6 Билет

Рабочие средства измерений

        применяются для практических измерений при научных исследованиях, в производстве, торговле и др. областях. Этим они отличаются от образцовых средств измерений (См. Образцовые средства измерений), применяемых только для поверки (См. Поверка) др. средств измерений. Р. с. и. подразделяются по категориямна Меры, измерительные приборы (См. Измерительный прибор), измерительные преобразователи (См. Измерительный преобразователь), измерительные установки и измерительные системы. Р. с. и. последнихдвух категорий представляют собой различные сочетания первых трёх категорий Р. с. и. с добавлениемвспомогательных устройств для обеспечения требуемых условий измерений (источников тока, переключающих и регулирующих устройств, линий связи, стабилизаторов, термостатов, специализированных вычислительных устройств и т.д.)

Рабочая характеристика обнаружителя

Рабочие параметры обнаружителя задаются точкой на рабочей характеристике, соответствующей фиксированному значению порога. Вид рабочей характеристики определяется моделью взаимодействия сигнала с помехами, уровнем помех, выбранной схемой обнаружителя, наличием, у обнаруживаемого сигнала мешающих случайных параметров.

Обнаружение сигнала со случайной фазой

Реальные сигналы не являются детерминированными, а содержат случайные параметры, в том числе фазу. Такой сигнал можно представить в виде следующей модели: , где s₀(t), (t) – известные законы амплитудной и угловой модуляции, f₀ – центральная (несущая) частота,  – случайная начальная фаза. Функционал ПВ при отсутствии сигнала имеет вид (3.2), а при его наличии –

.

Найдём условное отношение правдоподобия (ОП):

,

где  – корреляционный интеграл,  – энергия сигнала.

Представим выражение для s(t,) в виде:

,

где s₁(t) и s₂(t) – квадратурные составляющие сигнала.

Тогда корреляционный интеграл можно представить как

,

где z₁ и z₂ – квадратурные составляющие корреляционного интеграла (рис. 3.15).

Введем обозначения: , , , . Тогда корреляционный интеграл

.

Условное ОП теперь принимает вид:

.

Случайную начальную фазу сигнала  будем считать равномерно распределенной на интервале [0, 2] (рис. 3.16). Тогда ПВ  при . Усреднив  по фазе , найдём безусловное отношение правдоподобия:

.

Последний интеграл представляет собой модифицированную функцию Бесселя нулевого порядка: . Тогда ОП

.

Так как функция Бесселя монотонно зависит от x (рис. 3.17), то решение об обнаружении можно принимать по оптимальному алгоритму . Схема соответствующего обнаружителя, представленная на рис. 3.18, из-за незнания начальной фазы содержит два квадратурных канала, в каждом из которых вычисляются проекции z₁ и z₂, используемые затем для вычисления огибающей Z. При этом проходят обе квадратурные составляющие шума, суммируясь в силу взаимной независи-

мости в сумматоре и ухудшая по сравнению с одноканальным обнаружителем (рис. 3.5) отношение сигнал/шум, что является платой за неизвестность начальной фазы.

Первая половина схемы на рис. 3.18 эквивалентна согласованному фильтру СФ, а вторая – амплитудному детектору АД, что позволяет представить ее в фильтровом варианте (рис. 3.19). Величина Z есть огибающая колебания , которое получается пропусканием u(t) через фильтр, согласованный с сигналом  (рис. 3.19), т.е. имеющий импульсную характеристику  и являющийся инвариантным по отношению к начальной фазе . Для перехода на видеочастоту при неизвестной начальной фазе в отличие от схемы на рис. 3.5 используется амплитудный детектор, вычисляющий огибающую. Информация о начальной фазе отбрасывается. При этом через АД проходят обе квадратурные составляющие сигнала и (что отрицательно) шума.