Методы спектрального анализа
Дисперсионно-временной и цифровой методы спектрального анализа. Особенности измерения размеров цепей с сосредоточенными параметрами. Использование мостовых схем для более высокой точности замеров. Основная характеристика ультразвуковых линий задержки.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.10.2014 |
| Размер файла | 93,2 K |
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/
1. Дисперсионно-временной метод спектрального анализа
Данный метод основан на использовании дисперсионных линий задержки (ДЛЗ) (рис. 1). У каждой гармоники свое время задержки.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1
,
где -- нижняя гармоника в спектре, -- гармонические составляющие спектра.
Время задержки ДЛЗ растет линейно с номером гармоники. Таким образом можно получить спектр. В качестве дисперсионных линий задержки используют ультразвуковые линии задержки, работа которых основана на пъезоэффекте (при подаче электрического сигнала на кварц появляется механическое колебание).
2. Цифровой метод спектрального анализа
Цифровой метод является наиболее применяемым. Этот метод спектрального анализа основан на использовании прямого преобразования Фурье, которое производится в цифровом виде: производится дискретизация сигнала, выбор отсчетов и вычисление интеграла в комплексном виде. Длинное преобразование Фурье (ДПФ) -- это довольно длительная операция аналогичная по времени последовательному измерению спектра, поэтому на практике пользуются быстрым преобразованием Фурье (БПФ) -- аналогичным по времени параллельному измерению спектра.
3. Измерение параметров цепей с сосредоточенными параметрами
Метод омметра
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 2
Ток в цепи изображенной на рис. 2 можно определить по следующиему выражению.
Методом омметра нельзя измерять малое сопротивление, это следует из выражения при малом сопротивлении RX (по сравнению с R0) им можно будет пренебречь. Данным методом можно измерять сопротивления в пределе от 1 до Ом.
Для измерения меньших сопротивлений используется схема показанная на рис. 3. Сопротивление RX должно быть малым . Тогда напряжение на сопротивлении RX определяется выражением
С учетом неравенства выражение (3) можно представить в виде
При использовании схемы изображенной на рис. 3 можно измерить сопротивление в интервале от до Ом, при этом шкала измерителя линейная.
Метод операционного усилителя
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 3
Данный метод основан на использовании операционного усилителя (ОУ). Как известно из курса основ теории цепей, напряжение на выходе схемы (рис. 4) определяется выражением
Этим методом можно измерять не очень большие сопротивления . Отношение
,
где -- собственный коэффициент усиления усилителя без ОС.
Если слишком большие меняют местами и , тогда напряжение на выходе ОУ становится
,
где -- проводимость.
Шкала данного измерителя линейная.
Если входное напряжение -- переменное, то можно измерять комплексное сопротивление таким же способом.
Метод с использованием мостовых схем
Метод с использованием мостовых схем обеспечивает более высокую точность измерений. Данный метод основан на использовании уравновешивающих преобразований и реализуется схемой изображенной на рис. 4. В данном методе применяются четырехплечие, шестиплечие и трансформаторные мосты.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 4
Рассмотрим четырехплечий мост (рис. 5).
Н.И. -- нуль-индикатор (гальванометр), подключенный к диагонали моста.
Мост считается уравновешенным, если выполняется условие баланса моста цифровой спектральный цепь ультразвуковой
В выражении сопротивления -- комплексные, следовательно должны быть отдельно равны действительная и мнимая части
На схеме измерителя должно быть 2 органа регулировки. Однако при измерении чисто омического сопротивления (, ) используется только один. Все 4 плеча будут иметь чисто омическое сопротивление, тогда как, например, R2 -- переменное сопротивление. Мост нужно питать постоянным напряжением, чтобы не было паразитных связей.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 5
Переменное сопротивление снабжается линейной шкалой. Если нужно измерить комплексное сопротивление используется два органа регулировки.
Если рассматриваем последовательную схему замещения конденсатора (рис. 6а), то тангенс угла диэлектрических потерь (рис. 5б)
На рис. 6 показан мост для измерения комплексного сопротивления.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 6
Запишем условие баланса моста для данного случая
Раскроем скобки и выразим сопротивление RX и емкость CX
Сопротивление R2
Методом последовательных приближений добиваются, чтобы Н.И. показывал 0. Из выражения тангенса угла потерь
можно выразить сопротивление
Измерительный прибор, работающий по данному принципу имеет две шкалы: шкалу тангенсов и шкалу емкостей. По этим двум значениям можно посчитать сопротивление R1.
Аналогичным способом можно измерять любые двухполюсники.
Резонансный метод
Резонансный метод основан на использовании эффекта резонанса в колебательном контуре. Схема реализации данного метода показана на рис. 7.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 7
На рисунке вольтметр V1 измеряет входное напряжение, вольтметр V2 измеряет добротность Q, при этом
Вольтметр можно градуировать в значениях добротности.
-- прецизионная индуктивность.
-- общее сопротивление, ,
Если, то
,
если , то
Измерение производится в 2 этапа:
1) Сопротивление отсутствует. Фиксируются занчения , и. Приравнивая (19) и (20) получим
2) Включают сопротивление . Фиксируют значения ,, и сравнивяют два условия:
Из выражения (23) реактивное сопротивление можно определить следующим образом
Вычтем из выражения (25) (22) и получим выражение для активного сопротивления
Цифровой метод измерения
Структурная схема прибора показана на рис. 8.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 8
На рис. 10 показаны временные диаграммы поясняющие данный метод.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 9
На рисунке число счетных импульсов, попавших во временной интервал
Измерение АЧХ
;
;
,
,
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор особенностей речевых сигналов, спектрального анализа и способов его применения при обработке цифровых речевых сигналов. Рассмотрение встроенных функций и расширений Matlab по спектральному анализу. Реализация спектрального анализа в среде Matlab.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.05.2015Методы спектрального и корреляционного анализа сигналов и радиотехнических цепей. Расчет и графическое отображение характеристик непериодических и периодических видеосигналов и заданной цепи. Анализ сигналов на выходе заданной радиотехнической цепи.
курсовая работа [765,7 K], добавлен 10.05.2018Физика поверхностных акустических волн (ПАВ). Виды линейных пассивных акустоэлектронных устройств. Технические параметры, принцип устройства линий задержки на ПАВ. Схемы ультразвуковых линий задержки. Метод возбуждения и приема ПАВ с помощью ВШП.
курсовая работа [177,6 K], добавлен 04.03.2009Эффект увеличения мощности полезного сигнала при сравнительно точном сохранении его формы и спектрального состава. Методы анализа усилительных каскадов. Качество работы типовых усилительных каскадов с транзистором в роли активного электронного прибора.
реферат [304,4 K], добавлен 25.06.2009Процесс преобразования напряжения в цифровой код. Метод последовательных приближений. Генераторы прямоугольных импульсов. Основные параметры элементов времязадающих цепей. Состав схем малой и средней степеней интеграции. Время задержки распространения.
курсовая работа [744,5 K], добавлен 04.10.2012Анализ основных методов расчёта линейных электрических цепей постоянного тока. Определение параметров четырёхполюсников различных схем и их свойства. Расчет электрической цепи синусоидального тока сосредоточенными параметрами при установившемся режиме.
курсовая работа [432,3 K], добавлен 03.08.2017Изучение свойств спектрального анализа периодических сигналов в системе компьютерного моделирования. Проведение научных исследований и использование измерительных приборов. Изучение последовательности импульсов при прохождении через интегрирующую RC-цепь.
лабораторная работа [2,8 M], добавлен 31.01.2015Многовариантный анализ в САПР. Методы анализа чувствительности системы управления при их использовании в САПР, особенности методов статистического анализа. Функции CAЕ-систем и общая характеристика языка SPICE. Пример использования PSICE в OrCAD 9.2.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 27.09.2014Использование наилучшего из числа возможных алгоритмов измерения, способность трансформации алгоритма измерений в процессе его выполнения. Высокие требования к точности и надежности приборным интеллектуальным аналогово-цифровым преобразователям.
курсовая работа [581,2 K], добавлен 27.02.2009Изучение предназначения аппаратуры цифровой радиосвязи. Сравнение радиомодемов МЕТА и Риф Файндер-801 методом анализа иерархии. Расчет матриц сравнения и приоритетов, рыночной стоимости радиомодема. Методы передачи, кодирования и синхронизации сигнала.
курсовая работа [250,0 K], добавлен 30.06.2012Алгоритмические методы широко используются для измерения и расчёта параметров математических моделей радиокомпонентов в системах автоматизированного проектирования электронных схем. Для их проектирования используются электронно-вычислительные машины.
диссертация [376,4 K], добавлен 15.12.2008Общие сведения и классификация методов и приборов СВЧ цепей. Основные методы и средства измерений параметров СВЧ цепей. Обобщенная структурная схема измерителя (анализатора). Измерительные направленные ответвители. Скалярные анализаторы цепей.
реферат [82,7 K], добавлен 23.01.2009Разработка эквивалентной, принципиальной схемы электрического фильтра. Анализ спектрального состава входного сигнала и прохождения сигнала через электрический фильтр и усилитель. Синтез эквивалентных схем и проектирование схем радиотехнических устройств.
курсовая работа [488,3 K], добавлен 08.02.2011Схема, технические параметры и принцип работы шестиканального цифрового вольтметра. Прототипы схем измерения и отображения информации, подключения клавиатуры, сбора и накопления данных. Обработка аналоговых сигналов в микроконтроллере, его инициализация.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 12.03.2013Взаимосвязь точности измерения координат цели и эффективности применения радиоэлектронной системы. Методы измерения угловых координат. Точность, разрешающая способность радиолокационных систем. Численное моделирование энергетических характеристик антенны.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 11.06.2012Метод электромеханических аналогий: сведение анализа механических устройств к анализу эквивалентных электрических схем. Электромеханические преобразователи механической энергии в электрическую. Основные системы электромеханических преобразователей.
реферат [63,0 K], добавлен 16.11.2010К линейным пассивным акустоэлектронным устройствам относят устройства частотной фильтрации (фильтры), акустические линии задержки, согласованные (оптимальные) фильтры, или дисперсионные линии задержки, кодирующие и декодирующие устройства. Линии задержки.
курсовая работа [232,1 K], добавлен 03.01.2009Краткий обзор радиорелейных линий связи. Реконструкция цифровой радиорелейной линии (ЦРРЛ) "Томск-Чажемто" на более современную аппаратуру, работающей по технологии PDH или SDH. Оценка технико-экономической эффективности выбора и разработки проекта.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 20.09.2010Компоненты волоконно-оптических линий связи спектрального уплотнения. Сравнение систем плотного мультиплексирования. Описание лазерных диодов. Моделирование 8-ми канальной DWDM линии с применением системы автоматизированного проектирования LinkSim.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 14.09.2011Обзор применения импульсных дальномеров-высотомеров на основе полупроводниковых лазеров для контроля объектов подстилающей поверхности. Методы повышения точности временной фиксации принимаемого сигнала. Расчет безопасности лазерного высотомера ДЛ-5.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 14.03.2016
