Анализ спектров случайных процессов

Для анализа спектра мощности случайного процесса используется один из двух методов:

Метод выборочной оценки.
Метод фильтрации.

1.– Метод основан на теореме Винера-Хичена, согласно которой спектр. плотность мощности связан с АКФ соотношением:

Wx (w) = ^-^jwτdτ

Для определения спектр. плотности определяют АКФ и по алгоритму Фурье вычисляют спектр. плотность мощности.

2.–Основан на пропускании реализации случайного процесса последовательно через узкополосный фильтр, квадратичный элемент и интегратор. На выходе интегратора получаем сигнал вида:

W (f ) =

f – резонансная частота фильтра

Δf – полоса пропускания фильтра.

Перестраивая f фильтра, находят точечные оценки спектральной плотности мощности для разных частот.

Для повышения достоверности оценки производят усреднение результатов по нескольким реализациям сигнала.

За счет конечности времени наблюдения, оценка мощности спектра является смещенной. Величина смещения тем больше, чем короче время реализации.

Измерение параметров элементов электрических цепей с сосредоточенными параметрами: методы и приборы непосредственной оценки параметров электрических цепей с сосредоточенными параметрами.

Параметры компонента считаются сосредоточенными, если его линейные размеры << длины волны сигнала, в противном случае параметры считаются распределенными.

Компоненты R, L, C.

Существует 4 основных метода измерения сосредоточенных параметров:

Непосредственной оценки.
Косвенный метод.
Нулевой метод.
Метод замещения.

Метод непосредственной оценки

Требования к приборам непосредственной оценки:

Диапазон измерения	Требуемая погрешность
≤10¹⁰Ом ≤10¹⁴Ом ( непроволочн. рез-ы) ≤10¹⁶Ом (диэлектрики) ≥10^-6Ом ≥10^-8Ом	± (0,001 – 0,1)% ±(0,1 - 1)% ±(10 - 20)% ±(0,2 - 1)% ±(2 - 5)%

Для линеаризации шкалы омметра используют схему:

Стабилизатор тока и высокоомный электронный вольтметр. Для исключения влияния резистора на результат измерения во входных цепях вольтмера ставят электрометрические лампы с малыми сеточными токами . Входное сопротивление такой лампы составляет 10¹⁵ Ом.

Другой способ линеаризации – более простой, но с меньшим диапазоном измерения.

Достоинства : не требуется стабилизатор тока

I = -Uоп*Rx / R₀Rn

Показания линейно зависят от сопротивления Rx. Таким образом обеспечивается большой динамический диапазон.

Rx_max/ Rx_min = 10¹⁰

Измерение параметров электрических цепей с сосредоточенными параметрами: методы и приборы сравнения.

Мостовые методы измерения

(Применяется схема уравновешивания мостов)

Для измерения сопротивления применяют одинарные либо двойные мосты постоянного тока.

Двойной мост необходим при измерении малых сопротивлений( до 1 Ом ) для компенсации сопротивления подводящих проводов.

Раздельно регистрируется ток моста и производим балансировку R_0.Условия равновесия моста:

Rx = + *( R1/R2 – R3/R4 )

Величину сопротивления стараются сделать как можно меньше. Для упрощения работы с мостом, предварительно балансируют измерительную часть, т.е. выполнения условия:

R1/R2 = R3/R4

Тогда условие баланса моста:

RX = R0R1/R2

Задавая большое или малое отношение сопротивлений R1/R2 можно расширить диапазоны .

Мосты переменного тока

Для измерения емкости и индуктивности применяют однородные и неоднородные мосты.

Неоднородные – для измерения индуктивности.

Однородные – для измерения сопротивления и емкости.

Наиболее удобно балансировать мост с помощью резистора и конденсатора переменной емкости, поэтому для измерения индуктивности используют неоднородный мост с включением образцового конденсатора в противоположное плечо.

Для измерения емкости, последнюю включают в смежное плечо. В качестве индикатора применяют микроамперметр переменного тока.

Недостатки индикатора – нечувствительность к фазе сигнала разбаланса.

Достоинства – широкий частотный диапазон ( до 10 МГц).

В качестве фазочувствительного индикатора используется ЭЛТ. В этом случае, при разбалансе, на экране наблюдается фигура Лиссажу – наклонный эллипс. Угол наклона оси эллипса определяется разностью фаз напряжения в диагоналях моста. Когда мост сбалансирован – прямая линия.

Трансформаторные мосты

Для измерения параметров элементов непосредственно в цепях. Обеспечивается гальваническая развязка измерительной цепи с измеряемым элементом.

ТН – трансформатор напряжения,

Z₀– образцовое напряжение,

ТТ – трансформатор токов.

ТН работает в режиме близком к режиму ХХ, ТТ – в режиме близком к КЗ.

i₀= U₀/Z_O; i_X = U_X/Z_X

Условие равенства магнитного потока:

I_X*W₄ = I₀W3

Z_X₌W2W4/W1W3.

Сопротивление обмоток ТТ должно быть << измеряемого сопротивления. Гальваническая связь с измеряемого элемента с генератором ТН отсутствует. Некритичность по отношению к добротности образцового элемента. Погрешность обеспечивается на уровне 0,1 – 0,5%. Схема хорошо защищена от внешних наводок, электромагнитных полей.

Иногда для исключения паразитных емкостных связей желательно заземлять одну из точек моста, для чего применяются Т – образные мосты.

Условие равновесия моста:

Z1 + Z3 + Z4 +Z1Z3/Z2 = 0

Для измерения индуктивности используют следующую схему:

где Z1 = Z3 = 1/JWC₀, Z2 = R_0.

Условие баланса разбиваются на две составляющие:

L_X= 2/W₀²C₀

R_X = 1/W²R₀C₀²

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 529; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!