Объекты исследований и измерений

Объекты исследований характеризуются различными значениями физических величин, неразрывно связанных с объектом. Объектами электрорадиоизмерений являются значения физических величин, параметры и характеристики сигналов электрорадиоцепей, компонентов и режимов этих цепей. Например, объект исследования - резистор, объекты измерений - сопротивление резистора постоянному току и мощность рассеивания резистора.

Параметры измеряемых сигналов

Мгновенное значение сигнала (x(t)) - значение сигнала в заданный момент времени (рис. 1). Рис. 1 Максимальное значение сигнала (X_max) - наибольшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени (Т_у). Для сигналов синусоидальной формы термин "максимальное значение" часто заменяют термином "амплитуда" (амплитудное значение, X_m). Минимальное значение сигнала (X_min) - наименьшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени (Т_у). Постоянная составляющая сигнала (Х₀) - среднее значение сигнала:

, где Ту - время усреднения.

Для синусоидальных сигналов с периодом Т постоянная составляющая равна:

Средневыпрямленное значение сигнала (Х_с.в.) - среднее значение модуля (абсолютной величины) сигнала. Для синусоидальных сигналов:

Для однополярных сигналов:

Среднеквадратическое (действующее, эффективное) значение сигнала Х_с.к. - корень квадратный из среднего значения квадрата мгновенных значений сигнала. Для синусоидальных сигналов:

Для измерения с.к. значения сигналов несинусоидальной формы используют один из следующих режимов: 1. Аналогично режиму измерения синусоидальных сигналов при условии, что Т=Т_у. В этом случае необходимо учитывать следующее: чем больше форма сигнала отличается от синусоидальной, тем выше погрешность измерения (до 30%-50%). В зарубежной литературе данный режим принято обозначать RMS; 2. С учетом наличия гармонических составляющих (режим True RMS):

, где Хс.к.n - с.к. значение n-ой гармоники;

3. С учетом наличия постоянной составляющей (режим Total RMS):

, где Х0 - постоянная составляющая.

Переменная составляющая сигнала (х~(t)) - разность между мгновенным значением сигнала и его постоянной составляющей: х~(t)=х(t) - Х₀. Пиковое отклонение "вверх" (Х_в.в.) - наибольшее мгновенное значение переменной составляющей сигнала на протяжении заданного интервала времени. Пиковое отклонение "вниз" (Х_в.н.) - наименьшее мгновенное значение переменной составляющей сигнала на протяжении заданного интервала времени, взятое по модулю. Размах сигнала (Х_р.) - разность между максимальным и минимальным значениями сигнала на протяжении заданного интервала времени: Х_р.=Х_max - X_min=Х_в.в. + Х_в.н. Связь между рассмотренными параметрами устанавливается через коэффициент амплитуды (Peak Factor)

, коэффициент формы (Form Factor)

и коэффициент усреднения

Для каждой формы физически реализуемого сигнала все три коэффициента определены (таблица 2), потому измерения одного из значений сигнала достаточно для вычисления и других его параметров.

Таблица 2.

Форма сигнала	ka	kф	kу
Синусоидальная	1,41	1,11	1,57
Треугольная	1,73	1,16	2
Прямоугольная со скважностью Q
Меандр	1	1	1
Постоянный ток	1	1	1