Измерения параметров сигнала. Структура оптимального измерителя (стр. 2 из 2)

В неследяших автоматических измерителях присутствует устройство выбора максимума сигнала на выходе многоканального обнаружителя, фиксирующее номер канала с максимальным выходом и преобразующее номер канала в дискретное значение измеряемой координаты (с возможностью последующего объединения за несколько циклов обращения к цели).

Уравнение оптимальной оценки, структура оптимального измерителя.

Согласно сформулированному выше критерию оптимальности следует считать измеренным с максимальной точностью такое значение параметра a, при котором отношение правдоподобия (или его логарифм) максимально. Используя для определения максимума функции математический метод, следует найти производную этой функции по измеряемому параметру и установить такое его значение, при котором эта производная становится равной нулю. Таким образом, оптимальной оценкой параметра является корень уравнений

Эти уравнения носят название уравнений оптимальной оценки. Они отражают структуру и алгоритм работы оптимального измерителя параметра. Реализующий операцию получения оптимальной оценки измеритель состоит из двух устройств (рис. 4):

- устройства, вычисляющего по принятому сигналу производную логарифма отношения правдоподобия по измеряемому параметру;

-устройства, определяющего сглаженную оценку, при которой эта производная равна нулю.

Рис. 4. Оптимальная структура измерителя (автоматического следящего)

Рис. 5 Пояснение процесса формирования оптимальной оценки в автоматическом следящем измерителе

Первое из названных устройств называется оптимальным дискриминатором, на выходе которого формируется сигнал ошибки, несущий информация о величине и знаке рассогласования Da_ц.

Второе устройство - цепи фильтрации и сглаживания в составе замкнутой следящей системы, благодаря чему на выходе в установившемся режиме формируется такая оценка, параметра a, при которой сигнал ошибки и рассогласование становятся равными нуля (рис. 5).

Таким образом, из всего многообразия измерителей, перечисленных в п. 2, оптимальным является автоматический следящий измеритель. Действительно, в этом измерителе отсутствует характерная для эргатических измерителей инструментальная ошибка системы "индикатор-оператор", обусловленная такими факторами, как конечный размер пятна фокусировки на экране электронно-лучевой трубки, эффект параллакса, т.е. мнимое изменение положения отметки из-за перемещения глаза оператора. С другой стороны, в следящем автоматическом измерителе по сравнения с неследящим автоматическим измерителем отсутствует инструментальная ошибка, обусловленная отклонением от эталонных некоторых параметров технических устройств, определяющих коэффициент преобразования измеряемого параметра в некоторую выходную величину»

В рамках оптимальной структуры автоматического следящего измерителя должны решаться две дополнительные задачи оптимизации :

- определение структуры оптимального дискриминатора, обеспечивающего минимальную спектральную плотность возмущавшего воздействия, т.е. минимальную флуктуационную ошибку при фиксированной полосе следящего измерителя, т.е. фиксированной динамической ошибке воспроизведения задающего воздействия я фиксированном быстродействии;

- определение структуры оптимального формирующего фильтра (цепей фильтрации и сглаживания),

обеспечивающего минимальную динамическую ошибку воспроизведения задающего воздействия при фиксированной флуктуационной ошибке измерения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Охрименко А.Е. Основы извлечения, обработки и передачи информации. (В 6 частях). Минск, БГУИР, 2004.

2. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б.. Радиоэлектроника и медицина. –Мн. – Радиоэлектроника, 2002.

3. Медицинская техника, М., Медицина 1996-2000 г.

4. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств, М., Радио и связь, 2006.

5. Чердынцев В.В. Радиотехнические системы. – Мн.: Высшая школа, 2002.

6. Радиотехника и электроника. Межведоств. темат. научн. сборник. Вып. 22, Минск, БГУИР, 2004.