Пример расчета трехфазной цепи Асинхронные машины Режим генератора Двухполупериодный выпрямитель Трехфазный трансформатор Полупроводниковые диоды Биполярные транзисторы Автогенераторы

Примеры выполнения курсовых работ по электротехнике и электронике

Преимущества цифровой обработки сигналов. Принцип цифровой фильтрации. Импульсная характеристики и передаточная функция цифрового фильтра.

Вводные замечания.

Последние годы характеризуются быстрым развитием дискретных систем передачи информации, в которых широко применяется математическое моделирование процессов фильтрации, основное на использование ЭВМ.

Это новое направление оказывает большое влияние на развитие теории и техники цепей и сигналов.

Двигатели с фазным ротором - регулирование координат Дополнительные возможности управлять координатами асинхронного электропривода появляются, если ротор выполнен не короткозамкнутым, а фазным, т.е. если его обмотка состоит из катушек, похожих на статорные, соединенных между собой и выведенных на кольца, по которым скользят щетки, связанные с внешними устройствами. Схематически трехфазная машина с фазным ротором показана на рис. 4.10,а. Фазный ротор обеспечивает дополнительный канал, по которому можно воздействовать на двигатель, - в этом его очевидное достоинство, но очевидна и плата за него: существенное усложнение конструкции, бóльшая стоимость, наличие скользящих контактов

Цифровые фильтры имеют ряд преимуществ.

Основные из них:

Надежность в работе

Стабильность характеристик недостижимые в аналоговых фильтрах – обусловлены преобразованием континуального сигнала в двоичное число, представленное стандартными сигналами (импульсами и паузами).

Общее представление принципе цифровой обработки континуального сигнала можно получить из схемы, изображенной на рис. 12.1, на котором даны эпюры колебаний в различных точках схемы.

 


Рис. 12.1 Функциональная схема цифрового фильтра.

Входной сигнал S(t) подвергается сначала дискретизации по времени с помощью электронного ключа ЭК, работающего с шагом Т.

Сигнал SТ(t) на выходе ЭК имеет вид последовательности равноотстоящих выборками (отсчетами) сигнала S(t). Дискретный сигнал.

Предполагается, что при выборе шага T обеспечивается сохранение информации, содержащейся в континуальном сигнале S(t).

Каждый отсчет запоминается в интегрирующей RC- цепи на время, необходимое для срабатывания аналого – цифрового преобразователя АЦП.

Это время должно быть не больше шага Т.

В результате на выходе RC – цепи получается ступенчатое колебание SТ(t).

В АЦП каждый отсчет квантуется по уровню и преобразуется в кодовое слово – двоичное число, составленное из r разрядов, каждый из которых представлен нулем или единицей (паузой или стандартным импульсом).

Квантование заключается в том, что отсчет измеряется и ему присваивается один уровень из общего числа возможных.

Это число равно 2r .

Например, при r=10 получается 210=1024 уровня.

Каждому разряду соответствует своя шина, так что на выходе АЦП закодированный цифровой отсчет представлен в виде комбинации из бинарных чисел (пауз и импульсов), возникающих на r выходных шинах одновременно (параллельный код).

Максимально возможному значению отсчета соответствует кодовое слово, составленное из r импульсов, нулевому значению отсчета – слово из r пауз.

Точность представления отсчета тем, выше, чем длиннее кодовое слово, т.е. чем больше в нем бинарных чисел.

Последовательность закодированных цифрами отсчетов поступает в цифровой фильтр ЦФ, представляющий собой вычислительное устройство в котором над кодовыми словами производится определенные математические операции (сложение, умножение, а также задержка во времени), соответствующие заданному алгоритму.

В результате этих операций на выходе ЦФ возникают новые кодовые слова, соответствующие профильтрованному сигналу.

В цифро-аналоговом преобразователе ЦАП каждое слово приводит в действие группу электронных ключей, которые управляют суммированием эталонных напряжений, соответствующих каждому из разрядов.

В результате на выходе ЦАП воспроизводятся отсчеты в аналоговой.

Такое декодирование является процессом, обратным происходящему в АЦП.

Напряжение на выходе ЦАП SТвых(t) имеет ступенчатую форму, причем высота каждой ступени равна отсчету выходного сигнала в соответствующий момент времени.

Под выходным дискретизованным сигналом SТвых(t) в дальнейшем будет подразумеваться последовательность «тонких» импульсов, амплитуды которых равны высотам соответствующих ступеней.

В четырехполюснике, который можно назвать синтезирующим фильтром СФ, осуществляется преобразование дискретной последовательности в континуальный выходной сигнал SТвых(t).

Очевидно, что перечисленные выше преобразования, производимые над каждым отсчетом входного сигнала, должны выполнятся за время, меньшее шага Т.

Кроме того, должна обеспечиваться строгая синхронность управления электронными ключами, используемыми для осуществления поразрядного сложения, вычитания и других операций над кодовыми словами.

Все это приводит к необходимости применения сложной системы синхронизации вспомогательных импульсных последовательностей, с помощью которых на каждом шаге Т обеспечиваются стирание старой информации в двоичных элементах (например, в триггерах) и ввод в них новой информации.

Задача решается формированием указанных последовательностей из единого гармонического колебания с частотой 1/Т, получаемого от опорного генератора.

В связи с тем, что Т является основным параметром цифрового фильтра, особое внимание уделяется повышению стабильности частоты этого генератора.

Применение интегральных микро схем позволяет с успехом решать перечисленные выше сложные задачи.


Общая электротехника и электроника