Анализ потенциальной точности измерения энергетических параметров импульсных сигналов

• Автор: Гинатуллин, Тимур Маратович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Элементы статистической и информационноэнергетической теории измерения и их использование для определения потенциальных возможностей средств измерений
1.1 Элементы статистической теории измерения
параметров сигналов
1.2 Апостериорное распределение и функция
правдоподобия
1.3 Нижняя граница погрешности из-за действия помех
1.4 Исключение неинформативных параметров из функции правдоподобия <. . -Гг£ Д
1.5 Элементы информационно-энергетической теории измерений
Выводы по главе
Глава 2 Оптимальное измерение длительности сигналов
2Л Оптимальное измерение длительности
трапецеидального сигнала
2.2 Потенциальная точность измерения длительности трапецеидального сигнала при наличии помех
2.3 Аномальные погрешности и пороговые значения параметров
2.4 Влияние случайной амплитуды на точность
измерения
2.5 Влияние ширины полосы канала на точность
измерения длительности

2.6 Потенциальная точность измерения длительности радиоимпульса
2.7 Оптимальная фиксация фронта и практические методы измерения длительности
Выводы по главе
Глава 3 Оптимальное измерение амплитуды сигналов
3.1 Оптимальный алгоритм измерения амплитуды
сигнала
3.2 Оптимальное измерение амплитуды радиоимпульса со случайной начальной фазой высокочастотного наполнения
3.3 Устройства для измерения амплитуды
Выводы по главе
Глава 4 Синтез оптимального кадра цифровой
измерительной информационной системы
4.1 Описание задачи
4.2 Оптимальное решение
4.3 Оптимальное отношение составляющих общей погрешности
4.4 Эффективность оптимального решения
Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение
Введение

Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения свыше двухсот различных физических величин, большинство из которых для удобства передачи, усиления, математической обработки и точного измерения преобразуются в параметр или параметры электрического сигнала [5]. Измерение параметров сигнала является одной из важнейших частных задач для техники экспериментальной физики, систем радиолокации, телеизмерительных систем, систем связи и передачи данных [3, 11]. Значительный интерес представляет измерение амплитуды и длительности сигнала. Существует множество методов измерения указанных величин. Выбор конкретного метода зависит от. множества факторов и определяется прежде всего спецификой области применения, однако при проектировании новых средств измерения важно знать теоретическую верхнюю границу точности измерения этих параметров, поскольку это позволяет оценить потенциальные возможности средства измерения, избежать составления заведомо неосуществимого технического задания.
За последние два десятилетия наблюдается интенсивное развитие технологии и совершенствование электронной элементной базы, что обусловливает повышение качества технических систем. Весьма характерной в этом смысле является история развития информационно-измерительных систем (ИИС) лазерной дальнометрии. Применение более совершенной элементной базы, а также использование новых методов обработки информации на базе распределённых вычислительных средств позволило за тридцатилетний период существования лазерных дальнометрических систем повысить точность на три порядка, при этом принцип работы и структура этих систем практически не изменились [1, 4]. Дальнейшее совершенствование аппаратной части измерительной техники неизбежно стал-

появляются аномальные погрешности и реальная погрешность становится больше величины (2.2.5).
Прежде чем перейти к анализу аномальных погрешностей, рассмотрим сигнал и шум на выходе усреднителя, см. формулу (2.2.6). После интегрирования по длительности фронта сигнал сглаживается, рис.
2.1. Сглаженный сигнал г,Т) на участке 2-3 имеет вид:
й(4”'2) сл
223(0-
(2.2.6)
2*ф 1Ф
Использование этой зависимости для анализа аномальных погрешностей приводит к весьма громоздким выражениям, поэтому аппроксимируем сигнал а(/,Т) на участке 1-3 с помощью прямой /(?)> проходящей через точку 2 и имеющей такой наклон Ь, что квадрат разности минимален:

А(Ь) = I (Д0-723(0)2<* -> шш . ХФ О
(2.2.7)
Пусть прямая /(?) пересекается с уровнем а в некоторой точке ? . Тогда можем записать:

+ Ы, ? е[0,? ]
[? Лф

А(Ь) = — | 1Ф О

. 1гф +1Ф

(2.2.8)
ьф <ф))

Возьмём частную производную по Ъ