3. Порог чувствительности и способы его уменьшения

П Ч- наименьш. вх. сигнал, кот. обнаруживаеться с заданной вероятностью правильного решения. Препятствует обнаружению сколь угодно малых сигналов. Это обусл. тем, что в любой системе имеються случайные флуктуации (шумы). Шум опр. теоретически осуществимый порог чувствительности.Рис1 – на вх нет сигнала. Если подать вх сигнал, то вых сигнал будет складываться из желаемого сигнала у’ и шума. Плотность распределения сместиться по оси у на у’ (рис 2). Критерий обнаружения: если фактич-ое значение у>0,5у’, то делают вывод что на вх есть сигнал, иначе – отсутствует. Если в этой ситуации х=среднеквадратич сигналу навх (х=σ), то вероятность его обнаружения = 70%. Отношение сигнал/шум=1 (S/N=x/σ=1). Если надо обнаружить сигнал с вероятностью >90%, то надо что б х>3σ. Общепринятая мера ПЧ- величина вх сигнала, для кот. S/N=1. Способы уменьшения порога чувствительности : 1) необходимо выносить решение о наличии сигнала на вх на основании нескольких измерений. В этом случ S/N эффективно растет, а ПЧ соответственно уменьш. 2) сужение ширины полосы изм.сист. Если шум «белый», то σ= σ₀ √В (В-ширина полосы, σ₀ – эквивалентный шум в полосе 1Гц). ↓ В в n раз , в такое же число ↑ S/N 3) частотный метод выделения сигналов. ПЧ можно ↓ путем фильтрации или с помощью использования селективного уселителя, в полосу пропускания которого подается сигнал или его осн частотн составляющие и не попадает (частично) шум. Эффективен в 3ех случаях: а) спектры сигнала и шума не перекрываются б) перекрываются частично в) когда в некот. Обл. частот. Мощность сигнала >> мощности шума.4)Синхронное детектирование. Если надо опр амплитуду почти синусоидального сигнала известной частоты и с известной фазой , то используют опорный сигнал известной частоты, выделяют составляющую спектра изм. сигнала, находящуюся в фазе с опорным. Шумы и помехи не находяться в одной фазе с опорным сигналом и обнаруживаться не будут.

4. Влияние формы входного сигнала на результат измерения.

По характеру зависимости вх сиггн от времени, сигналы классифицируют: 1)Статические сигналы(не зав-ит от времени, т.е сигнал явл-ся константой)ПР: пост ток или напряжение; 2)Квази-статический(изменяется, но оч. медленно) 3)Динамический (является ф-цией времени);

Динамические сгналы: 1)периодичные 2) одиночные 3) переходные процессы (неустановившиеся сигналы); Если сигнал X(T) повторяется во вр-ни к-дые Т сек, то его наз периодич сигналом с периодом Т. Если частоты повторения: f=1/T; ∆t/T – коэф заполнения(∆t- длит. сигнала). Сигналы с оч. малым коэф заполн., т.е редкие импульсы малой длительности измерить трудно. Они создают помехи в соседних измерит устройствах. Динамич сигн анализируют во временной и частотной областях. Для однозначного измерения динамич сигнала необходимо достоверно знать, какую характеристику этого динамич сигнала измеряет ис. Параметры дин сигн: 1) пиковое значение изм фв: х_макс=max|x(t)| 2)полный размах(X_разм=max{x(t)}- min{x(t)}) 3) текущее среднее значение за вр Т: X_ср=(1/Т)_t^t+T∫x(t)dt. 4)ср знач от абсол вел-ны: |x|_ср=(1/Т) _t^t+T∫|x(t)|dt; 5)действующее(ср-квадратичное) знач:

X_{ср кв}=√(1/Т) _t^t+T∫x(t)²dt; Для синусоиды: |x|_ср=2a/π; х_{ср кв}=a/√2;

К оэф-т формы сигнала: х_{ср кв}/|x|_ср; Коэф-т амплитуды(пик-фактор): х_макс/х_{ср кВ}

X_max=a Xразм=2а Хср=2а/π Х ср.кв.=а/√2