3. Синтез фильтра в устройстве обработки

3.1 Выбор передаточной функции фильтра.

Выбор передаточной функции фильтра разностного сигнала, исходя из обеспечения астатизма заданного порядка.

:

= = =

= =

коэффициенты

= =

Передаточная функция оптимального фильтра разностного сигнала

3.2 Дисперсия ошибки оценки.

Дисперсия ошибки оценки комплексной системы является критерием качества обработки измерительной информации, и в данном случае её значение в установившемся режиме определяется отношением:

+ = (3.1)

где - спектральные плотности ошибок измерителей и ;

(3.2)

где =

=

Находим суммарную дисперсию двух измерителей

Дисперсия первого измерителя

Дисперсия второго измерителя

После преобразований над дисперсией первого измерителя получаем

используя формулу (3.2) получаем функции и и находим их коэффициенты

k1=5.6,T₁=50,k=0,9,T=46,4

Для нахождения дисперсии первого измерителя используем

Для нахождения дисперсии второго измерителя используем

Общая дисперсия

Подставляя коэффициенты и их значение в формулу, получаем

Качество системы находим по формуле

=0,323

5. Исследование робастности и помехозащищенности комплексной системы:

5.1 Робастность.

Робастность системы определяется по формуле:

Кр = ,

Робастность справа:

Робастность слева:

Вывод: Система робастна слева и справа

5.2 Помехозащищенность

Помехозащищенность системы определяется только по коэффициенту низкой частотной погрешности (по коэффициент ).

Помехозащищенность системы определяется по формуле:

Помехозащищенность справа:

Помехозащищенность слева:

Вывод: Система является помехозащищёной справа и слева

6. Схемотехническая реализация устройства обработки:

6.1 Выбор операционных усилителей и их типа микросхемы:

Для реализации фильтра с передаточной функцией вида , используем операционный усилитель, имеющий следующую схему:

Рисунок – 6.1.1

Этот решающий усилитель имеет передаточную функцию вида

где K = ; T = R2*C1

Имеем К = 1 следует, R1 = R2 (6.1)

T = 50 следует, R2*C1 = 50 (6.2)

В качестве сумматоров выберем следующие решающие усилители:

Рисунок – 6.1.2 Решающий усилитель 1 (сумматор)

R14

R15

R12

Uвх2

Uвх1

R13

-

Uвых

R11

Рисунок – 6.1.3 Решающий усилитель 3 (сумматор)

В качестве операционных усилителей и для фильтра и для сумматоров выбираем микросхему К140УД11, учитывая небольшое напряжение смещения данного операционного усилителя. Схема включения микросхемы представлена на рис.6.1.2.

Рисунок 6.1.4 – Схема включения К140УД11

Таблица 6.1.1

Параметры микросхемы

, В		IП, mA, не более	Uвх max, В, не более	Uвх сф max, В, не более	Uвых max, В, не менее	RH min, кОм	Rвх min, МОм, не менее	Iвх, мкA, не более	КуU, не менее	Температурный диапазон	Напряжение смещения нуля при Uп= 15 В, Rн = 2 кОм
min	max
± 5	± 18	10	± 15	± 11.5	± 12	2	1000	0.5	25000	-45... +70	10mB