3 Информационная емкость

Информационная емкость – это максимальное количество информации, которое может быть передано от данного прибора в единицу времени

,

(3.1)

,

(3.2)

,

(3.3)

где – средняя неопределенность передаваемого сообщения (априорная);

– средняя неопределенность принимаемого сообщения (апостериорная);

T – время передачи информации;

, – априорная и апостериорная энтропии, приходящиеся на единицу времени.

Для дискретного (цифрового) прибора, передающего m сообщений за время Т, каждое из которых имеет длительность , информационная емкость равна

,

(3.4)

где – время передачи всех m отдельных сообщений.

Тогда при

.

(3.5)

Например, для сигналов, имеющих два состояния (m = 2),

.

(3.6)

Минимальное значение ограничено предельным значением полосы пропускания канала передачи .

При передаче информации простейшими двоичными сигналами и когда форма импульса не важна, выбирают . Тогда

.

(3.7)

Пропускная способность канала также может быть определена на основе теоремы Котельникова. Если известно, что верхняя частота частотного диапазона , то количество информации в каждом отсчете при равномерном распределении величины x в диапазоне и погрешности , равно:

.

(3.8)

Пропускная способность определится как

.

(3.9)

Теоретически информационная емкость при наличии помех определяется согласно формуле Хартли-Шеннона

,

(3.10)

где – ширина полосы частот;

– средняя мощность сигнала;

– средняя мощность помех с нормальным законом распределения амплитуд и равномерным спектром в полосе частот.

Из равенства (3.10) следует, что при информационная емкость близка к нулю. С уменьшением емкость С неограниченно возрастает, но на практике это невозможно из-за наличия различных аппаратурных погрешностей. [5]

4 Статические характеристики

Различают статические и динамические свойства средства измерений. Статические свойства средства измерений проявляются при статическом режиме его работы, т. е. когда выходной сигнал средства считается неизменным при измерении; динамические свойства – при динамическом режиме работы средства измерений, при котором выходной сигнал средства изменяется во времени при его использовании. [1]

Статическая характеристика средства измерения – это функциональная зависимость между входной и выходной величинами:

.

(4.1)

Характеристики средств измерений подразделяют на заданную, расчетную и экспериментальную.

Заданная характеристика идеально отражает связь между x и y:

.

(4.2)

Расчетная характеристика имеет вид

,

(4.3)

где – конструктивные параметры, характеризующие средство измерения;

– внутренние дестабилизирующие факторы (термо ЭДС, трение в опорах и др.).

Если значения параметров соответствуют заданным значениям , … , , а внутренние дестабилизирующие факторы , то характеристику называют расчетно-номинальной:

.

(4.4)

По этой характеристике обычно осуществляют согласование элементов средства измерения.

Экспериментальная характеристика может быть установлена на основе эксперимента [4]

.

(4.5)