Диссертация (1136166), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Первым из них является амплитудное соотношение. Параметрыимпульсов, для которых выполнялась проверка, при моделировании соответствовалитаблице 2.15. Результаты моделирования приведены в таблице 2.25. Допустимаяпогрешность выполнения амплитудного соотношения составляет ± 1,5 дБ (от –16 до+19%); из таблицы 2.25 следует, что модели ИП СКЗ удовлетворяют этому требованию.Таблица 2.25. Результаты проверки амплитудного соотношения для моделей ИП СКЗПоказания ИП СКЗ по модели, мВПолосаПогрешность,для синусоидальногодля последовательностичастот ИП%сигналаимпульсовA2,5722,590-0,7B2,5752,680-3,9C, D2,4592,605-5,6E2,4542,575-4,7Проверка по второму критерию заключалась в оценке соотношения показаний ИПСКЗ и ИП КД для заданной частоты следования импульсов и выполнялась для диапазонов139A — D.
Моделирование проводилось для значений электрической площади импульсов,использовавшейся при проверке амплитудного соотношения. Результаты моделированияприведены в таблице 2.26. При оценке показаний ИП СКЗ по модели выполнялосьусреднение, аналогичное функции ИИП.Для оценки допуска на выполнение проверяемого соотношения, который не задан в[46, 47], можно использовать тот же принцип, что и для ИП СЗ. Погрешность абсолютнойкалибровки ИП СКЗ и измерения импульсных напряжений для ИП КД составляет ± 1,5 дБ(от –16 до +19%) [47]. Из этого следует, что погрешность рассматриваемого соотношения,как и для ИП СЗ, должна составлять от -29 до +40% (± 2,2 дБ).
Полученные примоделировании результаты отражены в таблице 2.26.Таблица 2.26. Отношения показаний ИП КД и ИП СКЗ,определенные по результатам моделированияПолоса частот ИПABC, DОтношение показаний ИПКД и ИП СКЗ, дБ4,614,021,4Погрешность, %+4,7-3,4+16,1а)б)в)г)Рис. 2.42. Импульсные характеристики моделей ИП СКЗ: а) для полосы А;б) для полосы B; в) для полос C, D; г) для полосы E140Согласно результатам моделирования, модель ИП СКЗ удовлетворяет требованиям[47] по критерию соотношения с показаниями ИП КД. Методика построения импульснойхарактеристики модели ИП СКЗ состоит в моделировании для каждой частотыповторения импульсов согласно таблице 2.17, имеющих электрическую площадь,указанную в таблице 2.15.
Полученные таким образом импульсные характеристикиизображены на рис. 2.42 сплошной линией. Крупным пунктиром отмечены границыдопустимого отклонения, мелким – показаны номинальные импульсные характеристики.Характерная форма графиков, а также их нахождение в допустимых интервалах для всехконтрольных точек по таблице 2.17 свидетельствуют в пользу того, что и по данномукритерию модель ИП СКЗ соответствует требованиям стандартов.Таким образом, модели ИП со всеми типами детекторов успешно прошливиртуальную калибровку. Дополнительная информация в части калибровки моделей ИП сдетекторами, отличными от квазипикового, приведена в работах [105, 109].Экспериментальная оценка точности моделей ИП была выполнена путемсопоставления результатов измерений с использованием моделей и реального образца ИП.Приэтомрассматривалисьдиапазонныеиупрощенные модели.Исследованияпроводились в порядке, изложенными в приложении 2 (протокол №2).
Перед проведениемисследований селективный микровольтметр SMV-11, использовавшийся в качестве ИП, атакже анализатор спектра АКС-1301, используемый в дальнейших исследованиях, былиподвергнуты процедуре калибровки в соответствии с методикой, изложенной вприложении 2 (протокол №1).Согласнорезультатамэкспериментальных исследований,среднее значениепогрешности для диапазонных и упрощенных моделей ИП составляет 0,9 дБ и 1 дБсоответственно.
Значение максимальной погрешности для моделей обоих типовсоставляет 2,3 дБ. Полученные экспериментально значения погрешности моделей ИПбудутиспользоваться для последующего расчета неопределенностирезультатоввиртуальной сертификации РЭС по уровню излучаемых радиопомех (см. главу 4).Дополнительная информация в части экспериментальной оценки точности моделейИП приведена в работе [110].2.6. Разработка моделей дополнительных средств измерений,используемых при исследованиях радиопомехОбщие замечания. Стандарты [46, 47] предусматривают наличие у ИПдополнительных функций, повышающих информативность измерений. К ним относитсяанализ кратковременных радиопомех (КРП), а также оценка функций распределенияамплитуд (ФРА) радиопомех.
В основе функционирования анализатора кратковременных141радиопомех (АКРП) лежит сопоставление временных интервалов, характеризующихсяналичием либо отсутствием превышения заданного уровня помех, со значениями,установленными в стандартах. На основе такого анализа кратковременные помехивыделяются среди всей их совокупности, и далее выполняется необходимая обработка.Принцип работы ИП с определением ФРА состоит в том, что для каждогозаданного уровня вычисляется суммарное время, в течение которого помеха имелапревосходящее его значение.
Обычно используется множество таких пороговых уровней;как правило, их количество, особенно при цифровой обработке, равно 2N, где N —натуральное число. Чем их больше, тем, очевидно, будет более гладкой кривая ФРА.Отмеченные дополнительные функции ИП относятся к форме представлениярезультатов измерений. Они могут быть реализованы на уровне вторичной обработкирезультатов моделирования, а не в его цикле. В работах [111, 112] была показана нетольковозможностьобработкирезультатовмоделированиянепосредственновэлектрических схемах, но и её преимущества в случае сложных взаимосвязей,построенных на основе пороговых преобразований, логических условий и интегральныхсоотношений. К таким случаям относится моделирование АКРП.Определение ФРА может быть также выполнено на основе программной обработкирезультатов моделирования, что позволяет проводить анализ для существенно большегочисла пороговых уровней, чем при схемной реализации.
Поэтому использованиепредлагаемой ниже ячейки для определения значения ФРА для данного пороговогоуровня должно рассматриваться как альтернатива, применяемая, например, при решениилокальных задач по ЭМС и оценочных расчетах.Требования к функциональности АКРП и ИП с определением ФРА. Встандарте [46] отмечается, что АКРП является отдельным каналом обработки сигналов наПЧ, предназначенным для использования в полосе частот B (от 0,15 до 30 МГц) в ИП КД.Более поздний стандарт [47] не регламентирует полосы частот использования АКРП,поэтому следует считать, что их применение возможно для любых диапазоновфункционирования ИП КД, т.е.
от 9 кГц до 1000 МГц.Основным параметром АКРП является уровень анализа, или опорный уровень ПЧ.Согласно [46], он определяется уровнем синусоидального сигнала, квазипиковое значениекоторого равно норме эмиссии радиопомех. С другой стороны, в [47] указано, что подопорным уровнем ПЧ понимается такой уровень сигнала на промежуточной частоте длясинусоидального воздействия ИП КД, при котором его показание равно норме нанепрерывную радиопомеху. Приведенные определения можно считать идентичными,142однако для определенности ниже будем использовать определение и терминологию [47].Погрешность установки опорного уровня ПЧ не должна превышать 3 дБ [46].В [47] приводятся следующие признаки КРП:— её квазипиковое значение превышает опорный уровень;— длительность КРП — не более 200 мс;— длительность временного интервала, разделяющего смежные по временикратковременные радиопомехи, — не менее 200 мс.Последовательность коротких импульсов должна трактоваться как единая КРП,если её длительность, измеренная от начала первого и до конца последнего импульса непревышает 200 мс.
Все временные интервалы определяются по пересечению сигналом наПЧ порогового уровня. Допустимая погрешность измерения временных интерваловсоставляет ±5 %. Из приведенного выше определения следует, что с пороговым уровнемПЧ следует сопоставлять квазипиковое значение огибающей на ПЧ, которое может бытьвычислено на основе анализа работы КД, проведенного в разделе 2.2.Согласно [46, 47], АКРП должен:1) подсчитывать количество помех, длительность которых равна или менее 200 мс;2) регистрировать радиопомехи с длительностью более 200 мс;3) регистрировать появление в любом двухсекундном интервале более двух помех;4) фиксировать, что помехи длительностью не более 10 мс имеют частотуповторения не более 5 в минуту;5) фиксировать, что общая продолжительность помех длительностью более 200 мспревысила 600 мс;6) определять частоту появления КРП.Кроме того, приложение Е [47] регламентирует, что, согласно п.4.2.3 [115], АКРПдолжны дополнительно:7) подсчитывать количество КРП длительностью не более 10 мс;8) подсчитывать количество КРП длительностью более 10 мс и не более 20 мс;9) подсчитывать количество КРП длительностью более 20 мс и не более 200 мс;10) фиксироватьдлительностькаждойзарегистрированнойрадиопомехи,превышающей пороговый уровень ПЧ;11) подсчитывать временной интервал от начала испытаний до появления первойрадиопомехи;12) суммарную длительность радиопомех, не являющихся кратковременными.Требования к ИП с определением ФРА установлены в [47].
Измерительныеприемники должны работать в полосе частот от 1 до 18 ГГц, т.е. в диапазоне Е по СИСПР,143но могут использоваться и для частот ниже 1 ГГц. Устройство для определения ФРАдолжно отвечать следующим основным техническим требованиям:1) динамический диапазон — более 60 дБ;2) точность установки пороговых уровней должна превышать ±2,7 дБ;3) минимальное значение измеряемой вероятности должно составлять 10-7;4) модуль разности между смежными пороговыми уровнями должен составлять неболее 0,25 дБ;5) скорость выборки при полосе ПЧ, равной 1 МГц, должна составлять не менее10 млн.ед./с при цифровой обработке сигналов.Первыедваизуказанныхтребованийаприорибудутвыполненыприсхемотехническом моделировании, т.к. оно обеспечивает точность и линейность впределах погрешности численных методов [26].
Последнее требование обеспечиваетсявыбором соответствующего шага вывода результатов моделирования, предпоследнее —использованием достаточного количества ячеек сравнения.Минимальноезначениеизмеряемойвероятностиопределяетсяуровнемсобственных шумов измерительного прибора. Фактическое отсутствие собственныхшумов в модели существенно затрудняет обеспечение данного требования. Дляразрешения этого противоречия можно воспользоваться двумя путями — либоискусственным введением аддитивного шума на ПЧ с необходимыми характеристиками,либо условным выбором наименьшего из пороговых уровней.Таким образом, задача моделирования функций ИП с определением ФРА сводитсяк построению ячейки для сравнения текущего уровня с заданным пороговым с некоторойдополнительной обработкой.Модель АКРП, предлагаемая ниже, по сути являющаяся предикативно-логическойнадстройкой [111, 112] с множественными обратными связями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
