Обработка сигналов цифровые фильтры

Доплеровский низкочастотный сигнал, содержащий информацию о нафузке (Y) на полированный шток и его перемещении (X) (с частотами fy l Гц, f,=0, Гц и соотношением амплитуд 1 100), поступает после аналого-цифрового преобразования на микропроцессорную обработку. Необходимость цифровой обработки обусловлена сложностью выделения аналоговыми фильтрами информационных сигналов при таком соотношении частот и амплитуд. [c.75]

Понятие цифровая фильтрация объединяет в себе определенные операции (преобразования) над рядом численных значений, представляющим собой аналоговый сигнал. Цифровая обработка результатов измерений применяется с целью снижения уровня шумов (сглаживания) или нахождения производных (дифференцирования). Ее воздействие на измеряемые величины соответствует воздействию аналоговых фильтров на аналоговые сигналы. По сравнению с аналоговыми фильтрами цифровые фильтры обладают тем преимуществом, что легко могут быть модифицированы, а также могут использоваться для обработки результатов измерений, перенесенных в запоминающее устройство. Полоса пропускания цифровых фильтров может быть выбрана симметричной, т. е. при этом не вносится какой-либа асимметрии в фильтруемый сигнал. [c.445]

Одним из примеров автоматизированной системы аналитического контроля служит система Золото-2 , успешно эксплуатируемая на ряде обогатительных фабрик для управления технологическим процессом сорбции при ионообменной технологии извлечения золота. В качестве параметра управления используют концентрацию золота в жидкой фазе пульпы. Система включает комплекс аппаратуры, обеспечивающей отбор и фильтрацию пробы пульпы, доставку фильтрата от пробоотборника к измерительному комплексу системы, устройство для автоматического экстрагирования фильтра, атомно-абсорбционный анализатор с аналоговой системой регистрации аналитического сигнала и цифровую систему обработки аналитического сигнала на базе ЭВМ. [c.237]

Термистор располагали, как показано на рис. 16, в центральном отверстии вибратора. Титрант подавался из поршневой бюретки, которая приводилась в действие изменением напряжения модифицированного мостика Уитстона. Электрический сигнал от мостика проходил через фильтрующий контур, устраняющий шум перемешивания, и дифференцировался в контуре сопротивление— емкость в прямоугольное колебание напряжения с амплитудой, пропорциональной величине изменения температуры и периоду времени продолжительности зтого изменения. Это напряжение затем усиливалось, чтобы на выходе дать пригодную для обработки величину и использовалось для приведения в действие одновременно поршня бюретки и цифрового счетчика или самописца. [c.45]

Вместо обычных операций сдвига, умножения и сложения, выполняемых во временной области в соответствии с (5-22), в последнее время все более широко применяют метод вычисления интегралов типа свертки, в котором вся необходимая обработка информации производится посредством БПФ в частотной области. На рис. 5-8 изображены структурные схемы цифровых устройств, моделирующих сигнал на выходе линейного фильтра с импульсной переходной характеристикой g(t), задан-13 195 [c.195]

Главным затруднением при осуществлении такого устройства оценки является необходимость применения очень большого числа параллельно работающих корреляторов огибающей. Одиако в некоторых случаях на практике может оказаться возможной замена всей или части параллельной обработки последовательной. Очевидно, что при отсутствии требования о наименьшем времени на осуществление захвата принятый сигнал можно смещать при помощи гетеродинирования на величину я/Т через каждый интервал времени Т, и тогда потребуется только один фильтр. При этом, конечно, обработка занимает в 2WT 4- 1 раз больше времени, чем при параллельной обработке. При одном очень обещающем методе последовательной обработки требуется интервал времени, равный только 2Т. На протяжении интервала наблюдения Т принятый сигнал записывается аналоговым или цифровым способом. На протяжении последующего интервала он считывается М раз со сжатием времени в М раз и соответствующим расширением частот. Каждый раз частота сдвигается при помощи гетеродинирования на величину Мзт/Г и сигнал поступает на коррелятор огибающей, выборки с выхода которого берутся через интервалы времени, равные TIM. При Т порядка одной секунды методы цифровой записи могут обеспечить значение М порядка нескольких тысяч. [c.340]

Входной и выходной сигналы фильтра являются цифровыми, так что в устройстве циркулируют только двоичные коды. Поскольку операция з ножения отсчетов цифрового сигнала на число иногда выполняется неточно за счет округлений или усечений произведений, в общем случае цифровое устройство неточно реализует заданную функцию, и выходной сигнал отличается от точного решения. Следует помнить, что в цифровом фильтре погрешность выходного сигнала не зависит от условий, в которых работает фильтр температуры, влажности и т.п. Кроме того, эта погрешность контролируема - ее можно уменьшить, увеличивая число разрядов, используемых для представления отсчетов цифровых сигналов. Именно этим определяются основные преимущества цифровых фильтров - высокая точность обработки сигналов и стабильность характеристик - по сравнению с аналоговыми и дискретными фильтрами. Строго говоря, цифровые фильтры представляют собой нелинейные устройства, к которым не следовало бы применять методы анализа и синтеза линейных систем. Однако число разрядов в кодах, циркулирующих в цифровых фильтрах, как правило, достаточно велико, чтобы сигналы могли считаться приблизительно дискретными, а фильтры -- линейно дискретными. Достоверность результатов измерений зависит от соотношения сигнал-шум, параметров помех, действующих в канале измерения, разрядности применяемой аппаратуры аналого-цифрового преобразования и качества алгоритмов последующей обработки результатов измерения. В настоящее время основным способом повышения достоверности результатов измерения является построение новых алгоритмов обработки цифровых отсчетов аналогового сигнала (цифровая фильтрация, спектральный анализ, адаптивные и оптимальные методы обработки). [c.144]

Требования к системе обработки связаны с необходимостью получения достаточного количества измерений во время выхода узких хроматофафических пиков. Обычно считается, что для того чтобы с достаточной точностью определить время выхода максимума хроматографического пика и площадь пика, необходимо провести не менее 10 измерений за время, соответствующее ширине пика на полувысоте. По тем хроматограммам, которые приведены в предыдущей главе, можно сделать вывод о том, что скорость 200 измерений в секунду была бы достаточной для аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Однако, поскольку при малой постоянной времени усилителя высокочастотный шум не фильтруется КС-цепочкой, возникает вопрос, каким же образом от него следует избавляться. Поэтому при работе с экспрессными колонками сигнал хроматофафа фильтруется не аппаратными методами, а с помощью специального программного обеспечения, которое позволяет отфильтровать полезный сигнал от шумов. Чтобы обеспечить надежное фильтрование, скорость оцифровки сигнала должна быть по возможности высокой. Обсуждение алгоритмов фильтрации сигнала не входит в предмет, относящийся к данной лекции, но отметим, что алгоритмы фильтрации надежно работают тогда, когда число опросов канала усилителя происходит не менее 1000 раз в секунду. [c.26]

Тепловое излучение (рис. 5.14) от контролируемого объекта КО через фильтр Ф попадает на собирающее параболическое зеркало 3i, а затем — на гиперболическое зеркало Зг, которое направляет сфокусированное излучение на преобразователь П. Оптическая система из двух зеркал 3i и Зг позволяет просто и надежно разместить преобразователь П с необходимыми элементами крепления и компоновать их с электронными блоками. Преобразователь П включен в специальную электрическую цепь балансного типа, выделяющую сигнал, который несет информацию о потоке теплового излучения. После усиления этого сигнала до необходимого значения усилителем У он подается на аналого-цифровой преобразователь АЦП, подключенный через интерфейс ИНТ к общей шине ОШ, и дальнейшая обработка информации производится по согласованным командам с помощью микропроцессора МКП и программ, заложенных в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ, с учетом накопленных в ОЗУ данных. Управление пирометром производится с пульта управления ПУ оператором через устройство связи с пультом УСП. Режим работы прибора задает оператор, а реализуются они с помощью заложенного математического обеспечения. Результаты ввода заданных режимов и измерений выводятся через параллельный интерфейс ИНТ на многоэлементный дисплей ДИС, выполненный на жидкокристаллических элементах. Питание всех блоков радиационного пирометра обеспечивает стабилизированный вторичный блок питания ВВП, преобразующий энергию батареи Б в необходимые постоянные напряжения. [c.193]

В заключение этого параграфа отметим, что наряду с экранированием помещений, где проводятся измерения, а также компенсацией помех при помощи градиометрической конструкции трансформатора потока важную роль в борьбе с помехами и шумами играют методы, основанные непосредственно на обработке выходного сигнала магнитометра при помощи аналоговых и (или) цифровых электрюнных средств. Особенно важное значение имеет такая обработка для устранения помехи, порождаемой сетью электропитания, Шиболее простой и распространенный метод - это пропускание выходного сигнала системы через гребенчатые и полосовые заграждающие фильтры. При очень сильных шумах применяют следующий метод компенсации из выходного сигнала измерительной системы вычитается опорный сигнал, регистрируемый специальными датчиками, расположенными таким образом, чгобы они воспринимали только сигналы помехи и не воспринимали полезный сигнал. Один из самых соверщенных методов борьбы с помехами представляет собой так называемая адаптивная фильтрация, или адаптивная компенсация. Она базируется на изменении параметров одного или нескольких опорных сигналов в соответствии с изменениями характеристик помехи с тем, чтобы при вычитании опорных сигналов из измеренного обеспечивалась оптимальная компенсация. Такие ме- [c.52]

Второй режим работы алгоритма предназначался для обработки простых тестовых сигналов, имитирующих сигналы, которые использовались в психоакустических экспериментах. Тестовые сигналы (синусоидальные комплексы и импульсы) синтезировались непосредственно в ЭВМ и подавались на вход цифровой части алгоритма, минуя его аналоговую часть. Спектр этих сигналов по частоте не превосходил полосы среза входного фильтра (600 Гц), поэтому фильтрация в этом случае практически не изменила бы формы волны сигнала. Дальнейшие операции осуществлялись точно так же, как и при первом редгиме работы. [c.171]

Первым и чрезвычайно важным этапом работы является исследование проекционной структуры молекул. Именно особенности проекционной структуры позволяют выбрать дальнейшую стратегию изучения пространственной структуры объекта. Задача исследования проекционной структуры состоит в выборе типичных для данного объекта проекций, установлении их характерных размеров, формы и т.п. и, наконец, в получении проекционных карт, характеризующихся определенным разрешением. Для решения этой задачи необходимо прежде всего получить высококачественные изображения объекта. В настоящее время электронная микроскопия одиночных молекул и их ансамблей практически полностью основывается на методе негативного контрастирования. Разрешение изображений негативно-контрастиро-ванных препаратов не превышает 15-20 А. Поэтому целесообразно на одном из первых этапов цифровой обработки изображений провести их фильтрацию от шумов, обусловленных контрастированием. Отсутствие периодичности в изображении делает невозможным Фурье-фильтрацию, применяемую в случае двухмерных кристаллов. При фильтрации непериодического изображения его Фурье-трансформанту умножают на так называемую фильтрующую функцию. Чаще всего используется двухмерная функция распределения Гаусса. Такая математическая операция позволяет плавно удалить из трансформанты коэффициенты Фурье, генерированные деталями изображения, размер которых меньше предельного разрешения. Поэтому профильтрованное изображение, полученное преобразованием Фурье его трансформанты, обычно характеризуется более высоким соотношением полезный сигнал/шум, что облегчает последующие стадии цифровой обработки. [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология