SU1481694A1 - Способ определени параметров избыточного шума - Google Patents
Способ определени параметров избыточного шума Download PDFInfo
- Publication number
- SU1481694A1 SU1481694A1 SU874194697A SU4194697A SU1481694A1 SU 1481694 A1 SU1481694 A1 SU 1481694A1 SU 874194697 A SU874194697 A SU 874194697A SU 4194697 A SU4194697 A SU 4194697A SU 1481694 A1 SU1481694 A1 SU 1481694A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- noise
- power
- excess
- measurement
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
ИЗОБРЕТЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗБЫТОЧНОГО ШУМА ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ И МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ ПРИ КОНТРОЛЕ ИХ КАЧЕСТВА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И ИНФОРМАТИВНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ДОСТИГАЕТСЯ ЗА СЧЕТ ИСКЛЮЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ИЗБЫТОЧНОГО ШУМА В НИЗКОЧАСТОТНОЙ ЧАСТИ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЙ, А ТАКЖЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНОГО ИНДЕКСА. ИЗБЫТОЧНЫЙ ШУМ УСИЛИВАЮТ, ФИЛЬТРУЮТ, ДЕТЕКТИРУЮТ И УСРЕДНЯЮТ, ПРИ ЭТОМ ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТИ ИЗБЫТОЧНОГО ШУМА НА ТРЕХ ЧАСТОТАХ, ВЫЧИСЛЯЮТ ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТНОГО ИНДЕКСА *98Г, КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ В И СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМА S, СРАВНИВАЮТ ВЫЧИСЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМА С ЕЕ ИЗМЕРЕННЫМ ЗНАЧЕНИЕМ. ЕСЛИ ОНИ НЕ РАВНЫ, ТО ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ ШУМА НА НОВЫХ ЧАСТОТАХ, ПОВТОРЯЮТ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЧАСТОТНОГО ИНДЕКСА, КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ И СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМА И СРАВНЕНИЯ ВЫЧИСЛЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ ШУМА С ЕЕ ИЗМЕРЕННЫМ ЗНАЧЕНИЕМ ДО ТЕХ ПОР, ПОКА ВЫЧИСЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ НЕ БУДЕТ РАВНО ИЗМЕРЕННОМУ ЗНАЧЕНИЮ. ТОГДА ОПРЕДЕЛЯЮТ СПЕКТРАЛЬНУЮ ПЛОТНОСТЬ МОЩНОСТИ ШУМА НА ЛЮБОЙ ЧАСТОТЕ F СПЕКТРА ИЗБЫТОЧНОГО ШУМА ПО ФОРМУЛЕ S=B/F @ , ГДЕ *98Г=LN PN/ΔFN - LN PN+2/ΔFN+2
B=PN/ΔFN F @
PN, PN+2 - мощности избыточного шума, измеренные соответственно в полосах ΔFN, ΔFN+2, а частоты измерени FN выбирают из услови FN=K-NFR /п=0,1,2...../, где K*981, а FR - верхн гранична частота в полосах ΔFN=AFN /A*981/. 1 ил.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени параметров избыточного шума изделий -электронной техники и микроэлектроники при контроле их качества и прогнозировани отказов.
Цель изобретени - повышение быстродействи за счет исключени дополнительных операций измерени спектральной плотности мощности избыточного шума в низкочастотной части диапазона измерений, а также повышение информативности измерений за счет определени частотного индекса избыточного шума.
На чертеже представлена функциональна схема устройства дл реализации предлагаемого способа.
Устройство содержит исследуемый прибор 1, выход которого через усилитель 2 соединен со всеми N+1 входами фильтрующих элементов блока 3 фильтров , N+1 выходов которого соединены с N+1 входами коммутатора 4, выход которого соединен с входом квадратичного детектора 5, выход которого соединен с первым входом перестраиваемого интегратора 6, а выход перестраиваемого интегратора 6 соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател 7, выход которого посредством шины данных соединен с первыми входами дешифратора 8. Блок 9 посто нной пам ти, блок 10 оперативной пам ти , дешифратор 11 состо ний процессора , центральный процессор 12идешиф ратор 13 внешних устройств образуют микропроцессорный блок 14, который через шину данных соединен : блоком 15 клавиатуры, индикатором 16, аналого-цифровым преобразователем 7 и дешифратором 8, выход которого шиной данных соединен с N+1 входами коммутатора 4 и вторым входом перестраиваемого интегратора 6,
Сущность способа состоит в том, что измер ют мощности избыточного шума на частотах f0, f4, f, вл ющихс членами последовательности вида 1
f -1- f
Ln Kn ,
(1)
- показатель последовательности
(); - показатель степени членов
р да (п 0,1,2,...i.,.Ы); 50 - верхн гранична частота спектра избыточного шума, соответственно в полосах
О
Uf0 Af Af, Af, ;
4fu АЈг,(2)
Л - коэффициент пропорциональности (А 1).
Определ ют значение частотного инекса JJ1 по формуле
ро 1„ Р
In
f-1
&fa
- In
Af«
Inf. - In Ј„
(3)
где Р
о
o
P - мощности избыточного
шума, измеренные соответственно в полосах
5 bfi
f - центральные частоты полос из р да (1) при п, соответственно равном О и 2.
Определ ют величину коэффициента пропорциональности закона изменени спектральной плотности мощности шума по формуле
В
bf
Л
О }
(4)
где у - частотный индекс, вычисленный по формуле (3), вычисл ют значение спектральной плотности мощности шума на частоте f по формуле
1 ВЫ1(
В
ТГ
где В - коэффициент пропорциональности закона изменени спектральной плотности мощности шума, вычисленный по формуле (4).
Сравнивают вычисленное значение спектральной плотности на частоте со значением;измеренным в полосе Af,,
Если
0
5
(бын
J. Р Af,
(5)
измер ют мощность избыточного шума на центральной частоте fj (при ) с полосой &Ј3 ,
определ ют значение частотного индекса V по формуле
(6)
In
У -г
In
с (
In f
i-г
где P. ,P - мощности избыточного шума , измеренные соответственно в полосах Л Г;.г, A f; с центральными частотами f ;.г , f; (при п з-2,1; ). Определ ют значение коэффициента
пропорциональности закона изменени
спектральной плотности мощности шума
по формуле
В;.4
р;-2 f f;Af;-5
1--2
(7)
где Р- - мощность шума, измеренна на чатоте Г , -2 с полосой
( i 3); IVj частотный индекс, вычисленный по формуле (6). Определ ют значение спектральной плотности мощности шума на частоте f , по формуле (при 1 3)
1-1 6ЫЧ
(8)
где В
1-2
- коэффициент пропорционалности закона изменени спектральной плотности мощности шума вычисленный по формуле (7); У -Ј - частотный индекс, вычисленный по формуле (6), Сравнивают вычисленное значение спектральной плотности на частоте
се uf ;н,
со значением, измеренным в поло- 25
если
- выч
Pj-l
uf;
то провод т операции измерени мощности шума в полосе частот Ы-, ч с центральной частотой f(и , определ ют значение частотного индекса и коэффициента пропорциональности закона, вычисл ют значение спектральной плотности на частоте fj по формулам (6)- (8) до тех пор, пока
p;-i
-1 быч
uf;.,
тогда определ ют спектральную плот- ность мощности шума на любой частоте в интервале .частот 0 - по формуле (8) .
Устройство дл реализации предла- гаемого способа работает следующим образом.
В исходном состо нии по сигналу с дешифратора 8 коммутатор 4 подключает фильтрующий элемент ф0 блока 3 фильтров к входу квадратичного детектора 5, а посто нна интегрировани перестраиваемого интегратора б соответствует полосе пропускани фильтрующего элемента Ф0 дл обеспечени требуемой точности шумового отсчета.
Шумовой сигнал, поступающий с исследуемого прибора 1, усиливаетс тсилителсп J., фильтруетс фильтрую
5
щим элементом, хгр :i i ернзуем v центральной частотой fc и полосой ДГР.
Путем квадрировани квадратичным детектором 5 и интегрировани перестраиваемым интегратором 6 с посто нной времени Тд опреаел етс сценка мощности Шумового сигнала, прошедшего через фильтрующий элемент Ф0 . Оценка мощности шумового сигнала преобразуетс блоком в цифровой сигнал и вводитс центральным процессором 12 в блок 10.
Врем оценки шумового сигнала определ етс выражением
С° 2 Јf oi
0
5
о
5
0
где с/0 - врем оценки шумового сигнала дл достижени определенной точности oi ; od - требуема точность шумового
отсчета;
Af0 - эффективна полоса фильтрующего элемента 0 . В результате работы подпрограммы коммутации фильтров и перестройки посто нной интегрировани через дешифратор 8 из микропроцессорного блока 14 на коммутатор 4 и на перестраиваемый интегратор 6 поступает сигнал дл подключени фильтрующего элемента Ф, блока 3 фильтров и выбора посто нной интегрировани дл обеспечени такой же точности шумового отсчета c«L , как и в первом цикле измерений . Фильтрующий элемент характеризуетс центральной частотой f и полосой Af,. В результате работы подпрограммы ввода и преобразовани отсчетов вычисл етс второй отсчет спектральной плотности мощности шумового процесса. Врем изменени во втором цикле определ етс выражением
Ј.
1
2Af,ot
где Af, - эффективна шумова полоса фильтрующего элемен- таф,.
В результате работы подпрограммы коммутации, ввода и преобразовани оцениваетс мощность шума па частоте f. в полосе uf. Врем измерени также определ етс шумовой полосой Фильтрующего элемента Ф2.
Затем осуществл етс подпрограмма аппроксимации формы кривой спектральной плотности аналичируемого процессп , дл чего по значени м спектральной плотности мощности шума S0 и S на частотах fQ, f2 вычисл етс значение частотного индекса У и коэффициента пропорциональности В, по которым вычисл етс значение спектральной плотности мощности шума S( &fe(l на частоте f,, и сравниваютс с оценкой спектральной плотности мощности шума S , полученной во втором цикле измерений. Неравенство этих двух величин означает, что частоты, на которых производились измерени ,лежат в области, где избыточный шум не вл етс преобладающим над другими видами шумов и закон изменени спектральной плотности мощности не соответствует
JL
о
виду S
В случае неравенства
S B иS1 производитс новый цикл
С,
с полосой
измерени на частоте дЈ, и снова осуществл етс подпрограмма аппроксимации. Подпрограммы коммутации, ввода, преобразовани и аппроксимации выполн ютс до тех пор, пока вычисленное значение спектральной плотности мощности шума на частоте Ј не будет равно оценке спектральной плотности мощности шума на этой же частоте. Это означает,что спектральна плотность может быть аппроксимирована выражением вида S В
f
и избыточный шум определ ет закон ее изменени . Следовательно, частотный индекс X1 и коэффициент пропорциональности вычислены верно и с их помощью можно определить значение „спектральной плотности мощности на частотах в диапазоне от 0 Гц до f ,j, на которой происходит совпадение измеренной и вычисленной спектральной плотности.
Результаты оценки спектральной плотности исследуемого процесса и значение частотного индекса и коэффициента пропорциональности выводитс на индикатор 16 после прин ти решени о справедливости используемой аппроксимации. Исходные данные дл аппроксимации: полосы фильтрующих элементов, их центральные частоты, значени посто нных интегрировани и частота, на которой необходимо вычислить спектральную плотность шумового процесса, ввод тс перед началом работы с блока 15 клавиатуры.
16948
Работа микропроцессорного блока 14 основана на подпрограммах ввода и преобразовани входных отсчетов, оценки формы кривой спектральной плотности и ввода-вывода внешних устройств . Дл обеспечени ввода-вывода информации к внешним устройствам подвод тс сигналы синхронизации, кото , Q рые обеспечивают соответствие между достоверной информацией, наход щейс в данный момент на шине данных, и источником или приемником информации. Источник или приемник информации редел етс кодом внешнего устройства, задаваемого программно, а дешифратор 13 внешних устройств обеспечивает преобразование программного кода внешнего устройства в аппаратный.
2Q Рабочие подпрограммы хран тс в блоке 9, а блок 10 необходим дл хранени промежуточных результатов.
5
0
5
0
5
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ определени параметров избыточного шума, заключающийс в усилении , фильтрации, детектировании и усреднении шумового сигнала, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и информативности измерений, измер ют мощности избыточного шума на трех частотах, вычисл ют значение частотного индекса f, коэффициента пропорциональности В и спектральной плотности мощности шума, сравнивают вычисленное значение спектральной плотности мощности шума с ее измеренным значением, повтор эти операции до тех пор, пока вычисленное значение спектральной плотности мощности шума не будет равно ее измеренному значению , тогда определ ют спектральную плотность мощности шума на любой частоте f спектра избыточного шума по формуле10InгдеIfРпДСп- InРп+2 k f П+25Р Р -In - IrTf „мощности избыточного шума, измеренные соответственнополосах &frt&fП42ВРп Afnt;а частоты измерени f выбираютс из условиf - ч К f-1п 0,1,2...,где К 1 - показатель последовательности;69410fr - верхн гранична частота спектра избыточного шума соответственно в полосах ДЈп Afn ;А 1 - коэффициент пропорциональности .пульта индикатор
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874194697A SU1481694A1 (ru) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Способ определени параметров избыточного шума |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874194697A SU1481694A1 (ru) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Способ определени параметров избыточного шума |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1481694A1 true SU1481694A1 (ru) | 1989-05-23 |
Family
ID=21285608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874194697A SU1481694A1 (ru) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | Способ определени параметров избыточного шума |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1481694A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730099C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-08-17 | Владимир Иванович Клепиков | Способ определения параметров избыточного шума |
CN115963333A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-04-14 | 国仪量子(合肥)技术有限公司 | 噪声谱密度扫描方法、扫描装置、存储介质及电子设备 |
-
1987
- 1987-02-13 SU SU874194697A patent/SU1481694A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Marbin I.C. Maten-Perez F.X.Ser- ra-Mestres F. Mesures du bruit de jond des transistors plans dux tres basses freguences. - Electronic Lett, 1966, № 9, V.2, pp.343-345. Тетерич Н.М. Генератор шума и измерение шумовых характеристик. М.: Энерги , 1968, с. 182, рис. 4-22. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730099C1 (ru) * | 2019-08-08 | 2020-08-17 | Владимир Иванович Клепиков | Способ определения параметров избыточного шума |
CN115963333A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-04-14 | 国仪量子(合肥)技术有限公司 | 噪声谱密度扫描方法、扫描装置、存储介质及电子设备 |
CN115963333B (zh) * | 2023-03-16 | 2023-05-16 | 国仪量子(合肥)技术有限公司 | 噪声谱密度扫描方法、扫描装置、存储介质及电子设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1481694A1 (ru) | Способ определени параметров избыточного шума | |
SU930141A1 (ru) | Панорамный измеритель частоты | |
SU631841A1 (ru) | Устройство дл измерени девиации частоты | |
SU385293A1 (ru) | Способ выявления амплитудной нестационарности гауссовых случайных процессов | |
SU945821A2 (ru) | Анализатор гармоник | |
SU1132258A1 (ru) | Устройство дл автоматического измерени параметров нелинейных элементов | |
SU960725A1 (ru) | Устройство дл определени частоты и добротности резонансных характеристик | |
SU1597769A2 (ru) | Устройство дл допускового контрол переходной характеристики перестраиваемых генераторов | |
SU1000925A2 (ru) | Измерительный мост | |
SU1359759A1 (ru) | Устройство дл измерени отношени сигнал/помеха и мощностей сигнала и шума | |
SU958867A1 (ru) | Частотный анализатор | |
SU1129564A2 (ru) | Измеритель отношени сигнал/шум | |
SU703912A1 (ru) | Устройство дл измерени периодического сигнала | |
SU1700756A1 (ru) | Способ контрол канала св зи и устройство дл его осуществлени | |
SU1094000A1 (ru) | Способ определени статистической погрешности измерительного преобразовател | |
SU648915A1 (ru) | Анализатор гармоник | |
SU441545A1 (ru) | Устройство дл измерени временных интервалов | |
SU1499512A1 (ru) | Устройство дл измерени фазовых флуктуаций | |
SU1100558A1 (ru) | Электромагнитный многочастотный структуроскоп | |
SU1145296A1 (ru) | Анализатор спектра | |
SU1717968A1 (ru) | Способ определени длительности оптического импульса | |
SU1215046A1 (ru) | Измеритель затухани или частот среза фильтров | |
RU2044327C1 (ru) | Устройство для измерения параметров линейно-частотно-модулированного сигнала | |
SU771510A1 (ru) | Устройство активного контрол состо ни режущего инструмента | |
SU798888A1 (ru) | Коррел тор отраженного сигнала |