ԷԿԳ ավտոմատացված սխեմայի մոդել `4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այս նախագծի նպատակն է մի քանի բաղադրիչներով միացումային մոդել ստեղծել, որը կարող է համարժեք ուժեղացնել և զտել մուտքային ԷՍԳ ազդանշանը: Երեք բաղադրիչ անհատապես մոդելավորվելու են ՝ գործիքավորման ուժեղացուցիչ, ակտիվ խազ ֆիլտր և պասիվ ժապավեն զտիչ: Դրանք կհամադրվեն `ստեղծելու ԷԿԳ -ի միացման վերջնական մոդելը: Շղթայի բոլոր մոդելավորումն ու փորձարկումներն անցկացվում էին LTspice- ում, սակայն միացման մոդելավորման այլ ծրագրեր նույնպես կաշխատեին:

Քայլ 1: Գործիքների ուժեղացուցիչ

Սա կլինի ամբողջական ԷՍԳ մոդելի առաջին բաղադրիչը: Դրա նպատակն է ուժեղացնել մուտքային ԷՍԳ ազդանշանը, որն ի սկզբանե կունենա շատ ցածր լարում: Ես որոշեցի օգտագործել կոմբինատորներ և դիմադրողական բաղադրիչներ այնպես, որ 1000-ով շահույթ ստանար: Առաջին պատկերը ցույց է տալիս LTspice- ով մոդելավորված գործիքավորման ուժեղացուցիչի դիզայնը: Երկրորդ պատկերը ցույց է տալիս համապատասխան հավասարումներ և կատարված հաշվարկներ: Լրիվ մոդելավորվելուց հետո 1 ՄՎ 75 մգ հաճախականությամբ սինուսոիդային ազդանշանի անցողիկ վերլուծությունը կատարվել է LTspice- ում `1000 -ի շահույթը հաստատելու համար: Երրորդ պատկերը ցույց է տալիս այս վերլուծության արդյունքները:

Քայլ 2: Ակտիվ նշանի զտիչ

Սա կլինի ԷՍԳ ամբողջական մոդելի երկրորդ բաղադրիչը: Դրա նպատակն է թուլացնել ազդանշանները 60 Հց հաճախականությամբ, ինչը AC գծի լարման միջամտության հաճախականությունն է: Սա խեղաթյուրում է ԷՍԳ ազդանշանները և սովորաբար առկա է բոլոր կլինիկական պայմաններում: Ես նախընտրեցի օգտագործել op-amp- ը ռեզիստիվ և տարողունակ բաղադրիչներով համատեղել երկակի T խազ ֆիլտրի կազմաձևում: Առաջին պատկերը ցույց է տալիս LTspice- ով մոդելավորված խազ ֆիլտրի դիզայնը: Երկրորդ պատկերը ցույց է տալիս համապատասխան հավասարումներ և կատարված հաշվարկներ: Ամբողջովին մոդելավորվելուց հետո 1 Վ -ի սինուսոիդային մուտքային ազդանշանի AC մաքրում կատարվեց 1 Հց - 100 կՀց հաճախականությամբ LTspice- ում `60 Հց արագության մակարդակը հաստատելու համար: Երրորդ պատկերը ցույց է տալիս այս վերլուծության արդյունքները: Սիմուլյացիայի արդյունքների աննշան տատանումները ակնկալվող արդյունքների համեմատ, ամենայն հավանականությամբ, պայմանավորված են այս շղթայի դիմադրողական և տարողունակ բաղադրիչների հաշվարկման ժամանակ կատարված կլորացմամբ:

Քայլ 3: Պասիվ Bandpass զտիչ

Սա կլինի ամբողջական ԷՍԳ մոդելի երրորդ բաղադրիչը: Դրա նպատակն է զտել ազդանշանները, որոնք չեն գտնվում 0.05 Հց - 250 Հց միջակայքում, քանի որ սա սովորական չափահաս ԷՍԳ -ի տիրույթն է: Ես ընտրեցի օգտագործել կոմբինացիոն դիմադրողական և տարողունակ բաղադրիչներ, այնպես որ բարձր անցուղու անջատումը կլինի 0.05 Հց, իսկ ցածր անցումը `250 Հց: Առաջին պատկերը ցույց է տալիս LTspice- ով մոդելավորված պասիվ ժապավենի նախագծման դիզայնը: Երկրորդ պատկերը ցույց է տալիս համապատասխան հավասարումներ և կատարված հաշվարկներ: Լիովին մոդելավորվելուց հետո 1 Վ – ի սինուսոիդային մուտքային ազդանշանի AC մաքրում կատարվեց 0,01 Հց - 100 կՀց հաճախականությամբ LTspice- ում ՝ բարձր և ցածր անցման հաճախականությունները հաստատելու համար: Երրորդ պատկերը ցույց է տալիս այս վերլուծության արդյունքները: Սիմուլյացիայի արդյունքների աննշան տատանումները ակնկալվող արդյունքների համեմատ, ամենայն հավանականությամբ, պայմանավորված են այս շղթայի դիմադրողական և տարողունակ բաղադրիչների հաշվարկման ժամանակ կատարված կլորացմամբ:

Քայլ 4. Շղթայի բաղադրիչների համատեղում

Այժմ, երբ բոլոր բաղադրիչները նախագծվել և փորձարկվել են անհատապես, դրանք կարող են համակցվել շարքում ՝ իրենց ստեղծման կարգով: Սա հանգեցնում է ԷՍԳ սխեմայի ամբողջական մոդելի, որն առաջինը պարունակում է գործիքավորման ուժեղացուցիչ `1000x ազդանշանը ուժեղացնելու համար: Հետո, խազ ֆիլտր է օգտագործվում 60 Հց AC հոսանքի լարման աղմուկը վերացնելու համար: Ի վերջո, գոտու զտիչը թույլ չի տալիս ազդանշան անցնել, որը գտնվում է սովորական չափահաս ԷՍԳ -ի տիրույթից դուրս (0.05 Հց - 250 Հց): Միանալուց հետո, ինչպես ցույց է տրված առաջին նկարում, LTspice- ում կարող է իրականացվել անցողիկ վերլուծություն և ամբողջական հոսքի մաքրում `1 մՎ (սինուսոիդային) մուտքային լարմամբ` համոզվելու համար, որ բաղադրիչներն աշխատում են ինչպես սպասվում էր: Երկրորդ պատկերը ցուցադրում է անցողիկ վերլուծության արդյունքները, որոնք ցույց են տալիս ազդանշանի ուժեղացում 1 մՎ -ից մինչև 85 0.85 Վ: Սա նշանակում է, որ կամ խազի կամ գոտու ֆիլտրի բաղադրամասերը մի փոքր թուլացնում են ազդանշանը, երբ այն սկզբնական շրջանում 1000 անգամ ուժեղացվել է գործիքավորման ուժեղացուցիչի կողմից: Երրորդ պատկերը ցուցադրում է AC մաքրման արդյունքները: Այս Bode գծապատկերը ցույց է տալիս բարձր և ցածր անցման անջատումներ, որոնք համընկնում են bandpass ֆիլտրի Bode գծապատկերի հետ `անհատական փորձարկումների դեպքում: Կա նաև մի փոքր անկում 60 Հց -ի սահմաններում, որտեղ այն տեղակայված ֆիլտրն է աշխատում, որը հեռացնում է անցանկալի աղմուկը: