МЕТОДЫ ОЦЕНОК ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ И ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬЮ 1 Институт инженерной Физики и Радиоэлектроники Кафедра Радиотехники ПАТЮКОВ ВИКТОР ГЕОРГИЕВИЧ (д. т. н., профессор,

2 НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ОСНОВАННЫЕ НА ОЦЕНКАХ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ Измерение частоты и разности частот. Измерение временных интервалов. Измерение задержек распространения сигналов в кабелях. Измерение абсолютных задержек сигналов в радиотехнических трактах. Измерение задержек сигналов времени и частоты в трактах и схемах синхронизации шкал времени и частот. Измерения фазы и приращения фазы сигналов; и др. (устройства для измерения расхода жидкостей и газов - расходомеры; ультразвуковые дефектоскопы; устройства, измеряющие плотность материала и толщиномеры; устройства для измерения расстояний - длины, дистанции и др.).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ 3

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ 4 Плотность распределение фазы и частоты квазигармонического шума (, ) Совместная плотность распределения фазы и частоты при нормированной амплитуде V m =1

5 ЗНАЧЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ОЦЕНОК ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ КЛАССИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ Дисперсия максимально правдоподобной оценки

6 ВЕСОВАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ Эффективность весовой обработки (штрих- пунктир при потенциальных оценках) при Т=1 с, и ; кл. опт.. приТ=1 с кл. опт.

7 РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ ОЦЕНКИ ЧАСТОТНО- ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ С ВЕСОВОЙ ОБРАБОТКОЙ Оптимальная весовая функция ( 1)

8 Одноканальный измеритель длительностей временных интервалов (1 формирователь измерительных сигналов; 2 формирователь времени измерения; 3 ключевое устройство; 4 – генератор отсчётных импульсов; 5 реверсивный счётчик; 6 – индикатор и блок управления – 7.)

9 Временные диаграммы работы одноканальных измерителей длительностей временных интервалов

10 МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛИ (1 формирователь измерительных сигналов; 2 – делитель частоты; 3 формирователь времени измерения; 4 – генератор отсчётных импульсов; 5- распределитель импульсов; 6-8 – ключи; 9-схема ИЛИ; 10 счётчик; 11 – индикатор)

11 ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ m =1

АНАЛИЗ БИИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 12 Модель биимпульсного сигнала t, c s(t)

АНАЛИЗ БИИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 13 Модуль спектральной плотности биимпульсного сигнала будет равен: Модуль спектральной плотности биимпульсного сигнала ω, рад/сек τ1=0,3 τ1=0,4 τ1=0,5

АНАЛИЗ БИИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 14 Амплитудный спектр сигнала s(t) n – номер гармоники Амплитудный спектр сигнала s(t) n – номер гармоники

АНАЛИЗ БИИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 15 Структурная схема измерителя временных интервалов, на основе особенностей амплитудного спектра биимпульсных сигналов

АНАЛИЗ БИИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 16 Структурная схема измерителя временных интервалов, на основе особенностей фазового спектра биимпульсных сигналов

17 ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ОЦЕНОК НА ОСНОВЕ ФОРМИРОВАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ

18 ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ

19 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЦЕНКИ Зависимость эффективности оценки временных интервалов от коэффициента корреляции результатов измерен ия

ВНЕДРЁННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ 20 Помехоустойчивый цифровой измеритель частотно-временных параметров сигналов Прецизионный цифровой частотомер Быстродействующий измеритель частотно-временных параметров сигналов

21 Рассмотрены новые методы оценок частотно- временных параметров сигналов, позволяющие разрабатывать и изготавливать достаточно простые устройства в самых различных областях науки и техники с высокой точностью и помехоустойчивостью, реализуемые на современной элементной базе и позволяющие, например, выполнять оценки временных интервалов на уровне единиц и долей наносекунды.