Гл. 9. Характеристики статистических шумов

(9.56)

Как и прежде, а_х— постоянная выпрямителя для квадратичной характе­ристики и а₂ - постоянная для линейной характеристики выпрямителя.

Средний выходной постоянный ток /₀ для приведенных выше трех характеристик при включении выпрямителей к источнику статистического шума показан на фиг. 281—283. На этих графиках построены зависимо­сти 20 lg (/_а/<з_е а₂) или 20 lg (/₀/а| а_х) в функции С/а_е. Параметром являет­ся (S—С)/а_е. Как и раньше, о_е-- среднеквадратичное значение входного случайного шумового напряжения, С — напряжение отсечки, напря­жение насыщения.

1. Bacon R. Н., Практическая статистика для физиков-экспериментаторог,

Am. .Tourn. Phys., 14, 84 (1946).

2. Doming W. E., В i r g e R. T., Статистическая теория ошибок, Rev. Mod.

Phys., 6, 119 (1934).

3. Middleton D., Отдача квадратичных выпрямителей со смещением и насы­

щением при статистическом шуме, .Tourn. Appl. Phys., 17, 778 (1946); Ложные сигналы, порождаемые шумами в схемах с опрокидыванием, Report 24, Cruft _vLab., Harvard University, December, 1947.

4. Einstein A., Hopf L., Принципы теории вероятностей и их приложение

к теории излучения, Ann. d. Phys., 33, 1096 (1910).

5. Schottkv W., Спонтанно-изменяклцийся ток в проводниках, Ann. d. Phys.,

57, 541 (1918).

6. N у q u i s t H., Флуктуации шума электронных ламп и другие сходные явления,

March 17, 1943 (не опубликовано).

7. Rice S. О., Математический анализ статистического шума, Bell Syst. Techn.

Journ., 23, 282 (1944); 24, 46 (1945).

8. Г о л ь д м а н С., Гармонический анализ, модуляция и шумы, ИЛ, 1951.

9. R г с е S. О., Фильтрованный тепловой шум. Флуктуации энергии в функции

длительности интервала, Journ. Acoust. Soc. Am., 14, 216 (1943).

10. Slack M., Распределение вероятности для синусоидальных колебаний в сумме

со статистическим шумом, Journ. Inst. Electr. Eng., Part 111, 93, 76 (1946).

11. Jansky K. G., Экспериментальное исследование свойств некоторых типов

шумов, Proc. Inst. Rad. Eng., 27, 763 (1939).

12. Bennett W. R., Отдача линейного выпрямителя для сигнала и шума, Journ.

Acoust. Soc. Am., 15, 164 (1944); Новые результаты по расчету модуляции, Bell Syst. Techn. Journ., 12, 228 (1933).

13*. Бунимович в. И., Флюктуационные процессы в радиоприемных устрой­ствах, м., 1951.

14*. Горелик Г. С., Колебания и волны, М.—Л., 1950, гл. X.

Литература

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

§ 1. Введение

В ходе акустических измерений почти всегда используются те или иные электрические измерительные приборы: вольтметры, амперметры, измерители мощности, самописцы для записи уровней, Всякий измери­тельный прибор обязательно содержит элементы, преобразующие элек­трический сигнал в отклонение стрелки или пера, и обладает определен­ными статистическими и динамическими характеристиками.

Важнейшими параметрами приборов, предназначенных для измере­ния синусоидальных токов и напряжении, являются внутреннее сопро­тивление прибора, его частотная характеристика, точность калибровки и стабильность показаний. В тех случаях, однако, когда мы обращаемся к измерению сигналон сложной формы, например статистических шумов, речи или импульсов малой длительности, знание указанных параметров оказывается уже недостаточным для сознательного выбора измеритель­ного прибора и оценки его показаний.

Показания любого измерительного прибора зависят, как правило, от формы измеряемого сигнала (если он периодический), от отношения пи­кового значения к среднеквадратичному (независимо от того, является ли он периодическим или нет), от внутреннего сопротивления источника сигнала и, наконец, от- величины развиваемого этим источником напря­жения. Поэтому показания произвольного, наудачу выбранного прибора могут отличаться от показаний идеального прибора того же типа. На­пример, обычный «пиковый» измерительный прибор фактически показы­вает среднеквадратичное значение при малых уровнях сигнала и несколь­ко мепыпее действительного пикового при больших уровнях. При измере­нии статистического шума такой прибор, независимо от ширины полосы сигнала, на малых уровнях отсчитывает среднеквадратичное значение; при больших уровнях его показания оказываются несколько выше. Кроме того, показания пикового прибора сильно зависят от внутреннего сопро­тивления источника сигнала.

В настоящей главе рассматриваются принципы действия важней­ших измерительных приборов и факторы, определяющие их свойства¹); приводятся графики, связывающие точность показаний прибора с его физическими параметрами. Теоретическим основанием для построения этих графиков служит, но большей части, материал предыдущей главы. Здесь также выводятся формулы и строятся графики, при помощи которых можно определить показания квадратичного и линейного приборов при подаче на них статистического шума и других непериодических сигналов.

Вначале рассматриваются пиковые измерительные приборы и их свойства. Далее последовательно излагаются сведения, относящиеся к

') Описание принципов действия и элементы расчета приборов для измерения сигналов сложной формы можно также найти в книге 1'орона [28].—Прим. ред.