Повышение эффективности регистрации измерительных сигналов на базе интегрирующих преобразований в системах цифрового осциллографирования

• Автор: Гуржин, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 273 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФИРОВАНИЯ

1.1. Вводные замечания

1.2. Анализ измерительных сигналов и ситуаций в системах цифрового осциллограф ирования (СЦО)
1.3. Особенности согласования параметров цифровых регистраторов с характеристиками исследуемых сигналов в условиях действия помех
1.4. Анализ методов повышения эффективности средств регистрации измерительных сигналов

1.5. Пути построения интегрирующих цифровых регистраторов (ИЦР) для СЦО

1.6. Выводы
2. МЕТОДЫ ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ И ПОВТОРЯЮЩИХСЯ СИГНАЛОВ
2.1. Вводные замечания
2.2. Характерные особенности, основные принципы и способы регистрации периодических сигналов при наличии помех
2.3. Эффективность интегрирующего следящего преобразования при оперативной регистрации и выделении формы периодических сигналов на фоне помех
2.4. Схемные реализации метода, алгоритмы функционирования и показатели эффективности
2.5. Выводы
3. ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И РЕГИСТРАЦИЯ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО СОГЛАСОВАНИЯ
3.1. Вводные замечания
3.2. Анализ и разработка способов оперативной обработки и регистрации повторяющихся сигналов
3.3. Корреляционные методы повышения эффективности регистрации повторяющихся сигналов на фоне помех
3.4. Структурно-алгоритмические, аппаратные реализации метода его модификаций и оценка их эффективности
3.5. Выводы
4. МЕТОДЫ ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ СИГНАЛОВ
4.1. Вводные замечания
4.2. Анализ оперативных алгоритмов сглаживания для согласованной регистрации однократных сигналов
4.3. Эффективность интегрирующего преобразования при оперативной регистрации и выделении формы однократных сигналов на фоне помех
4.4. Структурные и алгоритмические реализации
4.5. Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ ИЦО
5.1. Базовые модели для построения ИЦО
5.2. Внедренные модели
5.3. Перспективы развития СЦО
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Проблема повышения эффективности средств измерений возникает при решении большого ряда задач получения адекватных моделей изучаемых явлений, что вызывает необходимость разработки новых, более совершенных принципов построения и алгоритмов функционирования аппаратных средств и методов обработки измерительной информации. Уровень основных метрологических характеристик: точности, разрешающей способности, быстродействия, динамического диапазона исследуемых сигналов определяет эффективность информационноизмерительных систем (ИИС) и приборов.
Среди высокоточных и универсальных ИИС и приборов особое место занимает класс средств цифровой осциллографии, поскольку является одним из немногих, позволяющих регистрировать различные динамические процессы и воспроизводить их форму для детального анализа и измерения в реальном или трансформированном масштабе времени.
В развитие научного направления измерительной техники - цифровая осциллография (ЦО) значительный вклад внесли Беркутов А.М., Гири-венко И.П., Гутников B.C., Денисов А.Ф., Денбновецкий С.В., Малиновский В.Н., Моисеенко A.C., Найденов А.И., Прошин Е.М. и другие ученые [118,72,98,103,104,105]. О перспективности этого направления ярко свидетельствуют темпы разработок и выпуска ЦО зарубежными фирмами, среди которых такие приборостроительные гиганты, как Hewlett-Packard, Tektronix, Nicolet (США), Gould, Thom EMI, Solartron (Великобритания), Philips (Нидерланды), Rene Maurer (Швейцария), Hitachi, Iwatsu (Япония) [98].
Однако практика использования цифровых осциллографов при изучении динамических процессов в важнейших областях знаний - электронике, радиотехнике, машиностроении, физике, медицине, биологии и других показала, что большое количество задач, связанных с необходимостью

и1+о1 п-(ц2х+о2х)
(1.27)
(1.28)
На рисунке 1.8 представлены графики Р^л в зависимости от изменения трех параметров к, п и д. Приведено семейство кривых для двух значений коэффициента к (к = 1, к = 5) и четырех значений количества накопленных отсчетов помехи п = 1 + 4, в сравнении с Рл (рис. 1.7). Анализ полученных зависимостей показывает существенное уменьшение вероятности ложной синхронизации Р^л даже при небольшом количестве суммируемых отсчетов помехи п = 4 на интервале интегрирования, что подтверждает высокую помехоустойчивость интегральных критериев синхронизации, потенциальную возможность дальнейшего повышения помехоустойчивости, а также эффективность и перспективу их использования в системах цифрового осциллографирования.
страции измерительных сигналов
Учитывая, что любая измерительная цепь неизбежно подвергается воздействию помех различного рода, которые приводят к нежелательным искажениям полезной информации, необходимо, чтобы средства измерения были инвариантными к сторонним возмущениям.
Методы, при помощи которых можно устранить или уменьшить влияние помех, в общем случае, можно разделить на два класса.
К первому классу относятся инструментальные методы (в работе не рассматриваются), ко второму — алгоритмические методы, основанные на обработке информации об индивидуальных особенностях сигналов и по-
1.4. Анализ методов повышения эффективности средств реги-