P o r e j e m p lo , u n a o n d a s i n u s o i d a l d e s e x t a o c t a v a s i n t o n i z a d a e n la c l a v e d e A r e q u i e r e 142 g s p a r a c o m p l e t a r u n c u a r t o d e s u c i c l o , p o r lo q u e s u p e r í o d o e s T 6 = 4 ( 142 .05 ) = 569 .2 g s .
FIGURA. 50 ilustra la síntesis de acordes descrita combinando dos ondas sinusoidales usando una sola primitiva de forma de onda, utilizando relojes generados a partir de un contador en cascada binario , la primitiva de forma de onda basada en el tiempo independiente del tiempo , en este ejemplo con una resolución ^sym = x^ = 24 (no se muestra ), se transforma en tablas de ondas sinusoidales basadas en el tiempo 647 y 648 en una clave de D que comprende frecuencias de fe = 1,168 Hz y f4 = 292 respectivamente. Las ondas sinusoidales componentes son entonces aumentan o disminuyen en amplitud por ganancia digital amplificadores 626 y 624 que tienen ganancia multiplicadores Ae y A4 realizado aritméticamente usando operaciones de multiplicación digitales. Luego, las dos ondas sinusoidales se mezclan mediante el nodo sumador digital 630 para producir la suma g (t) donde ...
g(t) = * 6[0.5 0.5 sin(f6t)] * 4 [0.5 0.5 sin(f4t)]
= 0.5 [*6 A4] 0.5 [*6 sin(f6t) * 4 sin(f4t)]
El uso de un promedio ponderado con un divisor (A6 A4 ) produce...
Durante promedio, el término [A6 A4 ] no afecta al 0,5 compensado porque que aparece tanto en el numerador y el denominador de la fracción de la modificación del valor medio de la función.
E l s e g u n d o p r o p ó s i t o d e la f u n c i ó n d e r a n g o a u t o m á t i c o , e s d e c i r , m a x im i z a r e l c o m p o n e n t e s e n o p o r A a a e s c a la c o m p l e t a , d e h e c h o c a m b i a e l p r o m e d i o d e la f u n c ió n . P a r a e v i t a r c a m b i a r e l v a l o r p r o m e d i o d e 0 , 5 , la f u n c i ó n d e r a n g o a u t o m á t i c o d e s c r i t a e n e s t e d o c u m e n t o u s a u n f a c t o r d e c o r r e c c i ó n a d i t i v o 0 .5 ( 1 - A a )
C o m o s e d e s c r i b e , la s u m a g ( t ) s e e s c a la m e d i a n t e la f u n c i ó n d e r a n g o a u t o m á t i c o 631 m e d i a n t e e l e s c a la r [ A a / ( A 6 A 4 ) ] q u e r e a l i z a u n p r o m e d i o p o n d e r a d o d e l o s c o m p o n e n t e s d e la o n d a s in u s o i d a l j u n t o c o n la m u l t ip l i c a c i ó n d i g i t a l p o r e l f a c t o r d e g a n a n c i a A a . L a f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e v a r i a b l e e n e l t i e m p o f ( t ) 553 q u e s e m u e s t r a e n f o r m a t a b u l a r 649 d e s c r i b e u n a c o r d e 655 d e d o s o n d a s s i n u s o i d a l e s d e f r e c u e n c ia s fe y f 4 q u e t i e n e n u n v a l o r p r o m e d i o d e 0 , 5 y la c a p a c i d a d d e m a x im i z a r la a m p l i t u d d e la f u n c i ó n p e r i ó d i c a e n e l r a n g o d e 0 , 0 00 a 1 , 000 s in r e c o r t e d e s e ñ a l n i d i s t o r s i ó n . E l g e n e r a d o r 555 d e P W M p r o c e s a e n t o n c e s f ( t ) m e d i a n t e la t r a n s f o r m a c i ó n P W M 0 p [ f ( t ) ] p r o d u c i e n d o d a t o s 488 d e s a l i d a d e s i n t e t i z a d o r q u e c o m p r e n d e n u n a c a d e n a 499 d e d a t o s P W M , d e n o m i n a d a s i n t e t i z a d o r Gsynth ( t ) . A d i f e r e n c i a d e f ( t ) q u e e s a n a l ó g i c o , e l s i n t e t i z a d o r Gsynth ( t ) e s d i g i t a l e n a m p l i t u d y c a m b i a e n t r e u n e s t a d o 0 ( b a jo ) y 1 ( a l t o ) c o m o u n a s e r ie s e c u e n c i a l d e p u ls o s , i n c o r p o r a n d o i n f o r m a c i ó n a n a l ó g i c a e n s u s a n c h o s d e p u ls o v a r ia b l e s .
U n p r o b l e m a q u e s u r g e d e l m é t o d o d e s í n t e s i s d i v u l g a d o e s e l r u id o d e c u a n t i f i c a c i ó n . A u n q u e n i n g u n a o n d a s i n u s o i d a l ú n ic a n o s u f r e e s t e p r o b l e m a , c u a n d o s e a g r e g a n d o s o m á s o n d a s s i n u s o i d a l e s , e l r u id o a p a r e c e e n la f o r m a d e o n d a . E s t e o r ig e n d e l r u id o s e i l u s t r a e n la F I G U R A . 51 A , d o n d e s e u t i l i z a u n a c a s c a d a d e c o n t a d o r e s b i n a r i o s 5 9 6 a 5 9 3 p a r a p r o d u c i r t r e s r e lo je s O s , 0 5 , 0 4 , c a d a u n o c o n la m i t a d d e la f r e c u e n c ia d e s u e n t r a d a . U s a n d o u n a r e s o lu c ió n p r im i t i v a f i j a d e ^ = 24 , la s o n d a s s i n u s o i d a l e s r e s u l t a n t e s d e f r e c u e n c ia s f 6 , fs , y f 4 s e m u e s t r a n e n f o r m a t a b u l a r e n la t a b l a d e d a t o s 651 . L a i n s p e c c ió n r e v e l a q u e a u n q u e l o s d a t o s p a r a la f r e c u e n c ia f 6 t i e n e n u n a ú n ic a - a u n a c o r r e s p o n d e n c i a c o n la h o r a d e l r e lo j O 6 , l a s o t r a s f r e c u e n c ia s n o c a m b i a n t a n r á p i d a m e n t e . P o r e j e m p lo , t a n t o p a r a t = 0 , 1727 c o m o p a r a t =
f6 = 06 /^ 6
f5 = 06 /^ 5 = 06 / ( 2 f c )
f4 = 06 /$ 4 = 06 / ( 4 & )
C o m o t a le s , l a s f r e c u e n c ia s s i n u s o i d a l e s f6 , f 5 y f 4 g e n e r a d a s a p a r t i r d e u n r e lo j c o m ú n t o d o s f a c t o r e s d e d o s e n t r e s í c o m o s e m u e s t r a e n la t a b l a 661 . D e e s t a m a n e r a , lo s
fx _ DxEy _ Ey
fy
_
DyEx _ Ex
p r o d u c e u n a f r e c u e n c ia d e r e lo j d o n d e O sym e s t á d e f i n i d o p o r e l r a t i o O sym / O ref = ( 3 2 f ey ) / ( 5 M H z ) d e a c u e r d o c o n la e n t r a d a d e s e l e c c i ó n d e t e c l a 642 , u n a n o t a o t e c l a e n la c u a r t a o c t a v a . E n la c a s c a d a d e c o n t a d o r e s q u e c o m p r e n d e e l s i n t o n i z a d o r 590 , y t r e s c o n t a d o r e s d e d i v i s i ó n p o r 8 6 7 2 , 6 7 3 y 6 7 4 , s e c o g e n e r a n c u a t r o f r e c u e n c ia s p a r a p r o d u c i r l o s r e lo je s O sym , 0 6 = O sym / 8 , O 3 = O sym / 6 4 , a n d O 0 = O sym / 5 1 2 . A u n q u e lo s c o n t a d o r e s 6 7 2 a 6 7 3 4 c o m p r e n d e n c a d a u n o u n c o n t a d o r e n c a s c a d a b i n a r i o d e t r e s e t a p a s , e n a r a s d e la b r e v e d a d s e h a n r e p r e s e n t a d o c o m o c o n t a d o r e s s i m p l e s ^ 8.
E l r e lo j d e f r e c u e n c ia m á s a l t a d e la c a s c a d a , e l s í m b o l o d e l r e lo j O sym , s e u t i l i z a p a r a s i n t e t i z a r o n d a s s i n u s o i d a l e s e n c u a t r o b a n d a s . E n la b a n d a s u p e r i o r O sym s e u s a p a r a g e n e r a r o n d a s s in u s o i d a l e s f 9 , f 8 y f 7 d e a c u e r d o c o n l o s s e l e c t o r e s 6 0 9 , 6 0 8 y 6 0 7 r e s p e c t i v a m e n t e . S i s e h a b i l i t a u n i n t e r r u p t o r s e le c t o r , e l p u ls o d e r e lo j p a r a O sym s e p a s a a la t a b l a d e b ú s q u e d a d e o n d a s in u s o i d a l c o r r e s p o n d i e n t e 6 9 9 , 6 9 8 o 6 9 7 p a r a p r o d u c i r o n d a s s i n u s o i d a l e s f 9 , f 8 y f 7 s e g ú n s e d e s e e .
P a r a g e n e r a r la s i n u s o i d e f 3 , f 2 , y f 1 e n la e s c a la i n f e r i o r , e l r e lo j 06 s e d i v i d e p o r 8 e n e l c o n t a d o r 673 p a r a p r o d u c i r u n r e lo j d e f r e c u e n c ia m á s b a ja 0 3 . S i c u a lq u i e r i n t e r r u p t o r s e le c t o r
603, 602 y 601 está habilitado, el pulso de reloj que comprende 03 = Osym / 64 se pasa a la tabla de búsqueda de onda sinusoidal correspondiente 693, 692 o 691 para producir ondas sinusoidales f3, f2 y f1 como se desee. Específicamente, la onda sinusoidal 693 con resolución ^3 = 24, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f 3 con una frecuencia f3 = 03 /%3 = 0 sym /(64^). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia f3 de 1/2th de la frecuencia de selección de la tecla fkey y 1/1536th de la frecuencia de símbolo 0 sym. En la misma escala inferior, la onda sinusoidal 692 con resolución %2 = 48, si está habilitada, produce una onda sinusoidal f2 con una frecuencia f2 = 0 3/^2 = 0 sym/(128£j). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 1/4th la fkey tecla de selección de frecuencia y 1/3.072th de la frecuencia símbolo 0 sym De manera similar, la onda sinusoidal 691 con resolución ^1 = 96, si está habilitada, produce 1/8th sinusoidal f1 con una frecuencia f1 = 0 3 /^1 = 0 sym/(256 ^3 ). Esta onda sinusoidal tiene una frecuencia de 1/8th la fkey tecla de selección de frecuencia y 1/6.144th de la frecuencia símbolo 0 sym. Debido a que la generación de sinusoides con frecuencias f3, f2 y f1 1 proviene de la misma frecuencia de reloj 0 3 = 0 sym /64, la síntesis de forma de onda emplea los mismos incrementos de tiempo, por lo que dentro de la escala inferior se evita el problema mencionado anteriormente del error de digitalización.
La contra cascada también se puede utilizar para generar una excitación infrasónica de los LED, es decir, ondas sinusoidales con frecuencias inferiores a 20 Hz. Como se muestra, la salida del contador de division-por-8674 que tiene una frecuencia de reloj 00 = 0 sym /512, si se elige con el selector 600 produce una onda sinusoidal f 0 con una resolución ^0 = 24 donde la frecuencia generada está dada por fü = 00 /^ 0 = 0 sym / (512 ^0 ). Utilizando los principios anteriores, el concepto de escalado se puede ampliar para producir dos frecuencias infrasónicas más bajas f- 1 y f- 2 (según se desee) al incluir dos tablas de búsqueda sinusoidal adicionales con resoluciones respectivas 48 y 96 impulsadas por el reloj 00.
En la discusión anterior, el uso de incrementos de tiempo que comprenden intervalos constantes minimiza el ruido de cuantificación, pero requiere tablas de consulta de mayor resolución y mayor resolución que aumentan la capacidad de memoria requerida dentro de una almohadilla LED.
Siempre que una tabla de búsqueda tenga el número requerido de puntos de datos, se puede usar una sola tabla para generar múltiples octavas de datos a partir de un solo reloj. Por ejemplo, se puede usar una tabla de 24.576 puntos para sintetizar ondas sinusoidales que abarcan 11 octavas con una precisión de ángulo de 0.0146484375° por punto de datos. La combinación de un 337.920 Hz reloj con una tabla primitivo universal de 11 octava , las frecuencias pueden ser generadas , por ejemplo, en el key-de-A que van desde fg = 0 sym/^sym =
14 .080 H z e n e l 9 th o c t a v a a b a j o a 13 , 75 H z e n la - 1 st o c t a v a ( i n c l u i d a A a 440 H z ) . E s t e e j e m p lo s e i l u s t r a e n la 4 th s c o l u m n a d e la t a b l a a c o n t i n u a c i ó n . U s a n d o la m i s m a t a s a d e r e lo j d e s í m b o lo , e s d e c i r , e n la m i s m a c o l u m n a d e la t a b la , s i e l n ú m e r o d e f r e c u e n c ia s s i n t e t i z a d a s s e r e d u c e a s o lo 7 o c t a v a s , e l t a m a ñ o d e la t a b l a d e d a t o s p r im i t i v o s u n iv e r s a l e s s e r e d u c e a 1 .536 p u n t o s d e d a t o s q u e a b a r c a n u n r a n g o d e 14 .080 H z e n e l 9 th h a c ia a b a j o o c t a v a a f3 = 220 H z .
A l t e r n a t i v a m e n t e , u t i l i z a n d o la m i s m a t a b l a p r im i t i v a u n iv e r s a l d e 7 o c t a v a s , la b a n d a d e f r e c u e n c ia c u b ie r t a s e p u e d e d e s p l a z a r e m p l e a n d o u n a v e l o c i d a d d e r e lo j d e s í m b o l o m á s b a ja . P o r e j e m p l o c o m o s e m u e s t r a e n la 5 th c o l u m n a d e la t a b l a s ig u i e n t e , c o n e l s í m b o l o d e t a s a d e r e lo j O sym = 168 .960 H z , u n d a t o d e 1.536 a p u n t a n p r im i t i v o u n iv e r s a l , p u e d e c u b r i r u n i n t e r v a lo d e 7 .040 H z e n e l 8 th o c t a v a a b a j o a 110 H z e n e l 2 nd o c t a v a . A l r e d u c i r e l t a m a ñ o d e la t a b l a y d i s m i n u i r e l r e lo j d e s í m b o l o s , t a m b i é n e s p o s ib l e u n c o m p r o m i s o e n e l r a n g o d e f r e c u e n c ia d e la o n d a s i n u s o i d a l y e l t a m a ñ o d e la t a b l a d e d a t o s . R e f i r i é n d o s e a la 6 th c o l u m n a d e la t a b l a s i g u i e n t e , u n a t a s a d e r e lo j d e s í m b o l o s d e O sym = 42 .240 H z p u e d e g e n e r a r o n d a s s in u s o i d a l e s d e 1.760 H z e n e l 6 th o c t a v a a 55 H z e n e l 1 st o c t a v a u s a n d o u n a t a b l a d e c o n s u l t a c o n s o l a m e n t e 76 8 p u n t o s d e d a t o s .
/(32 ^ fkey) de acuerdo con la selección de tecla 642, transformando el reloj en una o más ondas sinusoidales que varían en frecuencia, p.ej. de f9 y f0 usando universal tabla primitiva 677, luego combinada de acuerdo con los amplificadores de ganancia digital 678 con ganancias programables Ax y sumada en el mezclador 630 para producir g(t). Como se muestra para cada onda sintetizada sintetizada, la conversión del reloj Osym a la tabla sinusoidal basada en el tiempo 679 depende de la entrada “% Selección de Resolución” 675 y las opciones de resolución disponibles. La tabla 676 se muestra para, sin limitación, demostrar las resoluciones de tabla disponibles desde un mínimo de 12 puntos hasta una resolución de 16 bits con 65.536 puntos de datos. El número de puntos de datos en la tabla de consulta de onda sinusoidal 677 determina la resolución máxima disponible.
En la síntesis de formas de onda que utiliza una tabla primitiva universal, la misma tabla se emplea para generar cualquier onda sinusoidal con una precisión igual o menor que la precisión de la tabla. Por ejemplo, si la resolución de la tabla 677 es de 96 puntos, es decir, incrementos de 3,75 °, se puede utilizar la misma tabla para generar ondas sinusoidales con 48, 24 o 12 puntos, cuanto mayor sea la resolución, menor será la frecuencia sintetizada.
Se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia buscando los datos para cada ángulo o saltando ángulos sistemáticamente. Por ejemplo, en la siguiente tabla, el uso de un reloj de símbolo con una frecuencia Osym = 224,256 Hz con filas 00, 04, 08, 0C, 10... da como resultado una onda sinusoidal de 5.672 Hz mientras que seleccionar cada fila en la tabla produce una onda sinusoidal de 1.168 Hz .
S e l e c c i ó n d e t e c l a s y s í n t e s i s d e f o r m a d e o n d a p e r s o n a l i z a d a
Como se describió anteriormente, debido a que la generación periódica de formas de onda implica un contador en cascada con múltiplos de frecuencia fijos, el sintetizador de formas de onda está esencialmente "sintonizado" a una clave específica. La interfaz de usuario (UI) y la operación resultante (UX o experiencia de usuario ) se muestran en la FIGURA. 5 5 A, donde un usuario selecciona el “ Elija una clave ” menú 701 que facilitan la selección de clave para varias “ escalas musicales”, “Physiological” (informó frecuencias médicos) escalas, “C escalas ustom”, incluyendo la entrada manual, y “Other” escamas. También incluye una disposición para volver a la configuración de la balanza "predeterminada". Al seleccionar el ajuste "musical", aparece el menú "INTRODUCIR UNA TECLA" 702. La elección de una nota selecciona una escala predefinida que se cargará en el panel LED en la entrada 641 de "selección de tecla fkey " que va desde el C medio a 261,626 Hz hasta el B medio 493.883 Hz. como se almacena en la tabla 703. Si se selecciona un medio, entonces 703 transferirá el valor de “A” 440 Hz en el contador de reloj de símbolos 642 en accordanc e con 0 sym/Oref = (32 ^ fkey)/(5 MHz) generando una velocidad de símbolo Osym = (32 ^ fkey) a partir de la cual se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia basadas en esta escala , por ejemplo, f9 = Osym / ^9. A continuación se muestra una tabla de frecuencias ejemplares por octava para una variedad de afinaciones que se muestran a continuación para las teclas musicales de C a F (https://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_pitch_notation). Las escalas que se muestran se denominan afinación de "temperamento igual".
A continuación se muestra una tabla de frecuencias ejemplares por octava para una variedad de afinaciones para las teclas musicales de F# / G' a B. Las escalas que se muestran se denominan “temperamento igual”.
Otra opción en el menú de la interfaz de usuario 701 es la selección "Otro" , se pueden usar otras escalas para modular los LED . Estas escalas, incluidas Pythagorean, Just Major, Mean-tone y Werckmeister, que se muestran en la siguiente tabla, comparten la frecuencia del Do medio a 261.626 Hz con la escala de temperamento uniforme, pero difieren en la relación de frecuencia relativa s entre los doce semitonos que abarcan un octava. Por ejemplo, en una escala de temperamento uniforme, el tono de A4 por encima del C medio se establece en 440 Hz, pero en otras escalas varía de 436,05 Hz a 441,49 Hz.
En modo personalizado, la interfaz de usuario (UI) y la operación resultante (experiencia de usuario UX) se muestran en la FIGURA. 5 5 B, donde un usuario selecciona el menú "ELEGIR UNA TECLA" 701 y selecciona "OTROS" abriendo el menú "ELEGIR UNA ESCALA" 700. El usuario luego selecciona una afinación alternativa del menú - Pitágoras, Solo mayor, Tono medio, y Werckmeister, abriendo el submenú 702 titulado ENTER A KEY. Una vez que se selecciona la tecla (nota), la frecuencia se selecciona de la tabla de sintonización a continuación y se carga en el registro de teclas 641 "Selección de tecla de fkey", que posteriormente se transfiere a la almohadilla LED y finalmente se carga en el contador de reloj de símbolos 642. Por ejemplo, la tecla "A" se selecciona de la escala de Werckmeister, luego el valor de "A" a 437.05 Hz se cargará en el contador de reloj de símbolos 642 de acuerdo con Osym / Oref = (32 ^ fkey) / (5 MHz). En consecuencia, el contador de símbolos genera una velocidad de símbolo Osym = (32 ^ fkey) a partir de la cual se sintetizan varias ondas sinusoidales de frecuencia basadas en esta escala, por ejemplo, fg = Osym / ^9. Puesto que la frecuencia fundamental fkey se utiliza para generar entonces O sym entonces toda la escala de nueve octava se ajusta en consecuencia. Por ejemplo, si la fkey = f4 se establece en 437.05 Hz, entonces fs = 2f4 = 874.1 Hz, fe = 4f4 = 1,748.2 Hz, etc.
Y a u n q u e la s e s c a la s v a r í a n a lo l a r g o d e la o c t a v a , t o d a s c o i n c i d e n e n t r e s í p a r a la f r e c u e n c ia C . P o r e j e m p lo , la s f r e c u e n c ia s C 5 d e la q u in t a o c t a v a m o s t r a d a s e n la t a b l a d e a b a jo s e m u e s t r a n c o n f i n e s c o m p a r a t i v o s , t o d a s c o i n c i d e n e n f 5 = 525 , 25 H z = 2 f 4. L a n o t a c ió n u t i l i z a d a p o r l a s e s c a la s p i t a g ó r i c a , s o lo m a y o r y d e t o n o m e d io d i f i e r e l i g e r a m e n t e d e l a s d e W e r c k m e i s t e r y la s e s c a la s d e t e m p e r a m e n t o u n i f o r m e e n e l u s o d e s o s t e n i d o s # y b e m o l e s L A p e s a r d e la s d i f e r e n c i a s e x a c t a s d e a f i n a c i ó n e n la e f i c a c ia P B T n o e s t á n b ie n c a r a c t e r i z a d a s , l o s e s t u d i o s c i e n t í f i c o s h a n c o n f i r m a d o q u e la e f i c a c ia t e r a p é u t i c a d e l o s t r a t a m i e n t o s c o n P B T d e p e n d e c l a r a m e n t e d e la f r e c u e n c ia . S i e n e l m e n ú 701 d e la in t e r f a z d e u s u a r io , s e s e l e c c i o n a e l
H z y s e t r a n s f i e r e a l g e n e r a d o r d e r e lo j d e s í m b o l o s 642 . E s t e v a l o r s e u s a l u e g o p a r a c a l c u l e la f r e c u e n c ia d e r e lo j d e s í m b o l o u s a n d o e l c o n t a d o r d e r e lo j d e s í m b o l o 642 d e a c u e r d o c o n la r e la c ió n O sym / O ref = ( 3 2 ^ f key ) / ( 5 M H z ) p a r a p r o d u c i r u n a s a l i d a O sym = ( 3 2 ^ f key ).
e s c a la d a d e l r e lo j d e s í m b o l o O sym p a r a i m p u l s a r c u a t r o t a b l a s d e c o n s u l t a 6 8 2 b , 6 8 4 , 6 8 3 y 6 8 2 a p a r a s i n t e t i z a r c u a t r o o n d a s s i n u s o i d a l e s c o n u n a r a í z f u n d a m e n t a l e n la f r e c u e n c ia f j f , u n a t e r c e r a e n u n a f r e c u e n c ia f j 3 , u n a q u in t a a u n a f r e c u e n c ia f j 5 y u n a n o t a s u p e r i o r y a s e a u n a s é p t i m a o u n a n o t a u n a o c t a v a m á s a l t a q u e la r a í z ( d e p e n d i e n d o d e la s e l e c c i ó n ) c o n u n a f r e c u e n c ia f j t . L a s t r e s o c u a t r o f r e c u e n c ia s s e c o m b i n a n l u e g o d e a c u e r d o c o n lo s a m p l i f i c a d o r e s d e g a n a n c i a d i g i t a l 6 8 5 A , 6 8 6 , 6 8 7 y 6 8 5 B c o n g a n a n c i a s A j f , A j 3 , A j 5 y A j t t r e s p e c t i v a m e n t e , y s e m e z c la n e n e l n o d o s u m a d o r 630 p a r a c r e a r g ( t ) .
L a s f r e c u e n c ia s e x a c t a s d e la s n o t a s e n e l a c o r d e d e p e n d e n d e l v a l o r d e la o c t a v a s e l e c c i o n a d a 681 y d e l v a l o r d e la f key s e l e c c i o n a r 6 4 2 , e s d e c i r , la a f i n a c i ó n o c l a v e d e lo s c o n t a d o r e s e n c a s c a d a b in a r i o s . J u n t o s , e s t o s a j u s t e s d e l s i n t e t i z a d o r d e t e r m in a n la f r e c u e n c ia o la n o t a f u n d a m e n t a l , t a m b i é n c o n o c i d a c o m o la f u n d a m e n t a l d e l a c o r d e . L a s n o t a s r e s t a n t e s e n e l a c o r d e s e c a l c u l a n c o m o u n a r e la c ió n a la f r e c u e n c ia f u n d a m e n t a l d e l a c o r d e d e a c u e r d o
con la siguiente tabla que describe la relación de frecuencia de los acordes musicales comunes ( https://pages.mtu.edu/~suits/chords.html ):
Aunque el constructor de acordes puede ser un elemento de biblioteca usado en tratamientos y sesiones predefinidos, los acordes también se pueden crear usando un menú de IU tal como se muestra en el ejemplo de la FIGURA. 5 7 B donde un acorde se puede seleccionar entre ELEGIR UN ACORDE menú 705 incluyendo mayor, menor, disminuido, aumentado, disminuido, a medida, 7th, menor de 7th y los 7th acordes. Al seleccionar un acorde personalizado se abre el menú CONSTRUIR UN ACORDADO 706 donde el usuario puede seleccionar la octava del acorde, la nota fundamental del acorde, la nota del 3rd, es decir, la siguiente nota más alta, la nota del 5th, es decir la tercera nota más alta y, opcionalmente, si incluir una nota una octava por encima de la nota fundamental. Una vez que se selecciona la nota fundamental, los 3rd, 5th , y 1 notas de octava están dispuestas monotónicamente en frecuencia ascendente, incluso si las notas se extienden en la siguiente octava superior. La segunda y tercera inversión de cualquier acorde debe ingresarse como un acorde personalizado usando la nota de tono más bajo como la nota fundamental del acorde. Las notas se ponderan uniformemente en volumen a menos que se ajuste de otra manera con las flechas hacia arriba y hacia abajo. Una vez que se ingresan los
m e d i a n t e e l c u a l la f u n c i ó n d e l g e n e r a d o r d e P W M 555 
e n e l a r c h i v o d e s a l i d a d e s i n t e t i z a d o r 488 q u e d e s c r i b e la
synth
( t ) 4 9 0 . C o m o s e m u e s t r a , la t a b l a d e f u n c i o n e s 5 5 4
P W M l u e g o c o m b i n a e l i n t e t i z a d o r G synth ( t ) c o n la f o r m a d e o n d a G pulse ( t ) 4 9 2 p a r a p r o d u c i r u n a c a d e n a d e p u ls o s 493. L a f u n c i ó n d e l r e p r o d u c t o r P W M e s d o b le :
• P a r a g e n e r a r u n a c a d e n a d e p u ls o s P W M d e e s p e c t r o d e a u d io G
pulse
( t ) c o n u n f a c t o r d e t r a b a j o D
PWM
c o n t r o l a d o d i n á m i c a m e n t e .
• P a r a r e a l i z a r u n a " p u e r t a " d i n á m i c a , e s d e c i r , p a r a b l o q u e a r o p a s a r e l c o n t e n i d o d e G synth ( t ) e n f u n c i ó n d e l e s t a d o d e G pulse ( t ) .
L a t a b l a d e v e r d a d p a r a la f u n c i ó n a n t e r i o r s e p u e d e d e s c r i b i r c o m o p s e u d o c ó d i g o l ó g i c o c o m o
D a d o q u e Gpulse ( t ) c o m p r e n d e u n a c a d e n a d e p u ls o s P W M , la f o r m a d e o n d a a l t e r n a e n t r e e s t a d o s l ó g i c o s a l t o y b a jo . E s p e c í f i c a m e n t e , s i e m p r e q u e la f u n c i ó n G p u lse (t) = 1 , e s d e c i r , e l p u ls o P W M 492 e s t á e n s u e s t a d o a l t o o l ó g i c o " 1 " , e l e s t a d o d ig i t a l d e l s i n t e t i z a d o r Gsynth ( t ) s e r e p r o d u c e c o n p r e c i s i ó n e n la s a l i d a d e l r e p r o d u c t o r P W M 484. P o r e j e m p l o c u a n d o Gpulse ( t ) = 1 e n t o n c e s s i G syn th (t) = 1 la s a l i d a d e l r e p r o d u c t o r P W M 484 e s a l t a y s i G syn th (t) = 0 e n t o n c e s la s a l i d a d e l r e p r o d u c t o r P W M 484 e s b a ja . S in e m b a r g o , s i e m p r e q u e la f u n c i ó n Gpulse ( t ) = 0 , e s d e c i r , e l p u ls o P W M 492 e s t é e n s u e s t a d o b a jo o l ó g i c o " 0 " , e l e s t a d o d ig i t a l d e l Gsynth ( t ) s e f u e r z a a c e r o , i g n o r a n d o e l e s t a d o d e la e n t r a d a . Gsynth ( t ) . L ó g i c a m e n t e , e s t a f u n c i ó n e s la m i s m a q u e la p u e r t a A N D . M a t e m á t i c a m e n t e , e s e q u i v a l e n t e a u n a m u l t ip l i c a c i ó n d i g i t a l d o n d e la s a l i d a d e l r e p r o d u c t o r P W M 492 v i e n e d a d a p o r e l p r o d u c t o Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) . L a im p l e m e n t a c i ó n r e a l d e l r e p r o d u c t o r 492 d e P W M p u e d e l o g r a r s e e n h a r d w a r e , s o f t w a r e / f i r m w a r e o a l g u n a c o m b i n a c i ó n d e l o s m is m o s .
d i n á m i c a m e n t e p o r e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e i m p u l s o s 711 d e a c u e r d o c o n l a s c o n d i c i o n e s d i n á m i c a s e s p e c i f i c a d a s e n la t a b l a 491. L a s a l i d a d e l r e p r o d u c t o r P W M 484 m o s t r a d a c o m o u n a c a d e n a d e i m p u l s o s P W M c o n c o m p u e r t a 493 i n c l u y e la s a l i d a d e f o r m a d e o n d a 494 i n c o r p o r a d a d e s d e e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a .
E l f u n c i o n a m i e n t o d e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o 711 c o m p r e n d e e s e n c i a l m e n t e d o s c o n t a d o r e s s e c u e n c i a l e s , u n o p a r a c o n t a r e l t i e m p o d e e n c e n d i d o y e l o t r o p a r a c o n t a r e l t i e m p o d e a p a g a d o , d o n d e Gpulso ( t ) = 1 d u r a n t e e l i n t e r v a l o ton y Gpulso ( t ) = 0 d u r a n t e e l i n t e r v a l o W . E n p s e u d o c ó d i g o ló g i c o , e l f u n c i o n a m i e n t o d e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o 711 s e p u e d e d e s c r i b i r d e f i n i e n d o la s i g u i e n t e s u b r u t i n a .
I n i c i e e l b u c le d e la s u b r u t i n a " M o d u l a d o r d e A n c h o d e p u ls o " :
R e g i s t r o s d e c a r g a M o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o [A t , T p w m , ton]
C o n t a d o r e s c l a r o s
I n ic io d e l r e c u e n t o d e p u ls o s ( 1 / O r f
I n i c io d e b u c le
S i C o u n t ( 1 / O re f) > A t , s a l g a d e la s u b r u t i n a
M á s
D e f in a toff = ( T p w m - t on)
E s t a b l e c e r Gpulse = 1
C o n t a r p u ls o s ( 1 / O p w m ) h a s t a ton
R e s t a b l e c e r Gpulse = 0
C o n t a r p u ls o s ( 1 / O p w m ) p a r a toff
L o o p e n d
L a s u b r u t i n a a n t e r i o r t i t u l a d a " M o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o " e s u n a d e s c r i p c i ó n d e p s e u d o c ó d i g o d e s o f t w a r e q u e r e a l i z a la m i s m a f u n c i ó n q u e e l b l o q u e 711 , e s d e c i r , e j e c u t a r u n b u c le p a r a u n i n t e r v a l o A t q u e c o m p r e n d e p u ls o s d i g i t a l e s a l t e r n o s e n e l e s t a d o l ó g i c o 1 d u r a n t e la d u r a c i ó n ton y u n 0 l ó g i c o e s t a d o p o r u n a d u r a c i ó n ( T p w m - ton) r e p e t i d a m e n t e h a s t a q u e e l c o n t e o d e l r e lo j T re f = 1 / O r e x c e d a A t . L a s v a r i a b l e s [A t , T p w m , ton] s e c a r g a n e n la s u b r u t i n a a p a r t i r d e la s e c u e n c i a d e f i n i d a e n la t a b l a 714 o lo s p a r á m e t r o s d e l r e p r o d u c t o r P W M 49 c o m o s e m u e s t r a e n e l s i g u i e n t e p s e u d o c ó d i g o e j e c u t a b l e e j e m p l a r d o n d e la s c o n s u l t a s d e t a b l a s e e s p e c i f i c a n m e d i a n t e e l v a l o r e n e l p a r ( f i l a , c o l u m n a ) , e s d e c i r , t a b l a ( f i l a , c o l u m n a ) d o n d e F i la e s u n a v a r ia b l e d e f i n i d a :
C ó d i g o e j e c u t a b l e " T r a t a m i e n t o d e l d o lo r d e e s p a ld a "
C a r g a r t a b l a [ P W M P la y e r P a r a m e t r i c s ]
E s t a b l e c e r f i l a = 0
I n i c i o d e b u c le
E s t a b l e c e r A t = t a b l a ( ( F i l a 1 ) , 1 ) - t a b l a ( F i la , 1 )
E s t a b l e c e r T p w m = t a b l a ( F i la , 4 )
E s t a b l e c e r ten = t a b l a ( F i la , 5 )
S i T p w m = 1
L u e g o
E j e c u c i ó n T e r m i n a d a
M á s
L la m a r a l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o d e s u b r u t i n a [A t , T p w m , ton] I n c r e m e n t a r f i l a e n 1
F in a l d e b u c le
C o m o s e d e s c r i b e , e l p s e u d o c ó d i g o e j e c u t a b l e a n t e r i o r le e r e p e t i d a m e n t e la t a b l a 714 c a r g a n d o d a t o s e n la s u b r u t i n a l l a m a d a M o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o c o n l o s a r g u m e n t o s p a r a s u d u r a c i ó n A t , e l p e r í o d o d e p u ls o T p w m , y e l p u ls o P W M e n t i e m p o ton, i n c r e m e n t a n d o la f i l a n ú m e r o d e s p u é s d e c o m p l e t a r c a d a c i c l o . P o r e j e m p l o , a l c o m e n z a r F i la = 0 , e n t o n c e s A t s e c a l c u l a p o r la d i f e r e n c i a d e l t i e m p o e n la s e g u n d a f i l a y la s e n t r a d a s d e la p r im e r a f i l a e n la p r im e r a c o l u m n a d e la t a b la , e s d e c i r , d o n d e la t a b l a ( 2 , 1 ) = 180 s e g u n d o s y d o n d e la t a b l a ( 1 ,1 ) = 0 , p o r lo t a n t o A t = 180 s e g e n e l p r im e r b u c le d e l c ó d ig o . D e l m i s m o m o d o , e n la p r im e r a f i l a y 4 th c o l u m n a , lo s d a t o s p a r a e l p e r í o d o P W M e s T p w m = m e s a ( 1 , 4 ) = 0 , 43 m s , y e n la p r im e r a f i l a y 5 th c o l u m n a , lo s d a t o s p a r a e l P W M u n a v e z e s t encendido = t a b l a ( 1 , 5 ) = 0 , 26 m s . A l f i n a l d e l c i c l o , e l n ú m e r o d e f i l a s e i n c r e m e n t a d e 1 a 2 , p o r lo q u e lo s n u e v o s d a t o s s e le e n d e s d e la s e g u n d a f i l a d o n d e A t = [ t a b la ( 3 , 1 ) - t a b l a ( 2 , 1 ) ] = [ 360 s - 180 s ] = 180 s , T p w m = t a b l a ( 2 , 4 ) = 1 , 712 m s , y ten = t a b l a ( 2 , 5 ) = 1 , 027 m s . E s t e p r o c e s o c o n t i n ú a h a s t a q u e s e e n c u e n t r a u n a e n t r a d a n u la p a r a T p w m , e s d e c i r , T p w m = t a b l a ( F i la , 4 ) = 0. E n e s e p u n t o , c o n c lu y e la e je c u c i ó n d e l p r o g r a m a . P o r t a n t o , c o m o s e h a d e m o s t r a d o , la s f u n c i o n e s d e l P W M P l a y e r 484 y e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o 711 p u e d e n e j e c u t a r s e u t i l i z a n d o s o f t w a r e o h a r d w a r e , o e n a l g u n a c o m b i n a c i ó n d e lo s m is m o s .
p u e r t a s A N D 723 y 724 , i n v e r s o r 725 , r e s is t e n c i a d e a r r a n q u e 733 , a s í c o m o r e g i s t r o s ton y toff 72 6 y 727. E n f u n c i o n a m i e n t o , la r e s is t e n c i a d e a r r a n q u e 733 s e a c t i v a e n la e n t r a d a S d e l p e s t i l l o S / R 720 q u e e s t a b l e c e la s a l i d a Q e n u n e s t a d o l ó g i c o a l t o o " 1 " . E l f l a n c o a s c e n d e n t e d e e s t a t r a n s i c i ó n l ó g i c a d e 0 a 1 a c t i v a la f u n c i ó n d e c a r g a d e ten e l c o n t a d o r 721 c o p ia n d o l o s d a t o s d e ten e l r e g i s t r o 726 e n e l c o n t a d o r . E l e s t a d o l ó g i c o a l t o d e la s a l i d a Q t a m b i é n e s u n a e n t r a d a a la p u e r t a Y 723 , y s u e s t a d o in v e r s o , la s a l i d a d e l i n v e r s o r 725 , p r e s e n t a u n a e n t r a d a l ó g i c a " 0 " a la p u e r t a Y 724.
C o m o t a le s , l o s p u ls o s d e r e lo j d e l r e lo j O p w m s e e n c a m i n a n a t r a v é s d e la p u e r t a Y 723 a ten e l c o n t a d o r 721 p e r o b l o q u e a d o s p o r la p u e r t a Y 724 p a r a q u e n o l l e g u e n a l c o n t a d o r toff 722 . P o r c o n s ig u i e n t e , ten e l c o n t a d o r 721 c u e n t a h a c ia a t r á s d u r a n t e u n t i e m p o ton. D u r a n t e s u c u e n t a r e g r e s i v a , la s a l i d a d e ten e l c o n t a d o r 721 p e r m a n e c e e n u n e s t a d o l ó g i c o " 0 " y n o t i e n e n in g ú n e f e c t o e n e l p e s t i l l o S / R 720. A l m i s m o t i e m p o , a l f a l t a r u n a e n t r a d a d e r e lo j , s e s u s p e n d e la o p e r a c i ó n d e l c o n t a d o r toff 722. H a c i e n d o r e f e r e n c i a a l o s d i a g r a m a s d e t e m p o r i z a c i ó n a s o c ia d o s , d u r a n t e e s t e i n t e r v a lo d e T x a (T x ton ) , r e lo j P W M O p w m 728 c o n t i n ú a c o n t a n d o , s e ñ a l d e r e in i c i o 72 9 q u e c o m p r e n d e la e n t r a d a R a S / R p e s t i l l o 720 s ig u e s i e n d o b a ja , s e ñ a l d e c o n ju n t o 730 q u e c o m p r e n d e la e n t r a d a S a l p e s t i l l o S / R 720 p e r m a n e c e b a ja ( e x c e p t o p o r u n p u ls o d e a r r a n q u e n o m o s t r a d o ) , y e l Gpulse ( t ) d e s a l i d a 731 p e r m a n e c e a l t o .
U n a v e z q u e ton c o n t a d o r 721 c o m p l e t a s u c u e n t a r e g r e s i v a d e l i n t e r v a l o ton, la s a l i d a d e l c o n t a d o r s u b e m o m e n t á n e a m e n t e c o m o s e m u e s t r a p o r e l p u ls o d e r e in i c i o 734 . E l f l a n c o a s c e n d e n t e e n la e n t r a d a R d e l p e s t i l l o S / R 720 r e s t a b l e c e la s a l i d a Q a " 0 " l ó g i c o y d e s a c t i v a e l r e lo j O p w m p a r a q u e p a s e a t r a v é s d e la p u e r t a A N D 723 y a c c i o n e ton e l c o n t a d o r d e c i e r r e 721. A l m i s m o t i e m p o , e l f l a n c o d e s c e n d e n t e d e l Q L a s a l i d a p r o d u c e u n f l a n c o a s c e n d e n t e e n la s a l i d a d e l i n v e r s o r 725 a c t i v a n d o u n a c a r g a d e d a t o s d e l r e g i s t r o toff 727 e n e l c o n t a d o r toff 722. L a e n t r a d a l ó g i c a a l t a a la p u e r t a A N D 724 h a b i l i t a e l e n r u t a m i e n t o d e l r e lo j O p w m a l c o n t a d o r toff 72 2. R e f i r i é n d o s e a la d i a g r a m a s d e t i e m p o a s o c ia d o s , d u r a n t e e s t e i n t e r v a lo d e (T x ton) a (T x T p w m ) , e l r e lo j O p w m 728 c o n t i n ú a c o n t a n d o , la s e ñ a l d e r e in i c i o 729 q u e c o m p r e n d e la e n t r a d a R a l p e s t i l l o S / R 720 p e r m a n e c e b a ja ( e x c e p t o p o r r e in i c i a r e l p u ls o 734 a l c o m ie n z o d e l i n t e r v a l o ) , la s e ñ a l d e a j u s t e 730 q u e c o m p r e n d e la e n t r a d a S a l e n c la v a m i e n t o S / R 720 p e r m a n e c e b a ja , y la s a l i d a Gpulso ( t ) 731 p e r m a n e c e b a ja . U n a v e z q u e el c o n t a d o r toff c u e n t a r e g r e s i v a m e n t e h a s t a c e r o d e s p u é s d e u n i n t e r v a l o d e toff , s u s a l i d a g e n e r a u n p u ls o d e a j u s t e c o r t o 732 q u e c a m b i a la s a l i d a Q d e l p e s t i l l o S / R 720 d e n u e v o a u n e s t a d o l ó g i c o " 1 " , c a r g a n d o e l v a l o r a c t u a l d e ton r e g i s t r a r 726 e n ton e l c o n t a d o r 721 y r e in i c i a r t o d o e l p r o c e s o .
C o m o s e m u e s t r a , la s a l i d a d e Gpulse 731 a l t e r n a e n t r e u n e s t a d o l ó g i c o a l t o d u r a n t e u n t i e m p o ton = D p w m T p w m a u n e s t a d o l ó g i c o b a jo d u r a n t e u n t i e m p o toff = (1 - D p w m ) T p w m . C a d a v e z
q u e s e a c t i v a u n p u ls o 7 3 2 e s t a b l e c i d o , e l v a l o r a c t u a l d e t on e l r e g i s t r o 7 2 6 s e c a r g a e n e l c o n t a d o r t on 7 2 1 . D e m a n e r a s i m i l a r , c a d a v e z q u e s e a c t i v a u n p u ls o 7 3 4 d e r e in i c i o , e l v a l o r a c t u a l d e l r e g i s t r o t off 7 2 7 s e c a r g a e n e l t off c o n t a d o r 7 2 2 . D e e s t a m a n e r a , e l a r c h i v o 491 d e p a r á m e t r o s d e l r e p r o d u c t o r P W M p u e d e c a m b i a r d i n á m i c a m e n t e la f r e c u e n c ia y e l f a c t o r d e t r a b a j o d e l r e p r o d u c t o r P W M p r o d u c i e n d o u n a f o r m a d e o n d a i d é n t i c a a s u i m p l e m e n t a c i ó n e q u i v a l e n t e d e s o f t w a r e . T e n g a e n c u e n t a q u e la r e s is t e n c i a 733 u t i l i z a d a p a r a t i r a r d e la e n t r a d a S a l p e s t i l l o S / R 720 a l t o d u r a n t e e l i n i c i o t i e n e u n a a l t a r e s i s t e n c i a y n o p u e d e s u p e r a r la s a l i d a l ó g i c a d e e s t a d o b a jo d e l c o n t a d o r t off 7 2 2 u n a v e z q u e s e c o n c lu y e e l i n i c i o y s e h a e s t a b i l i z a d o la a l i m e n t a c i ó n a lo s c i r c u i t o s .
E n c o n c lu s i ó n , e n e l r e p r o d u c t o r P W M , la f r e c u e n c ia f PWM y u n f a c t o r d e t r a b a j o c o r r e s p o n d i e n t e D p w m c a m b i a n c o n e l t i e m p o d e a c u e r d o c o n u n a r c h i v o d e r e p r o d u c c i ó n e s p e c í f i c o , d e f i n i e n d o a s í u n a s e c u e n c i a P W M d e p u ls o s d e d i f e r e n t e s d u r a c i o n e s d e t on y t off.
T e n g a e n c u e n t a q u e la f r e c u e n c ia d e p u ls o f p w m = 1 / T p w m d e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u ls o e s m e n o r e n f r e c u e n c ia q u e e l r e lo j O p w m = 20 k H z u t i l i z a d o p a r a c o n t r o l a r e l m o d u la d o r . A d e m á s , la f r e c u e n c ia P W M f PWM e s t á m u y p o r d e b a j o d e l r e lo j s o b r e m u e s t r e a d o O sym u s a d o p o r e n e l g e n e r a d o r P W M ^ p [ f ( t ) ] e n e l b l o q u e d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a , e s d e c i r , 1 / O sym > > 1 / 0 PWM ^ f PWM .
c o n v e r t i r s u e n t r a d a Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) j u n t o c o n u n a c o r r i e n t e d e r e f e r e n c i a d e p e n d i e n t e d e l t i e m p o o p c io n a l 496 e n u n a o m á s s e ñ a l e s d e c o n t r o l a n a l ó g i c a s , e s d e c i r , f l u j o d e i m p u ls ió n L E D 49 7 L a s e ñ a l a g r e g a d a ig u a l a a U f ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulso ( t ) e s e n t o n c e s n o s o t r o s e d p a r a c o n t r o l a r la c o r r i e n t e e n n u m e r o s a s c a d e n a s d e L E D t a l c o m o s e i l u s t r a p o r la f o r m a d e o n d a e je m p l a r 498 .
E s t a b l e z c a " A s i g n a c i ó n d e E / S " d o n d e
E n i = IN 2
E n 4 = I N 1
E n 5 = IN 2
A u n q u e e s p o s ib l e c a m b i a r e s t e m a p e o d e f o r m a d i n á m i c a , e s m á s p r o b a b l e q u e e l m a p e o s e e j e c u t e s o lo u n a v e z p o r t r a t a m i e n t o y n o s e m o d i f i q u e d u r a n t e t o d o e l t r a t a m i e n t o . E n m u c h o s c a s o s , s o lo s e u t i l i z a u n a e n t r a d a . E l c ó d ig o e j e c u t a b l e p a r a la c o r r i e n t e a c t u a l d e c a d a c a n a l s e p u e d e f i j a r a u n v a l o r c o n s t a n t e
E s t a b l e z c a " C o r r i e n t e s d e s a l i d a " d o n d e
Il e d 1 = 20 m A
Il e d 4 = 20 m A
Il e d 5 = 20 m A
D u r a n t e la c a l i b r a c i ó n d e f a b r i c a c i ó n , u n t é r m i n o d e e r r o r o la c u r v a Icalib s e a l m a c e n a e n la m e m o r i a n o v o l á t i l p a r a c a d a c a n a l , p o r e j e m p lo , d o n d e Icalibi = 1 .04 m A , Icalib4 = - 0 .1 0 m A , Icalib4 = 0 .90 m A . L a a l m o h a d i l l a L E D t a m b i é n a l m a c e n a u n v a l o r d e la r e la c i ó n d e e s p e j o a , p o r e je m p lo , d o n d e a = 1 / p = 1 .000 .000 lo q u e s i g n i f i c a q u e u n a c o r r i e n t e d e s a l i d a d e m i l i a m p e r i o s r e q u ie r e u n a c o r r i e n t e d e r e f e r e n c i a d e m i c r o a m p e r i o s c o r r e s p o n d i e n t e . A n t e s d e c o m e n z a r la r e p r o d u c c i ó n , e l p a d g C c a l c u l a y a l m a c e n a l o s v a l o r e s d e I ref p a r a c a d a c a n a l d o n d e
L o s v a l o r e s Iref s e a l m a c e n a n e n la f o r m a d i g i t a l e q u i v a l e n t e e n lo s r e g i s t r o s Iref 742 a , 742 d , 742 e , e t c . e n la m e m o r i a v o l á t i l a n t e s d e la e je c u c i ó n d e l p r o g r a m a . S i e l v a l o r d e la c o r r i e n t e d e l L E D d e d e s t i n o c a m b i a , e l v a l o r d e l r e g i s t r o s e p u e d e s o b r e s c r i b i r a n t e s d e la e j e c u c i ó n d e l p r o g r a m a , o d i n á m i c a m e n t e " s o b r e la m a r c h a " a m e d i d a q u e a v a n z a e l t r a t a m i e n t o . P o r e je m p l o , u t i l i z a n d o u n p s e u d o c ó d i g o e j e c u t a b le , la u n id a d L E D d i n á m i c a p u e d e c o m p r e n d e r
C ó d i g o e j e c u t a b l e " T r a t a m i e n t o d e l d o lo r d e e s p a ld a "
T a b l a d e c a r g a " u n i d a d " [ L E D D r iv e P a r a m e t r i c s ]
C a r g a r t a b l a " c a l i b " [ C a l i b r a c i ó n L E D ]
Establecer a = Configuración de LED [fila, columna]
Establecer fila = 0
Inicio de bucle
Establecer At = tabla "unidad" ((Fila 1), 1) - tabla "unidad" (Fila, 1)
Si At = 0
Luego
Terminar ejecución
Más
Conjunto
I ref1 = [tabla "drive" (Fila, 2) tabla "calib" (1,1)] / a
I ref4 = [tabla "drive" (Fila, 5) tabla "calib" (4,1)] / a
I ref4 = [tabla "drive" (Fila, 6) tabla "calib" (5,1)] / a
Cuente (1 / O p w m ) pulsos a la mesa "unidad" ((Fila 1), 1)
Incrementar fila en 1
Final de bucle
Durante la ejecución, el valor de Uf para cada canal se establece mediante un [Ile d + Icalib ] / a donde Il e d 1 = “drive” (Fila, 2), Il e d 4 = “drive” (Fila, 5), etc. y donde la columna 2 células contienen los datos de accionamiento actuales LED para Il e d 2 , columna 5 contiene Il e d 4 datos, etc. El valor de fila se utiliza para definir varios intervalos para un tratamiento, por ejemplo de hasta 540 seg realización de 20 mA y a partir de entonces llevar 23 mA.
Si todos los canales llevan la misma corriente, las columnas específicas del canal se pueden eliminar de la tabla y reemplazarlas por una sola columna, como se muestra a continuación.
E l p r o g r a m a t a m b i é n p u e d e i n v o c a r u n a f u n c i ó n e n l u g a r d e u n a t a b l a , p o r e j e m p l o , e n e l e j e m p lo d e T r a t a m i e n t o d e d o lo r d e c a b e z a
C ó d i g o e j e c u t a b l e " T r a t a m i e n t o d e l d o lo r d e c a b e z a "
C a r g a r t a b l a " c a l i b " [ C a l i b r a c i ó n L E D ]
E s t a b l e c e r a = C o n f ig u r a c i ó n d e L E D [ f i la , c o l u m n a ]
E s t a b l e c e r fi_ED = 5.5
I n i c i o d e l r e c u e n t o d e p u ls o s ( 1 / O ref )
E s t a b l e c e r t = 0
I n ic io d e b u c le
E s t a b l e c e r t = t ( 1 / O ref )
S i t > tfinal
L u e g o
E s t a b l e c e r Iref = 0
M á s
F i n a l d e b u c le
E n e l e j e m p l o a n t e r i o r , la o n d a s i n u s o i d a l d e 20 m A s e g e n e r a m e d i a n t e u n a f u n c i ó n m a t e m á t i c a p a r a la c o r r i e n t e d e r e f e r e n c i a Il e d ( t ) c o n u n a f r e c u e n c ia d e f i n i d a , p o r e je m p lo , 5 , 5 H z , u s a n d o e l r e lo j Iref ( u o p c io n a l m e n t e u n m ú l t ip l o d e l m is m o ) . L a c o r r i e n t e d e s a l i d a d e s e a d a Ile d ( t ) e n c a d a i n s t a n c i a s e c o r r i g e c a n a l p o r c a n a l p o r l o s d a t o s d e la t a b l a d e c a l i b r a c i ó n a n t e s d e c o n v e r t i r s e
p o r la r e la c ió n d e e s p e j o a e n l o s r e g i s t r o s d e c o r r i e n t e d e r e f e r e n c i a Iret i c o r r e s p o n d i e n t e s 742 a , 74 2 , 742 e , e t c . S e g ú n la i n s t r u c c i ó n “ S e t t = t ( 1 /O r e f ) ” , c a d a b u c le e n e l t i e m p o t s e i n c r e m e n t a e n u n a d u r a c i ó n (1 /O re f ) y la s u m a s e a l m a c e n a e n la v a r i a b l e t , s o b r e s c r i b i e n d o a s í e l v a l o r a n t e r i o r . C o m o t a l , la v a r i a b l e t a c t ú a c o m o u n r e lo j q u e s e i n c r e m e n t a c o n c a d a c i c l o d e l p r o g r a m a . E l r e lo j c o n t i n ú a c o n t a n d o y g e n e r a r e p e t i d a m e n t e la o n d a s in u s o i d a l c o n u n a p e r i o d i c i d a d f i j a d e T l e d = M l e d h a s t a q u e s e c u m p l e la c o n d i c i ó n t e r m i n a l t > tf in a l.
R e p r o d u c t o r L E D e n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o
E n la o p e r a c i ó n d e r e p r o d u c c i ó n d e L E D d e la F I G U R A . 43 , la s e c u e n c i a d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a 483 , e l r e p r o d u c t o r P W M 484 y e l c o n t r o l a d o r d e L E D 485 p r o d u c e e l f l u j o d e u n id a d d e L E D 497 . E n la o p e r a c i ó n d e r e p r o d u c c i ó n , la s í n t e s i s d e la f o r m a d e o n d a s e r e a l i z a a u n a f r e c u e n c ia d e r e lo j O sym s i g n i f i c a t i v a m e n t e p o r e n c im a d e l e s p e c t r o d e f r e c u e n c ia d e a u d io , e s d e c i r , d o n d e O sym > > 20 k H z , m i e n t r a s q u e e l r e lo j P W M O p w m u s a d o p o r e l r e p r o d u c t o r P W M 48 4 y e l r e lo j L E D O le d u s a d o p o r e l r e p r o d u c t o r L E D 485 o p e r a n e n e l e s p e c t r o d e a u d io d o n d e O p w m ^ 20 k H z y O le d ^ 20 k H z . E n r e s u m e n , la s o p e r a c i o n e s d e l r e p r o d u c t o r L E D im p l i c a n • G e n e r a r u n a f u n c i ó n d e u n id a d a n a l ó g i c a d e p e n d i e n t e d e l t i e m p o f ( t ) y a s e a m a t e m á t i c a m e n t e u s a n d o u n g e n e r a d o r d e f u n c i ó n d e u n id a d o u s a n d o u n p r o c e s a d o r p r im i t i v o b a s a d o e n u n a t a b l a d e c o n s u l t a s o b r e m u e s t r e a d a .
• C o n v e r s i ó n d e la f u n c i ó n d e u n id a d f ( t ) e n u n f l u j o d e p u ls o s P W M u s a n d o la t r a n s f o r m a c i ó n Gsynth ( t ) = O p [ f ( t ) ] .
• G e n e r a c ió n d e u n a c a d e n a d e i m p u l s o s P W M d e e s p e c t r o d e a u d io G pulse ( t ) . • G a t in g , e s d e c i r , r e a l i z a r u n A N D ló g i c o , d e l s i n t e t i z a d o r Gsynth ( t ) c o n la c a d e n a d e p u ls o s P W M Gpulso ( t ) p a r a p r o d u c i r u n a s a l i d a d e f u n c i ó n d e u n id a d m u l t i p l i c a t i v a s i n t e t i z a d o r Gsynth ( t ) • G pulso ( t ) .
• L E D s d e c o n d u c c i ó n c o n u n t i e m p o q u e v a r í a a n a l ó g i c o a c t u a l a I ref ( t ) p u ls a d a s p o r la s a l i d a f u n c i ó n d e la u n id a d d e l r e p r o d u c t o r d e L E D m e d i a n t e e l c u a l e l I le d = a Ire f ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulso ( t ) .
L a s f i g u r a s 63 a t r a v é s d e 65 i l u s t r a n e j e m p l o s q u e d e m u e s t r a n la v e r s a t i l i d a d d e l j u g a d o r L E D d e s c r i t o p a r a u n a v a r ie d a d d e f o r m a s d e o n d a .
F I G U R A . 63 A i l u s t r a u n a f u n c i ó n c o n s t a n t e f ( t ) = 1 761 q u e d a c o m o r e s u l t a d o u n a f o r m a d e o n d a d e s i n t e t i z a d o r Gsynth i n v a r i a n t e e n e l t i e m p o c o n s t a n t e 762 d o n d e O p [ f ( t ) ] = 100 % . L a c o n s t a n t e O p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a e n t o n c e s p o r la c a d e n a d e i m p u l s o s P W M 773 a c o n D = 50 % q u e p r o d u c e la c a d e n a d e i m p u l s o s 774 a q u e c o m p r e n d e Gsynth ( t ) • Gpulso ( t ) . M u l t ip l i c a d o p o r u n a r e f e r e n c i a c o n s t a n t e 781 a p a r a g e n e r a r 20 m A , la f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Ile d = a Ire f ( t ) • Gsynth
c o n s t a n t e ^ p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a e n t o n c e s p o r u n v a l o r c o n s t a n t e 771 c o n D = 100 % p r o d u c i e n d o u n v a l o r c o n s t a n t e 772 d o n d e Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) = 100 % . M u l t ip l i c a d o p o r la r e f e r e n c i a s i n u s o i d a l 78 3 p a r a g e n e r a r u n a o n d a s in u s o i d a l d e 20 m A . L a f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Ile d = a I ref ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) c o m p r e n d e u n a o n d a s in u s o i d a l d e 20 m A 803 a c o n u n a c o r r i e n t e p r o m e d io d e 10 m A .
F I G U R A . 63 G i l u s t r a u n a f u n c i ó n f ( t ) = 1 c o n s t a n t e 761 q u e d a c o m o r e s u l t a d o u n a f o r m a d e o n d a d e s i n t e t i z a d o r Gsynth i n v a r i a n t e e n e l t i e m p o c o n s t a n t e 762 d o n d e ^ p [ f ( t ) ] = 100 % . L a c o n s t a n t e ^ p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a p o r u n v a l o r c o n s t a n t e 771 c o n D = 100 % p r o d u c i e n d o u n v a l o r c o n s t a n t e 772 d o n d e Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) = 100 % . M u l t ip l i c a d o p o r la m u e s t r a 784 a d e a n a l ó g i c o a d i g i t a l p a r a g e n e r a r u n a c u e r d a d e g u i t a r r a p u n t e a d a c o n u n v a l o r m á x im o d e 20 m A . L a f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Il e d = a Ire f ( t ) • G syn th (t) • Gpulse ( t ) c o m p r e n d e u n a m u e s t r a d e 20 m A 804 a c o n u n a c o r r i e n t e p r o m e d i o d e 10 m A .
F I G U R A . 63 H i l u s t r a u n a f u n c i ó n f ( t ) = 1 c o n s t a n t e 761 q u e d a c o m o r e s u l t a d o u n a f o r m a d e o n d a d e s i n t e t i z a d o r Gsynth i n v a r i a n t e e n e l t i e m p o c o n s t a n t e 762 d o n d e ^ p [ f ( t ) ] = 100 % . L a c o n s t a n t e ^ p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a p o r u n v a l o r c o n s t a n t e 771 c o n D = 100 % p r o d u c i e n d o u n v a l o r c o n s t a n t e 772 d o n d e Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) = 100 % . M u l t ip l i c a d o p o r la m u e s t r a 784 b d e a n a l ó g i c o a d i g i t a l p a r a g e n e r a r u n s o n id o d e p la t i l l o c o n u n v a l o r m á x im o d e 20 m A , la f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Il e d = a I ref ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) c o m p r e n d e u n 20 m u e s t r a d e m A 804 b c o n u n a c o r r i e n t e p r o m e d i o d e 10 m A .
F I G U R A . 64 A i l u s t r a u n a f u n c i ó n 763 s in u s o i d a l d e f ( t ) = s in ( f t ) q u e d a c o m o r e s u l t a d o u n s i n t e t i z a d o r Gsynth = ^ p [ f ( t ) ] c o m o u n a f o r m a d e o n d a 764 d e c a d e n a d e p u ls o s P W M q u e v a r í a c o n t i n u a m e n t e c o n u n s i n t e t i z a d o r T d e p e r í o d o d e f i n id o . L a c a d e n a P W M ^ p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a p o r u n v a l o r c o n s t a n t e 771 c o n D = 100 % p r o d u c i e n d o u n a c a d e n a d e p u ls o s d i g i t a l e s q u e c o m p r e n d e Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) q u e c o m p r e n d e u n a r e p r e s e n t a c i ó n P W M 775 d e u n a o n d a s i n u s o id a l . M u l t ip l i c a d o p o r u n a r e f e r e n c i a c o n s t a n t e 781 a p a r a g e n e r a r 20 m A , la f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Il e d = a I ref ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulso ( t ) c o m p r e n d e u n a o n d a s i n u s o i d a l m á x im a d e 20 m A 80 3 a c o n 50 % d e c o r r i e n t e p r o m e d i o d e 10 m a m á .
F I G U R A . 64 B i l u s t r a u n a f u n c i ó n 763 s in u s o i d a l d o n d e f ( t ) = s in ( f t ) , r e s u l t a n d o e n Gsynth = ^ p [ f ( t ) ] c o m o u n a f o r m a d e o n d a 764 d e c a d e n a d e p u ls o s P W M q u e v a r í a c o n t i n u a m e n t e c o n u n s i n t e t i z a d o r T d e p e r í o d o d e f i n i d o . L a c a d e n a P W M ^ p [ f ( t ) ] s e m u l t ip l i c a p o r u n v a l o r c o n s t a n t e 771 c o n D = 100 % p r o d u c i e n d o c a d e n a d e p u ls o s d i g i t a l e s Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) q u e c o m p r e n d e u n a r e p r e s e n t a c i ó n P W M 775 d e u n a o n d a s i n u s o id a l . M u l t i p l i c a d a p o r u n p a s o d e r e f e r e n c i a 781 d p a r a g e n e r a r 20 m A i n t e n s i f i c a c i ó n d e 25 % a 25 m A . , L a f o r m a d e o n d a r e s u l t a n t e Il e d = a Ire f ( t ) • Gsynth ( t ) • Gpulse ( t ) c o m p r e n d e u n 803 b d e o n d a s in u s o i d a l 20 m A p i c o
• L a s s u b r u t i n a s d e l c o n s t r u c t o r d e a c o r d e s i n c lu y e n e s p e c i f i c a r e l m é t o d o d e c o n s t r u c c i ó n d e l a c o r d e y la s o c t a v a s y n o t a s p r e s e n t e s . L o s a l g o r i t m o s d e c o n s t r u c c i ó n d e a c o r d e s i n c lu y e n s í n t e s i s “ o c t a v e ” y s í n t e s i s d e a c o r d e s “ t r i / q u a d ” .
• E n la s í n t e s i s d e o c t a v a s , c u a lq u i e r a c o r d e s e p u e d e d e s c r i b i r p o r lo s n ú m e r o s d e s u c o m p o n e n t e d e o c t a v a " O c t " ( u n n ú m e r o d e l 1 a l 9 q u e d e s c r i b e la f r e c u e n c ia f x h e c h a d e a c u e r d o c o n la c o n f i g u r a c i ó n d e l r e g i s t r o d e la t e c l a f key ) j u n t o c o n la r e s o l u c i ó n p r im i t i v a c o r r e s p o n d i e n t e d e c a d a o c t a v a ^ y m e z c la r A x . E n u n c o n s t r u c t o r d e a c o r d e s t r i / q u a d , s e p u e d e n c o m b i n a r t r e s o c u a t r o n o t a s d e o n d a s i n u s o i d a l d e r e s o l u c i ó n f i j a q u e a b a r c a n u n a s o l a o c t a v a u t i l i z a n d o a m p l i t u d a j u s t a b l e e s t a b l e c i d a p o r g a n a n c i a A x. L a s t r í a d a s d e a c o r d e s d i s p o n i b l e s i n c lu y e n m a y o r , m e n o r , d i s m i n u i d a , a u m e n t a d a , c a d a u n a d e l a s c u a le s i n c l u y e u n a c u a r t a o p c io n a l n o t a 1 o c t a v a p o r e n c im a d e la n o t a f u n d a m e n t a l d e l a c o r d e . A l t e r n a t i v a m e n t e c u a r t a n o t a p u e d e s e r a ñ a d i d o p a r a f o r m a r u n 7 th a c o r d e , e s p e c í f i c a m e n t e u n a c o r d e q u a d n o t a q u e t i e n e u n 7 th , m a y o r 7 th , y m e n o r 7 th c o n s t r u c c i ó n . U n a c o r d e " p e r s o n a l i z a d o " p e r m i t e la g e n e r a c i ó n d e c u a lq u i e r a c o r d e d e t r e s n o t a s q u e a b a r q u e u n a o c t a v a , i n c l u s o e n d i s o n a n c i a , c o n u n a o p c ió n p a r a u n a c u a r t a n o t a 1 o c t a v a p o r e n c im a d e la n o t a f u n d a m e n t a l d e l a c o r d e .
• T o d a s la s s a l i d a s d e l c o n s t r u c t o r d e a c o r d e s s e p u e d e n e s c a la r p a r a a u m e n t a r la a m p l i t u d p e r i ó d i c a d e l a c o r d e m e d i a n t e la g a n a n c i a d ig i t a l A a s in c a m b i a r e l v a l o r m e d io d e 0 , 5 d e la f u n c i ó n d e la u n id a d .
• T o d a s la s s a l i d a s d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a r e p r e s e n t a n f u n c i o n e s u n i t a r i a s , e s d e c i r , t i e n e n v a l o r e s a n a l ó g i c o s e n t r e 0 , 000 y 1 , 000 c o n v e r t i d o s e n c a d e n a s d e p u ls o s P W M c o n u n f a c t o r d e t r a b a j o e n t r e 0 % y 100 % . C u a l q u i e r f o r m a d e o n d a s i n t e t i z a d a f u e r a d e e s t e r a n g o s e r á t r u c a d a .
E n f u n c i o n a m i e n t o , s ó lo la s p r im i t i v a s 486 d e f o r m a d e o n d a r e q u e r i d a s p o r u n a r c h i v o d e r e p r o d u c c i ó n e s p e c i f i c a d o p o r lo s p a r a m é t r i c o s 487 d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a s e d e s c a r g a n e n u n a a l m o h a d i l l a L E D . L a b i b l i o t e c a 487 d e p r im i t i v a s d e s c a r g a b l e s in c lu y e u n a s e l e c c i ó n d e p r im i t i v a s d e o n d a s in u s o i d a l e n v a r i a s r e s o l u c i o n e s ^ , p o r e j e m p l o u s a n d o u n a r e s o l u c i ó n d e 24 , 46 , 96 , 198 o 360 p u n t o s o 16 b i t s . E n la b i b l i o t e c a e je m p l a r , t a m b i é n in c lu y e d e s c r i p c i o n e s d e 24 p u n t o s d e f o r m a s d e o n d a t r i a n g u l a r e s y d e d i e n t e d e s ie r r a , a u n q u e s e p u e d e n i n c lu i r o t r a s r e s o l u c i o n e s s in l im i t a c ió n . O t r o s c o m p o n e n t e s d e la b ib l i o t e c a , p o r e je m p lo , c o n ^ = 96 , i n v o l u c r a n a c o r d e s q u e i n c lu y e n a c o r d e s d e d o b l e o c t a v a q u e c o m p r e n d e n d o s o n d a s s in e u n a o c t a v a d e s e p a r a c i ó n f y 2 f , d o s o c t a v a s d e s e p a r a c i ó n f y 4 f , o p o s ib l e m e n t e c u a t r o o c t a v a s d e d i s t a n c i a e n f y 16 f , o c i n c o o c t a v a s a p a r t e e n f y 32 f .
O t r a s o p c io n e s i n c lu y e n a c o r d e s d e t r e s o c t a v a s c o m o [ f , 2 f , 4 f ] q u e a b a r c a n d o s o c t a v a s ;
[ f , 2 f , 8 f ] o [ f , 4 f , 8 f ] q u e a b a r c a n t r e s o c t a v a s , o p o r e j e m p lo , c u a t r o o c t a v a s c o n [ f , 2 f , 16 f ] , [ f , 4 f , 1 6 f ] o [ f , 8 f , 16 f ] . O t r a s t r í a d a s i n c lu y e n a c o r d e s m a y o r e s , m e n o r e s , d i s m i n u i d o s y a u m e n t a d o s , p o r e je m p lo , [ f , 1 .25 f , 1 .5 f ] , [ f , 1.2 f , 1.5 f ] , [ f , 1.2 f , 1 .444 f ] . L a s t r í a d a s s e p u e d e n m o d i f i c a r e n a c o r d e s c u á d r u p l e s i n c l u y e n d o u n a n o t a u n a o c t a v a p o r e n c im a d e la r a í z .
E l a r c h i v o 491 d e p a r á m e t r o s d e l r e p r o d u c t o r P W M i n c l u y e c o n f i g u r a c i o n e s p a r a e l m o d o c o n s t a n t e o d e p u ls o . E n e l m o d o d e p u ls o , e l a r c h i v o d e r e p r o d u c c i ó n c o m p r e n d e u n a s e c u e n c i a d e f r e c u e n c ia s P W M f PWM y u n f a c t o r d e t r a b a j o c o r r e s p o n d i e n t e D p w m f r e n t e a l t i e m p o d e r e p r o d u c c i ó n , d e f i n i e n d o a s í u n a s e c u e n c i a P W M d e p u ls o s d e d u r a c i o n e s v a r i a b l e s t on y W T e n g a e n c u e n t a q u e la f r e c u e n c ia d e p u k s e f PWM d e l m o d u l a d o r d e a n c h o d e p u s e e s m e n o r e n f r e c u e n c ia q u e e l r e lo j O p w m = 20 k H z u t i l i z a d o p a r a i m p u l s a r e l m o d u la d o r . P a r a c o n c lu i r , e n e l f u n c i o n a m i e n t o d e l r e p r o d u c t o r P W M , la f r e c u e n c ia P W M f pwM n o e s t á f i j a d a p o r v a r í a c o n e l p r o g r a m a d e r e p r o d u c c i ó n e s p e c i f i c a d o e n e l a r c h i v o d e p a r a m é t r i c o s P W M 491. A u n q u e la f r e c u e n c ia f pwM p u e d e s e r t a n a l t a c o m o e l r e lo j O p w m e n la m a y o r í a d e lo s c a s o s e s m e n o r , p o r lo q u e q u e f pwM ^ O p w m . A d e m á s , la f r e c u e n c ia f pwM e s t á e n e l e s p e c t r o d e a u d io , m u y p o r d e b a j o d e l r e lo j s o b r e m u e s t r e a d o O sym e n e l r a n g o s u p e r s ó n i c o u t i l i z a d o p o r e n e l g e n e r a d o r P W M ^ p [ f ( t ) ] e n e l b l o q u e d e l s i n t e t i z a d o r d e f o r m a d e o n d a , e s d e c i r , m a t e m á t i c a m e n t e c o m o f pwM ^ ^ PWM < < 1 / ^ sym .
E n la p a r a m é t r i c a 749 d e l c o n t r o l a d o r d e L E D , la s e n t r a d a s P W M d i g i t a l e s d e f u n c i ó n d e u n id a d IN x s e m a p e a n c o n la h a b i l i t a c i ó n d e s u m id e r o a c t u a l E n y . P o r e j e m p lo , la e n t r a d a I N 1 s e a s i g n a a la h a b i l i t a c i ó n d e s u m id e r o d e c o r r i e n t e d e l c a n a l 4 E n 4 , la e n t r a d a I N 2 s e a s i g n a a la h a b i l i t a c i ó n d e s u m id e r o d e c o r r i e n t e E n y E n s ( n o s e m u e s t r a ) p a r a l o s c a n a l e s 1 y 5 , e t c . E l c o n t r o l d e c o r r i e n t e L E D c o m p r e n d e u n a r e p r o d u c c i ó n a r c h i v o d e a l ref v e r s u s t i e m p o . E l v a l o r d e I ref p a r a c a d a c a n a l s e e s t a b l e c e m e d i a n t e la s a l i d a d e c a d a c o n v e r t i d o r D / A c o r r e s p o n d i e n t e , q u e p u e d e c o m p r e n d e r u n a c o n s t a n t e , u n a f u n c i ó n p e r i ó d i c a o u n a m u e s t r a d e a u d io . A l t e r n a t i v a m e n t e , s e p u e d e u s a r u n c o n v e r t i d o r D / A p a r a s u m in i s t r a r la c o r r i e n t e d e r e f e r e n c i a d e t o d o s lo s c a n a l e s d e s a l i d a c o n la m i s m a f u n c i ó n o v a l o r c o n s t a n t e .
64 0 , a r r a n q u e ú n ic o 848 , p u e r t a s l ó g i c a s A N D 845 y 846 , y p u e r t a s l ó g i c a s O R 846 y 84 7. L a p u e r t a Y d e d o s e n t r a d a s 845 a c t ú a c o m o u n r e lo j d e l s i s t e m a q u e h a b i l i t a e l o s c i l a d o r O osc a l r e p r o d u c t o r L E D , c e r r a d a p o r la s s e ñ a l e s d e in i c i o y c o n t r o l 840 y 841 , y d e u n a v a r i e d a d d e i n t e r r u p c i o n e s , e s p e c í f i c a m e n t e u n t i e m p o d e e s p e r a d e t e m p o r i z a d o r i n t e r m i t e n t e 844 , u n t e m p o r i z a d o r d e v i g i l a n c ia t i e m p o d e e s p e r a 845 , o u n i n d i c a d o r d e s o b r e c a l e n t a m i e n t o 846.
A l in i c io , u n d i s p a r o 848 g e n e r a u n p u ls o q u e i m p u l s a i n m e d i a t a m e n t e la s a l i d a d e la p u e r t a O R 846 a n iv e l a l t o . A l m i s m o t i e m p o e l t i r o s i g n a l d e s e n c a d e n a n t e s d e l c o n ju n t o d e e n t r a d a S d e i n t e r r u p c i o n e s p e s t i l l o 843 y s u s a l i d a Q a l t a . C u a n d o la e n t r a d a d e l u s u a r io “ s t a r t a ” 840 s e s e l e c c i o n a g e n e r a u n a c o n f i g u r a c i ó n d e i m p u l s o s e n s e n t i d o p o s i t i v o la s a l i d a Q d e in ic io / p a r a d a d e p e s t i l l o 846 a a l t a . C o n la s s a l i d a s Q d e l p e s t i l l o d e a r r a n q u e / p a r a d a 846 y e l p e s t i l l o d e i n t e r r u p c i o n e s 843 e n a l t o , e n t o n c e s la p u e r t a A N D 845 e s t á h a b i l i t a d a . C o m o t a l , e l o s c i l a d o r O osc s e e n v í a a l r e p r o d u c t o r P W M c o m o r e lo j O sys, y s e d i v i d e p o r e l c o n t a d o r 640 c o m o r e lo j d e r e f e r e n c i a O ref.
e t c . U n a v e z q u e la r u t i n a d e i n t e r r u p c i ó n d e p a r p a d e o s e h a c o m p l e t a d o , e l p a r p a d e o e l t i e m p o d e e s p e r a s e r e s t a b l e c e a c e r o , e l t e m p o r i z a d o r d e v i g i l a n c ia d e h a r d w a r e s e r e s t a b l e c e y la e j e c u c i ó n d e l p r o g r a m a v u e l v e a la r u t i n a p r in c ip a l . D e s p u é s d e c o m p l e t a r e l IS R , la a l m o h a d i l l a p C g e n e r a u n p u ls o d e r e s t a u r a c i ó n d e l s i s t e m a p a r a i n t e r r u m p i r e l p e s t i l l o 843 y s e r e in i c i a la o p e r a c i ó n d e l p r o g r a m a . S i e l s o f t w a r e s e h a c o n g e l a d o p o r a l g u n a r a z ó n , e l p r o g r a m a n o r e a n u d a r á s u f u n c i o n a m i e n t o y la s f r a n j a s L E D d e l p a d p e r m a n e c e r á n a p a g a d a s . D e lo c o n t r a r io , la a l m o h a d i l l a L E D r e a n u d a r á s u f u n c i o n a m i e n t o d e s p u é s d e u n i n t e r v a l o d e f i n i d o , p o r e je m p lo , 2 s e g u n d o s .
O t r o m o d o d e f a l l a i n v o l u c r a e l s o f t w a r e c o n g e l a d o m i e n t r a s l o s L E D e s t á n e n c e n d i d o s y e m i t i e n d o lu z . S i la c o n d i c i ó n p e r s i s t e , lo s L E D p u e d e n s o b r e c a l e n t a r s e y p r e s e n t a r u n r i e s g o d e q u e m a d u r a s p a r a e l p a c ie n t e . P a r a e v i t a r q u e s u r ja n c o n d i c i o n e s p e l i g r o s a s , u n t e m p o r i z a d o r d e v i g i l a n c ia d e h a r d w a r e ( c u y a o p e r a c i ó n n o d e p e n d e d e l s o f t w a r e ) r e a l i z a u n a c u e n t a r e g r e s i v a e n p a r a l e l o a l c o n t a d o r d e l p r o g r a m a d e s o f t w a r e . S i e l t e m p o r i z a d o r d e s o f t w a r e s e c o n g e l a e n u n e s t a d o d e e n c e n d i d o , e l t e m p o r i z a d o r d e v i g i l a n c ia n o s e r e in i c i a r á y e l t e m p o r i z a d o r d e v i g i l a n c ia s e a g o t a r á g e n e r a n d o u n a i n t e r r u p c i ó n d e t i e m p o d e e s p e r a d e p a r p a d e o 844 y i n t e r r u m p i e n d o la o p e r a c i ó n d e l s i s t e m a P B T h a s t a q u e s e r e s u e l v a la c o n d i c i ó n d e f a l la .
D e e s t a m a n e r a , e l s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o d e s c r i t o p u e d e u s a r s e p a r a c o n t r o l a r e l f u n c i o n a m i e n t o d e la a l m o h a d i l l a L E D d e f o r m a r e m o t a . A d e m á s , l o s m é t o d o s d e s c r i t o s e n e s t e d o c u m e n t o s e p u e d e n a d a p t a r p a r a c o n t r o l a r m ú l t ip l e s a l m o h a d i l l a s L E D i n t e l i g e n t e s s i m u l t á n e a m e n t e d e s d e u n c o n t r o l a d o r P B T c o m ú n .
C o m u n i c a c i ó n d e c o m p o n e n t e s a t r a v é s d e s i s t e m a s P B T d i s t r i b u i d o s
L a i m p l e m e n t a c i ó n d e la c o m u n i c a c i ó n r e q u e r i d a e n t r e lo s c o m p o n e n t e s e n u n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o r e q u i e r e u n a r e d d e c o m u n i c a c i ó n c o m p l e j a y u n p r o t o c o lo d e d i c a d o d i s e ñ a d o p a r a a d a p t a r s e a la c o m b i n a c i ó n d e t r a n s f e r e n c i a s d e d a t o s e n t i e m p o r e a l y b a s a d a s e n a r c h i v o s , a l g u n a s d e la s c u a le s e s t á n v i n c u l a d a s a s i s t e m a s d e s e g u r i d a d . D e a c u e r d o c o n la s r e g u l a c i o n e s d e la F D A , la s e g u r i d a d e s u n a c o n s id e r a c i ó n im p o r t a n t e e n e l d i s e ñ o d e d i s p o s i t i v o s m é d ic o s . E n l o s s i s t e m a s d i s t r ib u i d o s , e s t a p r e o c u p a c i ó n s e v e a g r a v a d a p o r e l f u n c i o n a m i e n t o a u t ó n o m o d e l o s c o m p o n e n t e s . E n e l c a s o d e q u e la c o m u n i c a c i ó n e n t r e d i s p o s i t i v o s e n e l P B T d i s t r i b u i d o f a l l e o s e i n t e r r u m p a , lo s s i s t e m a s d e s e g u r i d a d n o p u e d e n f u n c i o n a r m a l . E l t e m a d e la c o m u n i c a c i ó n , la s e g u r i d a d , la d e t e c c i ó n y la b io r r e t r o a l i m e n t a c i ó n s e d i s c u t e c o n m a y o r d e t a l l e e n u n a p a t e n t e r e la c i o n a d a t i t u l a d a " D i s p o s i t i v o s , m é t o d o s y p r o t o c o lo s d e c o m u n i c a c i ó n d e t e r a p i a d e f o t o b i o m o d u la c i ó n d i s t r ib u i d a " , p r e s e n t a d a a l m is m o t i e m p o c o m o u n a s o l i c i t u d d e c o n t i n u a c i ó n e n p a r t e ( C I P ) d e e s t a p a t e n t e .
U S B 1014 b a l i m e n t a d o p o r u n c o n v e r t i d o r d e C A / C C y u n a f u e n t e d e a l i m e n t a c i ó n d e C C ( b lo q u e ) 1014 a o u n a b a t e r í a d e a l m a c e n a m i e n t o U S B ( n o s e m u e s t r a ) . L a c o m u n i c a c i ó n W iF i s e p r o d u c e a t r a v é s d e la p i l a d e c o m u n i c a c i ó n O S I d e 7 c a p a s c o m p l e t a 10 16 p r e s e n t e e n e l c o n t r o l a d o r P B T 101 0 c o n e c t a d o a la p i l a d e c o m u n i c a c i ó n 101 7 p r e s e n t e e n la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e 101 3.
E n f u n c i o n a m i e n t o , u n a r a d io W i F i m o s t r a d a e n la F I G U R A . 71 A c o n v ie r t e e l e n la c e d e
i n t e l i g e n t e 337 a t r a v é s d e l e n la c e d e d a t o s p o r c a b le 1030 u s a n d o p r o t o c o lo s P C I , U S B o E t h e r n e t a la in t e r f a z d e c o m u n i c a c i ó n 338. E s t a i n t e r f a z t a m b i é n p u e d e c o n e c t a r s e a o t r o s d i s p o s i t i v o s o s e n s o r e s a t r a v é s d e U S B 1033 y E t h e r n e t 1032. U n e j e m p l o d e u n a r e d d e c o m u n i c a c i ó n P B T d i s t r i b u i d a s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 72 d o n d e e l e n r u t a d o r W iF i 1052 s e
P B T d e s c r i t o . A c o n t i n u a c i ó n s e d e s c r i b e n a l g u n o s e j e m p l o s d e a d a p t a c ió n d e l s i s t e m a P B T d i v u l g a d o p a r a t e r a p i a s a l t e r n a t i v a s :
s e n s o r d e h o ja d e c o n t a c t o 1159 n o e s t á e n c o n t a c t o c o n la p ie l d e l p a c ie n t e , e l v a l o r d e Z c e s g r a n d e y V r se a c e r c a a c e r o . E n t a l c a s o , la s a l i d a d e l a m p l i f i c a d o r d i f e r e n c i a l e s m e n o r q u e V re f , e l v o l t a je d e r e f e r e n c i a d e v o l t a je i n d e p e n d i e n t e d e la t e m p e r a t u r a 1224. C o m o t a l , la s a l i d a d e l c o m p a r a d o r d e s e g u r i d a d o c u la r 1225 e s t á e n t i e r r a y e l c o n t r o l a d o r d e l á s e r e s t á in h ib id o . S i la h o ja d e l s e n s o r e n t r a e n c o n t a c t o c o n la p ie l , la i m p e d a n c i a d e C A Z c c a e s i g n i f i c a t i v a m e n t e d o n d e , d e s p u é s d e e l i m i n a r la s e ñ a l d e C A m e d i a n t e e l f i l t r o d e p a s o b a jo 1223 , e l v o l t a je d e C C p r o m e d i o a t r a v é s d e la r e s i s t e n c i a 1221 e s m a y o r q u e V ref , p o r lo q u e la s a l i d a d e l c o m p a r a d o r d e s e g u r i d a d o c u la r c a m b i a a u n l ó g i c a a l t a y e n v ia n d o u n a s e ñ a l d e h a b i l i t a c ió n d e d e t e c c i ó n d e c o n t a c t o 1228 a l l á s e r g C . D e m a n e r a s im i l a r , e l s e n s o r d e t e m p e r a t u r a 1202 e s p r o c e s a d o p o r e l c i r c u i t o d e p r o t e c c i ó n d e t e m p e r a t u r a 1231 a . S i s e p r o d u c e u n a c o n d i c i ó n d e s o b r e c a l e n t a m i e n t o , e l i n d i c a d o r d e s o b r e t e m p e r a t u r a 1232 s e e n v í a a l l á s e r g C y la e n t r a d a a la l ó g i c a y la p u e r t a b a ja , d e s a c t i v a n d o e l c o n t r o l a d o r d e l á s e r 1174. E n a u s e n c i a d e u n a c o n d i c i ó n d e s o b r e c a l e n t a m i e n t o , e n t o n c e s s e c o n f i r m a la d e t e c c i ó n d e c o n t a c t o 1228 p r o p o r c i o n a d a y l u e g o la p u e r t a l ó g i c a 1226 p a s a r á e l v a l o r d i g i t a l d e la s a l i d a d e l c o n t r o l a d o r P W M 493 , e s d e c i r , e l c o n t r o l a d o r l á s e r 1174 e s t á h a b i l i t a d o .
E l s u m id e r o d e c o r r i e n t e c o n t r o l a d o 1256 s e u s a p a r a i m p u l s a r la c a d e n a d e l á s e r e s 1 156 a a 1156 n c o n l o n g i t u d d e o n d a Á 1. E l d i s i p a d o r d e c o r r i e n t e c o n t r o l a d o 1257 s e u t i l i z a p a r a i m p u l s a r la c a d e n a d e l á s e r e s 1157 a a 1157 n c o n lo n g i t u d d e o n d a Á 2 e n la m a t r i z d e l á s e r 1242. L a s c a d e n a s d e l á s e r s o n a l i m e n t a d a s p o r la t e n s i ó n d e a l i m e n t a c i ó n V h v de s a l i d a d e l r e g u l a d o r d e c o n m u t a c ió n d e t i p o b o o s t 1241 q u e c o m p r e n d e e l c o n d e n s a d o r d e e n t r a d a 1265 C o n t r o l a d o r P W M 1260 , D M O S F E T 1262 d e b a ja p o t e n c i a , i n d u c t o r 1261 , r e c t i f i c a d o r S c h o t t k y 1263 y c o n d e n s a d o r d e s a l i d a 1264 c o n r e t r o a l i m e n t a c i ó n d e v o l t a je a l c o n t r o l a d o r P W M 1260. L a e n t r a d a a la f u e n t e d e a l i m e n t a c i ó n l á s e r 1241 e s s u m in i s t r a d a p o r la b a t e r í a d e i o n e s d e l i t io
1 172 y e l c a r g a d o r d e b a t e r í a 1171 d e E n t r a d a d e a l i m e n t a c i ó n U S B . A e s p u é s 2. 5 - s a l i d a d e t e n s i ó n V r e g u l a d o e s t a m b i é n la s a l i d a d e c a r g a d o r d e b a t e r í a 1171 y c o n d e n s a d o r d e f i l t r o 1266 a la a l i m e n t a c i ó n d e lo s c o m p o n e n t e s d e l c i r c u i t o d e c o n t r o l d e P B T l á s e r 1240. S i s e r e q u ie r e u n a t e n s i ó n m á s a l t a , la V h v s a l i d a d e a l i m e n t a c i ó n u t i l i z a p a r a c o n d u c i r la m a t r i z d e l á s e r t a m b i é n p u e d e u s a r s e p a r a s u m in i s t r a r e l c o n t r o l d e P B T d e l l á s e r d e s p u é s d e q u e e l c o n v e r t i d o r e l e v a d o r e s t é f u n c i o n a n d o .
A lm o h a d il la s L E D a u tó n o m a s p a ra te ra p ia d e fo to b io m o d u la c ió n : o t r o p e r i f é r i c o c o m p a t i b l e c o n e l s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o s o n l a s a l m o h a d i l l a s L E D a u t ó n o m a s q u e s e u t i l i z a n e n a p l i c a c i o n e s c u a n d o u n c o n t r o l a d o r P B T o u n t e l é f o n o c e l u l a r n o e s t á d i s p o n i b l e o e s i n c o n v e n i e n t e p a r a a d m i n i s t r a r t r a t a m i e n t o s d e e m e r g e n c i a , p o r e je m p lo , e n u n c a m p o d e b a t a l l a o e n u n a c c i d e n t e d e a v ió n e n u n l u g a r m o n t a ñ o s o . E n f u n c i o n a m i e n t o , u n s o lo b o t ó n u b ic a d o e n la a l m o h a d i l l a L E D a u t ó n o m a s e u t i l i z a p a r a s e l e c c i o n a r e l t r a t a m i e n t o . E n g e n e r a l , n o h a y u n a p a n t a l l a U X d i s p o n i b l e p a r a i n f o r m a c i ó n . A N d A u n q u e a l m o h a d i l l a s L E D a u t ó n o m a s o p e r a n “ a u t ó n o m a ” ( e s d e c i r , p o r s í m is m o s ) d u r a n t e lo s t r a t a m i e n t o s d e t e r a p i a , d u r a n t e la f a b r i c a c i ó n q u e e s t á n c o n e c t a d o s a p a r t e d e u n s i s t e m a P B T d i s t r i b u i d o a c a r g a r s u s p r o g r a m a s a p l i c a b l e s y p a r a c o n f i r m a r s u o p e r a c i ó n e x i t o s a .
L o s p r o g r a m a s d e s o f t w a r e P B T c a r g a d o s e n l a s a l m o h a d i l l a s L E D v a r í a n s e g ú n lo s m e r c a d o s y la s a p l i c a c i o n e s p a r a lo s q u e e s t á n d e s t i n a d o s . P o r e je m p l o , lo s p r o g r a m a s d e t r a t a m i e n t o c a r g a d o s e n l a s a l m o h a d i l l a s L E D e n u n a e s t a c i ó n d e e s q u í p u e d e n i n c lu i r t r a t a m i e n t o s p a r a la c o n m o c i ó n c e r e b r a l ( u n a l e s ió n c o m ú n e n e l e s q u í ) , m i e n t r a s q u e lo s u t i l i z a d o s p o r lo s p a r a m é d i c o s p u e d e n c e n t r a r s e e n e l t r a t a m i e n t o d e h e r i d a s c o m o l a c e r a c i o n e s o q u e m a d u r a s . E n l a s i n s t a la c i o n e s d e p o r t i v a s y l o s c l u b e s d e t e n i s , l a s a l m o h a d i l l a s L E D a u t ó n o m a s p a r a e l d o lo r m u s c u l a r y a r t i c u l a r p u e d e n s e r m á s c o m u n e s . E n a p l i c a c i o n e s m i l i t a r e s , la p r in c i p a l a p l i c a c i ó n d e c a m p o e s r a le n t i z a r o p r e v e n i r la p r o p a g a c i ó n d e la in f e c c ió n e n u n a h e r i d a d e b a la o m e t r a l l a .
E l d i s e ñ o e l é c t r i c o d e l L E D i n t e l i g e n t e 337 d e la F I G U R A . 14 e s u n a o p e r a c i ó n L E D a u t ó n o m a i g u a l m e n t e a p l i c a b le , e x c e p t o p o r la a d ic i ó n d e u n b o t ó n p a r a c o n t r o l a r e l e n c e n d i d o / a p a g a d o y la s e l e c c i ó n d e p r o g r a m a s . D u r a n t e la p r o g r a m a c i ó n , t o d o e l s i s t e m a P B T e s t á p r e s e n t e , i n c lu id o e l b l o q u e d e a l i m e n t a c i ó n 132 , e l c o n t r o l a d o r P B T 131 , e l c a b le U S B 136 y la a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e a u t ó n o m a 337. E n la p r o g r a m a c i ó n , e l c o n t r o l a d o r P B T c o n f i g u r a la a l m o h a d i l l a L E D c a r g a n d o d a t o s d e f a b r i c a c i ó n y d e s c a r g a n d o u n r e p r o d u c t o r P B T y l o s a r c h i v o s d e r e p r o d u c c i ó n L E D d e p r e c a r g a s e g ú n s e a n e c e s a r io . T a m b i é n s e p u e d e u s a r u n s i s t e m a d e p r o g r a m a c i ó n p o r t á t i l p a r a r e p r o g r a m a r l a s a l m o h a d i l l a s u n a v e z v e n d i d a s o i m p l e m e n t a d a s e n
e l c a m p o , lo q u e p e r m i t e a l c l i e n t e r e u t i l i z a r s u i n v e n t a r i o p a r a a d a p t a r s e a v a r i o s t i p o s d e d e s a s t r e s , p o r e j e m p lo , c o n g e l a c i ó n e n e l i n v ie r n o , t r a t a m i e n t o s a n t i v i r a l e s e n u n b r o t e d e e n f e r m e d a d o p a n d e m i a . , d a ñ o p u lm o n a r p o r la l i b e r a c i ó n d e u n a g e n t e n e r v i o s o d e u n t e r r o r i s t a , e t c .
C o m o s e d e s c r i b e , la s a l m o h a d i l l a s L E D a u t ó n o m a s n o u t i l i z a n u n a p a n t a l l a , u n e n la c e d e r a d io o u n c o n t r o l r e m o t o y , p o r lo t a n t o , o f r e c e n u n n ú m e r o l im i t a d o d e p r o g r a m a s d e t r a t a m i e n t o p r e c a r g a d o s , g e n e r a l m e n t e d e u n a a c i n c o o p c io n e s c o m o s e i l u s t r a e n la F I G U R A .
8 1 B . C o m o s e m u e s t r a , u n a a l m o h a d i l l a L E D a u t ó n o m a e n s u e s t a d o a p a g a d o 1257 a c a m b i a r á a l e s t a d o 1257 b d e s p u é s d e p r e s i o n a r e l i n t e r r u p t o r 1293 u n a v e z . D e s p u é s d e s e l e c c i o n a r e s t e e s t a d o d e s p u é s d e u n b r e v e p e r í o d o d e t i e m p o , e l t r a t a m i e n t o c o m e n z a r á u t i l i z a n d o e l p r o g r a m a " T r a t a m i e n t o 1 " . S i p r e s i o n a e l b o t ó n p o r s e g u n d a v e z , e l p r o g r a m a a v a n z a r á a l e s t a d o 1257 c y c o m e n z a r á e l " T r a t a m i e n t o 2 " . D e m a n e r a s im i l a r , c a d a v e z q u e s e p r e s i o n a e l b o t ó n , e l p r o g r a m a a v a n z a a l s i g u i e n t e t r a t a m i e n t o 3 , 4 y 5 m o s t r a d o c o m o lo s e s t a d o s c o r r e s p o n d i e n t e s 1257 d , 1 257 e y 1 257 f . A l p r e s i o n a r e l i n t e r r u p t o r 1293 p o r s e x t a v e z , la a l m o h a d i l l a L E D a u t ó n o m a v u e l v e a l e s t a d o 1297 a a p a g a d o .
T e r m o t e r a p i a c o n L E D p u l s a d o s : d e m a n e r a s i m i l a r a la lu z v i s i b l e y e l i n f r a r r o j o c e r c a n o e n la t e r a p i a d e f o t o b i o m o d u la c i ó n , la t e r m o t e r a p ia e s la a p l i c a c i ó n d e i n f r a r r o j o le j a n o , q u e g e n e r a l m e n t e c o m p r e n d e l o n g i t u d e s d e o n d a d e 1 g m a 100 g m . L a t e r m o t e r a p ia i n c l u y e s p a s , a l m o h a d i l l a s t é r m i c a s y e n v o l t u r a s c o r p o r a l e s c a l e f a c t o r a s . S e g ú n W i k ip e d i a , l o s e f e c t o s t e r a p é u t i c o s d e l c a l o r i n c lu y e n “ a u m e n t a r la e x t e n s i b i l i d a d d e l o s t e j i d o s d e c o l á g e n o ; d i s m i n u c i ó n
d e la r i g i d e z a r t i c u l a r ; r e d u c i r e l d o lo r ; a l i v i a r l o s e s p a s m o s m u s c u l a r e s ; r e d u c i r la i n f l a m a c i ó n , e l e d e m a y l a s a y u d a s e n la f a s e d e c u r a c i ó n p o s a g u d a ; y a u m e n t o d e l f l u j o s a n g u í n e o . E l a u m e n t o d e l f l u j o s a n g u í n e o a l á r e a a f e c t a d a p r o p o r c i o n a p r o t e í n a s , n u t r i e n t e s y o x í g e n o p a r a u n a m e jo r c u r a c i ó n " . T a m b i é n a c e le r a la e n t r e g a d e d e s e c h o s m e t a b ó l i c o s y d i ó x i d o d e c a r b o n o . L a t e r a p i a d e c a l o r t a m b i é n e s ú t i l p a r a m e jo r a r lo s e s p a s m o s m u s c u l a r e s , m ia lg ia , f i b r o m i a l g ia , c o n t r a c t u r a s , b u r s i t i s ,
S i b ie n la s a f i r m a c i o n e s t e r a p é u t i c a s s e s u p e r p o n e n a la s o f r e c i d a s p o r P B T , e l m e c a n i s m o f í s i c o d e la t e r m o t e r a p ia e s c o n s id e r a b l e m e n t e d i f e r e n t e . A d i f e r e n c i a d e l P B T , q u e im p a r t e f o t o n e s a b s o r b i d o s p o r m o lé c u l a s p a r a e s t i m u l a r r e a c c i o n e s q u í m i c a s q u e d e o t r o m o d o n o o c u r r i r í a n , e s d e c i r , la f o t o b i o m o d u la c i ó n , e n la t e r m o t e r a p ia , e l c a l o r a b s o r b i d o p o r lo s t e j i d o s y e l a g u a a c e le r a la s t a s a s d e v i b r a c i ó n m o le c u l a r p a r a a c e le r a r l a s r e a c c i o n e s q u í m i c a s e n c u r s o . S in e m b a r g o , d a d o q u e d e a c u e r d o c o n la r e la c ió n d e E i n s t e in E = h c / A la e n e r g í a d e u n f o t ó n e s i n v e r s a m e n t e p r o p o r c i o n a l a s u l o n g i t u d d e o n d a , la e n e r g í a d e la r a d i a c i ó n i n f r a r r o ja l e j a n a d e 3 g m e s s o lo d e l 20 % a l 20 % d e la d e l r o jo y d e l N I R P B T . E s t a d i f e r e n c i a d e e n e r g í a e s s i g n i f i c a t i v a , y a q u e la e n e r g í a m á s b a ja e s i n s u f i c i e n t e p a r a r o m p e r e n la c e s q u í m i c o s o t r a n s f o r m a r la e s t r u c t u r a m o le c u la r . C o m o t a l , la t e r m o t e r a p ia g e n e r a l m e n t e s e c o n s id e r a u n a l i v i o s i n t o m á t i c o s in la m a n i f e s t a c ió n d e c u r a c i ó n a c e le r a d a a s o c ia d a e n e l P B T . L a s
p a t r ó n s i s t e m á t i c o a t r a v é s d e l t e j i d o t r a t a d o . O p c i o n a l m e n t e , l o s L E D d e i n f r a r r o j o c e r c a n o p a r a P B T y e l L E D d e i n f r a r r o j o le j a n o p a r a t e r m o t e r a p ia s e p u e d e n c o m b i n a r e n u n a a l m o h a d i l l a i n t e l i g e n t e y s e p u e d e n a c t i v a r d e f o r m a s i m u l t á n e a o a l t e r n a e n e l t i e m p o .
c o n l l e v a c i e r t o s r i e s g o s . E n p a r t i c u l a r , la P M T e s t á c o n t r a i n d i c a d a e n e l c a s o d e t u m o r e s y t i e n e u n r i e s g o d e s e g u r i d a d d e a f e c t a r e l f u n c i o n a m i e n t o d e l m a r c a p a s o s .
D e a c u e r d o c o n e s t a i n v e n c i ó n , s e p u e d e r e a l i z a r u n s i s t e m a d e m a g n e t o t e r a p i a p u ls a d a r e u t i l i z a n d o e l s i s t e m a P B T d e s c r i t o r e e m p l a z a n d o l o s c o m p o n e n t e s ó p t i c o s c o n e l e c t r o i m a n e s y a d a p t a n d o e l c i r c u i t o d e a c t i v a c ió n c o n t e n i d o e n la a l m o h a d i l l a o v a r i l l a i n t e l i g e n t e . O p c i o n a l m e n t e , lo s L E D p a r a P B T s e p u e d e n a c t i v a r e n c o m b i n a c i ó n c o n e m is o r e s m a g n é t i c o s , y a s e a d e f o r m a s i m u l t á n e a o a l t e r n a e n e l t i e m p o . E n e l c a s o d e i m p u l s a r u n a m a t r i z d e e l e c t r o i m a n e s , la m a t r i z d e e l e c t r o i m á n d e b e m o n t a r s e e n u n a p l a c a d e c i r c u i t o i m p r e s o t r i d im e n s i o n a l m e n t e f l e x i b l e ( o P C B 3 D ) s i m i l a r a la q u e s e u t i l i z a a q u í p a r a m a t r i c e s d e L E D y s e d e s c r i b e e n la s o l i c i t u d d e U S P T O n ú m e r o 14 / 919 .594 t i t u l a d a " 3 D f l e x i b l e P la c a d e c i r c u i t o
c a p a m e t á l i c a 1312. A l g u n a s p a r t e s d e l a s c a p a s m e t á l i c a s 1311 p e r m a n e c e n d e s p r o t e g i d a s c o n e l f i n d e s o l d a r c o m p o n e n t e s s o b r e la P C B r í g id a .
C o m o s e m u e s t r a , la i n t e r c o n e x i ó n e l é c t r i c a d e la s d i v e r s a s c a p a s d e m e t a l d e n t r o d e u n P C B r í g id o d a d o , e n t r e P C B r í g i d o s y d e n t r o d e P C B f l e x i b l e s s e p u e d e l o g r a r s in la n e c e s id a d d e c a b le s , c o n e c t o r e s o j u n t a s d e s o l d a d u r a , u t i l i z a n d o v í a s c o n d u c t o r a s 1306 , 1307 y 1308 . E s t a s v í a s c o n d u c t o r a s c o m p r e n d e n c o l u m n a s c o n d u c t o r a s d e m e t a l u o t r o s m a t e r i a l e s d e b a ja r e s i s t e n c i a f o r m a d o s p e r p e n d i c u l a r e s a l a s d i v e r s a s c a p a s d e m e t a l y p u e d e n p e n e t r a r d o s o m á s c a p a s d e m e t a l p a r a f a c i l i t a r la c o n e c t i v i d a d m u l t in i v e l y t o p o l o g í a s e l é c t r i c a s n o p la n a s , e s d e c i r , c i r c u i t o s d o n d e lo s c o n d u c t o r e s d e b e n c r u z a r s e e n t r e s í s in v o l v e r s e e l é c t r i c a m e n t e . c o r t o c i r c u i t a d o .
S e i n c lu y e n d i o d o s d e r u e d a l i b r e 1354 y 1355 p a r a e v i t a r p i c o s d e a l t o v o l t a je s ie m p r e q u e l o s s u m id e r o s d e c o r r i e n t e s e a p a g u e n r á p i d a m e n t e r e c i r c u l a n d o la c o r r i e n t e d e l i n d u c t o r h a s t a q u e s e c o n s u m a la e n e r g í a a l m a c e n a d a d e l e l e c t r o i m á n E l = 0 , 5 L I 2 o h a s t a q u e e l s u m id e r o d e c o r r i e n t e v u e l v a a c o n d u c i r la c o r r i e n t e . L o s c o n d e n s a d o r e s 1356 y 1357 s e u t i l i z a n p a r a f i l t r a r e l r u id o d e c o n m u t a c ió n o , o p c io n a l m e n t e , p a r a f o r m a r i n t e n c i o n a l m e n t e u n c i r c u i t o d e t a n q u e c o n la i n d u c t a n c i a d e la b o b i n a y o s c i l a r a u n a f r e c u e n c ia r e s o n a n t e d e fL c = 1 / ( 2 n S Q R T ( L C ) ) . L a e n e r g í a p a r a i m p u l s a r lo s e l e c t r o i m a n e s V e m s e d e r i v a d e la c o n m u t a c ió n d e l c i r c u i t o d e s u m in i s t r o d e e n e r g í a , y a s e a u n c o n v e r t i d o r e l e v a d o r p a r a a u m e n t a r e l v o l t a je o u n c o n v e r t i d o r B u c k p a r a r e d u c i r l o . A l t e r n a t i v a m e n t e , d a d o q u e l o s s u m id e r o s d e c o r r i e n t e 1343 y 1343 c o n t r o l a n la c o r r i e n t e d e l i n d u c t o r d e t o d o s m o d o s , e l r e g u l a d o r d e v o l t a je p u e d e e l im in a r s e .
A u n q u e e l f u n c i o n a m i e n t o d e u n r e g u l a d o r d e c o n m u t a c ió n e s b ie n c o n o c i d o e n la t é c n i c a , a q u í s e i n c l u y e u n c o n v e r t i d o r e l e v a d o r e j e m p l a r c o m o f u e n t e d e a l i m e n t a c i ó n d e e l e c t r o i m á n 1 363 c o n f i n e s i l u s t r a t i v o s . E n f u n c i o n a m i e n t o , e l c o n t r o l a d o r P W M 1365 e n c ie n d e e l M O S F E T 1 366 d e p o t e n c i a p e r m i t i e n d o q u e la c o r r i e n t e e n e l i n d u c t o r d e r e f u e r z o 1369 a u m e n t e d u r a n t e u n a f r a c c i ó n f i j a d e u n p e r í o d o d e c o n m u t a c ió n d e s p u é s d e l c u a l e l M O S F E T 1366 d e p o t e n c i a s e a p a g a . L a i n t e r r u p c i ó n d e la c o n d u c c i ó n e n e l M O S F E T h a c e q u e e l v o l t a je d e d r e n a j e d e l M O S F E T 1366 d e p o t e n c i a s e e l e v e i n s t a n t á n e a m e n t e , p o la r i z a n d o h a c ia a d e l a n t e e l d io d o S c h o t t k y 1367 y c a r g a n d o e l c a p a c i t o r 1368 a u n v o l t a je V e m . U n a s e ñ a l d e r e t r o a l i m e n t a c i ó n d e l v o l t a je d e l c a p a c i t o r s e " r e t r o a l i m e n t a " e n t o n c e s a l c o n t r o l a d o r P W M 1365 p e r m i t i e n d o a l c o n t r o l a d o r d e t e r m in a r s i e l v o l t a je d e s a l i d a e s t á p o r d e b a j o o p o r e n c im a d e s u v o l t a je o b je t i v o .
S i e l v o l t a je e s t á p o r d e b a j o d e l o b je t i v o , e l a n c h o d e p u ls o e n e l t i e m p o s e a l a r g a p a r a s e r u n p o r c e n t a j e m a y o r D = tencendido / (tencendido tapagado) = (tencendido / T p w m ) d e l s i g u i e n t e p e r í o d o
L a u n ió n d e lo s P C B r í g id o s 1515 a y 1515 b s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 93 q u e i l u s t r a n la s s u p e r f i c i e s c o n d u c t o r a s 1518 b y 1518 d e n c im a d e la P C B r í g i d a 1515 b e s t á n s o l d a d a s a la s c o r r e s p o n d i e n t e s s u p e r f i c i e s c o n d u c t o r a s 1518 a y 1518 c d e b a j o d e la P C B r í g i d a 1515 a p a r a e s t a b l e c e r c o n e c t i v i d a d e l é c t r i c a e n t r e la s P C B s u p e r i o r e i n f e r i o r y p a r a p r o p o r c i o n a r s o p o r t e m e c á n i c o y r i g i d e z a la b o q u i l l a . O p c i o n a l m e n t e , e l o r i f i c i o p a s a n t e a t r a v é s d e s 1519 a y 1519 b r e l l e n o c o n p a s t a d e s o l d a d u r a d e p l a t a s e p u e d e f u n d i r p a r a f o r m a r u n o r i f i c i o p a s a n t e c o n t i n u o e x t e n d i é n d o s e a t r a v é s d e la P C B r í g i d a s u p e r i o r 1515 a y la P C B r í g i d a i n f e r i o r 1515 b .
E l c i r c u i t o p a r a la b o q u i l l a p e r i o d o n t a l P B T s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 94. D a d o q u e n o s e p e r m i t e n a l t o s v o l t a je s e n la b o c a d e l p a c ie n t e , e l v o l t a je d e e n t r a d a V in d e b e r e d u c i r s e s e r e g u l a a u n v o l t a je m á s b a jo V l e d m e d i a n t e e l r e g u l a d o r l i n e a l d e b a ja c a í d a L D O 1520. L o s c o n d e n s a d o r e s d e f i l t r o 1521 y 1522 s e i n c lu y e n p a r a e s t a b i l i z a r e l r e g u l a d o r y p a r a f i l t r a r lo s t r a n s i t o r i o s d e e n t r a d a y s a l i d a r e s p e c t i v a m e n t e . B a jo e l c o n t r o l d e l m i c r o c o n t r o l a d o r 1535 d e la u n id a d q u e e j e c u t a p r o g r a m a s a l m a c e n a d o s e n la m e m o r i a v o l á t i l y n o v o l á t i l 1536 a y 1526 b d e a c u e r d o c o n e l r e lo j 1534 y la r e f e r e n c i a d e t i e m p o 1531 , la s s e ñ a l e s d e l m i c r o c o n t r o l a d o r s e
u t i l i z a n p a r a i m p u l s a r d e f o r m a in d e p e n d i e n t e la s f u e n t e s d e c o r r i e n t e p r o g r a m a b l e s 1524 a y 15 24 b c o n l a s s e ñ a l e s d e c o n t r o l 1537 a y 1537 b .
L a s s e ñ a l e s s e p u e d e n u t i l i z a r p a r a e n c e n d e r y a p a g a r d i g i t a l m e n t e l o s L E D o , a l t e r n a t i v a m e n t e , p a r a p r o g r a m a r la c o r r i e n t e c o n d u c i d a o s i n t e t i z a r u n a f o r m a d e o n d a p e r ió d i c a , c o m o u n a o n d a s in u s o id a l . L a c o r r i e n t e d e la f u e n t e d e c o r r i e n t e 1524 a s e r e f l e j a e n e l t r a n s i s t o r b i p o l a r N P N 1525 a p a r a c o n t r o l a r la c o r r i e n t e e n e l t r a n s i s t o r b i p o l a r N P N 1526 a y , p o r lo t a n t o , la c o r r i e n t e e n lo s L E D 1504 a y 1504 b y c o n t r o l a r d e f o r m a id é n t i c a la c o r r i e n t e e n l o s L E D 1504 c y 15 0 d , t o d o d e a c u e r d o c o n la e j e c u c i ó n d e l p r o g r a m a d e l m i c r o c o n t r o l a d o r 1535. D e m a n e r a s i m i l a r , la c o r r i e n t e d e la f u e n t e d e c o r r i e n t e 1524 b s e r e f l e j a e n e l t r a n s i s t o r b i p o l a r N P N 1525 b p a r a c o n t r o l a r la c o r r i e n t e e n e l t r a n s i s t o r b i p o l a r N P N 1526 b y , p o r lo t a n t o , la c o r r i e n t e e n lo s L E D 1505 a y 1505 b y d e m a n e r a s i m i l a r e n lo s L E D 1505 c y 1505 d d e a c u e r d o c o n la e je c u c i ó n d e l p r o g r a m a d e l m i c r o c o n t r o l a d o r 1535. D e e s t a m a n e r a , la c o r r i e n t e d e l L E D s e p u e d e c o n t r o l a r u t i l i z a n d o u n n ú m e r o m í n i m o d e c o m p o n e n t e s p a r a a h o r r a r e s p a c io . P o r lo t a n t o , l o s c i r c u i t o s d e l c o n t r o l a d o r m i n i a t u r i z a d o p u e d e n a l o j a r s e e n e l r e c in t o 1502 m o s t r a d o e n la F I G U R A . 90.
T e ra p ia d e U ltra s o n id o - T q u e d i s t r i b u y e s i s t e m a d e P B T , c o m o s e d e s c r i b e t a m b i é n e s a p l i c a b l e d e c o n d u c i r t r a n s d u c t o r e s p i e z o e l é c t r i c o s a u l t r a s o n i d o s p r o d u c t o s e n la g a m a d e f r e c u e n c ia s d e la g a m a d e 100 k H z a 4 M H z . E l m e c a n i s m o d e a c c ió n t e r a p é u t i c a d o m i n a n t e p a r a la t e r a p i a d e u l t r a s o n i d o e s v i b r a t o r i o , b u e n o p a r a r o m p e r e l t e j i d o c i c a t r i c i a l y c a u s a r c a l e n t a m i e n t o c o n b u e n a p e n e t r a c i ó n p r o f u n d a . L o s a l g o r i t m o s d e a c t i v a c ió n p u e d e n s e r s i m i l a r e s a lo s u t i l i z a d o s e n la a c t i v a c ió n s in u s o i d a l d e l o s L E D d e s c r i t o s e n e l p r e s e n t e d o c u m e n t o , i n c l u i d a la a c t i v a c ió n d i g i t a l ( p u l s a d a ) y s i n u s o id a l . E l P B Y d i s t r i b u i d o d e s c r i t o e s c a p a z d e r e a l i z a r t e r a p i a u l t r a s ó n i c a d e f o r m a in d e p e n d i e n t e o e n c o m b i n a c i ó n c o n P B T . U s a n d o e l s i s t e m a d e s c r i t o , l o s t r a n s d u c t o r e s d e u l t r a s o n i d o t a m b i é n s e p u e d e n c o m b i n a r c o n m a t r i c e s d e L E D p a r a r o m p e r e l t e j i d o c i c a t r i c i a l u s a n d o u l t r a s o n i d o , y p a r a e l i m i n a r l o u s a n d o f a g o c i t o s i s a c e le r a d a P B T .
s u m in i s t r o r e g u l a d o V p z g e n e r a d o p o r e l c o n v e r t i d o r C C / C C 1550 c o n c a p a c i t o r d e e n t r a d a 1 551 , c a p a c i t o r d e s a l i d a 1552 , y o p c io n a l m e n t e u n i n d u c t o r ( n o m o s t r a d o ) .
L o s M O S F E T d e la d o a l t o 1564 a y 1564 b s o n im p u l s a d o s p o r c i r c u i t o s d e c o n t r o l a d o r d e c a m b i o d e n iv e l 1566 a y 1566 b . D e m a n e r a s i m i l a r , l o s M O S F E T d e la d o b a jo 1563 a y 1563 b s o n i m p u l s a d o s p o r a m o r t i g u a d o r e s d e la d o b a jo 1565 a y 1565 b . E n f u n c i o n a m i e n t o , e l m e d io p u e n t e f o r m a d o p o r e l M O S F E T 1564 a d e l c a n a l N d e l l a d o b a jo y e l c a n a l P 1563 a d e l la d o a l t o s e d e s f a s a c o n e l m e d io p u e n t e f o r m a d o p o r e l M O S F E T 1564 b d e l c a n a l N d e l l a d o b a jo y e l P -d e l l a d o a l t o . c a n a l 1563 b . W d e l l a d o d e a l t a u a n d o P - c a n a l 1564 a M O S F E T e s t á e n c e n d i d o y la r e a l i z a c i ó n , a c o n t i n u a c i ó n d e l l a d o d e b a ja 1563 a d e c a n a l N e s t á a p a g a d o y V x = V p z . A l m i s m o t i e m p o , e l M O S F E T 1564 b d e l c a n a l P d e l la d o a l t o e s t á a p a g a d o , l u e g o e l c a n a l N 1563 b d e l la d o b a jo e s t á e n c e n d i d o y c o n d u c i e n d o , p o r lo q u e V y = 0 d u r a n t e e l c u a l la c o r r i e n t e f l u y e d e V x a V y . E n e l s i g u i e n t e m e d io c i c l o , e l f l u j o d e c o r r i e n t e s e i n v i e r t e d e V y a V x . E n f u n c i o n a m i e n t o , l o s d o s s e m ip u e n t e s s o n d e s f a s a d o s p o r e l i n v e r s o r 1567 e n r e s p u e s t a a la s a l i d a d e la a l m o h a d i l l a p C 1557. L a s a l i d a d e l s e m ip u e n t e e s b i d i r e c c i o n a l y t i e n e u n a m a g n i t u d a b s o l u t a ± V p z . L a s a l i d a d e la a l m o h a d i l l a p C 1557 t a m b i é n s e u s a p a r a i m p u l s a r u n a m a t r i z d e L E D 1561 a t r a v é s d e l c o n t r o l a d o r d e L E D 1560 d e s c r i t o a n t e r i o r m e n t e .
E n u n a r e a l i z a c i ó n a l t e r n a t i v a m o s t r a d a e n la F I G U R A . 96 , u n a m a t r i z p r o g r a m a b l e d e s u m id e r o s d e c o r r i e n t e r e e m p l a z a e l m e d io p u e n t e e n la a c t i v a c ió n d e m ú l t ip l e s t r a n s d u c t o r e s p i e z o e l é c t r i c o s . C o m o s e m u e s t r a , la a l m o h a d i l l a p C 1557 e n v í a u n a m a g n i t u d d ig i t a l a l c o n v e r t i d o r D / A 1573 u s a d o p a r a c o n t r o l a r la c o r r i e n t e c o n d u c i d a p o r lo s s u m id e r o s d e c o r r i e n t e 1 576 y 15 75 a t r a v é s d e l o s c o r r e s p o n d i e n t e s t r a n s d u c t o r e s p i e z o e l é c t r i c o s 1562 a y 1562 b , r e s p e c t i v a m e n t e . L a s c o r r i e n t e s p i e z o e l é c t r i c a s Ip z 1 y P z 2 s e p u ls a n d i g i t a l p o r c o n v e r t i d o r e s 1571 y 15 72 p a r a c o n t r o l a r la f r e c u e n c ia d e l u l t r a s o n i d o g e n e r a d o .
U n e j e m p l o d e u n a a l m o h a d i l l a U S P B T s e m u e s t r a e n la F I G U R A . 97 q u e c o m p r e n d e u n a a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e m o s t r a d a c o n u n a v i s t a s u p e r i o r 1581 , u n a v i s t a i n f e r i o r 1584 y u n a v i s t a l a t e r a l q u e i n c lu y e u n s o lo c o n e c t o r U S B 1598. L a s e c c ió n t r a n s v e r s a l 1580 i n c l u y e P C B r í g id o 1588 ; P C B f l e x i b l e 1589 , L E D 1591 , s e n s o r 1590 y t r a n s d u c t o r e s p i e z o e l é c t r i c o s 1592 a y 1 592 b . L a c u b ie r t a d e a l m o h a d i l l a p o l i m é r i c a L E D 1581 i n c lu y e la s a b e r t u r a s 1595 y la c a v i d a d 1 596 , y e l p l á s t i c o t r a n s p a r e n t e p r o t e c t o r 1587. L a a l m o h a d i l l a L E D 15 80 i n c l u y e la p a r t e s u p e r i o r c s o b r e p o l í m e r o f l e x i b l e 1581 c o n s a l i e n t e 1583 , p o l í m e r o f l e x i b l e i n f e r i o r 1684 c o n s a l i e n t e 15 85.
O p c i o n a l m e n t e , lo s L E D p a r a P B T s e p u e d e n a c t i v a r e n c o m b i n a c i ó n c o n lo s e m is o r e s p i e z o e l é c t r i c o s u l t r a s ó n i c o s , y a s e a d e f o r m a s i m u l t á n e a o a l t e r n a e n e l t i e m p o . L a a p l i c a c i ó n c o m b i n a d a d e t e r a p i a u l t r a s ó n i c a y d e f o t o b i o m o d u la c i ó n ( e n e s t e d o c u m e n t o d e n o m i n a d a
U S P B T ) e s ú t i l p a r a r o m p e r e l t e j i d o c i c a t r i c i a l u s a n d o u l t r a s o n i d o s y u s a n d o P B T p a r a a c e le r a r la e l i m i n a c i ó n d e la s c é l u l a s m u e r t a s .
P B T L E D B u d s p a ra la n a r iz / E a rs - A u n q u e P B T s e p u e d e r e a l i z a r t r a n s c r a n e a l , o t r a o p c ió n e s i n y e c t a r la lu z d i r e c t a m e n t e e n la n a r i z o lo s o í d o s q u e u t i l i z a n l á s e r o L E D e n e l e s p e c t r o c e r c a n o , i n f r a r r o jo , y a z u l . T a l c o m o d i s p o s i t i v o e s p e q u e ñ o . C o m o a u t ó n o m a d i s p o s i t i v o d e t e r a p ia , e l d i s p o s i t i v o d e b e u t i l i z a r u n c l i e n t e d e s o f t w a r e l i v i a n o c a p a z d e e j e c u t a r s ó lo u n o s p o c o s p r e - p r o p r o g r a m a d o s a lg o r i t m o s . A l t e r n a t i v a m e n t e , e l d i s p o s i t i v o p u e d e e m p l e a r la t r a n s m i s i ó n d e d a t o s d e s d e u n m ó d u lo d e c o n t r o l d e u s u a r i o u s a n d o u n a c o n e x i ó n p o r c a b le , B lu e t o o t h o W iF i 802 .11 a h d e b a ja p o t e n c ia . E l m ó d u l o d e c o n t r o l d e u s u a r io e s u n d e d o d e l p ie d e c o m u n i c a c i ó n , e l c o n t r o l a d o r P B T f u n c i o n a d e m a n e r a i d é n t i c a a l c o n t r o l a d o r d e u n a a l m o h a d i l l a L E D i n t e l i g e n t e , e x c e p t o q u e s u s a l i d a n o a c t i v a l o s L E D d e n t r o d e u n a a lm o h a d i l l a , s i n o q u e s e t r a n s m i t e a lo s b o t o n e s L E D c o m o u n a s e ñ a l e l é c t r i c a p a s i v a p a r a q u e n o s e r e a l i c e n in g ú n p r o c e s a m i e n t o . d e n t r o d e l o s b r o t e s . P o r lo t a n t o , e l s i s t e m a P B T d e s c r i t o e s d i r e c t a m e n t e c o m p a t i b l e p a r a a d m i t i r b o t o n e s L E D P B T p a r a t r a t a m i e n t o s d e n a r i z y o í d o s . O t r o b e n e f i c i o d e la P B T in t r a n a s a l e i n t r a a u r a l ( e s d e c i r , e n e l o í d o ) e s s u c a p a c i d a d p a r a m a t a r p a t ó g e n o s y b a c t e r i a s q u e i n f e c t a n l a s c a v i d a d e s s in u s a le s .
P u n to s L E D P B T p a ra a c u p u n tu ra : o t r a f u e n t e L E D d e t a m a ñ o p e q u e ñ o e s u n p e q u e ñ o L E D o “ p u n t o ” l á s e r , u n a a l m o h a d i l l a d e l t a m a ñ o d e u n a m o n e d a q u e s e c o l o c a e n e l c u e r p o s o b r e lo s p u n t o s d e a c u p u n t u r a . E s t e d i s p o s i t i v o e s p e q u e ñ o y n o t i e n e e s p a c i o p a r a la e n e r g í a
d e la b a t e r í a . E l d i s p o s i t i v o p u e d e e m p l e a r la t r a n s m i s i ó n d e d a t o s d e s d e u n m ó d u l o d e c o n t r o l d e u s u a r io m e d i a n t e u n a c o n e x i ó n p o r c a b le , B lu e t o o t h o W iF i 802 .11 a h d e b a ja p o t e n c ia . E l m ó d u lo d e c o n t r o l d e u s u a r i o e s u n d e d o d e l p ie d e c o m u n i c a c i ó n , e l c o n t r o l a d o r P B T f u n c i o n a ig u a l q u e e l c o n t r o l a d o r d e u n a a l m o h a d i l l a L E D in t e l i g e n t e , e x c e p t o q u e s u s a l i d a n o a c t i v a lo s L E D d e n t r o d e u n a a l m o h a d i l l a , s i n o q u e s e t r a n s m i t e a l o s p u n t o s L E D / l á s e r c o m o u n a s e ñ a l e l é c t r i c a p a s i v a p a r a q u e n o e l p r o c e s a m i e n t o s e r e a l i z a d e n t r o d e la s m a n c h a s . P o r lo t a n t o , e l s i s t e m a P B T d e s c r i t o e s d i r e c t a m e n t e c o m p a t i b l e p a r a a d m i t i r b o t o n e s L E D P B T p a r a p u n t o s L E D d e a c u p u n t u r a .
A u r ic u la re s B lu e to o th : a u n q u e n o s o n m é d i c a m e n t e t e r a p é u t i c o s , e n a p l i c a c i o n e s d e r e la j a c i ó n , la m ú s ic a p u e d e t r a n s m i t i r s e a l o s a u r i c u l a r e s a t r a v é s d e B lu e t o o t h s i n c r o n i z a d o c o n la s f o r m a s d e o n d a d e l t r a t a m i e n t o P B T . D a d a la c a p a c i d a d d e s í n t e s i s d e f o r m a s d e o n d a d e l s i s t e m a P B T d i v u l g a d o , e s c a p a z d e a d m i t i r m ú s ic a s i n c r o n i z a d a y t r a t a m i e n t o s P B T .
1. U n s i s t e m a d e f o t o t e r a p i a q u e c o m p r e n d e :
u n a p r im e r a c a d e n a d e d i o d o s e m is o r e s d e lu z ( L E D ) , c o m p r e n d i e n d o d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D u n a p l u r a l i d a d d e L E D a d a p t a d o s p a r a g e n e r a r r a d ia c ió n e l e c t r o m a g n é t i c a ( E M R ) q u e i n c l u y e r a d ia c ió n d e u n a p r im e r a l o n g i t u d d e o n d a A 1 ;
u n p r im e r c o n t r o l a d o r d e c a n a l a c o p l a d o a d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D p a r a c o n t r o l a r u n a c o r r i e n t e e l é c t r i c a a t r a v é s d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D ;
u n p r im e r m i c r o c o n t r o l a d o r q u e c o m p r e n d e u n a b i b l i o t e c a d e p a t r o n e s , d i c h a b i b l i o t e c a d e p a t r o n e s a l m a c e n a a l m e n o s u n a l g o r i t m o , d i c h o a l m e n o s u n a l g o r i t m o d e f i n e u n a s e c u e n c i a d e p r o c e s o p a r a c o n t r o l a r d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D , e s p e c i f i c a n d o d i c h o a l g o r i t m o u n a f r e c u e n c ia f1 d e p u ls o s d e E M R e m i t id o s p o r d i c h a p l u r a l i d a d d e L E D , u n f a c t o r d e t r a b a j o d e d i c h o s p u ls o s d e E M R e m i t i d o s p o r d i c h a p l u r a l i d a d d e L E D y u n a m a g n i t u d d e d i c h a c o r r i e n t e a t r a v é s d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D ; y
u n a a l m o h a d i l l a q u e c o m p r e n d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D , d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D e s t á c o l o c a d a e n d i c h a a l m o h a d i l l a p a r a p e r m i t i r q u e d i c h o E M R s e a i r r a d i a d o h a c ia u n o r g a n i s m o v i v o c u a n d o d i c h a a l m o h a d i l l a s e c o l o c a a d y a c e n t e a d i c h o o r g a n i s m o v i v o , c o m p r e n d i e n d o d i c h a a l m o h a d i l l a u n s e g u n d o m i c r o c o n t r o l a d o r p a r a c o n t r o l a r a u t ó n o m a m e n t e d i c h o p r im e r a c a d e n a d e L E D .
Claims (1)
- REIVINDICACIONESU n s i s t e m a d e f o t o t e r a p i a q u e c o m p r e n d e :u n a p r im e r a c a d e n a d e d i o d o s e m is o r e s d e lu z ( L E D ) , c o m p r e n d i e n d o d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D u n a p lu r a l i d a d d e L E D a d a p t a d o s p a r a g e n e r a r r a d ia c ió n e l e c t r o m a g n é t i c a ( E M R ) q u e i n c l u y e r a d ia c ió n d e u n a p r im e r a l o n g i t u d d e o n d a A 1 ; u n p r im e r c o n t r o l a d o r d e c a n a l a c o p l a d o a d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D p a r a c o n t r o l a r u n a c o r r i e n t e e l é c t r i c a a t r a v é s d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D ;u n p r im e r m i c r o c o n t r o l a d o r q u e c o m p r e n d e u n a b i b l i o t e c a d e p a t r o n e s , d i c h a b i b l i o t e c a d e p a t r o n e s a l m a c e n a a l m e n o s u n a l g o r i t m o , d i c h o a l m e n o s u n a l g o r i t m o d e f i n e u n a s e c u e n c i a d e p r o c e s o p a r a c o n t r o l a r d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D , e s p e c i f i c a n d o d i c h o a l g o r i t m o u n a f r e c u e n c ia f 1 d e p u ls o s d e E M R e m i t i d o s p o r d i c h a p l u r a l i d a d d e L E D , u n f a c t o r d e t r a b a j o d e d i c h o s p u ls o s d e E M R e m i t i d o s p o r d i c h a p l u r a l i d a d d e L E D y u n a m a g n i t u d d e d i c h a c o r r i e n t e a t r a v é s d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D ; yu n a a l m o h a d i l l a q u e c o m p r e n d e d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D , d i c h a p r im e r a c a d e n a d e L E D e s t á c o l o c a d a e n d i c h a a l m o h a d i l l a p a r a p e r m i t i r q u e d i c h o E M R s e a i r r a d i a d o h a c ia u n o r g a n i s m o v i v o c u a n d o d i c h a a l m o h a d i l l a s e c o l o c a a d y a c e n t e a d i c h o o r g a n i s m o v i v o , c o m p r e n d i e n d o d i c h a a l m o h a d i l l a u n s e g u n d o m i c r o c o n t r o l a d o r p a r a c o n t r o l a r d e m a n e r a a u t ó n o m a d i c h o p r im e r a c a d e n a d e L E D .
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