Полоса пропускания электрической схемы

Для измерения и характеристики апериодических шумов необходимо знать полосу пропускания электрической схемы измерительной системы. Она по существу является мерой способности системы отвечать на быстрые измерения сигнала на входе системы. Полоса пропускания определяется следующими тесно связанными параметрами: полосой пропускания, обусловленной амплитудно-частотной характеристикой схемы, временем реакции системы и временен усреднения сигнала.

I) Полоса пропускания, обусловленная амплитудно-частотной характеристикой. График зависимости амплитуды сигнала на выходе измерительной системы от частоты входного сигнала синусоидальной формы называется амплитудно-частотной характеристикой системы. Интервал частот Df в пределах которого амплитуда (напряжения или тока) выходного сигнала составляет не менее 0,707 от максимального значения ("середина полосы") этого сигнала, называется полосой пропускания, обусловленной амплитудно-частотной характеристикой, или просто полосой пропускания системы.

В системе постоянного тока полоса пропускания простирается от нулевой частоты (постоянный ток) до верхнего предела частот f_n, определяемого постоянной времени t системы; Df=f_n=1/2pt. В узкополосных или резонансных системах переменного тока полоса пропускания обычно простирается от частот немного меньших частоты сигнала до частот немного больших этой частоты. Чем меньше Df, тем более селективна система по отношению к частоте сигнала и тем больше степень подавления шумов.

Суммарная полоса пропускания электрической системы определяется суммой обратных квадратов полос пропускания Df_i отдельных электрических цепей или каскадов, через которые проходит сигнал:

2)Время реакции системы. Если в некоторый момент времени t=0 амплитуда входного сигнала (постоянного или переменного тока) изменилась мгновенно, сигнал на выходе не изменится мгновенно из-за конечной полосы пропускания электрической системы. Точнее, выходной сигнал будет изменяться медленнее и время когда он достигнет ожидаемого стационарного значения в пределах I % называется временем реакции t_r системы. Для простой системы постоянного тока можно показать, что время реакции в 4,6 раза больше постоянной времени системы:

t_r=4,6t

В качестве простого эмпирического правила можно принять, что время реакции приблизительно равно обратной величине эффективной полосы шума: tr=1/Df

3) Время усреднения t_a Из-за ограниченности полосы пропускания и времени реакции реальных систем выходной сигнал в любой данный момент времени t определяется не просто выходным сигналом в этот момент, а скорее средним значением входного сигнала от момента времени t-t_a до момента времени t где t_a называется временем усреднения (интегрирования). Время усреднения пропорционально времени реакции системы и определяется выражением t_a=1/2Df_n=t_r/2»2t

Дата добавления: 2015-07-11