Eindhoven University of Technology

MASTER

Spectrum-analyser voor bloedstroomsnelheidsmetingen m.b.v. het Doppler-effect

Drost, C.J.

Award date:1970

Link to publication

DisclaimerThis document contains a student thesis (bachelor's or master's), as authored by a student at Eindhoven University of Technology. Studenttheses are made available in the TU/e repository upon obtaining the required degree. The grade received is not published on the documentas presented in the repository. The required complexity or quality of research of student theses may vary by program, and the requiredminimum study period may vary in duration.

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

STUDo, :~ q P:l ~ !,.,,,, T ;,..~ ; i: K 1' .'.... }~ , ,.."... .4,.." '\.-r.;>' ~ tj " l·- __, ~.

ELfK rHOT,;C~'H:H.K

E - HOOGBOUW

Spectrum-analyser voor

bloedstroomsnelheidsmetingen

m.b.v. het Doppler-effect.

door

C.J. Drost

Verslag van het afstudeerwerk, verricht in opdracht van

Prof. Dr. J.J.Zaalberg van Zelst, onder leiding van

Ir. J.R. van den Boorn.

januari 1970.

Inhoud

I

II

III

1 •

2.

3.4.

5.6.

7.8.

9.

IV

V

1 •

2.

3.

- 2 -

Inleiding

De werking van de detectiemethode

Beschrijving van de gebouwde detectie-eenheid

Het volledige blokschema

De zender en de ontvanger

De H.F. versterker

De H.F. fasedraaier

De synchrone detectoren

De L.F. versterkers met filters

De M.F. fasedraaier

De modulatoren

De optelschakeling

Foutendiscussie

Metingen

Afregelprocedure

Meetresultaten

Nabeschouwing

Litteratuur

3

5

8

8

910

11

13

17

19

23

25

27

30

30

3335

39

- 3 -

I. Inleiding

Bestraalt men een menselijke bloedader met een ultrasonische geluida­

golfvan voldoend hoge frequentie (0,1 - 10 MHz), dan zal men aan een

in de buurt geplaatste geschikte ontvanger reflecties meten van die

golf tegen alle discontinuiteiten in de bundel.

Die discontinuiteiten bestaan gedeeltelijk uit grensvlakken, zoals

de overgang tussen verschillende geleidingsmedia, alsook uit bewegende

delen: de aderwand en de bloeddeeltjes.

Ten gevolge van het Doppler-effect zijn de golven die gereflecteerd

worden door bewegende delen, in frequentie verschoven. Het ontvangen

signaal bevat zodoende een component met ?e zendfrequentie, en een

groot aantal verhoudingsgewijs zwakke componenten met frequenties in

de buurt van de zendfrequentie.

Deze laatste componenten tezamen worden ook wel het Doppler-spectrum

genoemd.

Het is duidelijk, dat men door analyse van dit spectrum op een on­

bloedige manier gegevens kan verkrijgen over de bloedstroom. Zo zal de

grootte van de frequentieverschuiving onder andere evenredig zijn met

de snelheid van de reflecterende bloedplaatjes, terwijl de amplitude­

verhoudingen tussen de reflecties van verschillende frequenties iets

zegt over het stromingsprofiel van het bloed in de ader.

Het is dus interessant om over een goede detectiemethode te beschikken

voor deze reflectieband.

Het afstudeerwerk van W.M. Boeke (ref.3) bestond uit het ontwerp en de

bouw van zo~n spectrum-analysator. Hij heeft dit gerealiseerd door het

ontvangen signaal te mengen met een frequentie die 10 kHz hoger ligt.

Als een van de mengproducten krijgt men dan het Doppler-spectrum,

gelegen rondom 10 kHz. Een probleem bij deze detectiemethodeis echter,

dat de directe reflecties van het zendsignaal plm. 1000 maal zo sterk

zijn ala de reflecties in de Doppler-band. Dientengevolge heeft men

een zeer scharp filter nodig, om deze raraaggolf" te onderdrukken, en

.moet het verschil tussen de zendfrequentie en de mengfrequentie zeer

nauwkeurig gelijk zijn aan de filterfrequentie. Hierdoor wordt een

kwalitatief goede detectie volgens dit principe een dure zaak. Boven­

dien is deze methode weinig flexibel.

- 4 -

Ean maar voor de hand liggende methode is, om het ontvangen signaal

rechtstreeka naar nul te mengen. Deze aynchrone detectie is hier heel

eenvoudig, daar het zendsignaal zonder meer voorhanden is. De centrale

zendfrequentie verschijnt nu aan de uitgang ala een gelijkspannings­

component, en is dus met een eenvoudig filter te elimineren.

Echter, in dat geval vallen boven- en onderband van het Doppler-spectrum

samen in het uitgangssignaal, hetgeen niet gewenst is omdat ze ver­

schillende informatie bevatten. Bij een dergelijke detectiemethode

moe ten dus speciale voorzieningen getroffen worden, om te bewerk­

stelligen dat boven- en onderband weer gescheiden worden.

In di t verslag wordteen methode ~)eschreven en ui tgewerk t, waarmee di t

gerealisaerd wordt. Deze methode Jerust op een principe dat theoretisch

verraasend simpel is. Men mag ver/achten"dat deze detectiemethode nog

vele andere toepaasingsmogelijkheden heeft.

De gerealiseerde detectie-eenheid is zo flexibel mogelijk gehouden,

vanwege het experimentele stadium waarin de bloedstroomsnelheidsmeting

verkeert. Zo zijn er geen afgestemde kringen in de schakeling, waardoor

men vrij is in de keuze van de zendfrequentie.

Meer informatie aangaande de bloedstroomsnelheidsmeetmethode met behulp

van het Doppler-effect is te vinden in ref. 1 en 2.

- 5 -

II. De werking van de detectiemethode

Een spectrum-analysator voor de Doppler-bloedreflecties zal in het

algemeen uit twee delen moeten beataan.

a. Een detectie-eenheid, die het hoogfrequente spectrum transformeert

naar lagere frequenties.

b. Een registratie-eenheid, waarmee men plm. 30 x per seconde de

frequentieband af kan tasten, en die als uitgang een schrijver

of oscilloscoop heeft.

Deze opzet is noodzakelijk, omdat de Doppler-band vlak bij de zend­

frequentie ligt (een band van globaal 10 kHz rondom by. 5 MHz); een

rechtstreeks aftasten zou een onhaalbare precisie vereisen.

Voor eenheid b. kan men by. de sweep-eenheid gebruiken, zoals die is

ontworpen en gebouwd door W.M. Boeke (ref. 3).

Voor eenheid a. is, op grond van de in de inleiding geschetste over­

wegingen, een realisatie gekozen die gebaseerd is op synchrone detectie.

Het blokschema ervan, in zijn meeat simpele vorm is getekend in fig. 2.1.

Do ppler-sPK tr um ....... U, .......v v V,

c.0$uJr-.. S.D. 1 C.OS u,..{ ........ M. 1.... ....

~l

+ W ........v

UzL~

Zend- I-........ . .......

rrSl uentie ....... fase- v v V2v ",Maler

Sift. '-lei ..... S.D. 2 Sit!. (,)...l ........ M. 2....... ....

Midd. frequentfase - -signaa l ............ draaier -

S.D.= synchrone detector

M. = modulator

fig. 2.1 Principeaeaema van de gemodificeerde synchrone detectie.

- 6 -

De werking is de volgende:

Het ontvangen signaal is te schrijven als:

E A Cos {(w + AW)t + ~ )III 0 wCll

Voor ACll = 0 is dit de directe reflectie van het zendsignaal; de termen

met ACll > 0 vormen de bovenband, die me t ACll < 0 de onderband.

In de synchrone detectoren wordt dit signaal vermenigvuldigd met

cos w t, resp. sin Cll t.o 0

Aan de uitgang van de synchrone rietectoren verschijnen alleen de laag-

frequent componenten uit die vermenigvuldiging. Dus:

= i E AW W

= i E AW W

Oos { (- AW)t - If>w)

Sin { (- AW) t - q> )W

(de som-termen zijn hoogfrequent, en worden uitgefilterd)

In de modulatoren wordt dit signaal vermenigvuldigd met een sinusoidaal

signaal met frequentie W :m

V1 = U1 Cos W tm

= i-~ A Cos {(wm + AW) t + If> ) + i- t A Cos {( w - llwh - It' )w W w w m W

V2 = U2 Sin wmt

= i-~ A Cos {(Wm + AW) t + .~ ) - i- t A Cos {( W - llw)t - ~ )W W W w m W

Optellen van beide signalen levert:

W= V1 + V2

= t ~ Aw Cos { ( W + AW) t + If> )m w

Dit is dus de gehele oorspronkelijke frequentieband, nu getransformeerd

naar de middenfrequentie, zonder vermenging van boven- en onderband.

Dit is een nogal verrassend resultaat, daar in de signalen U1 en U2 de

boven en onderband samenvallen. In principe berust het scheiden van

deze twee banden op faseverschillen tussen de signalen U1 en U2 • Een

nauwkeurige beschouwing leert, dat een gedetecteerd bovenbandsignaal

in U2 900 v66rijlt op het overeenkomstige signaal in U1 , terwijl de

gedetecteerde benedenbandsignalen in U2 900 na-ijlen op de overeen­

komstige signalen in U1 • Bij de dubbele modulatie wordt deze fase­

eigenschap benut.

N.B. Daze methode is niet de enige mogelijkheid om boven- en onderbando

te scheiden. Stuurt men namelijk het signaal U1 door een 90 fase-

- 7 -

draaier (in dit geval moet dat een~hakeling zijn die de heleofrequentieband 90 in fase draait, zonder de amplitude aan te tasten),

en vergelijkt men het uitgangssignaal hiervan met U2

, dan zijn nu

d. bovenbanden in beide kanalen in fase, en de onderbanden in tegen­

fase. Optellen van de twee signalen levert dUB aIleen de bovenband,

aftrekken aIleen de onderband.

- 8 -

III. Beechrijving van de gebouwde detectie-eenheid

111.1. Ret volledige blokschema

Ret volledige blokschema ziet er ale voIgt uit:

H. F.O~c.Il1alor

H.F.Fa~~d...

S.D.2

Filler F illlH1 2

M .F.Ostillatoro

L.F. L.F.Vtl ...."t 1 Vt2r.sL 2

M.F.FUQdr.

Mod. Mod.1 2

+

UIT M.F.

fig. '.1. Volledige blokschema

- 9 -

Het verschil tussen dit blokschema, en het principeschema, zijn

enige versterkers, alsmede de filters. Deze filters dienen voor de

onderdrukking van de D.C. component (afkomstig van de gedetecteerde

directe reflecties) en voor beperking van de gedetecteerde band

(.:t 5 kHz).

In het volgende zullen de verschillende onderdelen uit het blokschema

besproken worden.

111.2. De zender en ontvanger

De zender en de ontvanger zijn PZT-kristallen.

Deze kristallen vertonen een zeer sterk electro-strictief effect

(zie by. ref. 1, p. 28).

Om gezondheidsredenen mag het uitgestraalde vermogen niet meer zijn

ala 0,3 W10m2 ; die komt erop neer dat men de zender bedrijft met een

spanning van plm. 3 Veff •

De signaal-sterkte van het ontvang-kristal hangt uiteraard af van de

concrete reflectie-omstandigheden.

De uitgangsspanning ten gevolge van directe refleeties blijkt maximaal

plm. 2~0 deel te zijn van de voedingsspanning van het zendkristal. De

H.F. versterker zal dUB gedimensioneerd moeten worden op ingangssignalen

van maximaal 15 mVeff •

De inwendige weerstand van de kristallen is bij hun resonantiefrequentie

plm. 10Q. (zie ref. 1, p. 59).

Als voor de generator een signaalbron met een uitgangsweerstand van

50 Q genomen wordt, dient deze dUB met het zendkristal verbonden te

worden via een aanpassingstrafo.

Deze transformator kan als volgt gebouwd worden:

likkelverhouding: n 1 = V.d.Q = V 5n

210

b.v. prtmair 13 wikkelingen } eu 0,6 ¢seeundair 6 wikkelingen

spoelkern: potkern 15/8;4 E

Deze spoel tranformeert de spanning on~eveer in de verhouding 2

de oseillatorspanning dient nu ongeveer 6 Veff te zijn.

1 .,

- 10 -

111.3. De hoogfreguent versterker

Zoals in de vorige paragraaf is vermeld, kan men van het ontvang­

kristal een signaal van maximaal 15 mV ff verwachten (~42 mVt

t ).e op- op

Als deze spanning 100 x versterkt wordt, heeft men voldoende signaal

om de synchrone detectoren uit te sturen. Voor deze versterking is een

gefntegreerd circuit gekozen, de MC 1510. Dit is een compleet ge­

bouwde versterker, met verschil-ingang en verschil-uitgang.

Enige specificaties van de MC 1510 zijn:

Versterking: 93 maal

3 dB bandbreedte: 0 Hz tot 40 kHz

1ngangs-impedantie bij 20 kHz: 6 kQ

Uitgangs-impedantie bij 20 kHz: 350

Vervorming: ± 1,5 %Voedingsspanningen: + 8 V en - 8 V.

Maximale uitstuurbaarheid van de uitgang: 4 Vt

t •op- op

Zoals bekend, bepaalt de ingangsversterker van een systeem hoofd-

zakelijk het ruisgedrag van het totale systeem.

De specificaties van de ruis van de MC 1510 zijn evenwel dusdanig

onvolledig, dat men geen betrouwbare schatting kan geven voor de

ruis in dit geval.

Men mag verwachten, dat het ruisgedrag van de MC 1510 niet optimaal is:

als de versterker zeer ruisarm zou zijn, zou de fabrikant dat zeker

vermelden. Bij een ruisarme, met discrete componenten gebouwde ver­

sterkers, die hier in eerste instantie is toegepast, was de uitgangs­

ruis 3 x zo laag. Deze gefntegreerde versterker is dan ook aileen ge­

kozen vanwege zijn eenvoud in montage, en zijn grote betrouwbaarheid.

Het aansluitschema van de H.F. versterker is getekend in fig. 111.3.

Parallel aan het ontvangkristal staat een weerstand van 47 0 , omdat

het kristal een zeer hoge gelijkstroom-weerstand heeft.

Daar het kristal gevoed moet worden met +8 en -8 volt, zijn in de

voedingslijnen ontkoppelde voedingsweerstanden opgenomen.

In deze hoogfrequent versterker zijn geen afgestemde kringen opgenomen.

Hierdoor kan de versterker gebrui<t worden met elk willekeurig

kristal, hetgeen de flexibiliteit van de hele detectie-eenheid ten

goede komt.

- 1'1 -

ulr"'--------0-

I,NCk,.iab/)

fig. 3.3. De H.F. versterker

111.4. De H.F. fasedraaier

Twee signalen die 900 ten opzichte van elkaar in fase zijn verschoven,

kan men verkrijgen op de volgende manier:

fig. 3.4a. Principe van een 900 fasedraaier

Voor de in deze tekening gedefinieerde spanningen v1

en v2

geIdt:

jWRC

De noemers van deze beide uitdrukkingen zijn geIijk. De ene teller

is reeeI, de andere imaginair. Hieruit voIgt dat v 1 en v 2 voor elke

willekeurige frequentie onderling 90 0 in fase verschoven zijn.

Bovendien kan men nog opmerken, dat een voldoende voorwaarde hiervoor

is dat de twee RC producten gelijk zijn. De waarden van de weerstanden

- 12 -

en condensatoren behoeven dus niet gelijk te zijn.

De amplitudes van v 1 en v2 zijn frequentie-afhankelijk. Hoe sterk

deze frequentie-afhankelijkheid is, is te zien in de volgende tabel:

w RC :J. v2vi vi

i 0,45 0,90

1 0,71 0,71

2 0,90 0,45

De signalen v1 en v2

worden gebruikt, om de draaggolfingang van de

synchrone detectoren te sturen (elk voor een ander kanaal). Het

gebruikte type synchrone detector

van de draaggolfingang geschakeld

fasedraaier kan dan over een brede

werkt optimaal, ala de transistoroworden. De hier beschreven 90

frequentieband werken, als de

amplitude voldoende groot is om de transistoren te schakelen.

De uitvoering van de H.F. fasedraaier is getekend in fig. 3.4b.

'11 P

I-~haar

S.D.l

fig. 3.4b. De H.F. fasedraaier

t--~naar

S.D. 2

vi is de H.F. oacillatorspanning; zoals vermeld in par. 111.2 is

deze ongeveer 6 Veff' Deze moet een factor 2 verzwakt worden omdat

anders het gevaar bestaat dat de basis-collector-overgangen van de

schakeltransistoren der synchrone detectoren in voorwaartarichting

komt te staan.

Voor de weerstand-condenaator takken geldt (na afregeling met de

trimmer), dat wRC = 1 bij 6 MHz.

Bij een ingangsspanning vi van 6 Veff,liggen zodoende de uitgangs­

spanningen tUBsen 1,35 en 2,7 Veff , ala de frequentie tussen 3 en

12 MHz ligt. Deze spanningen zijn ruim voldoende om de ingangs­

tranaistoren van de synchrone detf'ctoren anel te Bchakelen. De groot

van de weerstanden en condensatortn in de RC-takken is een compromis

- 13 -

De impedantie van de takken mag niet te laag zijn, daar anders de

signaal-lijn van de H.F. oscillator niet-karakteristiek is afge­

slaten.

Als de impedanties te hoog worden gekozen, krijgt de erop aangesloten

ingang van de synchroae detector (Z. bestaat uit 75 k Q// 2,6 pF) een~

te grote invloed.

111.5. De synchrone detectoren

9 ua.,----1-------.----1---06

Draaggolf- '"./(}---.....-"""-"----r----

i/'lgang 8Of-----;-----I------.I

Voor de synchrone detectoren is, evenals voor de modulatoren, het

gefntegreerde circuit MC 1596 gebruikt. Dit I.C. munt onder andere

uit door zijn grote bandbreedte, een bandbreedte die met discrete

componenten niet haalbaar is.

Het schema van dit I.C. is getekend in fig. 3.5.a. Allereerst volgt

hier een globale beschrijving van dit schema. Een meer analytische

beschrijving van een dergelijk type synchrone detector vindt men in

ref. 4.

S ignaal- 4 11.In9ang 10 2-

'Re03

5 11

V.. 100-------4----4------------'

fig. 3.5&. Het schema van de 1596

Men ziet hierin twee stroombronnen T7

en T8 • De grootte van de stroom

wordt ingesteld met een weerstand aan punt 5 naar aarde.

- 14 -

De beida stroomtakken zijn gekoppeld door een uitwendige weerstand

tUBsen de punten 2 en 3. Zet men nu een wisselspanning op de signaal­

ingang, dan wordt daardoor de stroom van de ene stroombron in meerdere

of mindere mate door de tak van de andere stroombron gestuurd. De

maximale uitsturing wordt bereikt, als de stroom van beide stroom­

bronnan door een tak gaat. Over de weerstand R staat dan de spanningeR .1 t b • Bij verwaarlozing van de basis-emitter spanningsver-e s room ronanderingen in de transistoren T

1en T

2, staat deze spanning ook tussen

de bases van T1 en T2

• Tweemaal (leze spanning R .1 t b is duse s room rontevens de tweezijdige uitstuurbaarheid van de signaal-ingang.

Een dergelijke ingang heeft een Eeer goed lineair verband tussen ingangs­

spanning en collectorstroom, zoa]s eenvoudig is in te zien. Als men bv.

de signaalingang enkelzijdig stu1lrt, dan'ligt een van de twee emittoren

op een nagenoeg constante potentiaal. De combinatie van de andere

transistor en de weerstand R gedraagt zich dan als een emittervolger,e

en is dus zeer lineair. De lineariteit is zelfs nog beter, omdat een

vergroting van de ene basis-emitterspanning gedeeltelijk opgevangen

wordt door een verkleining van de andere basis-emitterspanning.

Door de transistoren T3

tim T6 worden de signaalstromen van T1

en T2

afwisselend van de ene uitgang naar de andere uitgang geschakeld.

Dit schakelen heeft onder andere het voordeel, dat de uitgangs-signaal­

grootte onafhankelijk is van de grootte van het signaal op de carrier­

ingang (in dit geval: van het synchronisatiesignaal). Het effect van

dit schakelen is, dat de signaal-stromen vermenigvuldigd worden met

(os w t, als w de hoekfrequentie van het synchronisatiesignaal is.o 0

Door hat combineren van de 4 schakeltransistoren tot 2 uitgangen wordt

bereikt, dat in het uitgangssignaal de frequentie w onderdrukt wordt.o

Zoals in het schema te zien is, loopt in elk van de beide uitgangs-

lijnen ten allen tijde (afgezien van de omschakeltijden) de stroom

van een signaaltransistor.

Het uitgangssignaal van de synchrone detectoren wordt door laagdoor­

laatfilters gestuurd, met afsnijhoekfrequentie wg (oog «wo). Dit

heeft tot gavolg - uiteraard - dat achter deze filters alleen nog maar

hoekfrequenties < wg voor zullen kome~. Ten gevolge van de vermenig­

vuldiging met de vierkante cosinus, zal het uitgangssignaal nu niet

alleen bestaan uit de transformatie van een smalle band rond 00 , maaro

evenzo zullen ook smalle bandjes rondom 3w , 500 ---- een bijdrageo 0

- 15 -

in het L.F. signaal geven. De doorlaat-verzwakking van de synchrone

detector neemt hierbij evenredig toe met de centrale frequentie van

die bandjes.

In deze bandjes zit geen Doppler-signaal, echter wel ruis. Ret totale

ruisniveau zal er dus iets door verhoogd worden.

Aan deze ruisverhoging zou men kunnen ontkomen, door het ingangs­

signaal v af te snijden tussen w en 3 w •s 0 0

Dit bleek echter niet mogelijk om de volgende reden:

De uitgang van de MC 1510 (de R.F. versterker) wordt gevormd door

emittervolgers. Daar deze emittervolgers bijna volledig uitgestuurd

worden, verandert hun uitgangsweerstand sterk bij het doorlopen van

een periode. Immers, Zu = i = 40; • Een afsnijcapaciteit zou daardoor

steeds met een kleine inwendige c weerst'8.nd worden opgeladen, terwijl

hij zich via een veel hogere weerstand zou moe ten ontladen, wat veel

vervorming geeft. Dit probleem zou op te lossen zijn door het tussen­

schakelen van nog een transistor. Om de schakeling eenvoudig te houden,

is daar van afgezien.

De belangrijkste technische gegevens van de MC 1596 zijn:

Ingangs-impedantie van de signaal-ingang bij 10 MRz:

75 k Q I I 2, 6 pF.

Uitgangs-impedantie bij 10 MHz: 40 kO II 4 pF.

Bandbreedte: bij een uitgangsweerstand van 50Q kunnen draaggolf­

signalen met frequenties tot 300 MHz en signalen met frequenties

tot 80 MHz verwerkt worden.

In fig. 3.5b is het aansluitschema van de synchrone detectoren getekend.

Door de keuze R5

= 12 kQ , wordt de stroom van de beide stroombronnen

ingesteld op 1,1 mAo De signaal-ingang is dan maximaal uitstuurbaar

met een wisselspanning van 2,2.10-3 R Vt

t ,dit is 4,8 Vtt

alse op- op

Re = 2k2

• Dit geeft een goede aanpassing aan de R.F. versterker, die

een maximale uitstuurbaarheid heeft van 4,5 Vtt

•

In de schakeling is geen offset-regeling opgenomen (d.i. een afregel­

mogelijkheid waarmee hat effect weggeregeld kan worden, dat de signaal­

ingangstransistoren waarschijnlijk niet volledig in balens staan t.g.v.

kleine transistorverschillen). Ret gevolg hiervan zal zijn, dat in de

uitgang de frequentie w voorkomt. Dit is niet hinderlijk, daar deze. 0

frequentie ver boven de afsnijfrequentie van de L.F. filters ligt.

Tussen de beide uitgangen staat een gelijkspanningscomponent, ten

gevolge van de vermenigvuldiging cos w t x cos (w t + ~). De grootteo 0

-15V

fig. 3.5b. Aansluitschema van de synchrone detectoren

van daze DC component is o.a. afhankelijk van het faseverschil tussen

de twee signalen met hoekfrequentie wo

' en kan enige volts bedragen.

Parallel aan de uitgangsweeratanden van de detectoren zijn capaciteiten

geschakeld. De tijdconstante van dit net.erk is zo gekozen dat een

groot deel van de hoogfrequent componenten wordt verwijderd, terwijl

de afsnijfrequentie toch groter is dan die van de L.F. filters. Dit

is om practische redenen gedaan. Enerzijds wordt er mee voorkomen,

dat de hoogfrequent componenten de eerste L.F. versterkertrap over­

sturenj anderzijds is het zo niet nodig om deze HC-leden op gelijke

tijdconstanten uit te zoeken, daar hun invloed op de fase van de

L.F. componenten gering is. Als men voor de afsnijfrequentie van deze

HC-leden de grensfrequentie van het laagfrequent filter zou kiezen,

zouden er voor de beide kanalen 4 HC-leden op gelijkheid uitgezocht

moeten worden, terwijl men hetzelfde in de L.F. versterker kan be­

reiken met 2 HC-leden.

De uitgangsimpedantie van de synchrone detectoren wordt omlaag getrans­

formeerd door emittervolgers. Dit in verband met de er op volgende

trap.

Voor frequenties in de buurt van de synchronisatiefrequentie is een

soort versterkingsfactor van de detector te definieren. Een Doppler­

component A Cos(w + 6w)t zal aan de uitgang van de detector in heto

- 17 -

algemeen te schrijven zijn als B Cos(6w + ~). De verhouding ~ is

een overdraehts-versterking. Uit metingen blijkt, dat deze ver­

sterking ongeveer gelijk is aan 1,2.

111.6. De L.F. versterker met filters

In beide takken van het detectie-systeem is tweemaal het filter van

fig. III.6a opgenomen.

1'01\

fig. 3.6a. Het laagfrequent filter

Dit is een band-doorlaatfilter, met als afsnijfrequenties:

Wl

= 190 Hz

wh = 10 kHz

Twee van daze filtersecties achter elkaar (gekoppeld via een versterker­

trap, omdat ze elkaar niet mogen belasten) hebben samen een amplitude­

karakteristiek die binnen 1 dB recht is van 380 Hz tot 5 kHz. Bij wlen wh is de afval 6 dB.

Een dergelijk filter kan niet rechtstreeks achter de emittervolgers

van de synchrone detectoren geplaatst worden. De uitgangsweerstand

van deze emittervolgers is weer afhankelijk van de stroom die er door

gaat, en dus van de willekeurige gelijkspanningscomponent die aan de

uitgangen van de synchrone detectoren staat. Een al te laagohmige be­

lasting van de emittervolgers zou tot gevolg hebben, dat de amplitude

van het laagfrequente signaal verandert bij een wijziging in deze

DC component, hetgeen de afregeling van het systeem afhankelijk maakt

van een willekeurlge grootheid.

De eerste L.F. versterkertrap is derha~ve capacitief, en niet al te

laagohmig, met deze emittervolgers gekoppeld. Het koppel-HC-lid snijdt

de frequenties beneden 2 Hz af. Deze afsnijfrequentie is een factor

100 lager als de onderkant van het band-pass-filterj dit grote verschil

- 18 -

is weer noodzakelijk als men geen grote faseverschillen tussen de

kanalen wil introduceren, en evenmin de RC leden op gelijkheid wil

uitzoeken.

Een berekening van de overdrachtsfunctie van zo'n He-lid

yw~ ) ~(v

u= 1 + yw~ vi laat zien, dat als twee HC-tijden 10 ~ verschillen,

dit bij een frequentie die een factor 100 hoger ligt (dus bV.w~1 =100,

w~ 2 = 90) een faaeverschil van nog maar 0,07 graad, en een amplitude­

verschil van slechts 0,06 %veroorzaakt. Dergelijke frequentie­

afhankelijkheden mogen bij de nauwkeurigheid waarnaar in deze detector

gestreefd wordt, wel verwaarloosd worden.

De gelijkheid van de band-pass-filters is uiteraard wel belangrijk.

Daarom zijn de weeratanden en condensatoren ervan, voor zover ze op

ovareenkomatige plaatsen in de beide kana len komen, gepaard op gelijk­

heid binnen 0,1 %.Het totale schema van de beide L.F. versterkers is getekend in fig.

3.6b.

,----122 "t------,

van

s. D.

fig. 3.6b. De L.F. versterker met filters

In de L.F. versterker is de 709,een operationele versterker, toegepast.

Door de grote tegenkoppelingheeft dezeeen zeer vlakke frequentie­

karakteristiek. Door hat gebruik van twee I.C.'s per kanaal, is de

plaatsing van de twee band-doorlaat-filters heel eenvoudig.

In een van de twee L.F. versterkertakken is in de terugkoppeling een

- 19 -

zeer nauwkeurig instelbare potentiometer opgenomen, om de totale ver­

sterking van de be ide kanalen van de detectie-eenheid op gelijkheid

af te kunnen regelen. De versterking van dit I.C. is hierdoor continu

regelbaar van 1 maal tot 3 maal. Het overeenkomstige I.C. in de

andere detectie-tak heeft een terugkoppelweerstand van 22 k, waardoor

deze 1 maal versterkt. De totale versterking van het L.F. kanaal is

binnen de doorlaat-band gelijk aan 2 x 33 x 1 = 66.Bij de operationele versterkers zit tussen de punten 1 en 8, alsmede

tussen 5 en 6, de frequentie-compensatie, noodzakelijk om oscilleren

te voorkomen. Deze is zodanig gekozen, dat de I.C.'s stabiel zijn,

en toch binnen de 5 kHz-band een zo groot mogelijk open versterking

hebben. Dit komt de uitgangsweerstand van het I.C. ten goede.

111.7. De M.F. fasedraaier

De M.F. fasedraaier zou in principe weer gerealiseerd kunnen worden

met twee HC leden, zoals de H.F. fasedraaier. Echter, aan de M.F.

fasedraaier worden hogere eisen gesteld ala aan de H.F. fasedraaier.

De H.F. fasedraaier werkt in een vaste meetopstelling op een bepaalde

frequentie, wat ons de mogelijkheid verschaft om eventuele fasefouten

bij die frequentie weg te regelen. De M.F. fasedraaier moet geschikt

zijn voor een aweep-frequentie (d.i. een signaal waarvan de frequentie

zaagtandvormig in de tijd varieert), waardoor dus de eis, dat deze 900

fasedraaier frequentie-onafhankelijk is, belangrijker wordt.

Derhalve is in dit geval gekozen voor een andere systeem, met een

grotere flexibiliteit. De frequentieband waarbinnen dit systeem goed

functioneert is veel groter terwijl de fasedraaier over de hele band

een goede nauwkeurigheid heeft, als men hem afregelt op de hoogst

mogelijk frequentie.

Het principe van deze fasedraaier is als voIgt:

Als men uitgaat van een symmetrisch blokvormig aignaal met de dubbele

frequentie, dan zijn hieruit twee 900

ten opzichte van elkaar in fase

verschoven signalen te maken, door met dit blok twee flip-flops te

triggeren, waarbij de ena flip-flop omschakelt op positieve flanken

en de andere op negatieve flanken.

De nauwkeurigheid van deze 900

fasedraaifng wordt bepaald door de

symmetrie van het stuursignaal.

De concrete uitvoering van de fasedraaier zal iets ingewikkelder wordeno vals hier beschreven. Om de 90 fasedraai1ng steeds hetzelfde teken te

- 20 -

- "'"

..

...

..

laten houden, moet het omschakelen van d& ene flip-flop afnankelijk

gemaakt worden van de stand van de andere flip-flop.

Als gebruik gemaakt wordt van set-reset flip-flops, kan men een systeem

voor deze faaedraaier aamenstellen, door de set-restfuncties (S,R)

voor deze flip-flops te bepalen (zie bv. ref. 5):

Set-Reset-functies

S1 = c P2R1 = c • P

2

S2 = c • P1R

2 = c P1

c

..

p

..

~

Het blokschema van de faaedraaier kan men nu samenstellen, door deze

set- en reset-functies te genereren:

De eenvoudigste schakeling van twee flip-flops, die deze set- en

resetfuncties hebben, is getekend in fig. 3.7a.

Dit is een schakeling, die in de litteratuur aangeduid wordt als de

"Master-slave".

De werking ervan kan men controleren met de volgende overwegingen:

vMC 1004

(pi". 1,2.,3,11 112.,13 ..an. V_)

- 21 -

'R. 9 1 1'2.

vM C 1015

( uit 9-"'gtR: p. ,'P. Q'n."P~ ,12. )

fig. 3.7a. Blokschema van de digitale 900 fasedraaier

De flip-flOp uitgangen kunnen van niveau veranderen, telkens als de

clock-input laag (0) wordt. Of ze dan omschakelen, hangt af van het

niveau van de set- en de reset-ingang op dat moment. Als de set = 1,

reset = 0, wordt (of blijft) de P-uitgang = 1; als de set = 0, reset = 1,

wordt (resp. blijft) de P-uitgang = 0. Set = reset = 1 mag niet voor­

komen. Dit kan hier ook niet, daar de set en de reset van de flip-

flops elkaars inverse zijn.

Met dit in gedachten kan men de z.g. waarheidstabel van de schakeling

opstellen, waarbij blijkt dat de beide flip-flops inderdaad twee 900

in fase verschoven signalen afgeven, met een gedefinieerd teken voor

deze faeeverschuiving. De beide logische circuits die gekozen zijn

voor de schakeling, zijn componenten uit de MECL II eerie. Dit is een

serie van zeer snelle logische circuits (schakeltijden: ~ 5 nsec.).

Om deze schakeling in te passen in de ,detectie-eenheid, zijn er nog

enige hulpschakelingen nodig.

Allereerst is er een voedingsspanning van 5,2 V nodig die maximaal

- 22 -

een stroom van plm. 100 mA kan leveren.

Voorts bleek het noodzakelijk dat de clock-ingang van het circuit

een blokepanning krijgt toegevoerd met steile flanken. Zoals

al vermeld is hebben de circuits van de MECL II-serie zeer snelle

schakeltijden, van plm. 5 nSec. Als de ingangspoort nu gestuurd

wordt met een blok met slechte flllnksteilheid, geeft deze een soort

oscillatie-verschijnael aan de uitgang van deze poort op het moment

van omschakelen, waardoor de goedf~ werking van de hele schakeling

veratoord wordt. Dit verschijnsel verdwijnt ala de ingangsblokken (1 Vtteen atijg- en een afvaltijd hebben die beter is als 4 ~5ec. Men

zou voor de voeding van de ingangspoort een goede blokgolf-oscillator

kunnen gebruiken, waarvan eventueel de flanksteilheid nog iets opge­

voerd kan worden met een begrenzende verschiltrap. Voor een nauwkeurige

o f90 fasedraai ng moet de positieve fase van dit blok echter even lang

zijn ala de negatieve; een redelijke eis is hier een max~aal verschil

in lengte van 0,1 %.Door dergelijke hoge eisen te stellen aan het modulator ingangssignaal,

vermindert de flexibiliteit van het gehele systeem aanzienlijk. Als

ingangssignaal is hier derhalve een sinusvormige spanning gekozen. De

amplitude van deze ingangssinus moet tenslotte nog binnen een redelijk

spanningsbereik variabel zijn zonder dat de nauwkeurigheid van de 90 0

fasedraaifng noemenswaardig wordt beInvloed.

De schakelingen waarmee dit Alles is gerealiseerd, zijn getekend in fig.

3.7b.

lJz.7°6

o,lS)A...-....-I--"il---------t-.

ql~)A

>-......---1~I t1

($~;:'.s,i/l. )

,O~

-52. V,(pih$ 1-)

·ISV

- 23 -

Ret M.F. ingangssignaal wordt geblokt met een verschiltrap. Hierbij

zijn twee afregelmogelijkheden opgenomen: een offset-regeling, om

de verschiltrap symmetrisch in te stellen (waardoor men de 900

fase­

draaifng onafhankelijk van de ingangsspanning kan maken, binnen een

bereik van 2,5 tot 3,5 Veff ) , alsmede een instelling voor het gelijk­

spanningsniveau van de uitgangsblllk: door dit niveau iets te varieren

kan men de 900 fasedraairng nauwkeurig afregelen, daar het trigger­

niveau van de eerste poort constant blijft. Deze twee afregelingen

hangen enigzins met elkaar samen; door de afregeling 2 x uit te voeren,

kan men een goede, ingangsspanning-onafhankelijke fasedraaier verkrijgen.

In FETte zit over het algemeen een grote spreiding. De hier gebruikte

heeft een I DSS van ongeveer 12 mAe

111.8. De modulatoren.

De modulatoren zijn gebouwd met hetzelfde I.C. als de synchrone

detectoren, nl. de M.C. 1596.De werking is volkomen identiek: signalen op de signaalingang (in dit

geval de L.F. Doppler-band) worden geschakeld in de draaggolffrequentie

d.w.z. vermenigvuldigd met een vierkante cosinus, resp. vierkante

sinus. De reeksontwikkeling van deze twee functies is:

Cos w t t1

3w t1

5 t= cos w - 3cos + cos w - -------

m m m 5 m

Sin w t sin w t1

sin 3 wmt

1sin 5 t= 3 + 5

wm - -------m m

Hieraan kan men zien, dat het effect van dit schakelen is, dat de

Doppler-band in het uitgangssignaal niet aIleen rondom de frequentie

w komt te liggen, maar ook rondom ~ , 5 w , 7 w •••• , waarbij dem m m 1m 1 1

amplitude van deze modulatiebanden afneemt met 3 ' 5' 7 .Hierbij treedt nog een effect Ope Uit de formules op pagina 6 blijkt

dat ala men de uitgangsaignalen van de beide modulatoren aftrekt in

plaats van optelt, de Doppler onder- en boven-band met elkaar van••

plaats wisselen. Omdat de termen van de cosinusreeks alterneren, zal

men deze verwiaseling op zien treden bij de banden romdom 3~, 7~,

11w enz. Zo zal bijvoorbeeld een poaitieve Doppler-frequentie-ver-m

schuiving van 3 kHz, die gemoduleerd wordt met 5 kHz, in het uitgangs-

signaal van de detectie-eenheid de volgende frequenties geven:

5

15

25

+ 3 = 8 kHz

... 3 = 12 kHz

+ 3 = 28 kHz enz.

- 24 -

Het aansluitschema van de modulatoren is getekend in fig. 3.8.

D.C. 9Q.~0!JPfIcl rwa"M.F. fa"'cNr'c\aiih·...~_---I

Me 1596

t---I___1---'

M.F. Uit

V.n. L.F. VClrst......----f1 91----....J

10

o

-1~V- ......-----......------------_....1

fig. 3.8. De modulatoren

De beide stroombronnen van het I.C. leveren weer 1,1 mAo De koppel­

weerstand R is hier 1 k, zodat de uitstuurbaarheid van de signaal-e

ingang in dit geval 2,2 Vtt

is. Dit komt overeen met een Doppler-

ingangsspanning van 270 ~Veff aan de ingang van de H.F.versterker.

De flip-flop unit kan rechtstreeks, zonder RC-koppeling, verbonden

worden met de modulator-ingang van de modulator. Daar deze uitgangen

op een gelijkspanningsniveau van -1,15 V liggen, is het het eenvoudigst

om de modulatoringang symmetrisch te sturen.

Het gelijkspanningsniveau van de signaal-ingang moet enige volts

onder het niveau van de modulator-ingang liggen. Dit is gerealiseerd

met een 6 V zener. De laatste weerstand van het L.F. filter ligt

eveneens aan deze -6V, zodat het L.F. signaal ook zonder extra ~ase­

draaiende componenten toegevoerd kan worden. Bij de signaal-ingang

is een offset-regeling gemaakt waarmee verschillen tussen de transistoren

van de signaal-ingang gecorrigeerd kunnen worden. Dit, omdat anders de

- 25 -

draaggolffrequentie in het uitgangssignaal van de modulatoren voor­

komt. In het beeld van de hele detectie-eenheid bezien, zou dat

overeenkomen met een verslechtering van de onderdrukking van de

zendfrequentie.

111.9. De optel-schakeling

De optelling zou in principe gerealiseerd kunnen worden, door de

modulator-uitgangsstromen van beide kanalen door gemeenschappelijke

weerstanden te sturen. De spanning hierover is dan in principe even­

redig met de som van de modulator, Een storende factor hierbij is

de spreiding in de modulator-uitgangsimpedanties. De fabrieks­

specificatie hiervoor is 75 kQ , parallel aan 2,6 pF. De modulator­

uitgangsstroom van de ene tak zal zich verdelen over de belastings­

weerstand en de uitgangsimpedantie van de andere take Als er nu een

groot verschil bestaat tussen de uitgangsimpedanties van de twee

modulatoren, moet men de belastingsimpedantie heel laag maken, om

toch een redelijk nauwkeurige optelling te krijgen.

Voorbeeld: als de uitgangsimpedanties 20 %verschillen, moet de

belastingsweerstand 330 Q zi jn, om een optelnauwkeurigheid van 1 %.

te krijgen. Vanwege de lage uitgangsspanning die men hierover krijgt,

zou hierachter weer een versterkertrap moeten volgen. We gens de grote

spreidin~ in de gelntegreerde circuits, is van deze optel-mogelijkheid

afgezien.

Een andere mogelijkheid is, een teruggekoppelde operationele versterker

te gebruiken. Wegens de hiermee te bereiken nauwkeurigheid , is de

opteller aldus uitgevoerd. Het schema ervan staat in fig. 3.9.

1k

+ ISV

t

709

In

Modulator 1

fil. 3.9. De optel-schakeling.

- 26 -

De punten A en B z1Jn meetpunten, voor de afregeling van de amplitude­

gelijkheid van de beide kanalen (zie afregel-procedure). Het RC-net­

werk voor de optelschakeling heeft een afsnijfrequentie van 10 Hz.

Het uitgangasignaal van de opteller is maximaal 3,2 Veff (door de

terugkoppeling is daze versterking eenvoudig te veranderen), zodat

de totale conversie-versterking van de detectie-eenheid gelijk is

aan plm. 1200 maal.

- 27 -

IV. Foutendiscussie

De signalen van een bepaalde frequentie die aan het eind van de

detectie-eenheid worden samengevoegd, dienen zowel een gelijk

amplitude te hebben, als een gelijke fase. Hieruit voIgt, dat er

twee soorten fouten in het systeem voor kunnen komen: amplitude­

fouten en fasefouten.

Deze fouten zijn te splitsen in twee groepen:

Groep 1: De fouten die constant zijn over de hele frequentieband,

die dus door een betere afregeling zijn te verwijderen;

Groep 2: De fouten die frequentie-afhankalijk zijn; de afregeling

dient hierbij zodanig te zijn, dat de maximale fout zo klein

mogelijk is.

Deze fouten hebben twee gevolgen voor de detectie-eenheid. Enerzijds

moeten in de opteller een aantal signal en zo volledig mogelijk tegen

elkaar wegvallen, om te bewerkstelligen dat de Doppler onder- en

bovenband niet vermengd worden. De nauwkeurigheid waarmee dat gebeurt

wordt in het vervolg aangeduid met de term "zijband-onderdrukking".

Anderzijds moeten in de opteller twee signalen samengevoegd worden tot

de gewenste Doppler-band. Als het systeem hierbij frequentie-afhankelijke

amplitudevariaties in de Doppler-aignalen introduceert, is dat oak een

fout.

Een vergelijking van deze twee mogelijkheden laat zien, dat de

frequentie-afhankelijke amplitude-vervorming aIleen veroorzaakt kan

worden door foutengroep 2.

Een slechte zijband-onderdrukkingen wordt zowel veroorzaakt door fouten

van groep 1, als van groep 2.

Uit het feit dat de maximale fout van groep 1 en groep 2 samen altijd

groter of gelijk is aan de maximale fout van aIleen groep 2, voIgt,

dat de afwijkingen van de ideale detectie in dit geval het beste zijn

te beschrijven in termen van zijband-onderdrukking. Als de zijband­

onderdrukking goed is, is de frequentie-onafhankelijkheid van de ge­

wenste Doppler-band even goed of nog beter.

Voorta kan men nog opmerken, dat de zijband-onderdrukking een signi­

ficantere grootheid is voor het systeem als de mate van frequentie­

onafhankelijkheid van de amplitude van de gewenste Doppler-band, als­

mede veel gemakkelijker en nauwkeuriger meetbaar is.

- 28 -

op grond van deze overwegingen is als norm voor de kwaliteit van de

detectie-eenheid, de mate van zijband-onderdrukking gekozen.

Het verband tussen amplitude- en fasefouten en de zijband-onderdrukking

kan men berekenen door in de gemoduleerde spanningen, die opgeteld moeten

worden, de volgende amplitude- en fasefouten aan te brengen:

a) faseverschil tussen twee te moduleren L.F.signalen: 900 + Cb) faseverschil tussen de twee modulatiesignalen: 900 + ~

c) amplitudeverschil tussen de beide gemoduleerde, op te tellen signalen: a.

De keuze van deze fouttermen is in overeenstemming met de afregelprocedure:

Zoals in hoofdstuk V besproken zal worden geschiedt de afregeling met

behulp van meting van deze drie foutenbronnen. Men kan nu deze drie fouten­

bronnen invoeren in de in hoofdstuk II afgeleide formules voor de ge-

moduleerde signalen:

Bij een geschikte keuze van t = 0 worde di t:

V1 = A Cosw t. cos(- ~ Olt)m

= t A Cos (ol + ~ol ) t + t A Cos(ol - ~ol t)m m

V2 = (A + a). sin(Ol t + ~) . sin(-~Olt - C )m

= t(A + a). Cos {(ol +~Ol)t +~+C)- t(A + a)Cos{ (ol -6~t + <jl .... C)m m

Bij een vergelijking van deze twee uitdrukkingen valt allereerst op, dat

voor een goede zijband-onderdrukking niet de afzonderlijke fasefouten <jl

en C van belang zijn, maar weI hun verachil: ala <jl - C = 0, vertonen de te

onderdrukken zijband-aignalen geen faseverschil. Dit houdt b.v. in, dat men

een frequentie-onafhankelijke fasefout tussen de L.F. kanalen of de M.F.

fasedraaier, kan opheffen door een even grote, tegengestelde afwijking van

de H.F. faaedraaier. WeI neemt door een dergelijke manipulatie de amplitude

van het gewanste zijbandsignaal af, evenredig met Cos t( ~ + C ), zoals men

aan dezelfde uitdrukkingen kan zien. Het effect van het detectieayateem

ia dus optimaal ala ~ + C = o.

Het te onderdrukken zijbandsignaal Wb

is na optelling:

= P - Q

Het samenvoegen van deze twee termen tot ~en product vergt enig moeizaam

rekenwerk Czie voor een berekening: ref. 6). Veel eenvoudiger, en met weinig

- 29 -

verlies aan nauwkeurigheid, kan men de amplitude van deze uit­

drukking afschatten:

= IP - Q I

~ I P I + IQ I = A ISin i (ljI - ~) I + t a

~ t A I( ljI - ~)I + ta

Het gelijkteken in deze uitdrukking geldt, als een van deze

twee rechterleden gelijk aan nul is. Als de beide rechterleden

gelijk aan elkaar zijn, is de werkelijke waarde van I Wb

I (voor

kleine waarden van 1jI- l;;), gelijk aan t 12 :' 0,7 maal de zo gevonden

waarde. In de overige gevallen ligt de werkelijke waarde van I Wb

Itussen deze twee uiterste grenzen.

De zijband-onderdrukking (Z.O.) in procenten is te definieren als

100 maal de amplitude-verhouding van het ongewenste zijband-signaal

en de bijbehorende gewenste component in de andere zijband. Deze

component zal in dit geval de amplitude hebben van ongeveer

tA + t(A + a) ~A, zodat de zijband-onderdrukking is:

Dus: alleen een amplitude-fout van 1 %tussen de uitgangssignalen

van de modulatoren geeft een zijband-onderdrukking van 0,5 %. Evenzo

geeft alleen een totale fasefout Ian 1~O radiaal (dit komt ongeveer

overeen met 0,6 0) een zijband-ond,~rdrukkingvan 0,5 %. De zijband­

onderdrukking als gevolg van deze twee fouten samen is beter als

de som van de beida zijband-onderdrukkingen afzonderlijk, dus beter

dan 1 %.

- 30 -

V. Metingen

V.1. De afregelprocedure

Het afregelen van de detectie-eenheid kan gebeuren in de opstelling

van fig. 5.1.

WI. Olcina~o" rsync.hp'.

fo - ... N.r. Uagang- 1t\9·"~ -, Vetl

DETECTIE -

EENHEID

H.F.Oscillalor It .A +I~V'

krisb.l- -(0+ b~

..... .- 0 VO(ldi 1'\,9-- in9&h' -_-lolJVm.x. 210P"U $W"~· i"."3

u

M.F. Os(illa~ol"

2xf""M&Ic. ~,Ij V.U

fig. 5.1. Afregelopstelling

De in deze opstelling gebruikte apparatuur is:

Oscillator I: Hewlett-Packard test-oscillator type 651B

(daze oscillator levert slechts 3 Veff' Om dit te

corrigeren, is een weerstandTspanningsdeler in de

H.F. fase~raaier bij de metingen verwijderd).

Oscillator II: Rohde & Schwartz Leistungs-Mess-Sender type SMLR

BN 41001.

Midd. freq. sweep-oscillator: Beckman 9010 function generator.

Voedingen: 2 stuks Delta Elektronica D 050 -0.5.

Men zou de schakeling au in principe af kunnen regelen op een

maximale zijbandonderdrukking.

Dit is hier echter moeilijk uitvoerbaa~: het L.F. signaal ontstaat

in deze 8chakeling als het verschil van twee frequenties die b.v.

in de buurt van 5 MHz liggen. Het laagfrequente signaal varieert

- 31 -

dan nogal, ala gevolg van kleine frequentie-onstabiliteiten in deze

oacillatoren.

Er was een wave-analyser voorradig, die in zijn meest ongevoelige

stand een bandbreedte van 250 Hz heeft. Zelfs hiermee waren geen be­

trouwbare meetresultaten te verkrijgen.

Derhalve is een andere afregelprocedure gekozen, die berust op recht­

streekse meting van de grootheden die de zijband-onderdrukking be­

palen.

Deze grootheden z1Jn:

a) de fasedraaifng tussen de beide L.F. signalen, vlak v66r de modulatoren.

b) de faaedraaifng tussen de beide M.F. modulatiespanningen.

c) de amplitude-gelijkheid tussen de beide gemoduleerde, op te tellen

signalen.

De afregelprocedure verloopt dan ala voIgt:

) ,-a De afregeling van de fasedraai1ng tusaen de beide L.F. kanalen:

De meting hiervan dient te geschieden met een zeer gevoelige fase­

meter. Gebruikt is hier de "Wiltron Model 351 Differential input

phase meter" waarmee voor absolute metingen een nauwkeurigheid vano

0,2 te behalen is.

D f t · t' t d ddt "L •F. 90 0 1"ease-me 1ng moe U1 gevoer wor en aan e pun en

en L.F. 90 0 2" ten opzichte van "aarde" (inateekeenheid 2, 'aan de

achterzijde). De termen tussen accenten verwijzen naar aanduidingen

op de gebouwde detectie-eenheid. De afregeling moet zodanig uit­

gevoerd worden, dat de afwijking van de gemeten fasehoek ten opzichte

van +900, resp. _90 0

, zo klein mogelijk is in het L.F. Doppler­

spectrum wat loopt van -5 kHz tot -500 Hz, en van +500 Hz tot 5kHz.

De Doppler frequentie-verschuiving is in te stellen met de oscillator

aan de kristal-ingang. De 900 fasedJ-aaiing tussen de beide kanalen

kan bijgeregeld worden met de trimmer op de H.F. fasedraaier.

(H.F. 90).

Deze afregeling is enigzins afhankelijk van de gekozen synchronisatie

(-dus kristal-) frequentie: bij een verandering van deze frequentie

in het gebied van 5 MHz tot 10 MHz was er een verloop in de L.F.ofaseverschuiving van 2,5 • Men dient dus eerst de generatoren af

te stemmen op de kristal-frequentie.'o 0Aan een van de punten "LF 90 1" of "LF 90 2" kan men een scoop

aansluiten, om de Doppler-frequentieverschuiving te meten.

- 32 -

b) De afregeling van de fasedraaiing tussen de beide modulatie­

spanningen.

De faseverschuiving is hie)1 gemeten met dezelfde fasemeter als

bij afregeling a) is gebruikt.

De meting van deze fasedraaiing dient te geschieden aan de punten

"MF 900 1" en "MF 900 2", aan de voorzijde van de detectie-eenheid

(weer te meten t.o.v. aarde).

Het gebied waarover afgeregeld moet worden, is de gekozen frequentie­

zwaai van de sweep-oscillator. De modulatie-sweep kan b.v. lopen

van 5 tot 15 kHz, zodat de zwaai van de oscillator dan van 10 tot

30 kHz loopt.

Voor de afregeling zijn er twee potentiometers op insteek-eenheido .

3, aangeduid met "offset" en "MF 90 It. In het algemeen zal men met

de offset-potentiometer de fasedraaiing binnen een bepaald ingangs­

spannings-interval onafhankelijk kunnen maken van die ingangs­

spanning, waarna met de "MF 900" potentiometer de fasedraaiing is

af te regelen. Deze afregelingen beinvloeden elkaar enigzins, zodat

men ze afwisselend 2& 3 maal moet afregelen. De afregeling werkt

op de flank-steilheid van het ingangssignaal. De in de opstelling

van fig. 5.1. gebruikte sweep-oscillator levert een zeer goedo ,-symmetrisch blok, met zeer steile flanken. De 90 fasedraai1ng is

dan zonder meer goed, en onafhankelijk van de potentiometer­

instellingen. Als men als ingangssignaal een blokspanning met steile

flanken heaft wat niat aan de geeiste symmetrie voldoet, dan kan

men de 900 fasedraaifng afregelen door een condensator over de uit­

gangsweerstand van de ingangs-verschiltrap te plaatsen. Deze

condensator moet ZQ groot zijn, dat de blok-flank voldoende ver­

slechtert om afregeling met de "MF 900 "-potentiometer mogelijk te

maken. De afregeling is dan nog onafhankelijk van de offaet­

potentiometer.oAls men de MF 90 . fasedraaier stuurt met blokspanningen zal men in

het algemeen voldoende hebben aan eeningangsspanning van 0,5 a1 Vtt • Bij sturing met sinusvormige signalen moet 4e ingangs­

amplitude groter zijn omdat anders de flank-steilheid van de blok­

spanning waarmee de logische circuits gestuurd worden te klein is.o ',-De signaal-ingang van deze 90 fasedraai1ng kan maximaal 3,5 Veff

verwerken.

- 33 -

c) Afregeling van de amplitude gelijkheid tussen de beide gemoduleerde

signalen.

De meting, weer ten opzichte van aarde uit te voeren, dient verricht

te worden aan de punten "amplitude 1" en"amplitude 2" (aan de

achterzijde van insteekeenheid 2). De metingen zijn in dit geval

uitgevoerd met twee buisvoltmeters,aan elk punt een, type

Philips GM 6012.

Bij vergelijkende metingen hiermee kan men een nauwkeurigheid van

ongeveer 0,5 %halen.

Hiertoe moet de amplitude van de gesimuleerde Doppler-verschuiving

op een uitslag van ongeveer de volle schaal ingesteld worden.

De amplitude, gemeten aan "amplitude 1" is de norm, waaraan

"amplitude 2" gelijk gemaakt kan worden' door afregeling van de 20­

turn-potentiometer "Amp. potm." (aan de achterzijde van insteek­

eenheid 2). De afregeling behoeft maar bij een modulatie-frequentie

binnen de sweep-band verricht te worden; men moet zodanig afregelen

dat de relatieve afwijking tussen de twee amplitudes binnen de hele

Doppler-band (15 kHz tot -500 Hz, +500 Hz tot + 5 kHz) weer met

een scoop te meten aan een punt LF 900) zo klein mogelijk is.

Voorts zijn er nog twee offset-potentiometers, bij de MF modulatoren

Deze kan men afregelen door het uitgangssignaal van de modulatoren

(aan de punten "amplitude 1" en "amplitude 2") zo symmetrisch mogelijk

te maken. Deze offset-potentiometers zitten op insteek-eenheid 2,

vlak bij de meetpunten. Een onjuiste afregeling van deze potentiometers

heeft tot gevolg, dat in het middenfrequent uitgangssignaal een

frequentie-component komt op het punt. waar de Doppler-verschuiving

de frequentie 0 heeft. Als ma.rkatie-punt kan di t weI handig zi jn bij

metingen.

V.2. Metingen

Met de in de vorige paragraaf beschreven meet-opstelling en meet­

apparatuur zijn enige grafieken opgenomen, te weten:

Grafiek 1: faseverschuiving, tussen de beide laagfrequent-kanalen,

als functie van de Doppler-frequentie. Deze grafiek krijgt

men aan de meetpunten van af~egeling a), na correcte af­

regeling. Zoals te zien is in de grafiek, is de fasehoek

correct binnen 0.50• De grafiek is min of meer symmetrisch

- 34 -

t.o.v. de verticaal f = 0, hetgeen erop wijst, dat de

golvingen in deze grafiek veroorzaakt worden door de

beperkte nauwkeurigheid van Re-Ieden in het laagfrequent

deel.

Grafiek 2: De faseverschuiving tussen de beide modulatiespanningen,

als functie van de modulatiefrequentie. Hat faseverloop

hierbij is zeer gering: bij een sweep van 5 tot 15 ~Hz

slechts 0,1°. In verband met de meetnauwkeurigheid van de

gebruikte fasemeter moet men hiervoor een totale fout

van 0,20

nemen. Deze meting hangt samen met afregeling 2.

Grafiek 3: Het verloop in het relatieve amplitude-verschil tussen

de beide gemoduleerde, op te tellen signalen.

De fout die hier gemeten is is1de grootste en daardoor

hoofdzakelijk bepalend voor de zijband-onderdrukking. Het

amplitude-verschil is maximaal 2 %.In de amplitude-variaties valt op, dat deze hier niet

symmetrisch zijn t.o.v. de lijn af = O. Dit wijst erop,

dat de fout veroorzaakt moeten worden door by. een amplitude­

verloop in de twee synchrone detectoren.

De beide fase-metingen zijn verricht vlak voor de modulatoren, de

amplitude-meting is uitgevoerd vlak vo6r de opteller. De gemeten

grootheden komen overeen met de fout-termen in de formules van hoofd­

stuk IV (de foutendiscuBsie).

Onder de aanname, dat de twee modulatoren geen extra faseverschillen

introduceren, alsmede dat de opteller geen optelfout maakt, is hieruit

de zijband-onderdrukking van het hele systeem te bepalen.

Beide aannamen eisen een rechtvaardiging.

T.a.v. de faseverschillen is op te merken dat de modulatoren een

frequentiebereik hebben van 0 tot 80, resp. tot 300 MHz, voor signalen

aan de signaal- resp. de modulatie-ingang. Bij een dergelijk grote

bandbreedte moet de amplitude- en fasekarakteristiek bij verhoudings­

gewijs lage frequentie.- weI volkomen recht zijn.

Ten aanzien van de optel-fout is bij de bespreking van de opteller

(par. 3.9.) al het een en ander gezegd. Daar de amplitudes gemeten

worden aan de ene kant van de optel-~eerstanden, is de optelfout

gelijk aan de spreiding in deze weerstanden, in dit geval 0,1 %.

- 35 -

De amplitude-fout is maximaal 2 %, de twee fasefouten zijn maximaal

0,5°resp. 0,2 0, zodat de zijbandonderdrukking volgens hoofdstuk IV

is: (de graden zi~~_ o~g!rekend in 1~0 radialen)

Z.O. < i (2 + 0,8 + 0,4) = 1,6 %

Deze zijband-onderdrukking is royaal voldoende voor de bloedstroom­

metingen die met deze opstelling verricht kunnen worden: bij reg~­

stratie op een scoop is de aflees-nauwkeurigheid maximaal 2 a 3 %.

V.4. Nabeschouwing

:""

Zoals na het voorgaande weI duidelijk is, kan een bloedstroom-meetop­

stelling er als voIgt uitzien:

1....1· o.t:r +t'V -Impcdanlit k....ul ....Ia.. kri,k.l·

~~%- i"St".9 0 VOIding

~r~fo- tSV -

1.,.11. polulaedc" DETECTJE-

"- f-- ----_._-- EENHEJD

~ynchr.. M.F.B~nd- GQlijk -

1"9a"9 ua~.f- doo,.laa~ • r---. ...ich~e,..

filter'swe.p· i"9 .

•

H.F. Sweep· HorOVtn .-Osc.iHalo,. oscillalorOnilloStoop

Over de verschillende onderdelen hiervan zijn de volgende opmerkingen

te maken:

• H.F. oscillator: 50 C -uitgang; stuurspanning ongeveer 6 Veff "

De frequentie dient afgestemd te worden op de resonentiefrequentie

van het kristal. Om deze afstemming te kunnen roeten, is een uitgang

- 36 -

van de H.F. versterker vanaf de voorzijde van de detectie-eenheid

te bereiken (aanduiding: "HeF.").

• 1mpedantietransformator: Ben dimensioneringsvoorbeeld hiervoor is

beschreven in hoofdstuk 111.2.

• Zend- ontvangkristallen: PZT-kristallen. Tussen de kristallen en

de pols dient een acoustisch goed geleidende pasta aangebracht te

worden. De detectie-eenheid is gedimensioneerd op kristallen met

een resonantie-frequentie tussen 3 MHz en 12 MHz. Deze band is niet

critisch: erbuiten mag men ook nog een goede werking van de detectie­

eenheid verwachten, de beperking van deze band wordt aIleen veroor­

zaakt door de H.F. !asedraaier: door een wijziging van de He-Ieden

hierin kan de band omhoog of omlaag gebracht worden. Gedetailleerde

informatie over de kristallen is te vinden in ref. 1.

• Detectie-eenheid: Als black box beschouwd, is deze als voIgt te

karakteriseren:

Voeding: +15 en -15 Volt, symmetrisch t.o.v. OV.

Kristal-ingang: bandbreedte: ongeveer 0,5 MHz tot 20 MHz.

Ingangs~impedantie: geschikt voor 10 g-kristallen.

Uitstuurbaarheid: voor directe reflecties: maximaal 15 mVeffvoor Doppler-reflecties: maximaal 270 ~Veff.

Synchronisatie-ingang:

bandbreedte: 3 MHz tot 12 MHz.

ingangs-impedantie: 50 g

uitstuurbaarheid: maximaal 7 Veff (i.v.m. dissipatie

van de ingangsweerstand).

M.F. ingang: De hier toegevoerde frequentie is twee maal de

modulatie-frequentie. 1ngangs-frequentie-bereik:

10 kHz tot meer dan 100 kHz.

Uitstuurbaarheid: maximaal 3,5 vef! (zie opmerkingen

bij afregelprocedure.

1ngangs-impedantie: 1 kHz in serie met 0,15 ~F.

Uitgang: Geeft de Doppler-band, gelegen rondom de modulatie­

frequentie.

Ui tgangsweerstand: kleiner dan 1 g •

Uitgangsruis, teruggerekend naar de ingang: ± 1 ~Veff

Totale conversie-versterking van het systeem voor Doppl~rsignalen: 1200 x.

Onderdrukking van.directe reflecties in het Doppler-spectrum; af te

regelen op meer dan - 40 dB t.o.v. de Doppler-componenten.

- 37 -

• Sweep-oscillator: Het modulatiesignaal dient een zwaai te hebben van

10 kHz. om de volledige Doppler-band te kunnen be­

strijken. Om in het gemoduleerde uitgangssignaal van

de detectie-eenheid de modulatieband rondom 3 wo

niet binnen de band rondom w te laten vallen, iso

de laagst mogelijke positionering van deze zwaai:

van 5 kHz tot 15 kHz. Hiertoe dient de sweep­

oscillator te lopen van 10 kHz tot 30 kHz.

De verdere eisen aan deze oscillator volgen uit de

specificaties van de M.F. ingangs-gegevens.

Ten aanzien van de vorm van de sweep kan nog het

volgende opgemerkt worden. Vaak wordt voor het sweep­

signaal een dergelijk verloop van de frequentie als

functie van de tijd gekozen:

Tijdens de terugval van de frequentie krijgt men dan

aan de uitgang van het band-doorlaatfilter een grote

hoeveelheid hinderlijke stoorsignalen. Dit ver­

6chijnsel is volledig op te vangen door de sweep­

zaagtand symmetrisch ala functie van de tijd te

laten verlopen.

1---- ,. t

Het acoop-beeld wOldt hierbij afwisselend van links

naar rechots en van rechts naar links geschreven. De

- 38 -

herha11ngsfrequentie van de sweep moet nu 2 maal

zo laag gekozen worden als in het vorige geval.

• Het banddoorlaat-filter en de gelijkrichter is gedimensioneerd door

W.M. Boeke (ref. 3), en kan hierachter zonder meer worden toegepast.

- 39 -

Litteratuur

1. Holland: Een bloedstromingsmeter werkend met ultrageluid en gebruik­

makend van het Doppler-effect (afstudeerverslag groep ERA,

september 1968).

2. Govaert: Spectrum analyser voor een bloedstroommeter met behulp van

het Doppler-effect (afstudeerverslag groep EEB, september

1968).

3: Boeke: Onbloedige bloedstroomsnelheidsmeting m.b.v. het Doppler­

effect (afstudeerverslag groep EEB, juni 1969).

4. Klein-Zaalberg van Zelst: Instrumentele Elektronica, Eindhoven 1966,pp 410-418

5. Heetman: Schakeltechniek (sequentiele netwerken) (collegedictaat).

6. Vermeij: Een enkelzijband-modulatiesysteem voor telefoniedoeleinden,

pag. 4-5 (afstudeerverslag groep EEB, januari 1969).

H-r-

,l~L_

.. ,

.,.:+

,l~i

r

..[t ...•, '

1f··II,.-. "

'illlltHtt±1

'-i

ulj,;

~.,

;fH±t-tW nttiit±t±tiit1:J±ti±:t!:ti L I ~ttiJ:tttt!ti; I !i:tttttit;i "i:'+" ,;++~1 . ~ . '.' : i~;i ,'; ':'.,CR+i rr,tHm+!+!+H'HH+++++fFlt-T-ItH-t+tH+l IH'f-t-t++HliH:I tt:: .ri "I " ! ::',

,tlttiittH:!Ji.ti' HI ' ''1 Jf ~,'" W j'o ~H I rr l,tH'H+H! ,. ntl ',i: I II:: ,i i;;;,I'1t'tHf-tlr!j ,J-ft .. 'lit t [ ~. HI'f!t I-t-; Jl~ ttl:'::t: 111;1: i : Iii;;, :

1- . I' c1+ ", ';,1 i . iii' 'tl:+tthtt4tf:tt1tt J T!>r! •i:i't 'i '_~.L . li'il~_ ..~ J

llll±i L , . i Joe I::!:: " .'i

i >,1 J; t +: ;:: [i)!}!! T;,; IlL: j

I' "i . . ' q I P ,., ~'f 11 t ' 1.:;:1 . " ", . IIII1 IiH-+ f- - I·· + . I • ~-+-r-i+'"!-'1+++H';'~-tt-t++'---f"----j"""~f"-'- J-+--i.it. ' j. I . "1' , ,I,. ;. I:.,

Sf!:Jim : i r '; I', ,[: I' I i~.'_"11i'~~ITfTTlI' i:tt

w• r fl+ .. J 1i\ ii, I. i" . t-' •iii. I "

cjl+H±IT11 111

It. ri! I! i r 'I' 1 'I i 'i .' I' , 1: " 'i "1-1 I' ' :1 r! .,I!TFRi-H+l-I-.j . I jl '. ,., • J " ) , t !I

I:}HH ~u.~. ~:.Ij. '. ,\dIii. . ... Ii.:','.". 'It liE ."-: ". "i Ij i I I ,. +, I!'I til i .I, ,I

"j< I! i. j. . 'i' "1' '1'" i.,,; :i, ,1 : '1; , ".I .,. +' . . ., , l'f _ , ' ., ',

Htt. !lHll l' i'l ritt i It I,Ft+ 1 ii jill f Ii il ','!,'jiLt _,"'.j_ ._ r:·;-:-+T ;t- 1 to, 'i-~ J,. • "J..."

Ul, .... il ~:L ill! . C]t t ,1 ,:'1 Ii Pu it' :ii;',' 'ii'J;!Pt! t iii i 1utt1 ~<ii ,'111'::, : _,':'jitt J1J ',nP1J I I, il . _i iH iHi ;1' :/1.1,: I.,i~:~ i~',l11 ... ';' [1' ~ 1 'H, -- t ,I I : : i' ::- ~t e'l . [! Ii' i 1 ,".' .'. . If!. j. . !. [ ++', It . ,. " 1 .. r "

, . , Ii' II' 'T "',"~ "I~'I'I" 'ii'! I' ...ft! lUi . Ii . t' IV '),1., ,] ,; +:;J~':!I:+I ~:! ':~ , elr:~ ,,;' I

ft !::tJ~t II,t~!r Ii' ;\~;I. iii ~~ 1:,!'1]1( H ,iii ." ~:I~I ~: i'i!~- I11 ,t) ~r II + 1t1 ~ HI . . . '1l.i It,lli ri " d I.. ,~l%i' I: ' i' .II ;11" t:' 1): :' i ItT : iii ;I1 i' ,~i . : [ iIIoJ!:. n. ';' h 1=1 1001 I:t ;11 Ii i ' It :.i.Lllh~ , l.Ji::J.. ' ',l.;l. :.;

1-

'

if11,

~""'H'

r·,: ·,'i t'Ult. ",ILr,

f1tiff! JH-t mIt.m·0':TfTTllIITFTT1T

+r~!J~': ~Jta'[11"w·'u'1iq;:1~'[rill] I; ;:' i :1j; f!'118 H~' jj " ;1,1f. :;:, ~ ,H 'Ii' in, !: T, ; ,," i.'Wi' ',d .' ,;1'" :ii " ," c;

'I . it.. ~ _ . m," 'iJ n ';, . . , "icc,ill!:III"l'I'I'tffi'ffiI~1 i, 1li .!l . .' 'T,~ ,~II' it • , "'~ " I ~I, vi;'1

ifii ,. C, ."

",ff, "," " "T ' , '+i .m,. . it ..' I .' l '. '. Ii," ". n.' ,: Tt, II ' , . , ,'" "." ,:,i, Iid ,[ tt; ,'" """""" " , ,i:,,'" I,' , ": ""!' , '

I;; T .t'· Lfrlli ~:t.f~ J .t~ti1 f#H ;~i;,' T~--

_.. "",' ,J"" ,,-' ,-' .. ", """ """ .. ',,,, . . I ,v, "," I, ~,

.,", 1,1' ,., . ," ,,~djj, Hmlll, "', ",,' C 'T'n ' " :1 ,: iHf ";' T i{"nrr I

11~.~: 'ff" ::j,h!.t 1+ fjj" .'- . iit( .'."'i1'.l Jt! r\ + 1'll IT- ~+:1 iii+W~U ,i:'!' I'f+'I~ji -, ;1\. ,\'J-;_~\ _ .'. --~i-t++~, ~tt~~· _ -;~:~i -.- 1 .l, -~'t1~;.r-jL"!t--;---+ti'~~:+~·:._'-t-*-";~

oN" - Ltt .tttt't .. ~ d' .,." I ,_ ... I . ,- "U r R::lt't' If', 1.1m· lI ti+' :t+tIt nj.- 'Ii' 11 lin It '-"''; ·ft"i 1 "I

\+~; -: i ~ ·~tl 't~'"I-' ';l;~j ":H + t: - ~ __ - '~i) ~.I ~-: [1.t" I ~-~:;l"':"; :",':.,,_ ,-:':~--JIi' .1 1'1 11 'Ilil " 'I- 1i 1';1" > ., ,'tF,r! t:i. I, 11 . ""e. . : "" :,..' i~ -;fieTIl:,., ~1f'"f":J.~"'T, .'. d it i I. 1' '111 i, HIit:, I." 1· if it, 1 ," iii . "t I·". 'IL 1 j:j i ,[,Ii. .it -ri.;il~·tt+·tlJ:i ij;l il-;,' 1 .tL~ tl'i~;;, "

'lili!):I: .r :1. It Ii I} , It ,III' t.ii '. ij· el 'iijIHILi.'tHth:'. rtli~11 i,;t!!::Lil . UW:.cD!J';; .. ~.: .. '. '~.'.. ,iti: 11il:1 !il II . rei itll:1 ,j L4~ ilC. 1 rtH11 1, ..~ lil11:." .. 'C'~IJi:I.~ L:. ,_,l.l'..l. H . "1'1 +"'(1 'TttttH~I""'1 H-;-,11 , . 'J;lrt11" . H'l" .. .cj"! :1+· 'rTT "·!I+-lr'·'=r " •. ""'14' '-!j:j.j.j.J ":t -t- .t- i !+! l' i:J.l -j.! t· +-11 1 I, +-~ -'-1--++ .j-.f- I" #-,Ifi'l! b Ij, [~:;~

J In~ lu..;,' ill. , ~ m"t t' t T ++H+ ,! ' i'j 1 j, , ~ I, lIli-:,~.' ,'ifl'Jn: "1,,",1 lIW PiE'" -, .oljI'~t:'

' llTIIJI ,', , "Ii '4!;niiT ,[ I 'I " '.!'"C < I" j)m'"ill ''': ;' I~r!!li: !', , ,,: Ih !, !~, ,,:jilb it

"j'Jl\'U•c' '1\1 "Il< ill· I~: w;lUl", .!C . ,':i, .if 'I'I~II,U ~@'It,,,,,,",,,,,"'jMUII""rli'" ~,~.,f, ll.: ' :. '!. .," m I:" if, ~. bitt! . i "I it' ! • . ,. " T'''' I,:

,;- I ,Iii.f'ci=, : IT. 1-''11.'" . , "'~ '. "I' , . I,,!"1" jlei~I'il.:1-nl.,,-,-+ I-.-!J" ". I in I 'jili E£l +1 j-l, I liC, 'I I Lt ,It" ',:~, Ii ' " '. ' " ", ." '" " ,

'" I iii" "I' '[tl' I:" ",'.lii Ii, ! I: ", J" 'm fi' Jillttlt.,' :~ I, Iiii' Itt ,,1 i ;';' 0'''', 1'1, !'>'!:;W' "~: ii .'! jHt

1

Vi .i ill. il11,T ,1

.l;'~ I~l 1,':1r!. 'i '. + . :j: Ii: i~ II , :.u ill' ":! r II! i' i c-;1>+ ,'i .,. ,, I'! '.'., ,! ,,' ,' '"'' Ii c2 '1""

li'i ":" "', ",l" 'i'" iL",!1 "I" 'iT '1' Ii ,}"~,';.ii' 'i' iU! U ]t I' .W . 'till 1t'I" 1'!, ',' "I' :"U n : c''', '+I

. ':.,: ';; i '. ,,;' I' J ,; ,I " ,lln;, Ii ~' ";)1:; :.,.... 1:.1,.I.! '..lit ..... > i iL '

!I" '" 'I' IF ", " ',"",.l' ~."''''', i~,' 1 H j'!~.".. I~ rlm1. tit ii I ::I!lI.lW\, .'. ~.'j'I,J L

i

.b.1' . fl; .. !""" ", "'E 'Ii:' I'!i' ,'i

li.inm I"" , ," 'I ill "', " ']' tl' 'llli ,i i 0..'''''' ,',i ~ 11, " • illijj i1 ,Hffff~ WJl i

j '!!. ~:'l1U:.,. lli1i..i'P: ,'p;'1:

til . ,I nr!H1' ill Iii. , 'c! If] 'iUI ffi ''',' ltd +,iii:! , II ' Ii ,I "" UIi :;' ,'-,. Ii: If'. 11"1m ''''', "" ,'!\fjp1t,4J,.,,' "i, ., .Iii! ' I lJ. ' '"~. , "W.~i+ ' . i11j-tttHu! i: I ;+1-+1:' t ;'!lm.,, lJ1tti"11 .~W:Hi!:IHuH ~ffih TIlTll!;: j1ii IT

'- .... ".

-:r= -!:4t~:;.;:;.. -;:..-i