Приборы для радиоизмерений (стр. 2 из 2)

Различают 2 основных типа коррелометров, действие которых основана на: 1) перемножении исследуемых процессов в соответствие с алгоритмом:

R_T (τ ) = 1/T ∫^T x (t) x (t +τ)dt (1)

R_Txy (τ ) - 1/T ∫^T x (t) y (t +τ)dt

2) на представлении искомой функции корреляции в виде конечной суммы членов разложения её в ряд по ортогональным функциям.

Структурная схема коррелометра с перемножением:

В соответствие с алгоритмом в коррелометре должно производиться перемножение исследуемых процессов и интегрирование в течении времени Т. При этом один из процессов смещают во времени на величину ____. Схема содержит идеальный перемножитель, устройство задержки во времени одного из исследуемых процессов на величину ___, усредняющее и регистрирующее устройства. Каждому значению задержки соответствует постоянное напряжение (или ток), значение которого регистрируют. Кривую, построенную по этим точкам, принимают как оценку функции корреляции исследуемых процессов. При анализе функции автокорреляции в каналы 1 и 2 падают один и тот же исследуемый процесс, при анализе функции взаимной корреляции — различные процессы.

Автокорреляционная функция - это характеристика сигнала, которая помогает находить повторяющиеся участки сигнала.

Рассмотрим построение цифрового коррелометра с перемножением.

Алгоритм работы коррелометра предусматривающий дискретизацию времени и квантование по уровням, определяют соотношением:

R_N (pt₀) = 1/N ∑ x_k(it₀)x_k(it₀+pt₀) (2)

R_{N xy}(pt₀) = 1/N ∑ x_k(it₀)y_k (it₀+pt₀)

где х_k (it₀), y_k (it₀) – квантованные по уровню значения реализации случайных процессов в дискретные моменты времени.

p t₀ - интервал сдвига во времени (р = 0, 1, 2, …).

t₀ — элемент квантования времени.

Индекс k у случайных функций отмечает наличие квантования по уровню.

В соответствие с алгоритмом (2) значение исследуемых процессов отсчитывают в дискретные моменты времени, отстающие друг от друга на величину t_0. Вычисляют произведение значений исследуемых процессов, находят сумму произведений. Результат суммирования делится на число слагаемых. Задержку одного из процессов производят на целое число элементов отсчета времени на p t₀ .

Упрощенная схема коррелометра представлена на рисунке 8

рис.8

Входное устройство осуществляет дискретизации напряжений исследуемых процессов — квантование по времени и уровню — и представление дискретных отсчетов в нужном числовом коде.

Основным узлом входного устройства, обрабатывающего непрерывные сигналы, является аналого-цифровой преобразователь. Входное устройство может выполнять ряд дополнительных операций: усиление или ослабление входных сигналов, преобразование процессов, записанных на различных носителях в напряжение или ток.

Запоминающие устройство осуществляет запоминание (запись) кодовых чисел, соответствующих значениям реализаций исследуемых процессов х_k (it₀), y_k (it₀), а также обеспечивает дискретный сдвиг (задержку) во времени одного исследуемого процесса относительно другого. Выдача данных из запоминающего устройства в арифметическое производится в соответствии с командами, поступающие от управляемого устройства.

Арифметическое устройство выполняет следующие арифметические операции: перемножение кодов дискретных отсчетов входных сигналов, суммирование входных сигналов, суммирование произведений, деление результата суммирования на число произведений N.

Выходное устройство осуществляет вывод данных и регистрацию значений корреляционной функции.

Управляющее устройство вырабатывает команды, в форме электрических сигналов, которые управляют работой всего коррелятора, обеспечивая последовательность синхронности выполнения операций.

Задача 1

К генератору высокой частоты с внутренним сопротивлением 75 Ом подключается нагрузка с сопротивлением 25Ом.

Найти значения напряжения, которое нужно установить по шкале выходного аттенюатора генератора, чтобы на нагрузке получить напряжение 0.1В.

Построим схему.

Задача 2

При измерении фазового сдвига между синусоидальными напряжениями частотой f = 10кГц используется метод дискретного счета.

Рассчитать период счетных импульсов, если допустимая абсолютная погрешность дискретности измерения фазового сдвига Δ_g = 0,09⁰

Т = 1/f

Допустимая абсолютная погрешность дискретности измерения фазового сдвига

Δ_g = T_сч* ω = Т * 2п * f

T_сч = Δ_g/ 2пf = 0,09/2* 3,14* 10⁴ = (9/6,28) * 10^-6≈1,4 мкс.

Задача 3

Найти показания электронного вольтметра, у которого шкала проградуирована в среднеквадратичных значениях, детектор среднеквадратичных значений с открытым входам, если на его вход подаётся напряжение вида

U_ср.кв. =

Список литературы

1. Калашников С.Г. "Электричество". Изд-во 6. М.: 2004

2. Синдеев Ю.Г. Учебное пособие для лицеев и колледжей. "Электротехника с основами электроники". Ростов-на-Дону. 2009

3. Расчеты, графики и схемы произведены в программе Micro-Cap