Вісник № 20
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43236
Переглянути
Документ Реализация алгоритмов цифровой обработки сигналов в биомедицинских электронных устройствах в базисе плис фирмы Хilinx(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2019) Сотник, А. А.В современных инженерных задачах процесс создания полностью цифровых биомедицинских диагностических устройств предполагает глубокие знания как в цифровой электронике, так и в цифровой обработке биомедицинских сигналов [1-3]. Целью данной работы является разработка инженерного подхода аппаратной (жесткой логики) реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС) используемых в биомедицинских электронных устройствах на основе программируемых логических интегральных схем. Процесс аппаратной реализации базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов можно разделить на три основных этапа. На первом этапе проводится вычисление амплитудных значений отсчетов дискретных импульсных характеристик фильтра нижних частот и фильтра Гильберта в приложении FDATool среды Matlab. На следующем этапе в приложении Simulink выполняется имитационное моделирование (симуляция) на основе результатов первого этапа, и на этапе аппаратной реализации на программируемой логической интегральной схеме Xilinx серии Spartan 6 проводится как симуляция цепей ЦОС в системе проектирования Xilinx ISE, так и непосредственно экспериментальные измерения. В качестве примера натурной реализации базовых алгоритмов ЦОС в биомедицинских устройствах был выбран демодулятор амплитудно-модулированных колебаний. Экспериментальным путем были проведены измерения коэффициента нелинейных искажений продетектированного (информационного) сигнала для трех вариантов АМ демодуляторов: двухполупериодный, с применением функции квадратного корня и синхронного с фазовой автоподстройкой частоты. В ходе экспериментального исследования был выбран оптимальный с точки зрения энергетической эффективности коэффициент модуляции равный 60 %. Как показывают и результаты имитационного моделирования и экспериментального исследования наилучшим вариантом оказался синхронный демодулятор. Полученные результаты эксперимента и моделирования подтвердили практическую применимость предложенного варианта реализации в ЦОС для использования их в биомедицинских электронных устройствах.