Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова

Кафедра радиоэлектронных систем управления

Электронный конспект лекций

Измерительно-информационные системы

Санкт-Петербург - 2011



Оглавление

• 1. Измерительно-информационные системы. Введение
• 1.1 Обобщенная структура ИИС
• 1.2 Формула Шеннона и ее толкование
• 1.3 Связь условной вероятности и потери информации
• 2. Первичные преобразователи и их погрешности
• 2.1 Разновидности сигналов на выходе датчика
• 2.2 Принципы преобразования
• 2.3 Погрешности первичных преобразователей и их причины
• 2.4 Назначение масштабирования в ИИС
• 2.5 Погрешность АЦП
• 3. Передача цифрового сигнала
• 3.1 Обобщенная структура радиоканала
• 3.2 Виды сигналов в цифровых радиоканалах
• 3.3 Зависимость пропускной способности канала от вида модуляции
• 3.4 Определение значения вероятности ошибки
• 3.5 Способы регенерации сигналов
• 3.6 Оценивание относительной ошибки в кодовом слове из-за шумов
• 3.7 Синхронизация в цифровых ИИС
• 3.8 Применение синхрокодов
• 3.9 Выделения синхросигнала непосредственно из битового видео сигнала
• 3.10 Использование сигнала на частоте несущей
• 3.11 Коды Баркера для битовых сигналов
• 4. Принципы разделения каналов в многоканальных измерительных системах
• 4.1 Виды разделения каналов
• 4.2 Ошибка дискретизации из-за пересечения спектров
• 4.3 О необходимости предварительной фильтрации перед дискретизацией
• 4.4 Связь ошибки восстановления с шагом дискретизации
• 4.5 Применение неравенства Бернштейна
• 4.6 Возможные пути уменьшения ошибок из-за дискретизации
• 5. Практические занятия
• 5.1 Оценка шумовых свойств преобразователей антенного типа
• 5.2 Оценка мощности шума для телевизионного канала (космическое телевидение)
• 5.3 Понятие коэффициента шума
• 5.4 Оценка относительной погрешности усечения при нормировке нормального процесса
• 5.5 Оценка вероятности ошибки при регенерации (восстановлении) символов
• 5.6 Обеспечение информационной надежности систем. Мажоритарное резервирование
• 5.7 Скользящее резервирование, как перспективный путь повышения надежности мультипроцессорных систем
• 5.8 Основные показатели надежности для всех видов
• скользящего резервирования
• 5.9 Метод состояний (цепи Маркова)
• 5.10 Теория массового обслуживания и пропускная способность
• 5.11 Причины избыточности измерительных систем


1. Измерительно-информационные системы. Введение

Назначение ИИС

· системы для сбора информации о среде - мониторинг внешней среды

· системы управления технологическими процессами

· системы контроля и диагностики объектов

· системы для испытаний и исследования объектов.

1.1 Обобщенная структура ИИС

Рисунок 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- цифровой сигнал

- аналоговый сигнал

Структура преобразований от источника информации к получателю

Причины потери информации при преобразованиях от источника к получателю.

Ошибки, возникающие во время преобразований:

1 - ошибки внешних воздействий среды

2 - ошибки аналогового преобразования

3 - ошибки аналогового канала связи

4 - ошибки АЦП

5 - ошибки цифрового канала связи

6 - ошибки обработки

7 - ошибки отображения

8 - ошибки, связанные с особенностями получателя информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

1.2 Формула Шеннона и ее толкование

Количество информации, передаваемой из одного места в другое, зависит от:

1. продолжительности времени, которое она поступает, Т

2. полосы частот, используемой для передачи информации (чем шире полоса частот, тем больше информации), F

3. отношения сигнал-шум, у_с²/у_ш²

S_c(f)

S_ш(f)

S_c(f)

S_ш(f)

f

f_minf_max

Рисунок 3

S_c(f)- спектральная плотность информационного сигнала

S_ш(f)- спектральная плотность шума

f_min - f_max = F

I = T F log₂ (1 + у_с²/у_ш²)

I - количество информации, передаваемой за время T

Т - время передачи

F - полоса частот, в которой передается информация

у_с²/у_ш² - отношение сигнал/шум - отношение мощностей

log₂ (1 + у_с²/у_ш²)

I

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

T

F

Рисунок 4

I сохраняется, если любую из этих координат изменять в пользу другой координаты. Отношение у_с²/у_ш² изменить нельзя (шум не зависит от нас, мощность передатчика задана), значит можно изменить T и F.

Влияние фактора времени T на получение информации при малых отношениях С/Ш, на примере передачи одного двоичного символа (импульса, разряда)



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1/2Т 1/Т 2/Т f

S_ш

Рисунок 5

При увеличении Т спектр сигнала расширяется, что увеличивает количество информации.

Принятие решения о наличии «1» или «0» с помощью интегрирования и сравнения с порогом.

U(t), t

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6

U_?(t) «1» случайный сигнал

U_пор t1 t2t

t1-t2=T

Интегрируем этот процесс (шум центрированный, он не имеет постоянной составляющей, значит стремится к 0)

Сравниваем с U_пор: - если значение больше U_пор, то - «1»

- если значение меньше U_пор, то - «0»

Влияние расширения полосы частот F на увеличение объема информации.

Увеличивать F «до бесконечности» не возможно, F- ограничена.

1.3 Связь условной вероятности и потери информации

Пусть

x_i - измерения, которые мы можем получить

P(x_i) - вероятность появления x_i

Чем меньше вероятность получения x_i тем больше информации несет данное измерение, и наоборот.

I(x_i) = log₂ (1/ P(x_i)) = -log₂ P(x_i)

Если есть шумы, то х_i изменяется в y_i

P(x_i /y_i) - условная вероятность, учитывает потерю информации

P(x_i) * P(x_i /y_i) - полная вероятность

I(x_i,y_i) - взаимная информация

Тогда количество информации в y_i об x_i

I(x_i,y_i) =[ log₂ (1/ P(x_i) P(x_i/y_i)] = log₂ P(x_i) - log₂ P(x_i/y_i)



2. Первичные преобразователи и их погрешности

Первичный преобразователь (ПП) - устройство, преобразующее некоторую физическую величину в электрический сигнал.

Виды измеряемых параметров:

· расстояния, углы

· скорости, ускорения

· время, частота

· температура

· давление

· напряжения

· вибрации

· поля

· концентрации

2.1 Разновидности сигналов на выходе датчика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7

U(t)-случайная функция

U(t)-гармонический сигнал

АМ

U(t)-гармонический сигнал

ФМ

U(t)-импульсы

U(t)-импульсы

ВИМ

ШИМ

U(t)-Цифровой сигнал

0 1 1010

2.2 Принципы преобразования

Типы первичных преобразователей

Емкостные

Основаны на изменении емкости конденсатора при перемещении обкладок конденсатора относительно друг друга. Конденсатор можно включать либо в колебательный контур, либо в мостовую схему. Емкостные преобразователи используются для измерения перемещений, давления, вибрации, деформации, анализа среды.

е

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8

C=е*S_{пластины}/l,

Где lе - диэлектрическая проницаемость среды

Информация о параметре содержится в частоте или периоде (гармонический сигнал).

Конденсатор можно включать в колебательный контур, либо в мостовую схему.

Пьезоэлектрические

Основаны на прямом и обратном пьезоэффектах.

При деформации некоторых кристаллов, на их гранях возникает разность потенциалов, пропорциональная напряжению - прямой пьезоэффект. При воздействии разности потенциалов на кристалл, в нем возникают напряжения - обратный пьезоэффект.

Используются для измерения усилия, ускорения, вибрации.

F

U(t)

F

Рисунок 9

Вещества: кварц, титанат бария, сульфат лития.

Электромагнитные

Основаны на изменении индуктивности катушки при перемещении ее сердечника.

Используются для измерения перемещений, вибрации, давления.

Катушка сердечник

Рисунок 10



Ионизационные

Основаны на прямой пропорциональности между выходным параметром и ионным током, образовавшимся в результате ионизации термоэлектронами остаточных газов. Например, счетчик Гейгера.

Используются для измерения радиации, фотонного излучения.

+ -

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

RU(t)

+ -

Рисунок 11

Полупроводниковые

Работа в режиме фотосопротивления: изменение сопротивления полупроводника под воздействием излучения. Работа в режиме генератора: возникновение разности потенциалов при облучении p-n перехода.

Используется для измерения оптического излучения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12

Тензометрические

Основаны на изменении сопротивления проводников при деформации (тензорезисторы).

Термопары

Основаны на эффекте Зеебека - Эффект Зеебека состоит в том, что в электрической цепи, составленной из разных проводников (М1 и М2), возникает термоэдс, если места контактов (А, B) поддерживаются при разных температурах.

Также для первичных преобразований используются гироскопический эффект, эффект Доплера и многие другие.

2.3 Погрешности первичных преобразователей и их причины

Причины погрешности:

1. Нелинейность преобразования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

U=f(x)тарировка реальная кривая

Рисунок 13

Путем тарирования первичного преобразователя заменяем истинную функцию изменения параметра на искусственную.

U₂

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

U₁

Рисунок 14

Производится калибровка, а затем аппроксимация. Следовательно, возникает погрешность аппроксимации, связанная с нелинейностью преобразования.

2. Явление гистерезиса

X

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Y

Рисунок 15

X-измеряемый физический параметр

Y-сигнал на выходе датчика

Одному значению X соответствует два различных значения Y - возникает ошибка гистерезиса.

3. Инерционность преобразователя - динамическая ошибка

параметр

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

сигнал датчика

Рисунок 16

Инерционность датчика связана с его частотной характеристикой.

4. Неравномерность частотной характеристики датчика

Параметр (амплитудный спектр)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

|к(f)

1АЧХ

Рисунок 17

Сигнал не отражает истинное значение параметра, так как пропадает высокочастотная область спектра, поэтому возникает ошибка несогласованности спектра сигнала с частотной характеристикой первичного преобразователя.

Чем шире полоса пропускания ПП, тем менее он инерционен, т.е. он пропускает высокочастотные сигналы.

Все температурные датчики инерционны (не могут быстро реагировать на изменение температуры).

5. Внутренние шумы преобразователя

2.4 Назначение масштабирования в ИИС

Динамический диапазон - характеристика устройства или системы.

Обозначение: L

L=2ⁿ*Д,

где n-количество разрядов,

Д-цена младшего разряда

L=Umax -Umin



Umax

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Umin

Рисунок 18

Очень часто параметры входного сигнала не соответствуют динамическому диапазону АЦП, что приводит к неэффективному использованию возможностей АЦП и более высоким погрешностям.

Рисунок 19

Uср - постоянная составляющая сигнала

Если вычесть из входного сигнала постоянную составляющую, то получим:

Рисунок 20



Если динамический диапазон сигнала меньше динамического диапазона устройсва, то необходимо убрать U_ср=const и поставить усилитель.

Если динамический диапазон сигнала больше динамического диапазона устройсва, то необходимо убрать U_ср=const и поставить делитель.

Значения сигнала, большие Umax и меньшие Umin усекаются, что приводит к погрешности.

Рисунок 21

2.5 Погрешность АЦП

г_кв.=у_кв./L,

где L-динамический диапазон

у_кв- ошибка квантования

г_кв-относительная среднеквадратичная ошибка АЦП

у_кв²=Д/12,

где Д-цена младшего разряда

L=2ⁿ*Д,

где n-количество разрядов

L=6*у_с

Рисунок 22

Д=(6*у_с)/2ⁿ

у_кв= Д/(2?3)=(6*у_с)/(2ⁿ*(2v3))

г_кв.= у_кв./L=1/((2v3)*2ⁿ)

Прим.: Пусть n=10 (число разрядов), динамический диапазон L=6:



3 . Передача цифрового сигнала

3.1 Обобщенная структура радиоканала

Условная структура радиоканала:

А_перед А_прием

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 23

Цифровая информация передаётся:

Рисунок 24

Упрощенная структура приемника

А

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 25

УПЧ - усилитель промежуточной частоты

Усилитель малошумящий - усилитель, помещенный в криогенную камеру (не добавляет шум).

Преобразователь частоты: f_cf_с-f_г,…



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

~f_г

Рисунок 26

избирательный фильтр

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_c-f_гf_с

f

Рисунок 27

Таким образом, на выходе получим сигнал со спектром более низкой частоты.

3.2 Виды сигналов в цифровых радиоканалах

U_с(t)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФМ

Рисунок 28



Спектр одиночного импульса:

Рисунок 29

Чем короче импульс, тем шире спектр; требуется большая полоса пропускания.

Спектр цифрового сигнала важен, чтобы выбрать канал коммуникации. Спектр хаотической последовательности импульсов находится с помощью суперпозиции (наложение) => по форме останется тем же, но будет мощнее по энергии. Пусть импульс является -функцией. Спектр бесконечный, равномерный; белый шум тоже имеет бесконечный, равномерный спектр (но фазовые спектры будут разными).

АИМ спектр:

Рисунок 30

- несущего сигнала

Лучше выбрать fн в районе ВЧ , чтобы спектр не исказился.

Системы с АМ почти не используются, т.к. появляется много шумов; однако используются в телевидении.

ЧМ спектр:

Рисунок 31

Система стала более помехозащищённой, т.к. разбили спектр (информацию) на две части (расширили спектр и уменьшили уязвимость).

ФМ способствует тому, что спектр становится более равномерным.

Результирующая ширина спектра сохраняется (? как в ЧМ), но он становится равномерным.

3.3 Зависимость пропускной способности канала от вида модуляции

C=I(x)/t,

где C- пропускная способность канала,

I(x) - весь объем информации,

t- время, в течении которого передается информация

у_с²/у_ш² - отношение сигнал/шум

C_max когда передается все что нам нужно, и погрешность нас устраивает.

C/C_max- относительная пропускная способность

C/C_max



1ФМЧМАМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

204060

у_с²/у_ш²

Рисунок 32

Информативность бинарного канала

- некоторое сообщение (может принимать значение 0 или 1)

Передаём , получаем => информация искажается; система с некоторой вероятностью ошибается (Рош).

в процессе передачи может превратиться в или :

- информация об и (или наоборот).

события

равновероятны

Условные вероятности симметричны

- сколько в целом может быть передано информации

- в среднем столько информации получим при передаче Xi без учёта Yi.



Рисунок 33

Больше информации содержится в младших разрядах (в двоичной системе). В измерениях существует избыточность; малоинформативную часть можно заменить служебной частью (более информативной для нас, которая может проверить наличие ошибок и исправить их) [малоинформативная часть - старшие разряды].

Сколько информации даёт система в единицу времени (производительность):

,

U(t)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

U0Р0(U)

U1Р1(U)

Рисунок 34

3.4 Определение значения вероятности ошибки

T-длительность символа (0 или 1)

P_ош= P(0)?_Uпор^беск P_о(U)du+ P(1)?_Uпор^беск P₁(U)du

Чтобы уменьшить вероятность ошибки, надо расширить Uпор. (т.е. увеличить расстояние между U0 и Uпор;и между U1 и Uпор ).

3.5 Способы регенерации сигналов

Виды искажения сигнала, который мы должны регенерировать:

Рисунок 35

1 - передаваемый сигнал

2 - сигнал, искажённый шумами канала, соотношение “с/ш” небольшое.

50-кб скорость передачи модема; 50*10^3 - 50 тысяч символов в секунду, 50 кГц; телефонные провода выдерживают 60 кГц.

3 - краевое дробление

4 - затягивание, заваливание импульсов. Завалены высокие частоты => полоса пропускания канала уже, чем у сигнала.

Когда на регенерацию поступает сигнал 2, 3, 4, надо сделать из него 1.

Чтобы разобраться 0 или 1 - U_порог.

Приемы регенерации

1. Регенерация стробированием (при 3 и 4)

Рисунок 36

Используются тактовые импульсы, которые выставляем на середину, чтобы знать где начинаются и заканчиваются 0 и 1.

Если результат стробирования выше Uпор => принимаем, что пришла

1. Если ниже - 0. => при такой регенерации происходит запаздывание на 0,5 символа(на Тu/2).

2. Регенерация с интегрированием со сбросом.(при искажении шумом)

Рисунок 37

Точно знаем, где начало и конец символа. 0ч1 => будет браться интеграл; есть постоянная составляющая =>интеграл растущий.

Система опрашивает превысил ли сигнал порог (Uпор). Если компаратор обнаруживает превышение, то вырабатывает импульс => система “обнаружила” единицу с запаздыванием Тс (на один такт). Сбрасываем напряжение в 0. 1ч2 - нет превышения Uпор => распознаём 0.

Но могут быть ошибки.

Рисунок 38

Если бы не было шумов, то 0 и 1 равновероятны.

Вероятность ошибки очень мала (убрали флуктуации интегрированием).

; - как бы сигнал;

- флуктуационная часть.

Наличие среднего значения “a” говорит о том, что “единица” полезный по мощности сигнал =.

;

- длительность символа, период такта.

- интервал корреляции шума.

Корреляционная функция:

Рисунок 39

Если не нормирована, то в (.)* будет дисперсия, если нормирована то будет 1.

- такой интервал времени, за которым нет статической связи (корреляции).

Шум всегда имеет => выигрыш => происходит сужение f(U).

У синусоиды корреляционная функция - косинусоида.

У косинусоида корреляционная функция - косинусоида.

У белого шума корреляционная функция “д-функция”.

Рисунок 40

3.6 Оценивание относительной ошибки в кодовом слове из-за шумов

Х - параметр.

Есть некоторая Рош, которая возникает вследствие регенерации.

1) Рош ? => системы малой точности / верности;

2) Рош : ч => системы средней верности;

3) Рош < => системы высокой верности.

- дисперсия ошибки измерения.

Измерительное слово состоит из “n” разрядов (цифровая форма), последовательность 0 и 1

При регенерации восстанавливается сигнал, но из-за шумов возникает ошибка. Пусть n=10 двоичных разрядов:

;

- логическая переменная (0 или 1)

- цена разряда, вес разряда

- цена младшего разряда, квант

Число чисел, которые могут быть при n=10:

- описывающий параметр.

Динамический диапазон L=l*?; каждое измерение попадает в эту шкалу.

Предположим, что закон распределения - равномерный.

Рисунок 41

F(x) - плотность вероятности появления x - равномерная =1/L.

x - может быть из интервала 1/L

Вероятность появления любого из значений ==P(x).

Следовательно, любой из символов может исказиться.

Р(1) - вероятность того, что исказился один из “n” символов. Каждый символ имеет свой вес => если исказился старший разряд, то ошибка большая.

Р(2) - исказилось 2 символа

Р(i) - исказилось i символа

C_n²- число сочетаний

Пусть Рош = => Рош << 1.

Одна вероятность (Р(1)) больше другой (Р(2)) в 200 раз => Р(1) вносит основной вклад в погрешность; будем учитывать случай искажения только одного символа.

Оценим дисперсию ошибки измерения из-за шумов, если искажается только один символ.

- вероятность появления 0

- вероятность появления 1

Будем считать, что шум гауссов (нормальный закон распределения значений).

Взяли произвольный i-й разряд и смотрим какова будет ошибка при его искажении (искажения символа).

- ошибка из-за искажения в i-ом разряде

- значение разряда (неискаженное)

- после восстановления (в процессе регенерации)

если равно 0,то ошибки нет, если 1, то есть.

Рисунок 42

- вероятность того, что символы искажены

- вероятность того, сто остальные символы не искажены.

j - порядковый номер ,которым обозначаем какое-то значение ошибки

Pj - вероятность данного события

- значение ошибки

Знаем закон распределения и значения ошибок => можем найти мат. ожидание (среднее значение).

Средне значение ошибки, вкладываемое разрядом при регенерации, равно 0.

Найдём дисперсию ошибки:

P_ф - вероятность появления каждого разряда.

Вероятность появления модуля равна сумме 2-ух вероятностей

и , т.к. =:

- дисперсия ошибки при искажении каждого i-го разряда

- вероятность появления ошибки в i-том разряде

- сумма геометрической прогрессии

;

q - знаменатель геом. Прогрессии, q = 1/4;

n - число разрядов

при n?8 >

- шкала, - число градаций

- оценка сверху - связанна с динамическим диапазоном.

Среднеквадратическая ошибка

- относительная ошибка, приведённая к шкале, получаемая при восстановлении символа.

Если вероятность искажения символа , то относительная ошибка

3.7 Синхронизация в цифровых ИИС

Рисунок 43

(1) - исходный сигнал. Надо регенерировать. Знаем где начало и конец символа.

(2) - какие-то пометки (служебные сигналы).

(3) - интегрируем. В одном символе ошиблись (вместо 1 приняли)

Рисунок 44

а) - ?Т=0, если при выше Uпор., то ”1”, если ниже, то ”0”

б) - Т/2>?Т>0; уровень “0” и ”1” сместился из-за использования неточной синхронизации импульсами

в) - Т/2=?Т; уровни ”0” и ”1” слились, ничего не разобрать.

?Т - ошибка синхронизации.

Нужно знать, где начало и конец импульсов.

Способы регенерации сигналов тактовой синхронизации (выделение тактового синхросигнала)3.5 Способы регенерации сигналов тактовой синхронизации (выделение тактового синхросигнала)

(1) - Старт-стопная синхронизация;

Рисунок 45

передаём 8 символов (байт)

Тот, кто передаёт, находится в состоянии высокого уровня. Переход с этого длительного состояния высокого уровня на низкий уровень - сигнал того, что сейчас пойдёт байт. После байта - снова высокий уровень.

- длительность импульса известна заранее.

Информация передаётся пакетами (сколько байтов).

Длина посылки (пакета):

Генератор на приёмной частоте должен обнаружить начало и конец импульсов, но из-за нестабильности он ошибается с течением времени => такая синхронизация не очень устойчива, при длительных пакетах возникает и накапливается ошибка.

(2) - Синхронизация при помощи пилот-сигнала.

Для системы последовательность 0 и 1 хаотична.

Рисунок 46

Передаём вместе с 0 и 1 гармонический сигнал известный и стабильный, который будет использоваться для синхронизации, он связан с частотой следования символа.

Fсинх - частота синхронизации, д.б. постоянна и д.б. связана жёстко с 1/

В момент 2/ ставим гармонический сигнал. Чем дальше его поставим, тем меньше энергия, которая может помешать его выделить.

На приёмной стороне ставим узкополосный фильтр с АЧХ фильтра, частоту делим на 2 и получаем частоту сигнала

Рисунок 47



(+) - синхронизация с пилот-сигналом обладает высокой помехоустойчивостью. Узкополосный фильтр отсекает помехи.

(-) - надо затрачивать энергию на передачу синхросигнала:

(-) - выделяется специальный канал для передачи синхросигнала.

Рисунок 48

(3) - Замешивание синхросигнала в информационный сигнал

Инерциальный способ

Рисунок 49

Рисунок 50



Рисунок 51

Tu - период следования импульсов

Через интервал Tu появляется импульс, неинформационная “единица”.

Через Tu снова появилась 1:

Рисунок 52

Тогда на фоне сплошного спектра появится линейчатый => знаем, где максимальные спектральные составляющие (знаем 1/Tu) => можем там поставить фильтры и выделить служебные спектральные составляющие.

Множество фильтров включены последовательно:

Рисунок 53



Реализация такой схемы: сигнал (1,0) и замешанный в нём служебный поступают на умножитель (логическое умножение). Если импульсы с генератора появляются в тот момент, когда появляется *, то на выходе появляется 1.

3.8 Применение синхрокодов

закончилось информативное - началось информативное

слово слово

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ф_иN=11

Рисунок 54

k(t)=?u(t)dt*u(t-ф)dt

- свертка (дает автокорреляционную функцию)

В тот момент, когда этот синхрокод максимально совпадет с тем синхрокодом, который запомнен в регистре, будет зафиксирован «всплеск».

k(t) - коэффициент корреляции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Kmax Ko

Рисунок 55



Kmax/ Ko = n - количество разрядов в синхрокоде

Система ФАП - фазовой автоподстройки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 56

3.9 Выделения синхросигнала непосредственно из битового видео сигнала

Разновидности битовых сигналов:

Битовый сигнал (код без возвращения к 0) БВН

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ф_и/2

ф_и(возвращение к 0) ВН (код с расщепленной фазой) РФ

Рисунок 57

f_т=1/ф_и

f_т- тактовая частота

ф_и- длительность импульса

Проанализируем спектр этих видов сигналов.

БВНнет спектральной 1/ф_и 2/ф_исоставляющей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВН есть спектр. составляющ., 1/ф_и 2/ф_и расширили спектр

РФ имеет преимущество 1/ф_и 2/ф_и перед ВН

Рисунок 58

Применение кода с РФ более предпочтительно.

ФАП:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f=f_т

Рисунок 59

цифровой канал преобразователь фильтрация



3.10 Использование сигнала на частоте несущей

АМ АМ-КИМ

АМ-ИКМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

101

f_c ф_и=Т

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АЧХ

f_c-1/ф_и f_c f_c+1/ф_и

Рисунок 60

Выделенную несущую можно использовать для формирования тактового сигнала.

АМ не используется для цифровых систем.

КИМ - кодово-импульсная модуляция

ИКМ - импульсно-кодовая модуляция

ЧМ КИМ-ЧМАЧХ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 0 1



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_c-Дf f_c f_c+Дf

Рисунок 61

Дf- девиация частоты

m= Дf/f - индекс девиации

Чем больше девиация, тем меньше информации на частоте несущей.

ФМ для цифровых сигналов - фазовая манипуляция

щ=dц/dt

10110

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 62

3.11 Коды Баркера для битовых сигналов

ф_и

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

N=11

10

0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0

Рисунок 63

Из потока данных сравниваем и если комбинация совпадает, то определим 0 или 1

«+» - хорошая помехозащищенность

«-» - расширения спектра в 11 раз



4. Принципы разделения каналов в многоканальных измерительных системах

4.1 Виды разделения каналов

1. Частотное разделение сигналов

f

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_minf_c3 f_c2 f_c1f_max

Рисунок 64

fнс - частота несущего сигнала

Для системы отведён разрешённый диапазон fminчfmax. Для каждого канала отведена определённая часть разрешённого диапазона, по каждому каналу передается определенная информация. На приёмной стороне - фильтры АЧХ.

Частотное разделения канала с помощью поднесущей сигнала.

F_m1f_c

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 65

f_c - частота несущей

F_m1 - частота, которой модулируем сигнал



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_c-F_m3 f_c-F_m2 f_c-F_m1 f_c f_c+F_m1 f_c+F_m2 f_c+F_m3

Рисунок 66

Передатчик на частоте f_c один, но сложный сигнал передаем с помощью поднесущей.

F_m1

F_m2

F_m3

Рисунок 67

Можно просуммировать все эти три сигнала, и полученным сигналом модулируем основной сигнал.

«+» - вся информация передается одновременно, и мы имеем доступ к любому источнику информации в любой момент времени

«-» - широкая полоса частот

- надо делать интервал, чтобы спектры не пересекались, а значит, еще больше расширяем спектр

- нужны фильтры, потому что принимаем сумму сигналов; сумму сигналов слодно разделить

2. Временное разделение каналов

Для временного разделения каналов используется одна несущая (один передатчик). Рассмотрим, как осуществляется модуляция несущей.

Пусть источника информации три - 1, 2, 3 ;пусть они четырех-разрядные.



кадровый 1 23 кадровый

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

синхроимпульс синхроимпульс

Рисунок 68

После передачи 3х каналов нужна синхронизация, чтобы знать, что все 3 канала закончились, поэтому - синхроимпульс кадра.

Толкование теоремы Котельникова

T_иU_и

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

T_д

Рисунок 69

f_д = 1/ T_д

f_д - частота дискретизации, T_д - период дискретизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_гр1/ф2/ф

S(f)f_д

Рисунок 70

Если ф_и стремится к нулю, то спектр - последовательность дельта-функций

f_д

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

S(f)

f

Рисунок 71

Будем делать выборку из сигнала, меняющегося по гармоническому закону:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

t

Рисунок 72

Теорема Котельникова: f_д=2f_гр

4.2 Ошибка дискретизации из-за пересечения спектров

АЧХ ФНЧ (ид.) Идеальный спектр сигнала

fгр 2fгр=fдf



После передачи сигнала, нужно выделить исходный процесс. Для этого - АЧХ ФНЧ.

В действительности идеальных спектров не бывает, и идеальных АЧХ не бывает, поэтому всегда возникают ошибки:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

S(f)

АЧХ ФНЧ (реал.)Реальный спектр сигнала

Рисунок 73

1. пересечение «хвостов» спектра, эта ошибка не удаляется после фильтрации.

2. АЧХ заваливает некоторые спектральные составляющие

4.3 О необходимости предварительной фильтрации перед дискретизацией

S(f) f

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

N_ш

АЧХ ФНЧ (обрезаем шум)

Рисунок 74



добавленная плотность шума N_ш

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

f_гр2f_гр

после дискретизации

Рисунок 75

Поэтому до дискретизации надо отфильтровать, т.е. обрезать часть шума - АЧХ ФНЧ (надо ставить фильтр перед АЦП)

Обоснование выбора частоты дискретизации f_д в измерительных системах

f_д выбирается исходя из погрешности дискретизации

полином «0»

полином «1»

полином «2»

X_i-1 X_i X_i+1 t

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

T_д=1/f_д

Рисунок 76

X_i-1, X_i, X_i+1 - это числа, то что между ними неизвестно, поэтому - интерполяция (полином n-ого порядка)

На практике обычно используют полином «0» или «1», реже «2», выше полинома «2» не поднимаются.

На самом деле переход от числа X_i-1 до X_i может «0»осуществляться различными путями - 1, 2, 3…, поэтому возникает ошибка восстановления, связанная с тем, что фильтр не идеален.

123

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 77

Надо выбрать фильтр таким, чтобы ошибка удовлетворяла заданной, при выбранном шаге дискретизации.

4.4 Связь ошибки восстановления с шагом дискретизации

T_д

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 78

На практике ограничиваются полиномом «0», так как производную 1-го порядка легко найти.

4.5 Применение неравенства Бернштейна

, где щ_max - граничная частота спектра сигнала

Применим худший вариант

Пример

Рассмотрим нахождение частоты дискретизации для случая восстановления полиномом 0-ого порядка.

L - шкала, динамический диапазон

- относительная ошибка, приведенная к шкале

Пусть , тогда

4.6 Возможные пути уменьшения ошибок из-за дискретизации

1. Увеличение частоты дискретизации, что приводит к уменьшению областей пересечения спектров (ограничения)

2. Предварительная фильтрация сигнала перед дискретизацией

С помощью предварительной фильтрации улучшается ситуация, т.к. убираются шумы и «хвостики»

Но при этом теряется некоторое количество информации, следовательно, необходимо искать оптимум.



5. Практические занятия

5.1 Оценка шумовых свойств преобразователей антенного типа

Простейшая антенна (вибратор Герца)

b - кратное длине волны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 79

Диаграмма направленности антенны в общем виде:

L - ширина диаграммы направленности

K(ц) - мощность

ЧХ антенной системы:

Рисунок 80

ПП - первичный преобразователь

Fш - шумовая полоса

?

Fш = ?K(f)df

0

Заменим эту площадь прямоугольником, одна сторона которого единица, а другая Fш.

Передающие и приемные антенны одинаковы (диаграмма направленности не меняется).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 81

Директора расположены через определенное расстояние. Они искажают ЭМ поле и заставляют передавать энергию в более узкие лепестки.

Для простого вибратора (вибратора Герца):



Fш=1,57(2Дf)

(в 1,5 раза шире полосы пропускания)

Для разных антенн Fш различная.

Pш =KЧTшЧFш

Pш - мощность шума антенны ,

где К - константа Больцмана

Tш - шумовая температура антенны

Шумовая температура антенны - температура резистора равного выходному сопротивлению антенны, который подключен ко входу приемника и выделяет такую же мощность шума, как и сама антенна.

Tш = Т космос (шумы созвездий) + Татм (шумы атмосферы) + Т земли

+ Т обтекателя

5.2 Оценка мощности шума для телевизионного канала (космическое телевидение)

K=290K(292K ) - условно опорная температура (обозначают То-шумовая температура)

Pш =KЧTшЧFш

Введем относительную шумовую температуру:

t_a =T_ш / T₀

F_ш=2,7Ч10⁷Гц

P_ш=КЧТ₀ЧF_ш=1,38Ч10^-23Ч290Ч2,7Ч10^-7?10^-13Вт

Если частота выше 120 МГц, то можно ограничиться Т₀.

Если частота меньше 120 МГц, то используем формулу:

ta =1,8Ч106/ [МГц]

Р_сигн/P_шума?16

10log(P_сигн/P_шума)?12дб >

5.3 Понятие коэффициента шума

К_р(коэф. усиления по мощности)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 82

К_{ш(коэф.шума)} = (Р_{с вх} / Р_{ш вх}) / (Р_{с вых} / Р_{ш вых}) = (Р_{с вх} Ч Р_{ш вых}) / (Р_{с вых} Ч Р_{ш вх}) =

(1 / К_р) Ч (Р_{ш вых} / Р_{ш вх})

Р_{с вых}/Р_{с вх}=К_р

К_ш[дб]=10lgK_ш

Нормальный закон распределения:

Рисунок 83

у_х-среднеквадратичное отклонение

L=6у_x - динамический диапазон.

При использовании такого подхода, можно оценить род погрешности.

5.4 Оценка относительной погрешности усечения при нормировке нормального процесса

Пусть у_х²=1, тогда у_х=1, тогда L=6

Р(6 у_х)=0,997 -доверительный интервал

М(х)=0 - мат. Ожидание

+?

?f(х)=1

^-?

Предполагаем, что вся мощность сигнала у_х²=1, вероятность попасть в доверительный интервал ±3 у=0,997, значит 0,003-мощность шума.

у_х²=0,003> у_ш=v0,003?0,05

относит. Погрешность

г = у_ш/L=0,05/6?0,008

5.5 Оценка вероятности ошибки при регенерации (восстановлении) символов

Пусть требуется получить P_ош=10^-4

Закон распределения некоторой ошибки.

Пусть у_ш²=1

f(е) =е^{-е^2/2}/?2р

U_пор

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 84

F(U_пор)=(1/?2р)? е^{-е^2/2}dе

P_ош=(0,5- F(U_пор))

0>1

Р_ош=Р_ош

1>0 0>1

Р_ош=2(0,5-F(U_пор))

10^-4=2(0,5- F(U_пор)) > F(U_пор)

F(U_пор))=0,4999 > U_пор?3,8 у_е

т.к у_е=1, то U_пор?3,8

5.6 Обеспечение информационной надежности систем. Мажоритарное резервирование

Любой из структурных элементов может отказать, но все равно результат будет верный.

Мажорный элемент «голосует» - выбирает по большинству



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структур. элем-ты

Рисунок 85

- Какова вероятность отказа элемента без резервирования ?

Р_от=Q Q=1- P (для одного струк. элемента без резервирования)

Р - вероятность безотказной работы

- Какова вероятность отказа соединения?

Пусть Р_маж=1 - вероятность безотказной работы

1) Все работоспособно: Р₁=Р³

2) Отказал один любой:

Р₂=Р²(1-Р)Ч3

Р=Р³+Р²(1-Р)Ч3

При условии абсолютной надежности Р_мах=1:

Р=Р³+3Р²-3Р³=3Р²-2Р³

Структура мажорного элемента

F = (Х₁ ЛХ₃ )V(Х₂ ЛХ₁ )V(Х₂ ЛХ₃ )

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 86

P_м=3Р²-2Р³, где P_м-вероятность безотказной работы при мажорном резервировании;

P- вероятность безотказной работы самого элемента без резервирования.

Если m очень высокая, функция будет являться функцией единичного скачка.

Т₀=?Р(t)dt - средняя наработка;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 87

если нет резервирования, то Р(t)=e^-лt, тогда Т₀=1/л

Например, для m=3 Т₀ увеличилось бы в 3 раза.

Таким образом, средняя наработка меньше!, чем у структурного элемента, который не резервирован. Поэтому опираемся на Т₀!, а не только на вероятность безотказной работы Р или вероятность отказа Q.

5.7 Скользящее резервирование, как перспективный путь повышения надежности мультипроцессорных систем

Имеем фрагмент системы: некоторые однотипные микропроцессоры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 88

Для того чтобы повышать надежность создан еще один банк микропроцессоров(m).

Если отказал любой из n его можно заменить любым из m.

Микропроцессоры работают по тактам:



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 89

В следующий такт все сдвигается на 1 (т.е. m «пробегают» все n).

Если какой-то отказал из n, то на его место приходит из m. Такая замена n на m происходит до тех пор, пока не закончатся все m.

Скользящее резервирование может быть рассмотрено как общий случай резервирования.

const неполное резервирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

резервирования - ненагруженное

Рисунок 90

Частично нагруженный резерв должен выполнять функцию подготовки.

! Скользящее резервирование обхватывает все случаи резервирования.

5.8 Основные показатели надежности для всех видов скользящего резервирования

1. Нагруженный резерв

m

Р_р(t)=?C ^k_n+mP^(n+m)-k(1-P)^k

k=0

- вероятность безотказной работы

n - размерность множества основных элементов

m - число резервных элементов

k - количество отказавших элементов

С_n+m - число сочетаний из (n+m) по k

P - вероятность безотказной работы структурного элемента без резервирования

n+m

Т_ор=(1/л) ? К^-1

k=n

n+m = T₀ ? K^-1 - средняя наработка

k=n

Пример: n=1; m=2

Т_ор= T₀(1+1/2+1/3)

Q_p(t)=1-P_p(t)

2) Ненагруженный резерв

m

Р_р(t)=?((nлt)^k/k!)exp^(-nлt)

k=0

Т_ор=T₀₍(m+1)/n)

Пример: T_op=3T₀, при m=2, n=1

5.9 Метод состояний (цепи Маркова)

Метод состояний определяет нахождения системы в различных состояниях.

1. Система без резервирования:

интенсивность отказа л_1,2

1) система работоспособна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2) система неработоспособна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Р₂(t)

интесивность восстановления л_2,1

Рисунок 91

Пусть в момент времени t > Р₁(t)

P₁₁ = e^{- л 12 Дt} (система останется работоспособной за Дt)

P₂₁ = 1 - e^{- л 21 Дt} ( перейдет из 2 в 1 за Дt)

Разложим в ряд и получим: (л ₁₂ Дt - мало)

P₁₁ = 1- л ₁₂ Дt + 0(Дt)

P₂₁ = л ₂₁ Дt + 0(Дt)

P₁(t+Дt) = P₁(t)(1 - л ₁₂ Дt) + P₂(t)( л ₂₁ Дt) + 0(Дt)

Д P₁(t) = P₁(t+Дt) - P₁(t) = P₁(t) - P₁(t) л ₁₂ Дt + P₂(t)( л ₂₁ Дt) - P₁(t) + 0(Дt)

= - P₁(t) (л ₁₂ Дt) + P₂(t)( л ₂₁ Дt) + 0(Дt)

Перейдем к пределу:

lim((P₁(t+Дt) - P₁(t))/ Дt) = - P₁(t) л ₁₂ + P₂(t) л ₂₁

Дt>0

Т.о. P₁'(t) = - P₁(t) л ₁₂ + P₂(t) л ₂₁

P₂'(t) = - P₁(t) л ₁₂ - P₂(t) л ₂₁



Т.о.

P_i'(t) = P_i(t) л _ij + ? P_k(t) л _ij

- вероятность нахождения в cостоянии i(t)

Начальные условия: t=0

P₁(0)=1

P₂(0)=0

P₁(t) + P₂(t)=1

Система без восстановления:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 92

Система с резервированием:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оба эл. 1,2 отказали работают

Рисунок 93: л- интенсивность отказа, м- интенсивность восстановления



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 94

К_r(b) - коэффициент готовности

К_n(b) - коэффициент простоя

Составим систему уравнений:

P₁'(t) = - P₁(t) л ₁₂ + м₂₁ P₂(t) + м₃₁ P₃(t)

P₂'(t) = P₁(t) л ₁₂ - м₂₁ P₂(t) + л₂₃ P₂(t)

P₁'(t) = л₂₃ P₂(t) - м₃₁ P₃(t)

Начальные условия: t=0; P(1)=1; P(2)=2; P(3)=0

Человеко-машинные системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 95



5.10 Теория массового обслуживания и пропускная способность

Постановка задачи: имеется n - источников информации

л₀ - интенсивность заявки от каждого объекта из n

л - общая интенсивность потока л = nл₀

N - число каналов;

м - интенсивность обслуживания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 96

P₀(t) + P₁(t) + P₂(t) + …+ P_N(t) =1

Обычно n›N, значит л₀(n) ? л₀(n-(N-1))

Тогда граф:

Рисунок 97

N=3



P₀'(t) = - P₀(t) л + м P₁(t)

P₁'(t) = P₀(t) л - м P₁(t) - л P₁(t) - P₁(t) л + 2м P₂(t)

P₂'(t) = л P₁(t) - 2м P₂(t) - л P₂(t) + 3м P₃(t)

P₃'(t) = P₂(t) л - 3м P₃(t)

P₀'(t) + …..+P₃(t) = 1

Считаем, что система работает в установившемся режиме, значит

P₀'(t) P₁(t)…=0

Значит вероятности просто числа

P₀(t) = P₀; P₁(t) = P₁....

P₁ = (л/м) P₀

P₂ = (л²/ 2м²) P₀

P₃ = (л³/ 6м³) P₀

в = л/м - коэффициент загруженности

Система с отказом:

P_N = ( в^N /N!) P₀

- вероятность отказа в облуживании

P₀( 1 + (в/1!) + (в² /2!) +(в³ /3!) =1

N

P₀ = 1/ (?вⁱ / i!)

i=1



вероятность простоя (формула Эрланга)

1 - P_N = q

- относительная пропускная способность

Система с очередью:

N

P₀ = 1/ ((?вⁱ / i!) + (в^N+1/N!(N-в)))

i=1

m₀ - средняя длина очереди

m₀ =P₀Ч в^N+1/NЧN!(1-в/N)²))

5.11 Причины избыточности измерительных систем

1. Сильная корреляция соседних измерений

T_д

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

X_i-1 X_i X_i+1

t

Рисунок 98

Взаимный объем информации:

I(x_i:x_i+1)=-0,5log₂(1-R_xx(T_д))

R_xx - коэффициент корреляции

2. Нестационарность процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 99

3. Отличие закона распределения параметра от равномерного

P(x)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

x

Рисунок 100

x1=1P(x1)=0.5

x2=0P(x2)=0.5

2

H(x)=I_i=-?P_i

курс лекций "Измерительно-информационные системы" скачать

Подобные документы

• Обобщенная структура измерительных информационных систем. Первичные измерительные преобразователи

  Измерительные информационные системы (ИИС) являются симбиозом аппаратных средств и алгоритмов обработки измерительной информации. Рассмотрение различных первичных измерительных преобразователей (датчиков) в ИИС. Классификационные признаки датчиков.
  
  контрольная работа [440,1 K], добавлен 20.02.2011
  

• Методы сбора и обработки цифровых сигналов

  Понятие цифрового сигнала, его виды и классификация. Понятие интерфейса измерительных систем. Обработка цифровых сигналов. Позиционные системы счисления. Системы передачи данных. Режимы и принципы обмена, способы соединения. Квантование сигнала, его виды.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2016
  

• Структура и технические средства информационных измерительных систем. Выбор ЭВМ. Базирующие устройства

  Основные функции ЭВМ в составе информационных измерительных систем. Условия эксплуатации, эргономичность и функциональные возможности. Наращивание числа решаемых задач. Преобразователи, каналы связи и интерфейсные устройства. Принципы выбора ЭВМ.
  
  контрольная работа [31,2 K], добавлен 22.02.2011
  

• Устройство разделения цифрового потока данных

  Реализация разделения цифрового потока от приемника SPDIF для подачи его на микросхемы ЦАП. Оптимизация схемы получения лучших условий прохождения сигнала. Моделирование работы схемы на языке VHDL. Фильтрация питания с большим числом цифровых микросхем.
  
  курсовая работа [472,0 K], добавлен 24.09.2010
  

• Принципы и алгоритмы информационных измерительных систем

  Понятие и содержание, структура и основные элементы информационных измерительных систем. Математические модели и алгоритмы для измерения ИИС. Классификация и назначение датчиков. Положения по созданию и функционированию автоматизированных систем.
  
  шпаргалка [39,9 K], добавлен 21.01.2011
  

• Виды и методы измерений. Погрешности измерений, обработка и предоставление результатов измерений

  Средства электрических измерений: меры, преобразователи, комплексные установки. Классификация измерительных устройств. Методы и погрешности измерений. Определение цены деления и предельного значения модуля основной и дополнительной погрешности вольтметра.
  
  практическая работа [175,4 K], добавлен 03.05.2015
  

• Преимущества цифровой техники

  Свойства аналоговых сигналов. Речевые звуковые вибрации. "Аналоговое" преобразование сигнала. Понятие цифрового сигнала и полосы пропускания. Аналоговые приборы. Преобразователи электрических сигналов. Преимущества цифровых приборов перед аналоговыми.
  
  реферат [65,6 K], добавлен 20.12.2012
  

• Автоматизация измерений

  Направления автоматизации измерений. Применение микропроцессоров в измерительных приборах. Измерительно-вычислительный комплекс как автоматизированное средство измерений, имеющее в своем составе микропроцессоры. Номенклатура входящих в ИВК компонентов.
  
  реферат [28,4 K], добавлен 23.01.2009
  

• Многоканальные системы электросвязи

  Экспериментальное исследование основных параметров и характеристик схем модуляторов многоканальных систем передач. Преобразователи частоты. Простейший, двойной балансный, простой активный, активный балансный и активный двойной балансный модуляторы.
  
  лабораторная работа [8,5 M], добавлен 02.07.2008
  

• Расчет PDH и SDH систем

  Проектирование цифровой системы передачи на основе технологии PDH. Частота дискретизации телефонных сигналов. Структура временных циклов первичного цифрового сигнала и расчет тактовой частоты агрегатного цифрового сигнала. Длина регенерационного участка.
  
  курсовая работа [3,0 M], добавлен 07.05.2011
  

• Вычисление параметров случайного цифрового сигнала и определение его информационных параметров цифрового сигнала

  Расчёт энергетических характеристик сигналов и информационных характеристик канала. Определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора. Граничные частоты спектров сигналов.
  
  курсовая работа [520,4 K], добавлен 07.02.2013
  

• Информационные технологии и автоматизированные системы управления на железнодорожном транспорте

  Основные понятия, определения и классификация информационных систем, базы данных. Анализ современных мейнфреймов компании IВМ и их особенности. Виды связи в железнодорожном транспорте и ее назначение; информационные потоки в транспортных системах.
  
  учебное пособие [2,7 M], добавлен 01.10.2013
  

• Передача цифрового сигнала

  Назначение системы связи - передача сообщения из одной точки в другую через канал связи. Формирование сигнала. Аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь. Строение модема. Воздействие шумов и помех. Сравнение входного и выходного сигналов.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.01.2009
  

• Развитие оптимального метода линейного оценивания различных числовых характеристик полезных сигналов в классе ФФС

  Фильтрация ошибок измерений при оценивании линейного преобразования полезного сигнала. Физическая природа помех, уменьшение степени их влияния на работу информационно-измерительных систем. Статистическая обработка измерений, метод наименьших квадратов.
  
  дипломная работа [1,4 M], добавлен 18.05.2012
  

• Система спутниковой связи

  Передача цифровых данных по спутниковому каналу связи. Принципы построения спутниковых систем связи. Применение спутниковой ретрансляции для телевизионного вещания. Обзор системы множественного доступа. Схема цифрового тракта преобразования ТВ сигнала.
  
  реферат [2,7 M], добавлен 23.10.2013
  

• Кодирование речи в цифровых системах связи

  Задачи при передаче речи и данных. Цифровая передача речи. Категории методов цифрового кодирования речи. Кодеры формы сигнала. Вид амплитудной характеристики компрессора. Дискретная модель речеобразования. Особенности метода кратковременного анализа.
  
  контрольная работа [56,6 K], добавлен 18.12.2010
  

• Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи

  Виды модуляции в цифровых системах передачи. Построение цифрового передатчика на примере формирования сигнала формата 64КАМ. Структурная схема синтезатора частот, цифрового приемника и приёмопередающего тракта. Расчет элементов функциональной схемы СВЧ-Т.
  
  курсовая работа [3,2 M], добавлен 06.02.2012
  

• Основы построения многоканальных систем передач

  Принципы построения и структура взаимоувязанной сети связи. Понятие информации, сообщения, сигналов электросвязи. Типовые каналы передачи и их характеристики, принципы многоканальной передачи. Цифровые сигналы: дискретизация, квантование, кодирование.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 17.05.2012
  

• Разработка макета блокиратора сигнала сотовых телефонов

  Основные понятия и принципы работы GSM-сетей. Сущность метода и структура временного разделения каналов (TDMA). Принцип работы генератора пакетов. Особенности изготовления печатных плат. Технические характеристики блокиратора сигнала сотовых телефонов.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 09.12.2012
  

• Цифровые системы передачи

  Характеристика структурной схемы цифрового скремблера. Особенности выбора системы компандирования. Анализ способов определения структуры кодовых групп на выходе кодера c нелинейной шкалой квантования. Знакомство с методами передачи цифрового сигнала.
  
  контрольная работа [142,4 K], добавлен 07.12.2013
  

Другие документы, подобные "Измерительно-информационные системы"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам