Классификация помех

Как правило, измерительные сигналы редко действуют в средствах измерений в чистом виде, – на них накладываются помехи. Под помехой понимается электрическое колебание, однородное с измерительным сигналом и действующее одновременно с ним. Ее наличие приводит к появлению погрешности измерения. Помехи класифицируют по ряду признаков.

1. По месту возникновения в измерительной схеме помехи делятся на внешние и внутренние.

Причиной возникновения я внешних помех являются природные процессы и работа различных технических систем. Последние создают так называемые индустриальные помехи, возникающие из-за резких изменений тока в электрических цепях различных электротехнических устройств. Сюда относятся помехи от электротранспорта, электрических двигателей, медицинских установок, систем зажигания двигателей внутреннего сгорания и т.п.

Внутренние помехи обусловлены процессами, происходящими при работе самого средства измерений. Практически в любом диапазоне частот имеют место внутренние шумы радиотехнических устройств, обусловленные хаотическим движением носителей заряда в усилительных приборах, резисторах и других элементах аппаратуры.

Возможны два сочетания сигнала и шума. Если помеха складывается с сигналом, принято говорить об аддитивной помехе. Произведение сигнала и шума дает нам мультипликативную помеху.

2. По основным свойствам аддитивные помехи можно разделить на три класса: сосредоточенные по спектру (узкополосные помехи), сосредоточенные во времени (импульсные помехи) и флуктуационные помехи, не ограниченные ни по времени, ни по спектру.

3. По виду частотного спектра помехи делятся также на белый и нестационарный шумы. Спектральные составляющие белого шума равномерно распределены по всему частотному диапазону. Нестационарный шум имеет неравномерный спектр.

Сосредоточенными по спектру называют помехи, основная часть мощности которых находится на отдельных участках диапазона частот, меньших полосы пропускания радиотехнической системы.

Сосредоточенными во времени (импульсными) помехами называется регулярная или хаотическая последовательность импульсных сигналов, однородных с полезным сигналом. Регулярная последовательность называется синхронными импульсными помехами, хаотическая – несинхронными импульсными помехами. Источниками таких помех являются цифровые и коммутирующие элементы радиотехнических цепей или работающим рядом с ним устройством. Сосредоточенные помехи в радиотехнике называют наводками.

Флуктуационная помеха (шум) представляет собой случайный процесс с нормальным распределением. Этот вид помех имеет место практически во всех реальных измерительных каналах, и их часто называют шумами.

Бóльшую часть электрических помех можно устранить путем экранирования, заземления приборов, применения специальных методов фильтрации.

Математическое описание измерительных сигналов

Вспомогательные сигналы, действующие в импульсных и цифровых измерительных системах, представляют собой различные последовательности импульсов определенной формы. Одна из основных форм – прямоугольный импульс. Импульсные периодические и одиночные сигналы имеют достаточно широкий спектральный состав.