29. Метод накопления.

Допущения: Передаваемый сигнал – постоянная величина. Ux = Uo

В течение времени передачи tx

(t наблюдения) осущ. Многокр-е

измерение получаемого сигнала.

Сущность метода: сумма результатов

многократных измерений повышает соотношение сигнал/шум.

Полученный сигнал: Uy(t) = Ux(t)

+ Uξ(t)

Uy(t) = U0 + Ug(t)

Uy1 = U0 + Uξ1, Uy2 = U0 + Uξ2, …, Uyn = U0 + Uξn.

Пропускаем непрерывный сигнал Uy через фильтр и получаем

Ug = =( U0 + Uξi) = nU0 + Uξi = Ub + Uη

р_g – коэффициент помехоустойчивости.

Мощность шума пропорциональна дисперсии.

Если шум равномерный:

,

.

Следовательно, чем больше измерений, тем выше помехоустойчивость.

Если рассматривается последовательность импульсов:

Интервал между измерениями должен быть кратен периоду следования импульсов.

30. Корреляционный метод фильтрации (временная фильтрация).

Вxx – показывает связь между исходящим сигналом и его копией.

- автокорреляционная функция.

Вx1x2 – показывает связь между двумя различными сигналами.

- взаимнокорреляционная функция.

;

Следовательно, .

Сигнал и помеха взаимозависимы  .

.

Отношение полезного сигнала к помехе неограниченно возрастает при увеличении τ (временного сдвига). Теоретически можно выделить сколь угодно малый сигнал при увеличении τ и увеличении времени в процессе получаются автокорреляционные функции.

За интервалом времени (T+) рассчитывается только 1 т. автокор-ной ф-ии, кот соот установленному З значению . Если через обозначить инт вр в теч кот затухает до 0 (по сравнению с сигналом), то max время расчета 1 зн-ия Byy будет определятся значением . Для ускорения построение Byy в одноканальном корреляторе используют предварительную запись Uy(t) в течение интервала времени T.

Если заранее знаем частоту передаваемого сигнала, то ставим генератор стабильной частоты = частоте передаваемого сигнала.

Uz(t) не коррелирован с шумом.

Uz = kUx, значит

Следовательно знание частоты переданного сигнала ω0 позволяет избавиться на выходе автокорреллирующего фильтра от составляющей помехи характеризующейся функцией Bξξ.

Если помеха содержит не только случайные, но и периодические составляющие с частотами неравными ω0, то они тоже будут отфильтрованы, т.к. ф-ия взаимной корреляции Byz соед-т только общие частоты для Ux и Uz.

Время наблюдения обычно зависит от длит-ти периода. .

Генератор может быть непериодическим.

31. Согласованная фильтрация.

Основное условие: Ux – последовательность импульсов любой формы, определенный на инт [0; Tx],

вне инт Ux =0.

Uy(t)=Ux(t)+Uξ(t)

Uy(t) попускается ч/з линейный фильтр c хар-кой:

Ф(t)=Ux(Tx-τ)

Согласованный фильтр

Ug(t)=K[Bxx(Tx-t)+Bξx(Tx-t)]

Реакция соглас-го фильтра совп-ет с вых. Фильтра коррел-ра, но нет необходимости использовать устройства перемножения и генератора.

32. Кодирование. Выражение информации в цифровом виде. Классификация аналого – кодовых преобразователей.

Общепринята позиционная система кодирования.

Устройства, позволяющие заменять непрерывную последовательность аналоговой величины конечным числом дискр. Значений и представлять результат в определенном коде – аналого – кодовые преобразователи. Кодовые эквивалентны аналоговой величины м.б. представлены комбинацией состояний оптических, электрических и др. элементов и //-ми или последовательными во t комбинациями электрических импульсов и др.

Классификация: (АКП – аналоговые кодовые преобразоват)

1. По принципу работы измерительной части.

2. По принципу получения цифрового эквивалента.

33. Аналого – кодовые преобразователи считывания (метод масок).

В процессе преобразования определяется к какому месту на заранее выбранном геометрическом пространственном рисунке (или кодирующей маске) соответствует входной сигнал в виде прямоугольной пластины или диска (входной сигнал пропорционален геометрической координате).

Способы снятия информации:

- контактные

- маг. – эл. и др.

34. Аналого – кодовые преобразователи последовательного счета (с прямым и развертывающим измерительным преобразованием).

Измеряемая величина в виде J и U преобразуется в последовательность импульсов, число которых пропорционально измеряемой величине. Если задан шаг квантования и соотнесем его с длиной шкалы квантования, то число импульсов соответствующих одному значению кодовой величины:

Если известна частота счетчика импульсов tсч max и t затраченное на 1 цикл преобразуется:

Δ – время считывания цифровых эквивалентов и для сброса счетчика.

Для следящих: max – только если UB резко изменяется на всю частоту диапозона. fсч max порядка 50 МГц, Δ < 1 мкс.

Следовательно, если = 0.1 %, то до 50000 операций/сек.

С прямым преобразованием:

ГЕВИ – генератор

Ux→fx: fx лин зав от Ux

ГЕВИ задает интервал измерения, в течение которого открывается ключ 1 и счетчики начинают считать импульсы с упр-го генератора (УГ).

“-”: Сложно сделать УГ и они не стабильны

С развертывающей схемой преобразования:

ГКН – генератор линейно измен-ся компенсирующего напряжения Uк,

БС – блок синхронизации,

ГИ – высокостабильный ген-р имп-сов,

ОС – орган сравнения,

Z – цифровой код,

& - цифровой ключ,

БС запускает ГКН, Uк → ОС где сравнивается с Ux, пока Ux < Uк → ОС вырабатывает сигнал на открывание ключа (схема “и”) → на СЧ идет сигнал с ГИ, где преобразуется в z, когда Ux = Uк: ОС – вырабатывает сигнал на закрывание ключа и доступ импульсов от ГИ прекращается и БС вырабатывает сигнал на сброс счетчиков и счит-ния z.

Погрешность ~ 0.1 % ~ погрешности ОС.

35. Аналого – кодовые преобразователи поразрядного уравновешивания. Для достижения величины количества инфор-ии = 1 биту, каждую операцию сравнения необх-мо проводить на таком уровне, чтобы вероятности обнаружения UB выше и ниже этого уровня были равны.

Tri - триггер,

Кi – ключ,

E – источник U,

1,2,…,n – номер имп-в,

ОС – орган сравнения,

КР – кольцевой распредилитель имп-в,

Ux–компенсирующееU

Если вероятности всех знач-ий приобразуе-ой величины одинаковы, то первая операция сравнения при двоичном кодир-ие надо привести на уровне Uxmax/2. Цифровые эквиваленты Ux ниже этого уровня в старшем разряде будет иметь 0, а выше уровня – 1, следующий ур. в 2 раза меньше предыдущего: l=log2 (100/δx).

При заданном шаге кв. , l – длина кодовой последовательности; погрешность < 0.05 %.

В данной схеме ур-ни сравнения устанавливается последовательным переключением триггеров. Uк первого уровня образуется путем суммирования токов проп-ных весам разрядов. r<<R

Первый импульс с КР устанавливает триггер Trn в 1, все остальные ч/з сх-му “или” устанавливаются “0”.

Trn открывает Kn → U источника подается на R (Uк1 = Un), Un – напряжение на R. Uк сравнивается с Ux на ОС. Если Ux < Uк1, то в старшем разряде кодовой комбинации будет “0” → ОС открывает все схемы “и”. Далее с КР поступает 2 импульса → откр. Trn-1 и Kn-1, и Trn сбрасывается, → Uк2 = Un. Если Ux >Uк2, то во втором разряде кодовой комбинации – 1, и ОС меняет полярность выходного сигнала → все схемы “и” запираются → 3 импульса с КР устан-ет Trn-2 в 1, но не обнуляет другие триггеры →

Uк3 = Un + Un; Аналогично по всем триггерам. Инф-ой эквивалент снимается в конце интервала преобразования.