CC BY
54
Литература
1. Пат. 48596 України, МКВ G01N27/22. Ємнісний вимірювальний перетворювач / О.В. Заболотний, В.А. Заболотний, М.Д. Ко-
шовий (Україна). - № 2001107200; Заявл. 23.10.2001; Опубл. 16.08.2004, Бюл. №1. - 2 с.
2. Пат. 51222 України, МКВ G01N27/22. Ємнісний датчик вологості / О.В. Заболотний, В.А. Заболотний, М.Д. Кошовий (Украї-
на). - № 2002020867; Заявл. 04.02.2002; Опубл. 15.10.2004, Бюл. №10. - 2 с.
3. Пат. 62125 України, МКВ G01N27/22. Ємнісний датчик вологості / О.В. Заболотний, В.А. Заболотний, М.Д. Кошовий (Украї-
на). - № 20021210070; Заявл. 13.12.2002; Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12. - 2 с.
4. Бухгольц В.П, Тисевич Э.Г. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля и управления. - М.: Энергия,
1972. - 79 с.
5. Заявка на изобретение Российской Федерации, МПК G01N27/22. Емкостной сорбционный датчик влажности газов / И.Г. Ми-
наев, А.В. Вострухин (Российская Федерация). - № 94030042; Заявл. 09.08.1994; Опубл. 20.06.1996, Бюл. №25. - 4 с.
------------------□ □---------------------
Запропоновано метод вимірювання повного опору, що дозволяє визначати значення повного опору на різних частотах при відомих параметрах невзаємного чотириполюсника шляхом вимірювання потужності сигналу на виході чотириполюсника при його прямому та інверсному включенні Ключові слова: невзаємний чотириполюсник, метод вимірювання, повний опір
□----------------------------------□
Предложен метод измерения полного сопротивления, позволяющий определять значения полного сопротивления на разных частотах при известных параметрах невза -имного четырехполюсника путем измерения мощности сигнала на выходе четырехполюсника при его прямом и инверсном включении
Ключевые слова: невзаимный четырехполюсник, метод измерения, полное сопротивление
□----------------------------------□
A method of impedance measuring, which allows to determine the value of impedance at different frequencies with known parameters of the nonreciprocal two-port by measuring the signal power at the output of the two-port with its direct and inverse connection is proposed Key words: nonreciprocal two-port, the method of measuring, impedance ------------------□ □---------------------
УДК 621.317.3
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
ПОЛНОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ
Л.Б. Лищинская
Кандидат технических наук, доцент Винницкий торгово-экономический институт КНТЭУ ул. Соборная, 87, г. Винница, Украина, 21100 Контактный тел.: (0432) 53-05-27 Е-mail: L_Fil1@mail.ru
Е.В. Войцеховская
Кандидат технических наук, старший преподаватель* Контактный тел.: (0432) 35-63-29 Е-mail: pktavntu@mail.ru
Р.Ю. Чехместрук*
Контактный тел.: (0432) 68-85-65 Е-і^іі: chehroma@yandex.ru *Винницкий национальный технический университет Хмельницкое шоссе, 95; г. Винница, Украина, 21021
1. Введение
На низких частотах, где можно пренебречь реактивной составляющей нагрузки, широко используются различного типа омметры, измеряющие активную составляющую сопротивления методом “ампер-вольтметра” [1]. На высоких частотах, когда требуется определять как активную ReZx, так и реактивную ImZx составляющие полного сопротивления Zx, процесс
измерения существенно усложняется. На относительно невысоких частотах (до сотни мегагерц) используются различные мостовые методы [2]. Также известен косвенный способ измерения активной составляющей комплексного сопротивления через инвариантный коэффициент устойчивости четырехполюсника [3]. На сверхвысоких частотах применяются специальные измерительные линии [4] и фазовые вольтметры [5]. Недостатком таких измерений является относительно
3
большая погрешность измерений (не менее 10%), трудоемкость и высокая стоимость аппаратуры.
2. Цель работы
Целью работы является разработка простого способа измерения полного сопротивления, исключающего проведение фазовых измерений и имеющего погрешность измерений соизмеримую в диапазоне СВЧ с погрешностью измерительной линии.
тивным трехполюсником, измерение ReZx состоит в измерении только мощностей сигнала Рвх и Рвых и реализуется с помощью измерительной установки, структурную схему которой представлено на рис. 1. Она состоит из измерительного генератора ИГ, вентиля В, невзаимного четырехполюсника НЧ с известными параметрами ReZ12, ImZ12 и Кт0, измерителя мощности ИМ, коммутаторов К1 и К2 и искомого полного сопротивления Zx .
На частотах, где невозможно пренебречь реактивными составляющими сопротивления, если предположить, что
3. Теоретическое обоснование метода
Известно [6], что при включении в общий вывод четырехполюсника, образованного трехполюсником (рис. 1), искомого сопротивления Ъх матрица сопротивлений вновь образованного четырехполюсника равна
[z-]=
Z 1 I Z1
Z 21 Z ]22 м
Z11 + Zx Z21 + Zx
Z -Z
12 x
Z -Z
22 x
(1)
где Zxx, Z12, Z21, Z22 - параметры матрицы сопротивлений известного четырехполюсника.
Рис. 1. Схема измерительной установки с включенным трехполюсником и искомым сопротивлением Zx
Максимально достижимый коэффициент устойчивой передачи по мощности такого четырехполюсника с учетом (1) равен
K=
Z 21 Z21 + Zx
Z 2 Z12 - Zx
ZZ
21 + x ZZ
0
1 - і Z
Z12Kms0 + Zx
Z -Z
12 x
(2)
где Кт0 = |Z21/Z12| - максимально-достижимый коэффициент передачи четырехполюсника, когда Z = 0
[7].
На низких частотах, где можно пренебречь реактивной составляющей сопротивлений, решая (2), находим:
K -K
ReZx = ReZ12——-------^
x 12 1+K„.
(3)
Учитывая, что Kms =^Рвых/Рвх [8], из (3) находим
ReZ = ReZ,
у]Р:вых Kms0 VPВТ
VPBX + V Рвых
(4)
где Рвх и Рвых - мощности сигнала, выделяемые в нагрузке при прохождении сигнала в прямом и обратном направлениях, когда выполняются условия: Рг = const, ZH = Zr.
Из (4) следует, что при известных параметрах невзаимного четырехполюсника, образованного ак-
Z Z Z
— » —^ и —^ »1, то есть Z21 » Z » Z,
7 7 7 21 x 1.
Z12 Z12 Z12
выражение (2) будет иметь вид:
K
Z
Z
V Re2Z21 + Im2 Z21 ^Re2 Zx + Im2 Zx
Решая (6), получаем:
ReZ = ReZi, ImZ = ^-Z2-
x К ’ x К
Откуда находим
PP ReZ = ReZ21 I—— , ImZ = ImZ21 '
x VP x VP
вых вых
(5)
(6)
(7)
. (8)
Анализ (8) показывает, что нахождение составляющих сопротивления Ъх сводится к измерению мощностей сигнала Рвх и Рвых, выделяемого в нагрузке после прохождения через четырехполюсник при его прямом и инверсном включении. Эти измерения, как показано в [5], не зависят от параметров пассивных цепей, подключаемых к входу и выходу четырехполюсника, что также повышает точность измерения сопротивления
Ъ.
4. Экспериментальная проверка метода и оценка погрешности измерения
Для проведения экспериментальных исследований в качестве невзаимного четырехполюсника использован биполярный транзистор, включенный по схеме с общей базой. Матрица Ъ - параметров такого четырехполюсника имеет вид [9]:
[ZB ] =
1 + (1 -а )Гв:
а
irnC„
irnC„
(9)
где гБ1 , гБ2 - составляющие омического сопротивления базы, Ск - емкость коллекторного перехода,
а =----— - комплексный коэффициент передачи
1+ jf/f■
транзистора по току, а0 - его низкочастотное значение, - граничная частота транзистора.
Для транзистора КТ640 входящие в матрицу (9) параметры следующие: гБ1 = 1,21 Ом, гБ2 = 2,79 Ом,
г
г
1
F
Ск =0,5 пФ, а0 = 0,98, £.= 3 ГГц [10]. К измерительной установке (рис. 1) подключается искомое сопротивление, значение которого, найденное из условия (5), равно Ъх = 10 + 100i Ом.
В результате проведения измерений величины этого сопротивления с использованием экспериментальной установки (рис. 1) на частоте 0,1т получено значение Кт = 10,03.
Тогда в соответствии с выражениями (7) и параметрами матрицы (9) экспериментальные значения активной и реактивной составляющих искомого сопротивления равны
ReZ * = =
х кт
1^ * = ImZ,^
103,896 10,03 1095
= 10,359 Ом,
К
10,03
= 109,172 Ом.
Таким образом, относительная погрешность измерений составляет:
- для активной составляющей сопротивления:
ReZ -ReZ 8 = х х 100% = 3,6% а ReZx
- для реактивной составляющей сопротивления:
= ^ - 1т4 .1000% = 9,2%. р ImZ.
Зависимости относительных погрешностей измерения для активной и реактивной составляющих сопротивления от частоты приведены на рис. 2.
б)
Рис. 2. Зависимости относительных погрешностей измерения активной (а) и реактивной (б) составляющих сопротивления Zx при использовании четырехполюсников на биполярном транзисторе с общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК)
Из графиков следует, что погрешность измерений в диапазоне частот (0,25+ 0,35)^ не превышает 10% для активной и реактивной составляющих искомого полного сопротивления.
При применении четырехполюсников, использующих включение транзисторов с общим коллектором, погрешность измерений реактивной составляющей возрастает до 15% в диапазоне частот (0,1 +0,14)^. для активной и реактивной составляющих.
5. Выводы
1. Разработанный метод измерения полного сопротивления позволяет определить значения активного сопротивления ReZx на частотах, где можно пренебречь реактивной составляющей сопротивления, при известных параметрах невзаимного четырехполюсника путем измерения только мощностей сигнала Рвх.
2. Определение значений полного сопротивления Zx на частотах, где невозможно пренебречь реактивными составляющими сопротивления, также сводится только к измерению мощностей сигнала Рвх и Рвых, что упрощает процесс измерения при сохранении его высокой точности. При этом необходимо обеспечить выполнение граничных условий Z21» Zx » Z12 .
3. Проведенная экспериментальная проверка метода и оценка погрешности показали, что погрешности измерений на частоте і = 0,1іт составляют 3,6% - для активной составляющей и 9,2% - для реактивной составляющей искомого сопротивления.
4. Анализ зависимостей относительных погрешностей измерений от частоты показал их увеличение с ростом частоты, что требует при выборе диапазона измерений обязательного подбора параметров исходного четырехполюсника и проверки условия (5).
Литература
1. Электрические измерения : учеб. для вузов / Под ред. А. В.
Фремке, Е. М. Душина. - Л. : Энергия, 1980. - 302 с.
2. Атамалян, Э. Г. Приборы и методы измерения электри-
ческих величин : учеб, пособие / Э. Г. Атамалян. - М. : Высшая школа, 1982. - 223 с.
3. А. с. 1644048 СССР, МКИ G 01 R 27/26. Способ измерения активной составляющей комплексного сопротивления / Филинюк Н.А. (СССР). - 3453753/24-09 ; заявл. 19.12.89 ; опубл. 23.04.91, Бюл. № 15 - 3с.
4. Валитов, Р. А. Радиотехнические измерения / Р. А. Валитов, В. Н. Сретенский. - М. : Сов. радио, 1980. - 360 с.
5. Філинюк, М. А. Метрологічні основи негатроніки / М. А. Філинюк, Д. В. Гаврилов. - Вінниця : Універсум-Він-ниця, 2006. - 188 с.- Бібліогр. : с. 186-187. - ISBN 966641-168-7.
6. Транзисторы. Параметры, методы измерений и испытаний / Под ред. И. Г. Бергельсона, Ю. А. Каменецкого, И. Ф. Николаевского. - М. : Сов. радио, 1968. - 504с.
7. Філинюк, М. А. Інформаційні пристрої на основі потенційно-нестійких багатоелектродних напівпровідникових структур Шотткі / М. А. Філинюк, О. М. Куземко, Л. Б. Ліщинська. - Вінниця : ВНТУ, 2009. - 274 с. - Бібліогр. : с. 272-273. - ISBN 97 8-966-641-332-4.
8. Філинюк, М. А. Методи та засоби вимірювання параметрів потенційно-нестійких чотириполюсників / М. А. Філинюк, К. В.
Огородник, Л. Б. Ліщинська. Вінниця : ВНТУ, 2010. - 176 с. - Бібліогр. : с. 173-175. - ISBN 978-966-641-342-3.
9. Богачев, В. М. Транзисторные усилители мощности / В. М. Богачев, В. В. Никифоров - М. : Энергия, 1978. - 344 с.
10. Брежнева, К. М. Транзисторы для аппаратуры широкого применения : справочник / К. М. Брежнева, Е. И. Гантман, Т. И. Давыдова и др. ; под ред. Б. Л. Перельмана. - М. : Радио и связь, 1981. - 656 с.
■а о
Стаття присвячена застосуванню метода алгоритмічного стиснення за Колмогоровим для визначення складності поведінки добового серцевого ритму
Ключові слова: алгоритмічна складність за Колмогоровим, динаміка серцевого ритму, нелінійна динаміка, алгоритм стиснення Lempel-Ziv-Welch (LZW)
□------------------------------------□
Статья посвящена применению метода алгоритмического сжатия по Колмогорову для определения сложности поведения суточного сердечного ритма
Ключевые слова: алгоритмическая сложность по Колмогорову, динамика сердечного ритма, нелинейная динамика, алгоритм сжатия Lempel-Ziv-Welch (LZW)
□------------------------------------□
This paper describes the possibility of Kolmogorov algorithmic complexity method using for definition of heart rate complexity Keywords: Kolmogorov complexity, the heart rate dynamics, nonlinear dynamics, Lempel-Ziv-Welch compression algorithm (LZW)
■Q О
УДК 612.17
HEART RATE COMPLEXITY DEFINITION USING KOLMOGOROV ALGORITHMIC COMPLEXITY METHOD
O. Kyselova
Senior Lecturer in Computer Science* Tel.: +38-050-443-02-82 E-mail: olga.mmif@gmail.com
Ie. Nastenko
Dr.Sci.Biol., Head of Informatics and Computational
Physiology Department Amosov National Institute of Cardiovascular Surgery of National Academy of Medical Science of Ukraine 6, Amosov street, 252601 GSP, Kyiv, Ukraine E -mail: nastenko@inbox.ru
M. Gerasymchuk*
E-mail: maxgerasimchuk@gmail.com *Department of Therapeutical Diagnostic Complexes Intercollegiate College of Medical Engineering National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic
Institute”
prospect Peremogy, 37, Kyiv, Ukraine, 03056
Introduction
The Kolmogorov algorithmic complexity of an object, such as a piece of text, is a measure of the computational resources needed to specify the object. Kolmogorov complexity of a bit string x is the length of the shortest program that computes x and halts.
One can draw an analogy with the archiving. Thus we understand the complexity of the file as the size of the smallest archive that after unpacking is this file. In other
words Kolmogorov complexity is the minimum number of bits into which a string can be compressed without losing information.
The Kolmogorov complexity decline especially when combined with a variability of a numerical sequence reduction is rather serious indication of the body regulatory redundancy reduce. And it can be regarded as indication of increasing probability of sudden cardiac death occurrence. Such situations are often observed in coronary care units in patients with high severity of conditions
€
