Способ повышения точности обработки сигнала рефлектометра | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 9 июля, печатный экземпляр отправим 13 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №50 (340) декабрь 2020 г.

Дата публикации: 09.12.2020

Статья просмотрена: 27 раз

Библиографическое описание:

Авдеюк, Д. Н. Способ повышения точности обработки сигнала рефлектометра / Д. Н. Авдеюк. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 50 (340). — С. 54-57. — URL: https://moluch.ru/archive/340/76289/ (дата обращения: 29.06.2022).



При использовании рефлектометра для определения места повреждения на линии электропередачи есть необходимость выделения значения сигнала с удаленных участков, который имеет свойство затухать. В связи с чем, есть необходимость приведение сигнала к одному значению по амплитуде. В работе рассматривается процесс приведения сигнала к одному виду с повышением точности путем введения блока автоматической регулировки.

Ключевые слова: рефлектометр, блок автоматического регулирования усиления, погрешность, точность.

Процесс дискретизации сигнала, получаемого в результате работы рефлектометра, происходит путем заполнения тактовыми импульсами полученный сигнал с устройства.

Согласно теореме Котельникова, всякий непрерывный сигнал, имеющий ограниченный частотный спектр, полностью определяется своими дискретными значениями в моменты отсчета, отстоящие друг от друга на интервалы времени [1, с.27] (рисунок 1).

Пример заполнения тактовыми импульсами: а) Прямоугольный сигнал от рефлектометра; б) Тактовые импульсы; в) Заполнение импульсами сигнала

Рис. 1. Пример заполнения тактовыми импульсами: а) Прямоугольный сигнал от рефлектометра; б) Тактовые импульсы; в) Заполнение импульсами сигнала

В реальном сигнале фронты прямоугольного сигнала имеют не мгновенные возрастания и затухания, то в систему необходимо добавить триггер Шмитта, который будет срабатывать по заданной амплитуде сигнала, тем самым выделять начало и окончания прямоугольного импульса (рисунок 2).

Преобразования реального сигнала в прямоугольный: а) Реальный сигнал; б) введение триггера Шмитта; в) Прямоугольный сигнал

Рис. 2. Преобразования реального сигнала в прямоугольный: а) Реальный сигнал; б) введение триггера Шмитта; в) Прямоугольный сигнал

В связи с тем, что в зависимости от дальности прохождения сигнала меняется его амплитуда, отсюда возникает проблема выделения начала и окончания прямоугольного сигнала из реального. Так же, т. к. триггер Шмитта срабатывает по строго заданному порогу, то при прохождении сигнала с малой амплитудой, этот сигнал будет теряться [2, с.80] (рисунок 3).

Потери и погрешности: а) 1-сигнал на короткой дистанции, 2-сигнал на средних дистанциях, потеря — сигнал на дальних дистанциях, который имеет амплитуду ниже порога срабатывания триггера; б) демонстрация погрешности

Рис. 3. Потери и погрешности: а) 1-сигнал на короткой дистанции, 2-сигнал на средних дистанциях, потеря — сигнал на дальних дистанциях, который имеет амплитуду ниже порога срабатывания триггера; б) демонстрация погрешности

Также стоит отметить, что в зависимости от дальности прохождения сигнала меняется и значение его амплитуды, т. е. происходит затухание сигнала (рисунок 4).

Затухание сигнала: а) демонстрация затухания сигнала в зависимости от расстояния L; б) демонстрация импульсов

Рис. 4. Затухание сигнала: а) демонстрация затухания сигнала в зависимости от расстояния L; б) демонстрация импульсов

В связи с чем, возникает необходимость в стабилизации амплитуды возвращенного сигнала, т. е. нужно использовать автоматическую регулировку усиления (АРУ). Таким образом, АРУ должна обеспечить относительное постоянство напряжения сигнала на входе.

АРУ (рисунок 5) содержит в себе усилитель информационного сигнала (1), усилитель контура обратной связи по аддитивной компенсации дрейфа нуля (2), является блоком вычитания из информационного сигнала в нулевую составляющую, усилитель контура обратной связи автоматической регулировки усиления, выполняющий функцию элемента сравнения и усилителя (3), RC цепь пикового детектора, который преобразует максимальное значение сигнала относительно напряжения питания (4), т. е. постоянную составляющую-нулевую сигнала относительно общей шины, которая с помощью установленной обратной связи должна поддерживаться на постоянном малом значении, RC цепь пикового детектора, который преобразует максимальное значение сигнала относительно общей шины в постоянную составляющую, которая при помощи АРУ должна поддерживаться постоянно (5), оптрон, который предназначен для гальванической развязки управляющего сигнала и резистора в цепи обратной связи усилителя, т. е. выполняет функцию управления коэффициента усиления усилителя (6), потенциометр, который выполняет функцию задатчика амплитуды импульсного сигнала (Rздч) [3].

Блок АРУ

Рис. 5. Блок АРУ

Благодаря блоку АРУ появляется возможность привести разные значения амплитуд к единому значению, которое позволит триггеру стабильно срабатывать. (рисунок 6)

Стабилизация значения сигнала: а) сигналы до блока АРУ; б) сигналы после блока АРУ

Рис. 6. Стабилизация значения сигнала: а) сигналы до блока АРУ; б) сигналы после блока АРУ

В результате введения блока АРУ удается добиться стабильного значения амплитуды сигнала, в результате чего, достигается повышение точности.

Литература:

  1. Шилин, А. Н. Автоматическая коррекция методической погрешности в импульсных рефлектометрах = Automatic correction of methodological errors in a reflectometer / А. Н. Шилин, А. А. Шилин, Н. С. Артюшенко // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016): матер. междунар. науч.-техн. конф. (г. Саратов, 22–23 сент. 2016 г.) / редкол.: А. А. Захаров (отв. ред.) [и др.]; Саратовский гос. техн. ун-т им. Гагарина Ю. А., IEEE. — Саратов, 2016. — Т. 2. — C. 26–29.
  2. Гонжал, М. И. Измерительные преобразователи с автоматической коррекцией погрешности / М. И. Гонжал, А. Н. Шилин // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2007: сб. науч. тр. по матер. междунар. науч.-практ. конф., 1–15 окт. 2007 г. / Одес. нац. морской ун-т [и др.].- Одесса, 2007.- Т.2.- С.78–82.
  3. Пат. 2712771 Российская Федерация, МПК G01R31/11 Интеллектуальное устройство для измерения расстояния до места повреждения линий электропередачи / А. Н. Шилин, А. А. Шилин, Над.С. Кузнецова, Д. Н. Авдеюк; ФГБОУ ВО ВолгГТУ. — 2020.
Основные термины (генерируются автоматически): прямоугольный сигнал, Реальный сигнал, АР, блок, дальность прохождения сигнала, затухание сигнала, повышение точности, рисунок, сигнал.


Ключевые слова

погрешность, точность, рефлектометр, блок автоматического регулирования усиления

Похожие статьи

Сокращение сроков восстановления электроснабжения...

Учитывая, что в реальном сигнале фронты прямоугольного сигнала имеют не мгновенные возрастания и затухания, в систему необходимо добавить триггер Шмитта, который срабатывает по заданной амплитуде сигнала, тем самым выделять начало и окончания прямоугольного...

Радиосигналы в спутниковых радионавигационных системах...

- искажением формы сигнала в приемнике вследствие прохождения через фильтр 0.511 МГц- не более 0,2 дб

Способность сигнала обеспечивать высокую точность при измерении временной задержки в значительной степени определяется его корреляционной функцией.

Анализ потенциальной точности оценки задержки по огибающей...

[1] Рассмотрим эти виды сигналов применительно к точности оценки задержки по огибающей радиосигнала.

Рассмотрим связь параметров сигнала и точности оценки его задержки на примере сигналов с

Так как в реальной аппаратуре на входе стоят полосовые фильтры...

Построение математической модели траекторного сигнала...

Цифровая обработка сигналов позволяет максимально унифицировать блоки и узлы РЦСА, автоматизировать их разработку и проектирование

Рис. 1. Соотношение систем координат при формировании траекторного сигнала: а — идеальное движение, б — реальное движение с...

Исследование использования новых стандартов сотовой связи...

Новые схемы кодирования начинают работать при отношении сигнала к помехе уже не в 9, а в 30…60 дБ (Рис.1). Получить такое соотношение сигнала к помехе на объектах GSM первой ступени без перепланирования размещения базовых станций (БС) технически невозможно.

Способы сохранения целостности ВЧ-сигнала в печатном...

По мере прохождения сигнала по линии на него накладываются отраженные сигналы, амплитуда уменьшается, изменяется наклон и

Сигнал, распространяющийся слева направо, набегает на ёмкость и разделяется на два сигнала. Один сигнал отражается в обратном...

Расчет зоны действия громкоговорителя для оповещения...

Поскольку шумовой сигнал существенно отличается от речи по частоте и его общий уровень постоянен (шум в автомобиле), то для реализации модуля...

Ниже, на рисунке 4 представлены схематические зависимости напряжения сигнала на разных элементах системы.

Разработка приложения для расчета мощности Wi-Fi-сигнала...

6) Расчет мощности сигнала в точке путем вычитания общих потерь из номинальной мощности передатчика. До первого шага алгоритма проводится проверка возможности прохождения сигнала от передатчика до точки за счет проверки максимально возможной дистанции...

Оценка эффективности использования сигнально-кодовых...

Вопросами обработки и передачи сигналов занимается теория потенциальной помехоустойчивости, основателем которой

Выбор в канале связи с известными параметрами рационального сочетания в одном сигнале вида модуляции с максимально допустимой...

Похожие статьи

Сокращение сроков восстановления электроснабжения...

Учитывая, что в реальном сигнале фронты прямоугольного сигнала имеют не мгновенные возрастания и затухания, в систему необходимо добавить триггер Шмитта, который срабатывает по заданной амплитуде сигнала, тем самым выделять начало и окончания прямоугольного...

Радиосигналы в спутниковых радионавигационных системах...

- искажением формы сигнала в приемнике вследствие прохождения через фильтр 0.511 МГц- не более 0,2 дб

Способность сигнала обеспечивать высокую точность при измерении временной задержки в значительной степени определяется его корреляционной функцией.

Анализ потенциальной точности оценки задержки по огибающей...

[1] Рассмотрим эти виды сигналов применительно к точности оценки задержки по огибающей радиосигнала.

Рассмотрим связь параметров сигнала и точности оценки его задержки на примере сигналов с

Так как в реальной аппаратуре на входе стоят полосовые фильтры...

Построение математической модели траекторного сигнала...

Цифровая обработка сигналов позволяет максимально унифицировать блоки и узлы РЦСА, автоматизировать их разработку и проектирование

Рис. 1. Соотношение систем координат при формировании траекторного сигнала: а — идеальное движение, б — реальное движение с...

Исследование использования новых стандартов сотовой связи...

Новые схемы кодирования начинают работать при отношении сигнала к помехе уже не в 9, а в 30…60 дБ (Рис.1). Получить такое соотношение сигнала к помехе на объектах GSM первой ступени без перепланирования размещения базовых станций (БС) технически невозможно.

Способы сохранения целостности ВЧ-сигнала в печатном...

По мере прохождения сигнала по линии на него накладываются отраженные сигналы, амплитуда уменьшается, изменяется наклон и

Сигнал, распространяющийся слева направо, набегает на ёмкость и разделяется на два сигнала. Один сигнал отражается в обратном...

Расчет зоны действия громкоговорителя для оповещения...

Поскольку шумовой сигнал существенно отличается от речи по частоте и его общий уровень постоянен (шум в автомобиле), то для реализации модуля...

Ниже, на рисунке 4 представлены схематические зависимости напряжения сигнала на разных элементах системы.

Разработка приложения для расчета мощности Wi-Fi-сигнала...

6) Расчет мощности сигнала в точке путем вычитания общих потерь из номинальной мощности передатчика. До первого шага алгоритма проводится проверка возможности прохождения сигнала от передатчика до точки за счет проверки максимально возможной дистанции...

Оценка эффективности использования сигнально-кодовых...

Вопросами обработки и передачи сигналов занимается теория потенциальной помехоустойчивости, основателем которой

Выбор в канале связи с известными параметрами рационального сочетания в одном сигнале вида модуляции с максимально допустимой...

Задать вопрос