Добірка наукової літератури з теми "Резонансні фільтри"

Актуальність теми дослідження. Установлено, що запровадження дієвих вібродіагностичних заходів із вчасного виявлення відмов вузлів тягової зубчастої передачі електропоїздів є актуальним завданням. Постановка проблеми. Вібродіагностування механічних вузлів електропоїздів вважається ефективною процедурою, яка здатна виділяти імпульсні складові, які періодично повторюються відповідно до обертання пошкоджених частин зубчастого зачеплення або підшипників. Основною проблемою є розробка ефективних методів з усунення завад і встановлення ознак технічного стану підшипників кочення й редукторів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Останніми роками розрахунок величини ексцесу посів провідне місце у виділенні слабких періодичних імпульсів, однак нечіткі рекомендації з підвищення точності цих розрахунків потребували удосконалення, що спричинило появу методу спектрального ексцесу, заснованого на залученні фільтрів для відновлення сигналів, що носять випадковий характер і заповнені високим рівнем адитивного стаціонарного шуму. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Недостатньо досліджено виявлення підшипникової складової вібрації і вплив на неї редукторної складової у високочастотному діапазоні. Постановка завдання. Метою статті є визначення інформативної частотної смуги збудження підшипникової вібрації за допомогою методу спектрального ексцесу. Виклад основного матеріалу. У статті за допомогою спектрального ексцесу обирається найкраща ширина вікна процедури віконного перетворення Фур’є, що дозволяє виявити найбільший рівень спектрального ексцесу й відшукати відповідний частотний діапазон. Висновки відповідно до статті. Завдяки фільтру Вінера вдалося виявити широкосмугові структури вібрації тягової зубчатої передачі електропоїзда й зафіксувати частотну смугу з добре вираженою резонансною складовою підшипникової вібрації.

Результати експериментальних досліджень, викладених у відомих роботах, засвідчили, що у високотемпературному надпровіднику під дією вхідного НВЧ-сигналу, коли створюється магнітне поле, рівень якого перевищує пороговий (Н>Hкр2), відбувається фазовий перехід надпровідника з надпровідного S в нормальний (резистивний) стан N (так званий процес перемикання (переключення)). Встановлено, що можливо управляти амплітудно-частотною характеристикою надпровідника напругою або струмом, що протікає. Тобто, можливо будувати перемикачі-обмежувачі на основі надпровідників, які знайдуть застосування у антенах, вхідних колах охолоджуваних надвисокочастотних трактів тощо.Найбільш практичними є пристрої на основі високотемпературних надпровідників, тому що їх робоча температура − це температура рідкого азоту, а швидкість перемикання становить менше 1 наносекунди. Однак, використання надпровідних систем потребує врахування питань сумісності їх зі штатними пристроями та урахування іншої низки особливостей будови НВЧ систем. Тобто, є сенс спершу окремо проаналізувати функціонування таких перемикачів, а потім в структурі будови штатної НВЧ системи.У статті проводиться дослідження властивостей лише окремих перемикачів (фільтрів вимикачів та обмежувачів) на основі високотемпературних надпровідних тонких плівок з метою вироблення принципів та критеріїв, які можуть бути основою здійснення автоматизованого проєктування розглянутих швидкодіючих надпровідних НВЧ-пристроїв.Для вирішення поставленої розрахункової задачі використовується алгоритм аналізу резонансних систем комутації та визначаються відповідні параме-три та критерії: коефіцієнти пропускання, модуляції, загасання; параметр якості; резонансні характеристики (частота, смуга, добротність).Результати розрахунків свідчать про необхідність застосування в сучасних НВЧ системах високотемпературних надпровідних швидкодіючих широкосмугових пристроїв (фазообертачів, обмежувачів, ліній затримки, комутаторів, тощо), що дозволить зменшити втрати енергії в приймально-передавальному тракті, збільшити швидкість управління променем антени в просторі, збільшити відношення сигнал-шум, підвищити захисні властивості прийомних тракту від електромагнітної поразки.У статті приведені результати розрахунків характеристик перемикачів, виконаних на основі надпровідникових мікрополоскових ліній передачі. Показана можливість побудови швидкодіючих (час спрацьовування менше одиниць наносекунд) перемикачів на основі надпровідності плівок в діапазоні частот 1 – 10 ГГц з часовими (швидкодія спрацьовування, час відновлення) енергетичними параметрами (енергії переключення 10-10 Дж) та резонансними характеристиками (частота, смуга, добротність), які значно кращі відповідних параметрів аналогічних пристроїв на основі напівпровідників.

В роботі сформульовано та вирішено актуальне наукове завдання щодо розробки науково-методичного апарату синтезу високодобротних резонаторів з розрідженим спектром для фільтруючих систем засобів телекомунікацій. Вирішення поставленого наукового завдання забезпечує розрахунок і можливість побудови фільтруючої системи зі зниженим затуханням в смузі пропускання і розширеною областю затримання, що дозволяє підвищити ефективність роботи телекомунікаційних пристроїв. На основі спектрального підходу розроблено метод синтезу резонаторів на нерегулярних лініях передачі. На відміну від відомих способів побудови резонаторів запропонований метод дозволяє одночасно синтезувати розподілені 8 коливальні системи за заданим розподілом резонансних частот в заданій частотній області і величиною добротності основного типу коливань. Показано, що спектральний метод найбільш ефективний при синтезі неоднорідних резонаторів з врахуванням втрат. Розроблено топології полоскових і коаксіальних резонаторів, що мають максимальну добротність.
В результате проведенного анализа методов построения резонаторов установлено, что наиболее перспективными на данном этапе развития распределённых устройств средств телекоммуникаций и промышленного производства радиотехнических материалов, являются устройства селекции на отрезках неоднородных полосковых и коаксиальных линий передачи, обеспечивающих заданную разрядку спектра резонансных частот и имеющих максимально высокую добротность. Однако при реализации таких устройств разработчики сталкиваются с серьёзными трудностями, обусловленными отсутствием аналитических выражений для расчёта добротности резонансных систем, отсутствием методов синтеза высокодобротных резонаторов, а также с отсутствием алгоритмов расчёта их конструктивных параметров. Кроме того, для большинства разработанных устройств не обоснован выбор допусков при изготовлении, что вызывает необходимость регулировок и ведёт к большему проценту брака и повышению себестоимости при производстве. Разработан метод синтеза высокодобротных резонансных систем с позиций спектральной теории неоднородных линий в сочетании с методами численного синтеза. Идея предложенного метода синтеза резонаторов состоит в следующем. Из теории длинных линий известно, что входное сопротивление линии однозначно определяет закон изменения волнового сопротивления. Следовательно, для построения резонатора, обладающего требуемыми электрическими характеристиками надо сформировать его входное сопротивление, в котором были бы заложены все необходимые свойства резонансной системы. В работе в качестве системы универсальных параметров предложено использовать резонансные частоты (спектр линии) и вычеты сопротивления резонатора на резонансных частотах. Тогда, изменяя положение резонансных частот в рабочей области можно добиться заданного положения основной (рабочей) резонансной частоты и требуемого распределения нерабочих (паразитных) резонансов, которые обуславливают паразитные полосы пропускания частотных фильтров. Что касается выбора вычетов на резонансных частотах, то их можно выбрать исходя из дополнительных условий. В качестве данного условия в работе предложено использовать добротность резонатора на основной частоте. Таким образом, изменением спектра в нерабочей области и вычетов на всех частотах спектра можно получить заданное значение добротности основного резонанса. В работе рассмотрены неоднородные линии с потерями В отличие от существующих методов построения резонаторов, ориентированных в основном на однородные линии, получены уточняющие аналитические выражения, позволяющие определять добротность при произвольных зависимостях волнового сопротивления и распределённых потерь от координаты. Разработана математическая модель резонатора, отличительной особенностью которой является минимальное число варьируемых параметров при использовании численных методов оптимизации. На основе этой модели осуществлён синтез резонаторов по полюсам и вычетам входного сопротивления и построена его целевая функция. С использованием численных методов оптимизации (метод скользящего допуска, метод деформированного многогранника) найдены оптимальные значения полюсов и вычетов входного сопротивления резонатора, которые однозначно определяют волновое сопротивление резонатора, обладающего максимальной добротностью при заданном распределении резонансных частот. Разработаны алгоритмы синтеза нерегулярных высокодобротных резонаторов, которые ориентированы на типы неоднородных линий, наиболее часто используемых на практике (коаксиальная, микрополосковая, симметричная полосковая). Предложенные алгоритмы отличаются от известных использованием минимального количества варьируемых параметров и позволяют определить волновое сопротивление резонатора с максимально возможной добротностью. Осуществлена оценка допусков по контролю в процессе производства наиболее важных параметров конструкции и диэлектрических материалов, используемых при изготовлении резонаторов. Разработаны топологии полосковых и коаксиальных резонаторов, имеющих максимальную добротность.
In the robot, the scientific development of the development of a scientificmethodical apparatus for the synthesis of high-quality resonators with a developed spectrum for filter systems for telecommunication systems has been formulated. The renewal of the supplied science department will ensure the development of the system and the ability to induce the filtering system to reduce the attenuation in smoothies and the broadened area of operation, as well as allowing the development of telecommuting efficiency. On the basis of the spectral approach, the method for the synthesis of resonators on irregular transmission lines has been broken up. On the basis of different ways of stimulating the resonators in the proponation, the method allows one hour to synthesize the generation of colival systems for a given rise of resonance frequencies in a given frequency region and the value of the quality factor of the main type of colivan. It is shown that the spectral method is the most effective in the synthesis of non-uniform resonators with interruptions. The topology of strip and coaxial resonators has been broken down to provide the maximum quality factor.

Дисертацію присвячено розробці та вдосконаленні моделей, методів та засобів інформаційної технології обробки електрокардіограми, підвищенні швидкодії та точності обробки кардіосигналів, зменшенні розміру системи, призначеної для такої обробки, зниження її енергоспоживання і реалізації системи в аналоговій та цифровій елементних базах. Сформульовано актуальність теми дисертації, мету та основні задачі досліджень, визначено наукову новизну роботи і практичне значення отриманих результатів, показано зв'язок роботи з науковими темами. Подано відомості про апробацію результатів роботи, особистий внесок автора та його публікації. Виявлено, що ефективність обробки та аналізу залежить від якості попередньої обробки сигналів та природи самого сигналу. Аналіз підходів до побудови систем обробки біомедичних сигналів показав необхідність підвищення їх ефективності. Результати аналізу існуючих систем обробки кардіосигналів дали змогу стверджувати, що в більшості з них недостатньо висока точність класифікації (не вище 75 %), низька швидкодія та висока вартість обладнання, пов’язана з монополією компаній-виробників. Представлено розроблений метод аналізу електрокардіограми шляхом визначення амлітуди та тривалості кожного з P, Q, R, S, T-сегментів. Удосконалено метод попередньої обробки кардіосигналів за рахунок використання для ідентифікації та фільтрування нейронних мереж. Покращено метод класифікації кардіосигналів за допомогою використання частковорозпаралеленої нейронної мережі. Розроблені програмні та апаратні реалізації інформаційної технології обробки кардіосигналів, структурно-функціональні схеми обробки вхідних сигналів на основі мікроконтролерів та програмованих логічних інтегральних схем. Проведено моделювання та оптимізацію засобів обміну даними між структурними елементами системи. Розроблені спеціалізовані програмні продукти, призначені для попередньої обробки та аналізу ЕКГ. Розроблено серверні засоби для функціонування віддаленої web-системи для взаємодії логічної моделі «лікар-пацієнт». The dissertation is prepared to development and improvement of models, methods and means of information technology of electrocardiogram processing, increase of speed and accuracy of processing of cardio signals, reduction of the size of the system intended for such processing, reduction of its power consumption and realization of system in analog and digital element bases. The relevance of the topic of the dissertation is substantiated, the purpose and main tasks of research are formulated, the scientific novelty of the work and the practical significance of the obtained results are determined, the connection of the work with scientific topics is shown. Information on approbation of work results, personal contribution of the author and his publication is given. It was found that the efficiency of processing and analysis depends on the quality of signal pre-processing and the nature of the signal itself. Analysis of approaches to the construction of biomedical signal processing systems has shown the need to increase their efficiency. The results of the analysis of the existing cardio signal processing systems allowed to state that in most of them the classification accuracy is not high enough (not higher than 75%), low speed and high cost of equipment due to the monopoly of the manufacturing companies. The developed method of analysis of the electrocardiogram by determination of amplitude and duration of each of P, Q, R, S, T-segments is presented. The method of pre-processing of cardiac signals has been improved due to the use of neural networks for identification and filtering of cardiac signals. The method of classification of cardio signals by means of use of a partially-parallel fuzzy neural network is improved. Software and hardware implementations of information technology of cardiac signal processing, structural-functional and basic schemes of input signal processing on the basis. of microcontrollers and programmable logic integrated circuits are developed. Modeling and optimization of means of data exchange between structural elements of the system are carried out. The system of processing and analysis of cardio signals is developed with use of open, free and conditionally free software, in particular programming language and environment of development of GCC, system of visual programming and carrying out of simulations of NI Labviev. Means based on programmable logic integrated circuits and programmable valve arrays were selected as the hardware platform. The NIO RIO platform was used to conduct the software and hardware simulation, and a platform based on microchip microcontrollers and Altera programmable valve arrays was selected to create, design and implement the layout. Developed specialized software products for ECG pre-processing and analysis. Server tools have been developed for the operation of a remote web-system for the interaction of the logical model "doctor-patient". Comparative analyzes were performed with existing software and hardware platforms for cardiac signal processing, in particular with the Holter device. The data show a decrease in energy consumption, increase the accuracy of cardio signal analysis, reduce the infraction of readings and increase the compactness of the system. In general, the proposed and used tools allow for a full range of medical research and implement the developed system in medical and scientific institutions.