close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...Алексей Воробьев провел оперативное совещание;pdf

код для вставкиСкачать
Материалы Международной научно-технической конференции,
1 – 5 декабря 2014 г.
МОСКВА
INTERMATIC – 2 0 1 4, часть 5
МИРЭА
ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ БЕЛОГО ШУМА НА ПОЛНУЮ СУММАРНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ
ИЗМЕРЕНИЯ СПМ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМА
© 2014 г.
С.Е. РЕЗЧИКОВ, В.А. СЕРГЕЕВ
Ульяновский государственный технический университет
Известно, что погрешность измерения спектральной плотности мощности (СПМ)
низкочастотного шума зависит от полосы пропускания анализирующего фильтра (АФ)
и времени усреднения [2]. Также известно [2], что существует оптимальное значение
ширины полосы пропускания АФ, обеспечивающее минимизацию погрешности измерения.
В известной формуле [2] для нахождения этого оптимального значения:
опт
Δf ЭФ
=
144 f 4 ⋅ d
,
TИ γ 2 (γ + 1) 2
5
(1)
не учитывается то, что при измерениях исследователь имеет дело не с чистым
НЧ-шумом (например, розовым), а со смесью низкочастотного и белого шума (тепловой, дробовой). Доля белого шума зависит от частоты следующим образом:
δ бш = 1 −
1
1 + ( f / fc )
γ
,
(2)
где f – частота, γ - показатель спектра НЧ-шума, f c - частота перегиба.
Рис. 1. Зависимость отношения уровня белого шума к уровню шумовой смеси.
Эта зависимость показана на Рис. 1 для случая: f c = 10 кГц, γ = 1 . В работе [1],
посвящённой адаптивному алгоритму измерения СПМ шума, предполагается, что суммарная погрешность рассчитывается по формуле:
168
2
 γ (γ + 1)  Δf  2 
d
+
⋅  ЭФ   ,
εΣ =
(3)
TИ ⋅ Δf ЭФ  24
 f  

где f – частота настройки фильтра, Δf ЭФ – эффективная ширина полосы пропускания
АФ, TИ - продолжительность интегрирования, d=1 для идеальных ФНЧ.
Если же исходить из того, что мы измеряем СПМ шумовой смеси, то погрешность измерения этой СПМ будет:
2
ε Σ _ СМ
где
2

γ (γ + 1)  Δf ЭФ  
d
=
+  (1 − δ бш ) ⋅
⋅
  ,
24
TИ ⋅ Δf ЭФ 
f  



(4)
δ бш – доля белого шума в смеси.
Если считать, что мы измерили СПМ НЧ-шума, то погрешность этого измерения
можно оценить так:
ε Σ _ РЕАЛ
2
2


 1 
γ (γ + 1)  Δf ЭФ 
d
= 
+  (1 − δ бш ) ⋅
⋅
+ δ бш 
 ⋅


24
 f 
 1 − δ бш  TИ ⋅ Δf ЭФ 

2
(5)
Зависимости этих оценок погрешности от относительной ширины полосы пропускания АФ изображены на Рис. 2, для случая: f c = 5 кГц, γ = 1 , TИ = 1 с, f = 1 кГц.
Кривая 1 - ε Σ , кривая 2 - ε Σ _ РЕАЛ , кривая 3 - ε Σ _ СМ .
Рис. 2. Зависимость погрешности от полосы АФ.
Из Рис. 2 следует, что если измерять СПМ шумовой смеси, считая её чистым
НЧ-шумом, то реальная оптимальная полоса будет несколько отличаться от определяемой по формуле (1).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Резчиков С.Е., Сергеев В.А. Алгоритм уменьшения погрешности измерения параметров низкочастотного шума // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика:
тез. докл. 19 МНТК студентов и аспирантов. – Москва, 2013. - Т. 1, c. 204.
2. Сергеев В.А., Дулов О.А. Методические погрешности измерения параметров
γ
НЧ-шума со спектром вида 1/f // Измерительная техника. – 2008, № 10. – с. 51-53.
169
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа