Алгоритм нахождения RLC-параметров
Автор: Д. К. Лобанов, Т. Г. Орешенко, А. Е. Шмидт
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Космическое приборостроение
Статья в выпуске: 4, 2023 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрен алгоритм, способный без участия оператора по виду адмиттансной частотной характеристики определить схему замещения исследуемой цепи и рассчитать параметры ее элементов. Алгоритм позволяет расширить функциональные возможности RLC-метров и может использоваться для решения прикладных задач, связанных с нахождением схемы замещения исследуемой цепи. Поскольку RLC-метр производит измерение полного сопротивления только на одной или нескольких фиксированных частотах, то по этим измерениям сложно получить представление о схеме замещения. Для выбора схемы замещения нужно выполнить анализ импедансной или адмиттансной частотной характеристики. Как правило, анализ осуществляется вручную и занимает относительно длительное время. Предложенный алгоритм позволяет автоматизировать анализ адмиттансной частотной характеристики. Для выбора схемы замещения в алгоритмы сопоставляются величины и последовательность наклонов адмиттансной частотной характеристики с массивом известных последовательностей и значений наклонов для известных схем замещения. Расчет параметров схемы замещения производится по значениям частот сопряжения и высотам нулевых наклонов. Для уменьшения влияния помех на погрешность результата использован метод синхронного детектирования сигнала. В статье предложен критерий оценки работоспособности алгоритма и выполнено тестирование алгоритма на нескольких типах цепей. В ходе тестирования оценивалась относительная погрешность расчета параметров схем замещения, максимальное значение которой не превышает 6 %.
Адмиттансная частотная характеристика, частота сопряжения, электрические параметры, схема замещения
Короткий адрес: https://sciup.org/14128602
IDR: 14128602 | УДК: 621.317.33 | DOI: 10.26732/j.st.2023.4.06
Algorithm for identifying RLC parameters
The article discusses an algorithm capable of determining the substitution scheme of the investigated circuit and calculating the parameters of its elements without operator intervention, based on the admittance frequency characteristics. This algorithm enhances the functional capabilities of RLC meters and can be applied to solve practical problems related to identifying the substitution scheme of the investigated circuit. As an RLC meter measures the total resistance only at one or several fixed frequencies, obtaining an understanding of the substitution scheme from these measurements is challenging. To select the substitution scheme, an analysis of the impedance or admittance frequency characteristics is required. Typically, this analysis is performed manually and is time- consuming. The proposed algorithm automates the analysis of the admittance frequency characteristics. The algorithm associates values and the sequence of slopes of the admittance frequency characteristics with an array of known sequences and slope values for known substitution schemes. The calculation of substitution scheme parameters is based on the resonance frequencies and the heights of zero slopes. To minimize the impact of noise on result accuracy, a synchronous signal detection method is employed. The article introduces a criterion for assessing the algorithm's performance and conducts testing on several types of circuits. During testing, the relative error in calculating substitution scheme parameters was evaluated, with a maximum value not exceeding 6 %.
Список литературы Алгоритм нахождения RLC-параметров
- Джежора А. А., Науменко А. М., Леонов В. В., Темкин Д. А. Разработка портативного измерителя импеданса на базе микросхемы AD 5933 // Материалы докладов 55-й Международной научно-технической конференции преподавателей и студентов: в 2 т., Витебск, 27 апреля 2022 года. Том 2. Витебск: Витебский государственный технологический университет. 2022. С. 18–21.
- Шиганов А. Новые цифровые измерители импеданса с частотой сигнала до 10 МГц // Компоненты и Технологии. 2010. № 107. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novye-tsifrovye-izmeriteli-impedansa-schastotoy-signala-do-10-mgts (дата обращения: 15.05.2023).
- Гопалакришнан Т. В., Прабху С. Р. С. и Джайн В. К. RLC-метр: Теория и применение // Международный журнал научных и исследовательских публикаций. 2013.
- Джон Х. Прайс. Практическое руководство по измерениям импеданса с помощью RLC-измерителей // Аналоговый диалог. 2012. Т. 46 (5).
- Чаубей П. Р., Мишра Р. А. и Сингх С. К. Разработка RLC-измерителя для точных измерений // Индийский журнал чистой и прикладной физики. 2020. Т. 58.
- Цифровые запоминающие осциллографы TPS 2012B TPS 2014B TPS 2024B технических описаниях. [Электронный ресурс] // [сайт]. – URL: https://prist.ru/upload/iblock/18a/18a84ac27e5861f77167d5a0f2bf48a2. pdf. (дата обращения: 15.05.2023).
- PCA1030/PCA2030/PCA1150 Токовый зонд. [Электронный ресурс] // RIGOL User Guide:[сайт]. URL: https://assets.testequity.com/te1/Documents/pdf/rigol/rigol- pca1030-current-probe-anual.pdf (дата обращения: 15.05.2023).
- Бойкова Г. В. Некоторые особенности использования прикладного пакета MathCad для пошагового решения задач по численным методам // Ученые записки Российского государственного социального университета. 2009. № 13(76). С. 24–28.
- Джакомо Торцо, Джорджо Дельфитто. Встроенный усилитель: для чего он нужен? как его построить? // Ревиста Бразильская по Обучению Физике, 2022. Т. 44. С. 8.
- Филиповский В. М. Дискретные системы управления. Методические указания к лабораторным работам и практическим занятиям. СПб.: СПбПУ, 2019. 56 с.
- Мурзинов В. Л., Мурзинов Ю. В. Дискретное управление в технических системах: методические указания к выполнению лабораторной работы «Построение решетчатой функции» для студентов направления 27.03.04 «Управление в технических системах» (профиль «Управление и информатика в технических системах). Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2023. 12 с.
- Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления: учебник для втузов. М.: Интеграл-Пресс, 2009. Т. 1, 2.
- Васильев Е. М. Теория автоматического управления. Дискретные системы: учебное пособие / Е. М. Васильев, В. Г. Коломыцев. Пермь: изд-во Перм. нац. исслед. политех. ун- та, 2012. 152 с.
- Ким Д. П. Теория автоматического управления. Линейные системы: учебник и практикум для вузов. 3-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2023. 311 с. (Высшее образование). // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – URL: https://urait.ru/bcode/513174 (дата обращения: 17.10.2023).
- Воскобойников Ю. Е. Регрессионный анализ данных в пакете MATHCAD: учебное пособие. Санкт-Петербург: Лань, 2022. // Лань: электронно-библиотечная система. – URL: https://e.lanbook.com/book/210557 (дата обращения: 17.10.2023
- Курепин В. В., Баранов И. В. Обработка экспериментальных данных: учеб.-метод. пособие / Под ред. В. А. Самолетова. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2012. 57 с.
