16. Формы представления измерительных сигналов.

Физические сигналы действуют на вход и выход СИ в зависимости от числа результатов, которое может иметь их основной параметр. Характеристики изменения во времени подразделяются на четыре формы:

1) Аналоговый или непрерывный во времени сигнал (Δt0)

2) Сигнал дискретизированный во времени и непрерывный по размеру (Δt= var).

3) Сигнал дискретизированный по времени и квантованный по размеру (Тц =var).

4) Дискретизированный сигнал (Тц=константа).

При измерении параметров непрерывного сигнала, погрешность возникает как при определении мгновенных значений X, так и моментов времени к которым они относятся. При измерении параметров квантованного и дискретизированного сигнала возникают погрешности квантования и дискретизации. Дискретизованный и квантованный сигнал является детерминированным. Сигналы независимо от физической природы описывается общими математическими моделями x=f(t,a,b,c…), где х – измерительный сигнал; t – основной независимый аргумент сигнала (время); a,b,c – параметры сигнала.

17. Систематизация видов измерительных сигналов.

Измерительные сигналы классифицируются по их принадлежности к основным видам физических процессов, а также по особенностям их изменения. Это сигналы: механические, электрические и магнитные, тепловые, световые, акустические, ионизирующих излучений.

1 - измерительные сигналы; 2 - постоянные сигналы, которые не изменяются во времени; 3 - переменные во времени сигналы; 4 - неслучайные сигналы (детерменираванные и квазидетерменираванные). Детерменираванный сигнал отличается тем, что закон изменения его известен, а модель этого сигнала не содержит неизвестных параметров. Детерменированными считаются образцовые сигналы на выходе мер, несущие сигналы. Квазидетерменированными наз. сигналы с частично известным характером изменения во времени, т.е. с одним или несколькими неизвестными параметрами; 5 - Случайные сигналы можно описать только с помощью их статистических характеристик (спектральная мощность, закон распределения, корреляционные функции и д.р.) Случайный сигнал полностью характеризуется бесконечным интервалом выборочных функций, который образует ансамбль. Случайные сигналы разделяются на: стационарные – 12 и нестационарные - 13, эргодические - 14 и неэргодические – 15; 6 - Элементарные сигналы отличаются простотой представления и генерирования, а также минимальным числом параметров и простотой реакции на линейные цепи. К элементарным сигналам относятся не периодические сигналы в виде единичного импульса - 8 и гармоничный сигнал - 9.; 7 - Сложные сигналы разделяют на не периодические переходные - 10 и почти периодические - 11.

18. Случайные сигналы и их характеристики.

Случайный сигнал - это сигнал со случайным характером изменения во времени. (В общем случае – это измерительный сигнал). Для случайного сигнала невозможно определить значения в заданные моменты t. Для такого сигнала можно заранее узнать с какой вероятностью он будет иметь то или иное значение. Случайные сигналы разделяются на: нестационарные и стационарные; эргодические и неэргодические. Случайный сигнал полностью характеризуется бесконечным интервалом выборочных функций, который образует ансамбль.

Если в заданный момент времени определим мгновенные значения всех выборочных функций случайного процесса, то их совокупность называется сечением случайного процесса. Сечение характеризуется функцией распределения вероятности и плотностью вероятности (дифференциальный закон), а также другими статистическими характеристиками. Важными характеристиками случайного процесса в момент времени t1 при усреднении по ансамблю является среднее значение случайного процесса. Для характеристики статической временной зависимости случайного сигнала применяют автокорреляционную функцию (смешанный момент). Если среднее значение случайного сигнала М1 автокорреляционная функция Rx изменяется с изменением момента t - t1, то такой сигнал относится к нестационарным сигналам . Стационарным называется случайный сигнал, закон распределения которого не зависит от времени. Для стационарного сигнала среднее значение М1 и дисперсии постоянны и не зависят от времени. Большинство случайных стационарных физических сигналов обладает свойством эргодичности. Если статистические характеристики случайного стационарного сигнала определяются усреднением по ансамблю реализации и могут быть получены временным усреднением одной реализации, то такой случайный сигнал называется эргодическим. Условие эргодичности выражается следующим образом

Основные статистические параметры и характеристики случайных сигналов:

1. Плотность распределения Р(х).

2. Функция распределения .

3. Среднее значение по ансамблю и по данной к-ой реализации .

4. Среднее значение квадрата сигнала оно характеризует суммарную интенсивность данной реализации.

5. Среднеквадратическое значение сигнала .

Стационарные и эргодические случайные сигналы удобно характеризовать двумя составляющими постоянной и переменной. Первая равна среднему значению , а вторая оценивается дисперсией , которая характеризует рассеяние сигнала по отношению к среднему значению.

6. с.к.о.