Разработка и исследование цифровых методов повышения быстродействия и точности вольтметров переменного напряжения инфранизкого диапазона частот

• Автор: Янков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1992
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 231 с. : ил.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И ТОЧНОСТИ ВОЛЬТМЕТРОВ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНФРАНИЗК0Г0 ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ.

1. Структура и алгоритмы работы вольтметров, основанных на цифровой обработке сигнала
1.1 Анализ современных методов цифровой обработки сигналов в вольтметрах переменного напряжения
1.2 Анализ структуры устройств цифровой обработки сигналов (ЦОС)
1.2.1 Эквивалентное математическое представление устройства ЦОС
1.2.2 Классификация методов дискретизации
1.2.3 Структура устройства ЦОС и методы дискретизации
для измерения переменных напряжений инфранизкой частоты
1.3 Алгоритмические методы повышения точности и быстродействия вольтметров ИНЧ
1.4 Повышение быстродействия вольтметров ИНЧ с помощью измерения периода
1, 4.1 Использование аналоговых методов измерения периода
1.4. 2 Использование цифровых методов измерения периода
1. 5 Выводы
2. Повышение точности измерения среднеквадратического значения, основанного на методах цифровой обработки сигнала
2.1 Анализ в частотной и временной области методической погрешности измерения СКЗ, основанного на методах ЦОС с
измерением периода
2.1.1 Анализ общей погрешности измерения среднего значения и СКЗ
2.1. 2 Анализ составляющей погрешности, обусловленной
погрешностью измерения периода и дискретизацией
2.2 Разработка и анализ алгоритмических методов уменьшения составляющих погрешности, обусловленных дискретизацией и погрешностью измерения периода
2.2.1 Разработка весовых функций, уменьшающих составляющую погрешности, обусловленную погрешностью измерения периода
2.2. 2 Разработка весовых функций, уменьшающих составляющую погрешности, обусловленную дискретизацией
2. 3 Анализ и разработка методов уменьшения составляющей погрешности, обусловленной дискретизацией, е помощью
аналоговых фильтров
2.3.1 Анализ и разработка метода проектирования аналогового фильтра при ЦОС с измерением периода
2.3. 2 Особенности разработки аналоговых фильтров при
измерении СКЗ
2.3. 3 Методика расчета аналоговых фильтров, применяемых при измерении СКЗ
2. 4 Выводы
3. Повышение быстродействия вольтметров ИНЧ посредством измерения периода переменного напряжения
3.1 Анализ погрешности измерения периода
3. 2 Разработка и исследование адаптивных методов цифровой обработки сигнала для уменьшения погрешности измерения периода
3. 3 Повышение быстродействия и точности измерения периода при помощи проектирования оптимального по быстродействию цифрового фильтра
3.3.1 Разработка и анализ оптимального по быстродействию цифрового фильтра для детерминированного сигнала
3.3.2 Разработка цифрового фильтра для повышения быстродействия и точности измерения периода в условиях шума
3. 4 Выводы
4. Особенности практической реализации вольтметра ИНЧ, использующего методы цифровой обработки сигнала
4.1 Алгоритмы работы вольтметра ЙНЧ
4.1.1 Алгоритм работы в реальном времени
4.1.2 Алгоритмы ЦОС, представленного в памяти вольтметра
4. 2 Особенности определения погрешностей вольтметра
ИНЧ, использующего методы цифровой обработки
4. 3 Выводы
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение 1. Программа расчета параметров системы
фильтр-ЦОС "FILTER 2.0"
Приложение 2. Программы моделирования "PROBE","PERIOD"
Приложение 3. Программа цикла обработки в реальном времени
вольтметра, использующего методы ЦОС
Приложение 4. Программа моделирования измерения периода в вольтметре СКЗ при заданном времени измерения и числе периодов, укладывающемся в заданное время, от двух до десяти
2. МЕТОДЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ.
В соответствии с выражением (1.11) разработка метода и устройства ЦОС сводится к проектированию ВФ и аппроксимации ВФ с помощью устройств А,Д и В (рис. 1.1). Погрешность измерения СЗ, СКЗ зависит от формы ВФ и от метода аппроксимации ВФ. В разделе 2.1 проведен анализ общей погрешности измерения с помощью методов ЦОС. Способы уменьшения погрешности измерения СЗ и СКЗ алгоритмическими методами с помощью устройства В рассмотрены в разделе 2. 2. Методы уменьшения погрешности аппроксимации ВФ с помощью устройств А и Д рассмотрены в разделе 2.3. Основой для проектирования является следующее представление метода измерения СКЗ.
В случае измерения СКЗ полного сигнала оператор ЦОС
(1.9) является нелинейным и его предлагается описывать из (1.11) двумя способами:
В (2.1) нелинейное преобразование сигнала - возведение в квадрат для измерения СКЗ - производится в аналоговой форме. В (2.2) возведение в квадрат производятся в цифровой форме и этот способ обладает' преимуществами точной ЦОС (глава 1). Как указано выше линейная форма представления (2.1) более удобна для разработки ВФ, оптимальных по точности и быстродействию измерения СЗ и СКЗ. В разделе 2.3 показано, что
[/'ат*А)-ч1]геё.
(2.1)
(2. 2)