El objetivo de la tesis es el desarrollo de métodos para el análisis tanto in vivo como in vitro de la composición y estructura de los tejidos biológicos mediante técnicas basadas en la medida a distintas frecuencias de la impedancia eléctrica, uniendo los campos de la espectroscopia y tomografía de impedancia mediante la representación de las imágenes paramétricas y validando la posibilidad de la aplicación médica de los diversos equipos y métodos de medida empleados.Para conseguir este objetivo se ha dividido la tesis en tres fases diferentes. En la primera fase se han realizado los estudios teóricos de las dos técnicas de medida de impedancia utilizados. En espectroscopia se han estudiado los requerimientos necesarios para realizar las medidas en nuestra banda frecuencial de interés, de 100 Hz a 1 MHz, acotando y reduciendo las principales fuentes de errores, y realizando la modelización de los datos medidos. En tomografía de impedancia eléctrica se han estudiado los problemas directo e inverso. El primer estudio nos ha permitido hallar la estrategia de inyección óptima y comparar los límites teóricos en tomogafía con las diferentes inyecciones, mientras que con el estudio del problema inverso se han presentado los errores que los algoritmos de reconstrucción imponen en la cuantificación de los cambios de impedancia. El último punto ha sido la obtención de los algoritmos a aplicar a las imágenes multifrecuencia para la obtención de las paramétricas.La segunda fase es propiamente la de diseño y validación del sistema de medida. En la fase de diseño, el estudio más profundo se ha realizado sobre la demodulación de la señal.La tercera fase es la aplicación de los sistemas y métodos desarrollados en la obtención de resultados experimentales que permitan su validación. Con las medidas de espectroscopia se han caracterizado diferentes tejidos de un modelo porcino, destacando el estudio realizado sobre el tejido miocárdico. En tomografía el objetivo es obtener imágenes paramétricas in vivo.Como conclusión es posible decir que con los equipos y métodos desarrollados en espectroscopia de impedancia eléctrica se ha podido caracterizar con medidas in-vivo los diferentes tejidos, comprobándose cuál es la velocidad en la evolución de su isquemia, y su influencia en los diferentes parámetros de los modelos aplicados sobre las medidas. Así mismo, estos resultados nos han permitido comprobar las limitaciones de las medidas in-vitro para la caracterización de tejidos in-vivo. Estas medidas, así como las realizadas sobre el tejido miocárdico, nos inducen a pensar en el gran interés de la aplicabilidad de los métodos empleados en el campo de la medicina, ya sea en operaciones de transplantes de órganos, como en el estudio de cardiopatías en pacientes. Las imágenes paramétricas obtenidas han permitido la distinción cualitativa de los tejidos medidos, pero se ha comprobado no cuantificacan correctamente los valores de los parámetros representados. Esta limitación viene dada principalmente por la influencia, en la cuantificación de los cambios de impedancia, de los errores del sistema de adquisición y del algoritmo de reconstrucción. Es por ello que las líneas de trabajo futuro pasan por la solución de estos problemas, y por el estudio de nuevas estrategias de inyección que permitan focalizar las medidas de impedancia en zonas concretas. La solución de estos problemas haría esta técnica atractiva en ámbientes hospitalarios en aplicaciones como puede ser la distinción del tejido miocárdico sano, isquémico y cicatricial.

El objetivo de la tesis es realizar aportaciones en el campo de las estrategias de test basadas en la vigilancia del consumo quiescente de los circuitos integrados CMOS y de los sensores utilizados para dicho fin (test de corriente o test iddq). Para ello se analiza en primer lugar el estado del arte en el diseño de sensores para el test IDDQ y se extraen criterios para la evaluacion de la calidad de dichos sensores. En la tesis se propone un nuevo tipo de sensor integrado (proportional built-in current sensor) que utiliza como elemento transductor un transistor bipolar compatible con la tecnologia CMOS. Se caracteriza tambien su comportamiento estetico y dinamico y se realizan pruebas con circuitos experimentales para validar los analisis realizados.En la tesis se proponen dos metodos originales para el test IDDQ mediante sensores externos al circuito que se este verificando (cut): el primero se basa en la desconexion de la alimentacion del cut y en la observacion del comportamiento de sus salidas. El segundo metodo se basa en el analisis de la evolucion de la tension en el nodo de alimentacion de un CUT cuando se le aplica un conjunto de vectores de test estando el circuito alimentado por un condensador. Ambos metodos propuestos requieren un interruptor para la alimentacion del CUT con unas caracteristicas especiales. Por ello, se ha diseñado un nuevo tipo de interruptor que cumple con las especificaciones de baja resistencia en estado de conduccion y baja inyeccion de carga en el paso del estado de no conduccion al de conduccion. Finalmente, los metodos propuestos se han validado experimentalmente al ser implementados en una maquina de test convencional verificandose su efectividad en la deteccion de los defectos de multiples circuitos integrados.

Introduction of wireless communications systems in railway communications are at the origin of this thesis. Ifercat, the company in charge of the development of Línia 9 of Barcelona Metro, decided that wireless systems were employed in order to increase efficiency and safety. For this reason, characterisation of ISM 5.8GHz band in tunnel environments for broad band wireless train communications becomes necessary. Tunnel environments constitute harsh environments due to humidity, obstacles, power systems, moving trains, curves¿ The Automatic Train Control system requires a 20MHz bandwidth for train-to-ground video transmission in order to get on-board information and surveillance. Given that Línia 9 was at the early stages of its development at the beginning of the study, a dual-polarised spectral simulator was developed first. Spectral techniques work in both spatial and spatial-frequency domain and are extremely adaptable to changes in the tunnel cross section as the wave front passes down the tunnel. Efficiency of this technique comes from the well-known properties of FFT algorithms. Spectral techniques provide good near-field predictions and can model different antenna configurations easily. On the other hand, boundary conditions present some issues that must be overcome. Long tunnels also represent a problem in terms of required memory space. The parabolic equation has been used to enhance the performance of spectral techniques far from the source. They complement each other well because parabolic conditions require smooth variations in one direction, thus far from the source, where only field components propagating parallel to the tunnel axis remain, in order to provide accurate results. Application of Leontovich boundary conditions ensures proper solution at the change of media and its low computational cost permits acceleration of predictions. These two techniques are then combined to verify the measurement campaigns developed at metro tunnels during the thesis. MIMO schemes are used to enhance the system throughput and simulation predictions are compared to measurements with good results. The work presented in this thesis consisted first on implementing both simulators and verifying their correct behaviour with theoretical analytical solutions. Secondly, predictions are compared with measurement campaigns carried out in Barcelona Metro environments. The study focuses on EM attenuation, field distribution, fading characterisation, antenna location and MIMO processing at the frequency band of interest.