1.Основные понятия, термины и определения метрологии.
Измерением называется процесс, выполняемый с помощью специальных технических средств, в результате которого находится численное значение измеряемой величины.
Группы измерений:
Измерение параметров сигналов ( напряжение, тока, мощности, частоты)
Измерение величин характеризующих условия передачи сигналов связи (усиление, ослабление, отражение, искажение, помехи)
Измерение параметров отдельных элементов аппаратуры связи (сопротивление резисторов, емкостей конденсаторов, индуктивности катушек)
Измерение характеристик, определяющих свойства аппаратуры, каналов, и трактов связи (частотных, амплитудных, модуляционных, временных и др.)
Определение характера и места повреждения в аппаратуре и магистралях связи
Поверка измерительных приборов
Истинное значение измеряемой величины – значение, свободное от погрешностей.
Действительное значение измеряемой величины – значение полученное в результате измерения и настолько приближающиеся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.
Средства измерений – технические средства, предназначенные для целей измерений и имеющие установленную погрешность; к средствам измерения относятся: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, и информационно-измерительные системы.
Измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Прямые называют измерение, при котором непосредственно определяется значение измеряемой величины.
Косвенными называют измерение, результат которого получается после прямых измерений ряда величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью.
Совместными называют измерения двух или нескольких неоднородных величин с целью нахождения между ними зависимости.
Совокупными называют одновременные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения находят путем решения системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Основные виды измерения:
Лабораторные измерения
Производственные и приемо-сдаточные измерения
Эксплуатационные измерения
Поверка мер и измерительных приборов
Единицей измерения называют конкретную физическую величину, которой по определению присвоено числовое значение равное 1.
2. Анализ спектра сигналов. Краткая характеристика методов и способов анализа спектра.
Основная задача – определение амплитуд и частот его гармонических составляющих. Кроме того, в системах связи анализ спектра необходим для выявления паразитной модуляции; при помощи панорамных анализаторов спектра можно найти детерминированную помеху, наблюдать спектр многочастотных сигналов в групповых и линейных трактах систем уплотнения.
Спектральная
функция сигнала f(t)
определяется как
.
В
реальных условиях функция
измеряется в течение конечного времени
Т, поэтому измеряемый спектр в общем
случае является функцией не только
частоты, но и времени измерения:
Функция
называется текущим спектром сигнала.
Она имеет большое значение при разработке
методики измерения, в частности для
определения времени измерения.
Текущий спектр связан с функцией спектральной плотности мощности следующим соотношением:
Методы анализа спектра.
Цифровой анализ спектра
Этот метод является наилучшим в диапазоне частот от нуля до нескольких сотен мегагерц. Он отличается высокой точностью, хорошим разрешением, линейностью и динамическими амплитудными характеристиками. Метод непосредственного преобразования Фурье основан исключительно на цифровой обработке данных. Сначала берётся выборка анализируемого сигнала через интервал времени Δt, затем элементы выборки преобразуются в цифровую форму и при помощи быстрых цифровых преобразований вычисляется Фурье-образ сигнала. Верхний предел частоты в спектре анализируемого сигнала должен быть равен 1/(2Δt) (частота Найквиста или Шеннона).
Анализ спектра методом фильтрации
Метод фильтрации состоит в выделении спектральных составляющих сигнала с помощью узкополосного фильтра. Метод реализуется путем параллельного (одновременного) или последовательного анализа. Параллельный анализ осуществляется с помощью ряда узкополосных фильтров, каждый из которых выделяет одну составляющую спектра. Последовательный анализ состоит в выделении отдельных составляющих либо с помощью одного узкополосного перестраиваемого фильтра, либо путем такого преобразования частоты исследуемого сигнала, при котором в полосу фильтра поочередно попадают спектральные составляющие сигнала с различными
частотами.
ДИСПЕРСИОННО-ВРЕМЕННОЙ МЕТОД АНАЛИЗА СПЕКТРА
Сущность метода состоит в использовании для анализа спектра дисперсионной линии задержки (ДЛЗ), т. е. устройства, в котором задержка сигнала зависит от его частоты. Различные частотные составляющие спектра исследуемого сигнала задерживаются в ДЛЗ на различное время и в результате снимаются с выхода линии в различные моменты времени. Выделенная детектором огибающая отклика, наблюдаемая на экране осциллографа, представляет собой спектр входного сигнала.