Особенности оценки помехоустойчивости при биполярной системе отведений

Биполярная система отведений БЭС предполагает наличие двух активных электродов и одного индифферентного. Для этой системы отведений эквивалентная схема замещения БО в виде треугольника изображена на рисунке 19.

Рисунок 19 - Эквивалентная схема замещения БО при биполярной системе отведений (треугольник).

 

В данной схеме 1,2,3 — номера отведений, Z_12, Z_13, Z₂₃ — комплексные сопротивления между соответствующими электродами; U₁₂; U₁₃; U₂₃ — напряжения, возникающие между соответствующими электродами. Однако схема в виде треугольника неудобна для анализа, поскольку не позволяет разделить полезный сигнал и помеху. Для преодоления указанного недостатка осуществляют переход от треугольной схемы замещения к эквивалентной звезде, где импеданс лучей определяется по известным соотношениям:

, , .

Рисунок 20 - Эквивалентная схема замещения БО при биполярной системе отведений (звезда).

После преобразования схема отведения БЭС будет иметь вид, изображенный на рисунке 20, где -0,5U_д —дифферен­циальное напряжение в узле 1; 0,5U_д — дифференциальное напряжение в узле 2; U_сс — синфазное напряжение.

Для данной схемы отведений дифференциальное напряжение определяется как

,

а синфазное напряжение определяется как

.

Таким образом удается разделить источник полезного сигнала U _д и источник синфазной помехи U _сс, что открывает возможность производить независимую оценку каждой величины по отдельности, а, следовательно, и помехоустойчивости БТС.

Модель СЭК имеет тот же самый вид, что и при униполярной системе отведений. Необходимо отметь, что при существенном превышении площади индифферентного электрода по отношению к площади активных электродов, импедансом СЭК индифферентного электрода можно пренебречь.

Модель кабеля отведений при биполярной системе отведений аналогична униполярной для каждого активного входа. Модель ВЦ соответствует схеме замещения ВЦ с дифференциальным входом, изображенной на рисунке 13.

Таким образом, эквивалентная схема замещения элементов БТС БО-ВТ при биполярной системе отведений приобретает вид, изображенный на рисунке 21.

 

Рисунок 21- Электрическая схема замещения элементов БТС БО-ВЦ при биполярной системе отведений БЭС.

Для численной оценки помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС при биполярной системе отведений используют следующие основные характеристики:

1) Коэффициент передачи дифференциального сигнала:

 при U_cc =0,

где U _{д вц} = U ₂ - U ₁.

2) Коэффициент передачи синфазного сигнала:

 при U _д =0,

где U _{сс вц} =(U ₂₊ U ₁)/2.

3) Коэффициент преобразования синфазного сигнала в дифференциальный:

 при U _д =0,

4) Коэффициент ослабления синфазного сигнала:

.

Таким образом, при оценке помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС к аддитивным синфазным помехам, обусловленным магнитными полям промышленной частоты, с учетом введенных коэффициентов, напряжение дифференциального сигнала входной цепи может быть найдено по формуле:  

,

а напряжение помехи синфазного сигнала по формуле:

.

Следовательно, дифференциальное напряжение входной цепи при наличии аддитивной синфазной помехи U _{дп вц} будет определяться как:

.                                             (1)

В частотной области выражение (1) приобретает вид:

.                    (2)

В этом случае можно найти отношение сигнал-помеха:

,                                    (3)

где U _д (jω), U _cc (jω) – комплексные спектры соответственно дифференциального сигнала и синфазной помехи.

Оценка помехоустойчивости БТС для регистрации БЭС к мультипликативным помехам при наличии аддитивных синфазных помех для биполярной системы отведений может быть получена из соотношения:

.                                    (4)

В частотной области выражение (4) приобретает вид:

.   (5)

Отношение сигнал – помеха мультипликативной составляющей помехи определяется как:

.            (6)

Аналогичным образом можно определить ОСП_вц для всех остальных составляющих аддитивных и мультипликативных помех, обусловленных БО, СЭК, КО и ВЦ.

3. Минимальные требования к лабораторному оборудованию.

Требования к компьютеру:

· 32-разрядный (x86) или 64-разрядный (x64) процессор с тактовой частотой 1 ГГц или выше;

· 1 гигабайт (ГБ) (для 32-разрядной системы) или 2 ГБ (для 64-разрядной системы) оперативной памяти (ОЗУ);

· 32 ГБ (для 32-разрядной системы) или 64 ГБ (для 64-разрядной системы) пространства на жестком диске;

· графическое устройство DirectX 9 с драйвером WDDM версии 1.0 или выше.

Требования к программному обеспечению:

· Операционная система Windows 7 или выше.

· Программная среда MathCAD 14 или выше.