ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методические погрешности цифрового способа спектрального анализа из "Аппаратурный спектральный анализ сигналов" Такая оценка шумов равномерного квантования по уровню приводит к заметным погрешностям для процессов с существенно неравномерной плотностью вероятности при малом числе уровней квантования (62]. Мощность шумов квантования зависит от плотности вероятности /в( ) квантуемого процесса E t), числа уровней квантования и их расстановки. [c.125] Погрешности минимальны тогда, когда нормированные уровни квантования соответствуют приведенным в табл. 3.2 или 3.3. Если уровни установлены для интенсивности процесса а во, а квантуют процесс с интенсивностью а Е, то погрешность увеличивается (рис. 3.12) 9]. Чтобы установить расчетную интенсивность и уменьшить погрешности квантования, в аппаратуре необходимо предусматривать регулировку интенсивности или уровней квантования. [c.127] Оценить погрешность квантования при цифровом АСА сложно. Погрешность квантования логично определять применительно к погрешности результатов вычислений СФ или ЭС процесса. Расстановку уровней квантования необходимо выбирать так, чтобы минимизировать не погрешность собственно квантования, а погрешность СФ или ЭС при допустимой сложности (стоимости) аппаратуры. Так, при вычислении СФ 5(ю) (3.53) нужно перемножать пары случайных квантованных величин. Е(5) и соз1(5(й) , а затем находить сумму конечного числа таких пар. Рекомендованные в табл. 3.2 и 3.3 [9, 98] расстановки уровней квантования, минимизируя ошибку квантования процесса, отнюдь не оптимизируют погрешности перемножения двух функций даже с одинаковой плотностью вероятности, сложно зависящую от погрешностей составляющих. Насколько нам известно, этот важный вопрос не разработан. Сказываются и погрешности, возникающие из-за огрубления промежуточных результатов вычислений (например, из-за переполнения регистров ЭВМ). [c.128] В практике цифрового АСА идут по пути повышения точности исходных данных увеличения числа уровней 3 и, следовательно, значительного усложнения и повышения стоимости цифровой аппаратуры без корректной оценки результата. [c.128] При цифровом АСА воспроизводящий процесс не нужен, так как СФ вычисляют непосредственно по отсчетам E(s) (3.60), однако применяют и гибридные СА с транспонированием спектра (2.50). В гибридных СА транспонирующее устройство цифровое, а собственно СА аналоговый, при этом после транспонирующего устройства включен ЦАП, на выходе которого получают непрерывный воспроизводящий процесс. Поэтому анализ погрешностей воспроизводящего процесса представляет интерес для АСА. [c.129] Реально спектр ограничить точно нельзя, и хвосты спектра вносят при дискретизации непрерывных процессов по времени погрешность из-за неограниченного спектра (рис. 3.9). [c.129] При АСА подход к оценке погрешности неограниче-ния спектра также специфичен. Погрешности вычисления СФ, возникающие из-за неравномерности АЧХ (ФЧХ) при / /в, регулярны и поэтому могут быть компенсированы. Это позволяет выбирать /ср /в, чтобы лучше ограничить спектр, снизить частоту квантования и упростить цифровой СА. Специфическая погрешность результатов цифрового АСА при наличии участка спектра с частотами, большими чем /д—/в=/в(1/Д в—1), появится из-за наложения хвостов спектра первого и высших порядков на спектр нулевого порядка дискретизированного во времени процесса (рис. 3.9). [c.131] Для других интерполяционных фильтров погрешность примерно того же порядка. [c.131] Отклонение воспроизводящего процесса а( ) от исходного зависит и от Топ — длительности ОТСЧ0ТНЫХ импульсов ЦАП. Уровень (0 пропорционален Топ, поэтому для снижения влияния помех целесообразно увеличить Топ, однако при этом у отсчетных импульсов меняется СФ, что вносит погрешность. При Топ/А 0,3 эта погрешность порядка 3%. Реально Топ/Д 0,3, и погрешностью воспроизводящего процесса из-за конечной длительности отсчетного импульса можно пренебречь. [c.131] ВИЯХ с этой погрешностью можно не считаться, поскольку нестабильность периода квантования лучше 1(М. .. Ю—, Флюктуации Д/ могут сказаться и при цифро-аналоговых методах спектрального анализа, так как приводят к искажениям, подобным искажениям, вызываемым колебаниями скорости носителя при магнитной записи [1, 28]. Эти искажения при относительных случайных колебаниях скорости, которые не превышают 0,1%, обычно сводятся к размыву дискретов. При больших размахах колебаний скорости (особенно при исследовании периодических процессов) проявляются ложные выбросы в спектре, вызванные частотной модуляцией исследуемого процесса, создаваемой колебаниями скорости. [c.132] Вернуться к основной статье