Наш канал, совместно с научно-практическим журналом "Контрольно-измерительные приборы и системы" продолжает цикл публикаций объединенных под названием Энциклопедия измерений. Каждый раздел энциклопедии включает в себя большое количество терминов, соответствующих тематике раздела.
Функция осциллографа, позволяющая автоматически получить устойчивое изображение сигнала удобного размера. Автоустановка позволяет настроить элементы управления передней панели в соответствии с характеристиками активного сигнала.
Включение функции автоустановки осциллографа АКТАКОМ иллюстрируется ниже. В данном приборе возможно помощью меню функции Autoset можно выбрать отображение нескольких циклов сигнала, одного цикла, нарастающего или спадающего фронта, а также вернуться в первоначальное состояние отображения входного сигнала.
Cмещение по времени идеального сигнала от действительного.
Амплитуда напряжения сигнала (Vamp)
Напряжение U между максимальным и минимальным напряжением сигнала без учета выбросов.
Амплитудная манипуляция (ASK - amplitude shift keying)
Амплитудная манипуляция – способ преобразования сигнала, при котором скачкообразно меняется амплитуда несущего колебания в зависимости от информационного сообщения дискретного вида.
При амплитудной манипуляции каждому цифровому символу сопоставляется своя амплитуда несущего сигнала. Частота и фаза манипулированного сигнала остаются неизменными. Амплитудная манипуляция редко используется на практике, т.к. из всех видов манипуляции наименее помехоустойчива. Амплитудная манипуляция обычно применяется в сочетании с другими видами манипуляции.
На рисунке ниже приведен график двоичной бинарной последовательности нулей и единиц и, соответствующий ему, график амплитудно-манипулированного сигнала. Для кодировании низкого уровня бинарного сигнала используется амплитуда 0,5 В, а для кодирования высокого уровня используется амплитуда 1 В несущего сигнала синусоидального типа.
На следующей анимации приведен пример амплитудной манипуляции несущего сигнала синусоидальной формы, информационным сигналом является двухразрядный цифровой код.
Амплитудная модуляция (Amplitude Modulation)
Амплитудная модуляция (AM) – вид преобразование аналогового (несущего) сигнала, при котором изменяемым параметром сигнала является его амплитуда.
Амплитудная модуляция (АМ) является наиболее простым и распространенным способом изменения параметров носителя информации. При амплитудной модуляции амплитуда гармонического колебания (несущего сигнала) изменяется по закону изменения передаваемого информационного сигнала. В радиотехнике амплитудную модуляцию применяют для передачи информации на расстояние в радиовещании, акустической локации и др. Например, в радиовещании звуковые колебания преобразуются в электрический сигнал низкой частоты (модулирующий сигнал), который и изменяет (модулирует) амплитуду сигнала высокой (несущей) частоты. У полученного в результате модулированного радиосигнала амплитуда изменяется в соответствии с силой звукового сигнала.
Основной характеристикой амплитудной модуляции является коэффициент амплитудной модуляции или глубина модуляции (modulation depth) – отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд модулированного сигнала к сумме этих значений, выраженное в процентах.
На рисунке ниже приведены временные диаграммы несущего и модулирующего сигналов, а также результирующего амплитудно-модулированного сигнала. Частота несущего сигнала 100 КГц, частота модулирующего сигнала синусоидальной формы – 10 КГц, коэффициент амплитудной модуляции – 100%.
На следующем рисунке приведены временные диаграммы тех же сигналов с коэффициентом амплитудной модуляции 50%.
Анализатор спектра – это прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.
К основным функциям анализатора спектра можно отнести: измерение абсолютного и относительного значения частоты, измерение абсолютного и относительного значения уровня, измерение мощности. Кроме того, огни могут применяться для анализа шумовых характеристик, исследования гармоник и искажений, сигналов с модуляциями, определения электромагнитной совместимости (ЭМС), снятия АЧХ, измерения S11 параметров и т.п.
Анализаторы спектра классифицируются следующим образом:
- По способу обработки измерительных данных – аналоговые и цифровые анализаторы спектра.
- По диапазону частот — здесь стоит выделить низкочастотные, радиочастотные и оптические анализаторы спектра.
- По анализирующим способностям – это скалярные и векторные анализаторы спектра.
- По принципу действия — анализаторы спектра параллельного типа (многоканальные) и последовательного типа (сканирующие).
Аналоговые генераторы сигналов
Аналоговые генераторы содержат частотно-избирательные цепи, которые обеспечивают выполнение условия самовозбуждения на заданных частотах.
Однако погрешность частоты, ее стабильность и стабильность амплитуды при этом методе генерирования оказываются недостаточно хорошими. Кроме этого, присутствуют различные недостатки, связанные со сложностью процесса, низким разрешением, неудобством задания частоты и ограниченными возможностями управления с компьютера.
Прибор для измерения скорости движения газов, воздуха в системах, например, вентиляции. В метеорологии применяется для измерения скорости ветра.
Технические зарактеристики и виды анемометров
По принципу действия различают:
- механические анемометры, в которых движение газа приводит во вращение чашечное колесо или крыльчатку (подобие воздушного винта) (прим.: см. Чашечный анемометр, Крыльчатый анемометр)
- тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела, обычно накаливаемой проволоки,
- ультразвуковые анемометры, измеряют скорость ветра в горизонтальном направлении, направление ветра, а также температуру воздуха ультразвуковым методом.
Архитектура UltraSync содержит источник опорной тактовой частоты 12,5 ГГц и шину синхронизации, в результате чего джиттер между отдельными захватами получается сравнимым с типовым джиттером между каналами одного прибора. Кроме того, система имеет высокоскоростной сигнальный тракт для передачи сигналов из блоков расширения в главный блок, где выполняется анализ. Поскольку каждый осциллограф полностью обрабатывает регистрируемый сигнал, в главный блок передаются только полностью обработанные сигналы, что позволяет сохранить производительность при увеличении числа каналов. Для управления многоприборной системой захвата UltraSync использует программное обеспечение для оптических измерений, что позволяет выполнять самый точный на сегодняшний день анализ оптической модуляции.
БПФ (Быстрое преобразование Фурье)
Быстрое преобразование Фурье (FFT) - это математическая функция в цифровых осциллографах, позволяющая получить из временной зависимости сигнала его частотные компоненты, т.е. проводить спектральный анализ сигналов.
Теория БПФ исходит из предположения о периодическом сигнале и для идеального преобразования необходимо выделить точно один или несколько периодов сигнала, что для реального сигнала сделать точно никогда не удается. Это приводит к разрывности исходной функции к искажению (расширению) расчетного частотного спектра.
Оконная функция БПФ используется для подавления краевых эффектов разрывности реальных функций путем введения весовых коэффициентов для выборки данных в окне, обеспечивающих снижение амплитуд краевых точек (старта и стопа) и, в результате, улучшение результатов БПФ.
Разные виды оконных функций (например, прямоугольное, Хэмминга, Ханнинга , Блэкмана-Харриса) дают различные результаты, как по точности, так и по частотному разрешению и используются для разных видов анализируемых сигналов. Т.е. каждая оконная функция является определенным компромиссом между разрешающей способностью по частоте и точностью определения амплитуды. В зависимости от области применения, от характеристик источника сигнала и ряда других параметров и следует выбирать ту или иную оконную функцию.
На скриншотах ниже приведены различные оконные функции, которые используются в цифровых осциллографах Актаком.
Rectangle (прямоугольник). Данная оконная функция реализует отличное разрешение по частоте и наихудшее разрешение по амплитуде. Это, по существу, соответствует работе без окна.
Hanning (окно Хеннинга)
По сравнению с прямоугольным окном реализует более лучшее разрешение по частоте, но хуже - по амплитуде
Hamming (окно Хэмминга)
При использовании оконной функции Хэмминга появляется лучшее, чем у Hanning разрешение по частоте
Blackman (окно Блэкмана)
В противовес оконной функции Rectangle окно Blackman обеспечивает наилучшее разрешение по амплитуде и наихудшее - по частоте.
В цифровых осциллографах Актаком для удобства визуализации результата БПФ доступны ряд дополнительных средств. Среди них следует отметить:
- возможность растяжки результата БПФ. На скриншотах выше видно, что используется пятикратная растяжка в частотной области результата БПФ.
Возможность представления результата БПФ в двухоконном (исходный сигнал - в верхнем окне, результат БПФ - в нижнем окне) или однооконном (исходный сигнал и результат БПФ в одном окне) варианте. Скриншот однооконного варианта представления приведен ниже
- аналогично математическим функциям в функции БПФ используется цветовая дифференциация сигналов. Исходный сигнал - желтого цвета, результат БПФ - малинового (красного).
В цифровых осциллографах режим БПФ может применяться в следующих случаях:
- анализ гармонических составляющих в сетях питания;
- измерение гармонических составляющих и искажений в системах;
- определение характеристик шумов в источниках постоянного напряжения;
- тестирование импульсного отклика фильтров и систем;
- анализ вибраций и колебаний.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ
Размещено с разрешения журнала «Контрольно-измерительные приборы и системы». Вся информация, размещенная в статье носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Все права защищены. При использовании материалов журнала «Контрольно-измерительные приборы и системы» ссылка на сайт www.kipis.ru обязательна.
Официальный сайт канала АКТАКОМ
Подписывайтесь и читайте канал АКТАКОМ!
Подпишитесь, чтобы получать самые свежие новости о продукции АКТАКОМ:
Twitter https://twitter.com/aktakom
Вконтакте https://vk.com/aktakom
Telegram https://t.me/aktakom
Instagram https://www.instagram.com/aktakom.ru/