Спектральный метод измерения изменений временных интервалов между периодическими последовательностями импульсов

Методы измерений времени задержки между периодическими последовательностями импульсов основаны в большинстве своем на непосредственном измерении рассматриваемого параметра. Главным недостатком такого подхода является трудность обеспечения точности измерений в условиях шумов. Целью данной работы являлась разработка метода, обеспечивающего возможность точного измерения малых изменений временных интервалов, основанного на анализе динамических свойств спектра суммы задержанных измерительных сигналов.

Суть разработанного метода заключается в замене малочувствительной регистрации изменений времени задержки между периодическими последовательностями импульсов, регистрацией изменений параметров характерных гармонических составляющих спектра результирующей суммы этих сигналов. При этом в рассмотрение принимались только те гармонические составляющие, которые обладают максимальной чувствительностью к отклонениям времени задержки и минимальной чувствительностью к некоррелированным изменениям параметров сигналов. Для достижения максимального эффекта исследовалось влияние формы импульсов периодических последовательностей на точность измерений. Причем за базовую принималась трапециевидная форма импульсов – как наиболее общая, в которую могут перерождаться все остальные формы импульсов (треугольная, прямоугольная, синусоидальная и т. д.).

Результаты расчетов показали эффективность применения предлагаемого метода с целью снижения погрешности измерений малых изменений интервалов времени. При этом коэффициент ослабления погрешности по сравнению с существующим методом измерения составил Kwe = 4,78.

Использование предложенного подхода открывает возможность совершенствования алгоритмического обеспечения средств измерений в целях их автоматизации и увеличения точности измерений

1. Афонский, А.А. Электронные измерения в нанотехнологиях и микроэлектронике / А.А. Афонский, В.П. Дьяков. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 688 с.

2. Клаассен, К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике / К.Б. Клаассен. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.

3. Зайцев, С.А. Цифровые методы время-частотных измерений / С.А. Зайцев // Современная электроника, 2009. – № 6. – С. 20–23.

4. Панфилов, В.А. Аналоговые методы и средства электрических измерений / В.А. Панфилов. – М.: Энергопрогресс, 2006. – 112 с.

5. Ратхор, Т.С. Цифровые измерения. Методы и схемотехника: пер. с англ. / Т.С. Ратхор. – М.: Техносфера, 2004. – 370 с.

6. Лайонс, Р. Цифровая обработка сигналов. Второе издание / Р. Лайонс. – М.: Бином, 2015. – 641 с.

7. Раннев, Г.Г. Информационно-измерительная техника и электроника / Г.Г. Раннев. – М.: Академия, 2006. – 512 с.

8. Kalisz, J. Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution / J. Kalisz / Metrologia. – 2004. – No. 41. – P. 17–32.

9. Глинченко, А.С. Исследование случайных погрешностей спектрально-весового измерения параметров сигналов / А.С. Глинченко, В.А. Комаров, О.А. Тронин // Цифровая обработка сигналов. – 2012. – № 1. – С. 7–11.

10. Шейников, А.А. Измерение малых изменений параметров импульсных последовательностей / А.А. Шейников, Ю.В. Суходолов, А.Е. Каледа // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь.. – 2016. – № 1. – С. 125–130.

11. Суходолов, Ю.В. Повышение помехоустойчивости контроля межвитковой изоляции коллекторных электрических машин постоянного тока с помощью волновых затухающих колебаний / Ю.В. Суходолов, А.А. Шейников, А.Н. Малашин // Сб. науч. ст. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2010. – № 19. – С. 67–72.