Параметров измерительного канала

Таблица 1.2 – Результаты оценки выигрыша в точности

Измерительный канал								, %
Неоптимизированный канал
Оптимизированный канал

Опыт 2. Изучение влияния запаздывания измерительной информации на выбор оптимальных параметров цифровой системы передачи

Использование измерительной информации для управления объектом в реальном масштабе времени требует учета ее задержки. Погрешность запаздывания существенно возрастает при увеличении степени интерполирующего полинома. В настоящем опыте исследуется влияние учета запаздывания сигнала на результирующую погрешность измерительного канала и его оптимальные параметры при линейной интерполяции.

Порядок выполнения опыта

1 Запустить программу расчета оптимальных параметров измерительного канала.

2 Ввести заданные руководителем исходные данные при линейной интерполяции и учете запаздывания измерительной информации. Результаты расчета оптимизированной системы занести в табл. 1.3.

3 Запустить программу на выполнение с теми же исходными данными, но без учета запаздывания. Занести результаты расчета параметров оптимизированной системы в табл. 1.3.

Таблица 1.3 – Оценка влияния запаздывания измерительной информации
на выбор оптимальных параметров

Измерительный канал								, %
С учетом запаздывания
Без учета запаздывания

4 Сделать вывод о влиянии погрешности запаздывания на выбор оптимальных параметров проектируемой цифровой системы передачи измерительной информации.

Опыт 3. Выбор степени интерполирующего полинома

В данном опыте рассматривается оптимизированная цифровая

система передачи аналоговых сигналов, восстановление которых на приемной стороне осуществляется с помощью интерполяционного полинома Лагранжа нулевой или первой степени. Выбор степени полинома должен производиться из условия обеспечения минимальной результирующей погрешности измерительного канала. Сравнение способов интерполяции следует проводить с учетом запаздывания информации.

Порядок выполнения опыта

1 Запустить на выполнение программу расчета оптимальных параметров.

2 Ввести исходные данные, заданные руководителем, при использовании линейной интерполяции. Полученные для оптимизированного канала результаты занести в табл. 1.4.

3 Повторно запустить программу с теми же исходными данными, но при ступенчатой интерполяции. Результаты расчета для оптимизированного канала свести в табл. 1.4.

Таблица 1.4 – Оценка влияния степени интерполирующего полинома
на выбор оптимальных параметров

Степень интерполирующего полинома								, %

4 Сделать вывод о выборе степени интерполирующего полинома.

Опыт 4. Изучение зависимости оптимальных параметров системы от характеристик канала связи и входного сигнала

Как следует из выражения (1.8), результирующая погрешность измерительного канала зависит от частоты среза входного сигнала и энергетического параметра канала связи. При заданных значениях скорости модуляции и вероятности трансформации символа в канале связи , отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума можно вычислить по следующей формуле:

.

Порядок выполнения опыта

1 Рассчитать значения энергетического параметра для вероятности и скоростей модуляции . Полученные значения занести в табл. 1.5.

2 Запустить на выполнение программу расчета оптимальных параметров, ввести заданные руководителем исходные данные для системы с линейной интерполяцией, учетом запаздывания информации, , , .

3 Результаты расчета оптимальных параметров занести в табл. 1.5.

4 Повторить запуск программы для тех же исходных данных и значений , указанных в п. 1, свести результаты в табл. 1.5.

Таблица 1.5 – Зависимость оптимальных параметров от характеристик
канала связи

;

Оптимизируемый параметр	Энергетический параметр
при	при	при	при
, %

Запустить программу на выполнение для системы с линейной интерполяцией, учетом запаздывания, , при частотах среза . Оптимальные значения параметров занести в табл. 1.6.

Таблица 1.6 – Зависимость оптимальных параметров от характеристик
входного сигнала

Оптимизируемый параметр	Частота среза
0.1
, %

1 Построить графики зависимостей и . Значения на графиках откладывать в логарифмическом масштабе.

2 Проанализировать зависимость оптимизируемых параметров системы от характеристик входного сигнала и условий передачи в канапе связи. Сформулировать рекомендации по построению адаптивных систем.

Содержание отчета

1 Модель измерительного канала (см. рис. 1.1).

2 Аналитическое выражение (1.8) критерия качества системы.

3 Табл. 1.2 – 1.6 с результатами опытов.

4 Графики зависимостей и .

5 Краткие выводы.

Контрольные вопросы

1 Область применения цифровых способов передачи аналоговых сигналов.

2 Преимущества цифровых методов передачи.

3 Статистическая модель измерительного канала.

4 Критерий качества цифровой системы передачи измерительных сигналов. Составляющие результирующей погрешности. Их аналитические выражения с учетом принятых ограничений.

5 Методика оптимизации измерительного канала.

6 Влияние погрешности запаздывания на выбор оптимальных параметров канала.

7 Обоснование выбора способа интерполяции.

8 Зависимость оптимальных параметров системы от частоты входного сигнала и отношения сигнал/шум в канале связи.

Список рекомендуемой литературы

1. Оптимизация систем цифровой передачи измерительных сигналов: Учеб. пособие / Терентьев С.Н., Глухов А.Б., Константинова Л.В. – Харьков НТУ «ХПИ», 2002. – 268 с.

2. Новоселов О.М., Фомин А.Т. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем / Под ред. А.В. Фремке. – М.: Машиностроение, 1960. – 280 C.

Лабораторная работа №2