Теория, методы и средства сбора и обработки неоднородных по частотным свойствам измерительных сигналов

• Автор: Михеев, Анатолий Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 431 с. : ил.

Введение
Глава 1 Теоретические основы сбора неоднородных по частотным свойствам измерительных сигналов.
1.1 Согласование скорости выдачи информации датчиками с пропускной способностью группового тракта.
1.2 Анализ процесса формирования сигналов опроса с неодинаковыми периодами повторения

1.2.1 Достижимое число разных периодов опроса.

1.2.2 Условие совместной реализуемости разных периодов опроса

1.2.3 Число разных периодов опроса, реализуемых

совместно с заданным периодом опроса

1.3 Метод рациональной организации структуры кадра многоканальной измерительной системы

1.3.1 Группирование подмножеств.

1.3.2 Возможное число групп.

1.3.3 Совместная реализация сигналов опроса с неодинаковыми периодами.
1.4 Формирование структуры кадра многоканальной измерительной системы по заданной программе измерений
1.5 Выводы.
Глава 2 Амплитудновременные и спектральные характеристики импульсных сигналов сложной формы
2.1 Импульсные сигналы сложной формы как переносчики информации в многоканальных измерительных системах.
Общие положения
2.1.1 Задачи, решаемые с помощью импульсных сигналов сложной формы
2.1.2 Формирование ИССФ
2.1.3 Демодуляция ИССФ.
2.2 Анализ спектрального состава ИССФ
2.2.1 Взаимосвязь амплитуд гармонических составляющих ИССФ и исходного АИМсигнала
2.2.2 Подавление симметричных спектральных зон
2.2.3 Предельные случаи формирования ИССФ
2.3 Анализ взаимосвязи амплитудновременных и
спектральных характеристик ИССФ
2.3.1 Исследование взаимосвязи амплитуд составляющих нулевой спектральной зоны с временными параметрами
2.3.2 Исследование взаимосвязи амплитуд составляющих к й спектральной зоны с временными параметрами
2.4 Формирование импульсных сигналов сложной формы с заданным спектральным составом.
2.4.1 Исходные данные для определения амплитудновременных параметров ИССФ.
2.4.2 Определение амплитудновременных параметров
ИССФ с заданным спектральным составом
2.4.3 Шумовые свойства ИССФ
2.4.4 Влияние неточностей задания амплитудновременных параметров ИССФ на спектральные характеристики
2.5 Выводы.
Г лава 3 Обработка измерительных сигналов в кардиосистемах
3.1 Общие положения
3.2 Выделение опорной точки в каждом кардиоцикле.
3.2.1 Новый подход к выделению опорной точки в каждом кардиоцикле.
3.2.2 Выбор пороговых уровней
3.2.3 Повышение надежности выделения опорной точки в каждом кардиоцикле.
3.3 Устранение низкочастотных аддитивных помех дрейфа изолинии
3.4 Определение начала кардиоцикла.
3.5 Выделение информативных параметров БТсегмента элсктрокардиосигнала.
3.5.1 Выделение участка электрокардиосигнала, принадлежащего БТсегмснту.
3.5.2 Математическое описание информативных
параметров БТсегмента.
3.5.3 Спектральные коэффициенты как информативные параметры БТсегмснта
3.5.4 Помехоустойчивость интегральных информативных параметров БТсегмента.
3.6 Выводы.
Глава 4 Практическая реализация предложенных методов формирования сигналов опроса с разными периодами повторения, импульсных сигналов сложной формы и методов обработки измерительных сигналов
4.1 Общие положения
4.2 Результаты разработок многоканальных измерительных
систем.
4.2.1 Многоканальная тензометрическая система
4.2.2 Многоканальная тензометрическая система СТМ
4.2.3 Многоканальная тензометрическая система
СИБПИ
4.3 Аппараты медицинского назначения.
4.3.1 Аппарат АЛМАГБОС
4.3.2 Аппарат магнитотерапевтический ПОЛИМАГ
4.4 Реализация ИССФ в измерительных системах
4.4.1 Реализация ИССФ при пассивных датчиках
4.4.2 Реализация ИССФ при активных датчиках и
электродах
4.5 Выводы
Заключение.
Список литературы


Выше было показано, что л многоканальных измерительных системах опрос датчиков, с выходов которых снимаются неоднородные по ширине спектра измерительные сигналы, целесообразно проводить с индивидуальными для каждого датчика частотами опроса. Физически процесс опроса датчиков представляет собой поочередное подключение выходов датчиков к входу группового тракта с помощью соответствующих аналоговых ключевых устройств КУ 9, , рисунок 1. Ключевое устройство обеспечивает соединение входной цепи с выходной при поступлении на его управляющий вход соответствующего сигнала опроса. Частота повторения сигналов опроса для каждого ключевого устройства определяется частотой опроса датчика, подключаемого этим КУ к входу группового тракта. Сигналы управления ключевыми устройствами сигналы опроса формируются устройством формирования сигналов опроса. Рисунок 1. Устройство формирования сигналов опроса может быть реализовано аппаратно на основе счетчиков с различным коэффициентом счета и дешифраторов , или программно 2 с выводом сигналов опроса через соответствующий интерфейс на ключевые устройства. Сигналы от каждого го датчика подключаются к входу устройств группового факта рисунок 1. Тк, называемое канальным интервалом, с периодичностью 7. Период 7 называют периодом дискретизации или периодом опроса, и он связан с частотой дискретизации очевидным соотношением
Рисунок 1. Канальный интервал Тк определяется суммарным потоком отсчетов на входе группового тракта, рассчитанным по формуле 1. Тк. Цепь, образуемую в течение каждого канального интервала Тк последовательностью датчик ключевое устройство групповой тракт, называют измерительным каналом и при наличии ЛГ датчиков говорят о многоканальной измерительной системе. При исследовании сложных объектов сигналы опроса всех датчиков можно разделить на группы, в каждой из которых частоты опроса уду одинаковы для датчиков этой группы. Пусть число таких групп р, и в каждуюую
группу входит и, датчиков, при этом у . Тогда выражение 1. УиТ,ПРД1. Периодически повторяющийся набор сигналов опроса заданного числа датчиков с соответствующими периодами опроса 7 отдельных датчиков или групп датчиков называют кадром многоканальной измерительной системы. ТкадрТъТ2 тр. В примере на рисунке 1. Э2 6Тк, семи остальных датчиков Дз,. Тк. В пределах одного кадра канальные интервалы, на которых расположены сигналы опроса с периодом 7, занимают определенные позиции. Введем понятие относительного периода. Из сопоставления 1. Числа 0 и 0, определяющие относительные длительность кадра и периоды опроса, являются целыми числами. Чем более разнообразный набор сигналов опроса с разными частотами периодами повторения можно сформировать с помощью устройства формирования сигналов опроса, тем полнее можно согласовать производительность данного набора датчиков с пропускной способностью группового тракта многоканальной измерительной системы и, значит, эффективнее использовать пропускную способность группового тракта. Кроме этого, разнообразие частот опроса, реализуемое в устройстве управления многоканальной измерительной системы, обеспечивает информационную гибкость этой системы 2, то есть возможность ее применения для исследования различных объектов. В связи с этим, вопросы построения устройства формирования сигналов опроса при разработке многоканальной измерительной системы находятся вместе с вопросами обеспечения требуемых метрологических характе
0,,. ЬЬС2ЬСьсд 1. Си Сц натуральные числа. М1 ого
запись л,у означает наибольший общий делитель чисел хиу. Положительное число I является делителем числа 0, если выполняется условие
где 0Г1сь 0г2с2,. Одд. Факт того, что положительное число с является делителем положительного числа 0, обозначим как с1. Если 1 не является делителем 0, то обозначение этого . При аппаратной реализации сигналов опроса с разными периодами повторения выражению 1. Г л лл,м. V Ь. ЛМ
1. Число внутренних состояний каждого кольцевого распределителя, входящего в ю группу равно Соответственно число выходов, сигналы которых используются для формирования сигналов опроса, также равно Ьу Обозначим эти выходы числами 0,1,2,. Ь 1. Число внутренних состояний группы из С кольцевых распределителей
определяется значением сомножителя вида Ь в выражении 1. КР. Рисунок 1.