Razvoj močnostnega ojačevalnika za ultrazvočno pulzno stimulacijoGRADIŠEK, MIHA (Avtor) Križaj, Dejan (Mentor) ultrazvokpiezoelektrični oddajnikhidrofonpiezoelektrični efektresonančna frekvencaimpedančno prilagajanjekavitacijamikromehurčkisonoporacijaMagistrsko delo opisuje izdelavo ojačevalnika električnih signalov sinusne oblike v ultrazvočnem spektru frekvenc do 1 MHz za namene vzbujanja ultrazvočne sonde. Delo zajema analizo visokofrekvenčnih pojavov in karakteristik sistema oddajnika ultrazvočnih valov, ki jih moramo upoštevati pri konstrukciji naprave z namenom maksimalne oddane moči ultrazvočnega oddajnika. Zasnova električnega vezja močnostnega ojačevalnika je bila sprva preverjena s simulatorjem LT Spice in kasneje nadgrajena z določenimi izboljšavami in popravki. Za generiranje signalov smo uporabili večnamensko kartico Red Pitaya, ki nam je služila tudi pri zajemu signala iz hidrofona. Z Red Pitayo upravljamo preko aplikacije, ki je bila spisana s pomočjo programskih jezikov JavaScript, HTML, C in API-ukazov. Za testiranje temperaturnega obnašanja izhodne močnostne stopnje ojačevalnika smo uporabili okolje Matlab v katerem smo preko SCPI-ukazov generirali vzbujalne signale z Red Pitaye in hkrati prikazovali potek temperature z uporabo temperaturnega senzorja. Za analizo impedančnih in faznih karakteristik ultrazvočnih oddajnikov, sprejemnikov in navitij transformatorjev smo uporabili LCR-meter Quadtech 1920. Signale smo med testiranjem opazovali na osciloskopu MSO7104B. Po simulacijah in podrobnih analizah vezja smo načrtali vezje v programskem paketu Altium ter izdelali tiskanino ob upoštevanju načrtovalskih pravil z namenom zmanjšanja motenj in stabilnega delovanja. Za eksperimente smo za različne konfiguracije potrebovali razne nastavke, ki smo jih tiskali na Vellemanovem 3D-tiskalniku K8400. Ojačevalnik je dizajniran in testiran za vzbujanje ultrazvočnega oddajnika V318-SU v frekvenčnem področju od 300 kHz do 500 kHz. Oddajnik najintenzivneje deluje pri frekvencah okoli 320 kHz, saj je tu blizu resonančna frekvenca prilagoditvenega vezja, ki smo ga dodali na izhodne sponke ojačevalnika, z namenom maksimalnega prenosa moči iz ojačevalnika na ultrazvočni oddajnik. Prenesena moč na ultrazvočni oddajnik je okoli 90W, pri čemer ultrazvočni oddajnik proizvede tlak 7 barov in intenziteto oddanega valovanja 33 W/cm2. Celoten sistem je bil uporabljen za in vitro eksperimente, kjer smo vzbujali HEK 293 in HEK 293T celice v kombinaciji z mikromehurčki in opazovali odzive na laserskem mikroskopu Leica TCS SP5.20162016-09-02 08:35:09Magistrsko delo/naloga84767sl