ПЗ (1230770)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А.К. Пляскин

«___»__________2016 г.

РАЗРАБОТКА РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА НА 50 ГЦ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.03.18.153.ПЗ

Студент гр.153 Б.В. Саватеев

Руководитель

(профессор, д.т.н., профессор) Ю.М. Кулинич

Консультант по безопасности

жизнедеятельности

(профессор, д.т.н., профессор) В.Д. Катин

Консультант по экономике

(доцент, к.э.н., доцент) О.Б. Лазарева

Нормоконтроль

(доцент, к.т.н.) Ю.С. Кабалык

Хабаровск – 2016

ABSTRACT

This project is dedicated to the development of a notch filter for the power supply noise at a frequency of 50 Hz. In this work we were considered the most suitable notch filters, such as bridge the analog filter and a digital recursive filter. As a result, comparison of performance filters, it was concluded that the most appropriate filter for suppression of harmonics in the network ECG devices is the proposed notch filter. To check the results, this filter was used as part of an ECG, which was demonstrated successfully where its effectiveness in suppressing noise.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

При использовании различных электроприборов, питающихся от сети с промышленной частотой 50 Гц, может возникнуть проблема возникновения сетевой наводки, которая отрицательно влияет на режим работы прибора. Данная наводка возникает по причине появления электромагнитного поля, которое в свою очередь наводит токи в цепи электроприборов.

Для успешного избавления от сетевых помех, необходимо использовать режекторные фильтры. Они бывают различных видов: аналоговые, цифровые рекурсивные, цифровые нерекурсивные. В данном проекте ставится задача разобраться в принципе работы данных фильтров и, смоделировав их в программной среде Matlab, необходимо будет сравнить их рабочие характеристики. Это позволит сделать вывод о том, какой фильтр наиболее применим для подавления сетевых помех.

При работе ЭКГ аппарата помехи от сети наводят шум поверх результата на записывающуюся ленту, что приводит к необходимости проведения дополнительных анализов, повторному снятию кардиограммы или в самом худшем варианте к постановке неверного диагноза. Это свидетельствует об актуальности проблемы подавления сетевых наводок.

Целью данного проекта является разработка режекторного фильтра, который, по свои показателям, был бы наиболее эффективен при подавлении сетевых помех в ЭКГ аппаратах. Для того, чтобы убедится в работоспособности фильтра и его высокой производительности необходимо собрать структурную схему предлагаемого фильтра в программной среде Matlab. Полученные характеристики необходимо сравнить с характеристиками других исследованных ранее фильтров.

При успешных показателях в смоделированной среде, конечной целью ставится проверка эффективности фильтра в составе переносного электрокардиографа, выполненного на базе 32-разрядного микропроцессора STM32-LCD. Еще одной задачей ставится изучения принципа получения электрокардиограммы.

Также при разработке фильтра необходимо учесть экономическую составляющую данной проблемы. Но так как данный фильтр предлагается в медицинских целях в диагностике, то необходимо будет учитывать не только экономическую эффективность, но также социальный и медицинский эффект.

1 АНАЛИЗ РАБОТЫ АНАЛОГОВОГО РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА

Фильтр – это устройство, которые выделяет некоторый необходимый диапазон частот из исходного сигнала. Благодаря фильтрам, можно обработать и проанализировать сигнал, убрать помехи. В данном разделе будут рассмотрены виды аналоговых фильтров, сравнение их характеристик с цифровыми, а также будет проанализирована подавляющая способность фильтра при моделировании его в программной среде Matlab.

1.1 Сравнение характеристик аналоговых и цифровых фильтров

В зависимости от вида обработки сигнала, фильтры бывают аналоговые и дискретные. Аналоговые фильтры работают с сигналом в виде непрерывной величины. Цифровые фильтры отсчитывают сигналы в дискретные моменты времени с определенным периодом дискретизации, преобразую сигнал в последовательность чисел, далее данные могут быть обработаны на ЭВМ [3].

Сравнение аналоговых и цифровых фильтров представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Сравнение особенностей аналоговых и цифровых фильтров

Окончание таблицы 1.1

Рассмотрим преимущества цифровых фильтров перед аналоговыми:

- реализуются программным способом, что обеспечивает легкость тестирования;

- характеристики фильтра не зависят от условий окружающей среды, таких как температура и влажность, в следствии отсутствия прецизионных компонентов;

- реализуется простыми арифметическими действиями (сложение, умножение, вычитание);

- выгодное соотношение характеристика-стоимость;

- отсутствуют стареющие элементы, в следствии чего характеристики фильтра не меняется со временем;

- не происходит сдвига фаз (у нерекурсивных фильтров линейная фаза).

В результате сравнения, мы видим, что цифровые фильтры выгодно отличаются от аналоговых. Также, благодаря развитию вычислительных мощностей современных процессоров, цифровые фильтры сейчас могут работать в режиме реального времени. Но для получения более достоверных данных, в данной работе будут смоделированы и проанализированы аналоговый и цифровые фильтры, и на основе практических результатов их работы, будет сделан вывод об актуальности их использования в качестве режекторного фильтра в ЭКГ аппарате.

1.2 Виды аналоговых фильтров

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость отношения амплитуд выходного сигнала (A₂) к входному (A₂) от частоты. Эффективность подавления амплитуды (N) принято оценивать в дБ по формуле

,

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР