Способ обработки осциллограмм
558227 вательность мгновенных значений действительного входного сигнала в масштабе времени, принятом для осциллограммы.
На вход тракта подают, а с его выхода снимают (например, фотографируют) несколько однополярных калибровочных сигналов с известными уровнями, причем уровень каждого последующего калибровочного сигнала относительно предыдущего должен иметь одинаковое приращение, начиная с нуля. Это позволит равномерно распределить по оси абсцисс калибровочные сигналы на входе, а следовательно, и на выходе тракта с шагом 1/Л, где
Л вЂ” число уровней калибровочного сш.нала, причем уровень последнего калибровочного сигнала должен отклонить луч а 60 80% экрана осциллографа. Далее, выходные калибровочные сигналы нормируют (то-есть, поделив каждый из них на свою максимальную величину, максимальный выходной калибровочный сигнал приводят к безразмерной единице) . Зная величину калибровочных сигналов на выходе тракта и их распределение по оси абсцисс, например, при помощи определителя Вандермонда (2), определяют нормированный аппроксимирующий степенной ряд для кривой реальной амплитудной характеристики регистрационно-усилительного тракта. Далее, зафиксированную на осциллограмме кривую равномерно по времени разбивают на ряд отдельных мгновенных значений, которые затем приводят к единому с нормированной амплитудной характеристикой масштабу. Приравнивая функцию нормированной амплитудной характеристики к первому мгновенному значению нормированной осциллограммы, находят первый нормированный аргумент, например, методом половинного деления (3).
Умножая этот аргумент на максимальный (последний) входной калибровочный сигнал (то-есть приводят его к единому с входным калибровочным сигналом масштабу), получают первое мгновенное значение действительного входного сигнала. Зате.",i осрут следующее мгновенное значение обрабатываемой осциллограммы и, приравнивая к нему функцию реальной амплитудной характеристики, определяют следующий аргумент аппроксимирующего полинома, который определит следующее мгновенное значение входного сигнала. Обрабатывая описанным способом все последующие мгновенные значения сигнала осциллограммы, получают всю последовательность мгновенны.; значений действительного входного сигнала в соответствии с масштабом времени, принятым для осциллограммы.
1э Настоящий способ дает вполне удовлетворительный результат прп обработке такого сигнала, спектр которого нс выходит за границы линейной области частотной характеристики регистрационно-усилительного тракта.
2П Ввиду значительного объема вычислительных работ обработку осциллограммы исследуемого физического процесса по способу описанному выше следует проводить на электронно-вычислительной машине.
Пример. Вычислялся аппроксимирующий полипом по пяти значениям нормированных кривых амплитудной характеристики для трех различных нелинейных усилителей.
Зз Аппроксимирующий полипом для 1 кривой:
У=-=1,953125 Х вЂ” 5,078125 Х4 -+4,765625 Х вЂ” 2,484375 Х + 1,843750 Х
Аппроксимирующий полином для II кривой:
1 ==7,161458 X" — 17,838542 Х вЂ” 16,015625
Х 7,286- 158 Х -, 2,947917 Х.
Аппрокспмиру:оший поли Io. ä для III кривой:
У в 0 520833 Х4 1 041666 Хз 0 854167
Х - -1,333333 Х.
Сравнительные данные сведены в таблицу.
558227
Аппроксимирующая функция
Оригинал
Значение аргумента
0,795
0,840
0,880
0,925
0,965
1,000
1,000
Использование предлагаемого способа обработки осциллограммы с учетом нелинейности реальной амплитудной характеристики регистрационно-усилительного тракта позволит внедрить в лабораторные измерения тракты с заведомо нелинейными амплитудными характеристиками, которые смогут обеспечить измерения в широком диапазоне изменения уровней исследуемого сигнала с первичного преобразователя, а это сократит затраты на проведение физических экспериментов. ню каждого последующего входного калибровочного сигнала относительно предыдущего одинаковое приращение, начиная с нуля, и по значениям выходных калпбровочны. . сигна5 лов, равномерно распределенных по оси абсцисс, находят степенной ряд, аппрокспмнр) ющий рсальн! ю амплитудную характеристику тракта, затем кризую па осциллограмме равномерно IIQ времени разбивают на ряд
1О отдельны.;. мгновенных значений и, поочередно приравнивая пх к значениям функции реальной амплитудной характеристики, находят соответствующие им аргументы, определяющие пос Iåäîвательность мгновенных значений
15 действительного входного сигнала в масштабе времени, принятом для осциллограммы.
Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:
1. В. Я. Соловов. «Осцплографическис изме20 рения», М., 1968, стр. 11 и 15 (прототип).
2. P. В. емх!Ннг. «Численные методы», М., 1972, стр. 99.
3. И. А. Марон. «Основы вычислительной математики», М., 1963, стр. 118.
Формула изобретения
Способ обработки осциллограмм с учетом нелинейности реальной амплитудной характеристики регистрационно-усилительного тракта, включающий в себя снятие амплитудной характеристики тракта и аппроксимацию ее линейной функцией, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения исследуемого сигнала, сначала снимают реальную амплитудную характеристику регистрационно-усилительного тракта, задавая уров0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
0,000
0,085
0,165
0,235
0,300
0,365
0,420
0,480
0,535
0,590
0,640
0,690
0,735
0,775
0,815
0,850
0,885
0,915
0,945
0,975
1,000
0,000
0,130
0,235
0,320
0,403
0,470
0,535
0,595
0,655
0,700
0,755
0,795
0,850
0,865
0,895
0,915
0,935
0,950
0,970
0,985
0,000
0,065
0,125
0,180
0,240
0,295
0,350
0,400
0,450
0,500
0,550
0,605
0,650
0,700
0,75О
0,0000
0,0865
0,1638
0,2343
0,3000
0,3622
0,4218
0,4794
0,5350
0,5887
0,6401
0,6890
0,7350
0,7777
0,8169
0,8526
0,8850
0,9147
0,9427
0,9705
1,0000
0,0000
0,1311
0,2362
0,3238
0,4000
0,4691
0,5339
0,5958
0,6550
0,7111
0,7632
0,8099
0,8500
0,8826
0,9071
0,9241
0,9350
0,9426
0,9514
0,9677
1,0000
0,0000
0,0647
0,1258
0,1840
0,2400
0,2942
0,3470
0,3989
0,4500
0,5003
0,5508
0,6006
0,6500
0,6989
0,7470
0,7942
0,8400
0,$840
0,9258
0,9647
1,0000
