ПЗ (1230771)

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

Текст из файла

Министерство транспорта Российской ФедерацииФедеральное агентство железнодорожного транспортаФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»Кафедра «Локомотивы»К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬЗаведующий кафедрой__________А.К. Пляскин«___»__________2016 г.РАЗРАБОТКА РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА НА 50 ГЦПояснительная записка к дипломному проектуДП 23.05.03.18.153.ПЗСтудент гр.153Б.В. СаватеевРуководитель(профессор, д.т.н., профессор)Ю.М.

КулиничКонсультант по безопасностижизнедеятельности(профессор, д.т.н., профессор)В.Д. КатинКонсультант по экономике(доцент, к.э.н., доцент)О.Б. ЛазареваНормоконтроль(доцент, к.т.н.)Ю.С. КабалыкХабаровск – 2016ABSTRACTThis project is dedicated to the development of a notch filter for the power supplynoise at a frequency of 50 Hz. In this work we were considered the most suitablenotch 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 forsuppression of harmonics in the network ECG devices is the proposed notch filter. Tocheck the results, this filter was used as part of an ECG, which was demonstrated suc-Подп.

и датаВзам. инв.Инв.дубл.Подп. и датаcessfully where its effectiveness in suppressing noise.Инв.подл.Изм. Листдокум.Разраб.Саватеев Б.В.Пров.Кулинич Ю.М.Н. контр.Кабалык Ю.С.Утв.Пляскин А.К.Подпись ДатаДП 23.05.03.18.153.ПЗЛит.Разработка режекторногофильтра на 50 ГцДЛистЛистов4102ДВГУПСКафедра «Локомотивы»2016 г.СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….... 71 АНАЛИЗ РАБОТЫ АНАЛОГОВОГО РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА...…… 91.1 Сравнение характеристик аналоговых и цифровых фильтров………… 91.2 Виды аналоговых фильтров……………………………………………… 111.3 Моделирование и анализ работы двойного Т-образного мостовогофильтра………………………………………………………………………... 152 АНАЛИЗ СПОСОБОВ РЕАЛИЗАЦИИ ЦИФРОВЫХ РЕЖЕКТОРНЫХФИЛЬТРОВ……………………………………………………………………….

213 РАСЧЕТ ЦИФРОВОГО РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА……………………... 263.1 Расчет рекурсивного фильтра нулевой частоты………………………… 263.2 Расчет рекурсивного фильтра частоты 50 Гц…………………………… 273.3 Моделирование рекурсивного фильтра частоты 50 Гц………………… 314 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕЖЕКТОРОНОГОФИЛЬТРА………………………………………………………………………… 375 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕЖЕКТОРНОГОФИЛЬТРА………………………………………………………………………… 416 ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ СХЕМЫ РЕЖЕКТОРНОГОФИЛЬТРА В ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФАХ……………………………………. 476.1 Общие понятия о электромагнитных воздействиях…………………… 476.2 Принцип получение электрокардиограммы……………………………. 516.3 Инструментальный усилитель…………………………………………… 536.4 Проверка предлагаемой структуры режекторного фильтра надействующем ЭКГ аппарате………………………………………………...

567 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯРЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРА В ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФАХ……………… 59ДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист57.1 Теоретические основы при расчете экономической эффективности вмедицинских разработках……………………………………………………. 597.2 Затраты на разработку программного кода цифрового режекторногофильтра………………………………………………………………………... 657.3 Расчет экономической эффективности при использованиирежекторного фильтра в электрокардиографах…………………………….

718 ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА ИОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ СЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФОМ……………………………………………………758.1 Воздействие электрического тока на организм человека……................. 758.2 Меры по обеспечению безопасности при использованииэлектрокардиографа…………………………………………………………... 838.2.1 Общие требование к медицинскому персоналу…………………... 848.2.2 Действия перед началом работы с кардиографом………………... 858.2.3 Действия во время работы с кардиографом……………………….

858.2.4 Действия после окончания работы с кардиографом……………… 888.3 Первая помощь пострадавшему от электрического тока………………. 88ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………...………... 90Список использованных источников…………………………………............... 92Уменьшенные копии демонстрационных листов……………..…………….…. 94ДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист6ВВЕДЕНИЕПри использовании различных электроприборов, питающихся от сети спромышленной частотой 50 Гц, может возникнуть проблема возникновения сетевой наводки, которая отрицательно влияет на режим работы прибора. Даннаянаводка возникает по причине появления электромагнитного поля, которое всвою 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 программнойсреде Matlab, необходимо будет сравнить их рабочие характеристики. Это позволит сделать вывод о том, какой фильтр наиболее применим для подавлениясетевых помех.При работе ЭКГ аппарата помехи от сети наводят шум поверх результата назаписывающуюся ленту, что приводит к необходимости проведения дополнительных анализов, повторному снятию кардиограммы или в самом худшем варианте к постановке неверного диагноза. Это свидетельствует об актуальностипроблемы 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 работоспособностифильтра и его высокой производительности необходимо собрать структурнуюсхему 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 электрокардио-ДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист7графа, выполненного на базе 32-разрядного микропроцессора STM32-LCD. Ещеодной 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.ДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист81 АНАЛИЗ РАБОТЫ АНАЛОГОВОГО РЕЖЕКТОРНОГО ФИЛЬТРАФильтр – 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 такжебудет проанализирована подавляющая способность фильтра при моделированииего в программной среде Matlab.1.1 Сравнение характеристик аналоговых и цифровых фильтровВ зависимости от вида обработки сигнала, фильтры бывают аналоговые идискретные. 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 фильтровЦифровые фильтрыАналоговые фильтры12Высокая точностьМеньше точность, большие допускиЛинейнаяфаза(нерекурсивныйНелинейная фазафильтр)Отсутствие дрейфа характеристикНаличие дрейфа характеристик из-из-за погрешности компонентовза погрешности компонентовВозможность адаптивной филь-Сложность создания адаптивноготрациифильтраДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист9Окончание таблицы 1.112Легкость моделирования и разра-Сложность моделирования и про-боткиектированияВычисления должны быть произ-Аналоговые фильтры требуются наведены раньше, чем будет сделанавысоких частотах и для защиты отследующая выборка.

Это ограни-наложения спектровчивает быстродействие в режимереального времениТребуетсябыстродействующийАЦП, ЦАП и сигнальный процес-Не требуется АЦП, ЦАП или сигнальные процессорысорРассмотрим преимущества цифровых фильтров перед аналоговыми:- реализуются программным способом, что обеспечивает легкость тестирования;- характеристики фильтра не зависят от условий окружающей среды, такихкак 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 мощностейсовременных процессоров, цифровые фильтры сейчас могут работать в режимеДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист10реального 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 обактуальности их использования в качестве режекторного фильтра в ЭКГ аппарате.1.2 Виды аналоговых фильтровАмплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость отношенияамплитуд выходного сигнала (A2) к входному (A2) от частоты. Эффективностьподавления амплитуды (N) принято оценивать в дБ по формулеN  20 lgA2,A1(1.1)где A2 – амплитуда выходного сигнала;A1 – амплитуда входного сигнала.При N = 0 дБ, отношение амплитуд будет равно 1, соответственно входной ивыходной сигнал равны, а значит фильтр пропускает данную гармонику без подавления.По виду АЧХ выделяют следующие основные виды фильтров: фильтры низких частот, фильтры верхних частот, полосовые фильтры, режекторные фильтры.Фильтр низких частот – это такой фильтр, который низкие частоты, ниже частоты среза ωс, пропускает без значительных изменений, а частоты выше частоты среза ωc подавляет.

Полоса задерживания у этого фильтра начинается от ωз ипродолжается до бесконечности. Простейший такой фильтр – это последовательно соединенные резистор и катушка индуктивности. При возрастании частоты тока, возрастает также возрастает и реактивное сопротивление схемы, а,следовательно, на высоких частотах амплитуда тока будет значительно подав-ДП 23.05.03.18.153.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист11ляться. Данный фильтр часто используется при цифровой обработке сигнала,так как необходимо подавлять частоты выше половины частоты дискретизации,иначе происходит наложение спектров высокочастотных гармоник на спектрынизких гармоник, что приводит к искажению сигнала. Примеры АЧХ фильтровнизких частот представлены на рисунке 1.1 [3].баA(ω)A(ω)ωωс =ωз0ω0ωсωзРисунок 1.1 – АЧХ фильтра низких частот: а – АЧХ идеального фильтра, б – АЧХ реальногофильтраИз рисунка 1.1 видно, что в реальном фильтре имеется переходная полосамежду полосой пропуская и полосой задерживания от ωс до ωз.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов ВКР