Измерение спектральных характеристик случайных процессов
Правила расчета энергетического спектра напряжения, технической и естественной флуктуации. Измерение энергетического спектра напряжения генератора для всех диапазонов, спектра флуктуаций и его математическое разделение на техническую и естественную.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2015 |
| Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ
Студент: Скробов Леонид Артемьевич.
Преподаватель: Медведев А.В.
Введение
Целью работы является изучение случайных процессов, всегда присутствующих в электрических цепях, и оказывающих свое негативное влияние на информативный сигнал. Приобретение навыков по вычислению и анализу этих процессов.
В работе исследуется энергетический спектр напряжения на выходе генератора шума, а так же спектры флуктуаций частоты автогенераторов двух типов.
энергетический спектр напряжение генератор
1. Методическая справка к работе
1.1 Правила расчета энергетического спектра напряжения
Исследование производится при помощи прибора С4-77 - анализатор спектра. Анализатор содержит перестраиваемый фильтр частот с полосой пропускания df и квадратичный вольтметр, измеряющий эффективное значение напряжения, в заданной полосе df. Анализатор выстраивает зависимость на экране эффективного напряжения от частоты.
Мощность шума P рассчитывается методом упрощенного интегрирования.
1.2 Правила расчета технической и естественной флуктуации
Так как для анализа частотных флуктуаций используется тот же самый прибор С4-11, то на экране мы видим девиацию частоты, чтобы в конечном счете мы снова смоги говорить о частоте, учитывая линейное первоначальное преобразование, используется обратное преобразование посредству домножения на некоторый коэффициент:
Где К расчитывается из приложенного графика характеристики дискриминатора, как:
Для определения ширины технической флуктуации:
Где FТ - полная интенсивность технической флуктуации. Находится из полученного изображения в результате интегрирования апроксимирующего энергетический спектр треугольника.
Определение ширины естественных флуктуаций используется формула:
При определении GFE необходимо предварительно измерить и исключить из расчета внутреннюю зашумленность прибора. Это легко сделать по показаниям спектрометра относящимся к области частот с самым низким уровнем шума. Модуль разности значений с подключенным автогенератором и без - даст величину шума автогенератора.
2. Измерение энергетического спектра напряжения на выходе генератора шума при постоянном уровне мощности, для всех диапазонов генератора
250-3500 Гц df=300
|
df |
100 |
|
|
D(u) [мВ] |
3 |
|
|
D(F) [кГц] |
10 |
|
|
Ud |
5,6 |
|
|
Fd |
3,5 |
|
|
U [мВ] |
1,68 |
|
|
dF [кГц] |
3,5 |
|
|
P [мВ2] |
98,784 |
250-3500 Гц df=100
|
df |
300 |
|
|
D(u) [мВ] |
10 |
|
|
D(F) [кГц] |
10 |
|
|
Ud |
2,8 |
|
|
Fd |
3,5 |
|
|
U [мВ] |
2,8 |
|
|
dF [кГц] |
3,5 |
|
|
P [мВ2] |
91,467 |
40-12000 Гц df=100
|
df |
100 |
|
|
D(u) [мВ] |
3 |
|
|
D(F) [кГц] |
20 |
|
|
Ud |
3,1 |
|
|
Fd |
5,5 |
|
|
U [мВ] |
0,93 |
|
|
dF [кГц] |
11 |
|
|
P [мВ2] |
95,139 |
40-12000 Гц df=300
|
df |
300 |
|
|
D(u) [мВ] |
10 |
|
|
D(F) [кГц] |
20 |
|
|
Ud |
1,6 |
|
|
Fd |
5,5 |
|
|
U [мВ] |
1,6 |
|
|
dF [кГц] |
11 |
|
|
P [мВ2] |
93,867 |
20-20000 Гц df=100
|
df |
100 |
|
|
D(u) [мВ] |
3 |
|
|
D(F) [кГц] |
50 |
|
|
Ud |
2,3 |
|
|
Fd |
4 |
|
|
U [мВ] |
0,69 |
|
|
dF [кГц] |
20 |
|
|
P [мВ2] |
95,220 |
20-20000 Гц df=300
|
df |
300 |
|
|
D(u) [мВ] |
10 |
|
|
D(F) [кГц] |
50 |
|
|
Ud |
1,25 |
|
|
Fd |
3,7 |
|
|
U [мВ] |
1,25 |
|
|
dF [кГц] |
18,5 |
|
|
P [мВ2] |
96,354 |
Исходя из приведенных расчетов можно заметить статистически совпадающие (в небольших пределах) мощности шума при различных параметрах измерений и параметрах сигнала. Чего и следовало ожидать.
3. Измерение спектра флуктуаций и его математическое разделение на техническую и естественную флуктуации
LC-генератор.
|
df |
100 |
Ширина фильтра спектрогрофа. |
|
|
D(u) [мкВ] |
100 |
Масштаб окна по вертикали. |
|
|
D(F) [кГц] |
200 |
Масштаб окна по горизонтали. |
|
|
Uср.d [дел] |
2,4 |
Определенное по осциллограмме среднее значение. |
|
|
Fd [дел] |
3,2 |
Диапазон частот действия технических шумов. |
|
|
Uср [мкВ] |
24 |
||
|
dF [кГц] |
64 |
||
|
K [мВ/Гц] |
0,027 |
Коэффициент расчитанный по характеристикам дискриминатора. |
|
|
Gf.ср [мГц] |
7,885 |
||
|
Fт [Гц] |
504,668 |
||
|
dfт [Гц] |
63,540 |
Собственная ширина технических помех. |
|
|
dUсобств.d |
0,350 |
||
|
Uест.d [мкВ] |
0,500 |
||
|
Uест [мкВ] |
1,500 |
||
|
Gf.ест [МГц] |
30,803 |
||
|
dfe [МГц] |
0,304 |
Собственная ширина естественных помех. |
Генератор на туннельном диоде.
|
df |
100 |
PassBand. |
|
|
D(u) [мкВ] |
300 |
Масштаб окна по вертикали. |
|
|
D(F) [кГц] |
200 |
Масштаб окна по горизонтали. |
|
|
Uср.d |
2,4 |
Определенное по осциллограмме среднее значение. |
|
|
Fd |
6 |
Диапазон частот действия технических шумов. |
|
|
Uср [мкВ] |
72 |
||
|
dF [кГц] |
120 |
||
|
K [мВ/Гц] |
0,027 |
Коэффициент расчитанный по характеристикам дискриминатора. |
|
|
Gf.ср [мГц] |
70,969 |
||
|
Fт [Гц] |
8516,275 |
||
|
dfт [Гц] |
261,018 |
Собственная ширина технических помех. |
|
|
dUсобств.d |
0,100 |
||
|
Uест.d |
0,500 |
||
|
Uест [мкВ] |
12,000 |
||
|
Gf.ест [МГц] |
1971,360 |
||
|
dfe [мГц] |
19,457 |
Собственная ширина естественных помех. |
Расчет технической и естественной помехи, подтвердил расхождение их значений, а именно: частоты технических помех значительно ниже естественных.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение спектров амплитуд и фаз периодической последовательности прямоугольных импульсов. Расчет амплитуды гармоник спектра, включая постоянную составляющую. Расчет огибающей спектра амплитуд. Исходный сигнал, составляющие и результирующие ряда Фурье.
контрольная работа [296,7 K], добавлен 15.10.2013Подготовка монохроматора к работе. Градуировка монохроматора. Наблюдение сплошного спектра излучения и спектров поглощения. Измерение длины волны излучения лазера. Исследование неизвестного спектра.
лабораторная работа [191,0 K], добавлен 13.03.2007Элементы теории погрешностей. Поправка на систематическую погрешность. Среднее арифметическое ряда независимых измерений напряжения. Измерение тока и напряжения. Относительная погрешность размаха импульсов. Применение электронно-лучевого осциллографа.
контрольная работа [196,1 K], добавлен 17.01.2012Порядок проведения визуального осмотра аккумуляторной батареи, определение состояния моноблока, крышек, пробок, мастики, выводов. Измерение напряжения под нагрузкой, измерение напряжения 2-х соседних аккумуляторов, падения напряжения на мастики.
лабораторная работа [11,1 K], добавлен 08.02.2010Электронное строение атомов переходных элементов. Физические свойства редкоземельных металлов, их применение. Решение уравнения Шредингера для кристалла. Современные методы расчета зонной структуры. Расчет электрона энергетического спектра неодима.
дипломная работа [1000,2 K], добавлен 27.08.2012Измерение высоких напряжений шаровыми разрядниками, электростатическим киловольтметром. Омические делители для измерения импульсного напряжения. Порядок проведения калибровки киловольтметра. Измерение амплитудного значения переменного напряжения.
реферат [1,1 M], добавлен 30.03.2015Классификация квантоворазмерных гетероструктур на основе твердого раствора. Компьютерное моделирование физических процессов в кристаллах и квантоворазмерных структурах. Разработка программной модели энергетического спектра электрона в твердом теле.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 21.01.2016Выбор сечения кабельной жилы, его обоснование. Потери напряжения и мощности в кабельной линии. Принципы подбора трансформатора. Характерные особенности спектра выходного напряжения ПЧ с АИН. Расчет охладителя, выпрямителя, фильтра, а также снаббера.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.12.2011Измерение входных сопротивлений экземпляров вольтметров, используемых в работе. Исследование влияния входного сопротивления вольтметра на результат измерения напряжения с применением делителя напряжения. Проверка вольтметра по цифровому методу сличения.
лабораторная работа [306,7 K], добавлен 05.06.2015Расчет мощности приводного электродвигателя. Анализ структуры силового блока преобразователя, принципиальной и функциональной схемы. Разработка графика напряжения в контрольных точках преобразователя. Расчет характеристик двигателя, полосы спектра частот.
курсовая работа [620,4 K], добавлен 02.02.2016Оптические свойства полупроводников. Механизмы поглощения света и его виды. Методы определения коэффициента поглощения. Пример расчета спектральной зависимости коэффициента поглощения селективно поглощающего покрытия в видимой и ИК части спектра.
реферат [1,2 M], добавлен 01.12.2010Принципы проектирования электрического фильтра и усилителя напряжения. Анализ спектра сложного периодического сигнала. Оценка прохождения входного сигнала через радиотехнические устройства. Разработка схем электрического фильтра и усилителя напряжения.
курсовая работа [323,7 K], добавлен 28.03.2015Энергетический спектр как распределение частиц ионизирующего излучения по энергии. Классификация и типы спектров излучений: дискретные (линейчатые) и непрерывные. Определение истинного энергетического спектра Ф(Е) по измеренному распределению импульсов.
лабораторная работа [47,0 K], добавлен 01.11.2015Принцип работы и особенности использования светофильтров, их назначение и основные функции. Методика выделения узкой части спектра при помощи комбинации фильтров Шотта. Порядок выделения одной или нескольких линий их спектра, различных цветов и оттенков.
реферат [247,0 K], добавлен 28.09.2009Методы изготовления квантовых точек. Перспективы их использования в устройствах и приборах. Однофотонное поглощение света. Сравнительный анализ энергетического спектра и плотности электронных состояний в массивном полупроводнике, проволоке и точке.
курсовая работа [548,5 K], добавлен 29.04.2014Структурная схема системы электросвязи. Назначение отдельных элементов схемы. Расчет интервала корреляции, спектра плотности мощности и начальной энергетической ширины спектра сообщения. Средняя квадратическая погрешность фильтрации и мощность отклика.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.12.2012Изображение на спектральной диаграмме спектра периодического процесса с заданными значениями амплитуды и частоты. Фазовый спектр периодического импульсного процесса. Спектральная плотность одиночного прямоугольного импульса. Анализ спектра суммы сигналов.
контрольная работа [412,7 K], добавлен 11.07.2013Схема исследуемых электрических цепей. Измерение напряжения на всех элементах цепи, значения общего тока и мощности. Определение параметров напряжения в режиме резонанса и построение векторных диаграмм тока, топографических векторных диаграмм напряжений.
лабораторная работа [455,5 K], добавлен 31.01.2016Согласование средства измерения с объектом измерения. Влияние наблюдателя. Методы сопряжения. Влияние окружающей среды и помехи. Совершенствование методики измерения. Использование методов компенсации. Изменение формы входного сигнала или его спектра.
презентация [10,7 M], добавлен 02.08.2012Философская и физическая суть квантованности распределения энергии спектра на основе цветных солитонов; определение частотного фрактала, массы, энергии, температуры, импульса. Внутриприродная информационная система; феномен "спонтанного самовозгорания".
научная работа [232,6 K], добавлен 07.05.2012
