Погрешность из-за разряда конденсатора

9.4.2. Погрешность из-за разряда конденсатора.

Погрешность возникает из-за конечного времени обработки сигнала. Ключ разомкнут и С_хр разряжается на эквивалентное сопротивление R_экв:

R_экв=

где R_sw -сопротивление закрытого ключа (порядка 50 Мом).

R_вх -входное сопротивление ОУ (для КР140УД22 R_вх>30Мом)

R_экв=

Разряд С_хр определяется формулой

где t_р - постоянная времени разрядной цепи

Погрешность от разряда С_хр за время t_хр равна:

Погрешность мультипликативная систематическая.

Аналогичным методом расчитывается погрешность собственно самого УВХ с той лишь разностью, что время хранения составляет 40сек, сопротивление ключевого транзистора выше и нет другого пути разряда .

9.5.Погрешности АЦП.

9.5.1.Погрешность от дискретности преобразования.

Погрешность определяется как:

погрешность по характеру аддитивная, случайная (равномерный закон распределения).

9.5.2.Погрешность от нелинейности АЦП.

Определяется по справочной литературе { }. Не превы-шает 0,012%. По характеру мультипликативная, систематическая.

9.5.3.Погрешность источника опорного напряжения АЦП.

Погрешность определяется отклонением U_ст от номиналь-ного зачения и температурной нестабильностью стабилитрона.

Разброс U_ст может достигать 5%, но эта погрешность корректируется калибровкой.

Дополнительная температурная погрешность равна:

где TKU - температурный коэффициент стабистора (для стабистора КС113А TKU= 5*10^-4%)

=5^оС

где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно.

Погрешность аддитивная, систематическая.

9.6.Суммирование погрешностей.

9.6.1.Суммирование мультипликативных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все мультипликативные погрешности в таблицу.

Для суммирования случайных составляющих мульти-пликативной погрешности определим их СКО с учетом закона распределения (предполагается нормальный закон распределения):

Значение суммарного значения СКО мультипликативной погрешности определяется по формуле:

Систематическая составляющая мультипликативной погрешности определяется как алгебраическая сумма всех систематических погрешностей. Погрешности  ввиду их несущественности, не учитываются.

Оценку верхней границы суммарной мультипликативной погрешности дадим по формуле:

9.6.1.Суммирование аддитивных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все аддитивные погреш-ности в таблицу.

Систематическая суммарная погрешность равна:

Таким образом погрешность не превышает заданную в ТЗ.

9.3.4.Погрешность от нелинейности дифференциального усилителя.

Погрешность возникает от отличия значения коэффициента усиления в зависимости от значения опорного напряжения. Для операционного усилителя КР140УД1101 значение этой пог-решности в диапазоне в котором ИС работает равна 0,02% {10}.

9.6.Суммирование погрешностей.

9.6.1.Суммирование мультипликативных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все мультипликативные погрешности в таблицу.

Однако надо заметить, что погрешности входного усилителя и первого коммутатора не влияют на результат измерения так как система АРУ компенсирует их. Таким образом эти погрешности не учитываются.

Для суммирования случайных составляющих мульти-пликативной погрешности определим их СКО с учетом закона распределения (предполагается нормальный закон распределения):

Значение суммарного значения СКО мультипликативной погрешности определяется по формуле:

К случайной мультипликативной погрешности можно также отнести методическую погрешность, которая возникает ввиду конечного числа выборок. Длительность измерительного цикла прибора - 40 секунд. Частота появления выделенной строки - 25 Гц. Следовательно количество выборок 1000. Принимаем, что шум распределен по нормальному закону, пик-фактор шума 3.

Тогда ,

где n количество выборок.

=0,005%

Эта величина принебрижимо мала и не учитывается.

Систематическая составляющая мультипликативной погрешности определяется как алгебраическая сумма всех систематических погрешностей. Погрешности  ввиду их
несущественности, не учитываются.

Оценку верхней границы суммарной мультипликативной погрешности дадим по формуле:

9.6.1.Суммирование аддитивных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все аддитивные погрешности в таблицу.

Также не учитывается погрешность входного усилителя и коммутатора.

Систематическая суммарная погрешность равна:

Таким образом погрешность не превышает заданную в ТЗ.

10.Метрологическое обеспечение.

В модуле измерения ОСШ предусмотрена градуировка и оперативная колибровка. Градуировка проводится на заводе - изготовителе после настройки модуля, и целью ее является учет

1.Наименование и область применения.

Разрабатываемое СИ - модуль измерения отношения сигнал/шум предназначено для применения в телевидении в качестве рабочего стационар-ного средства измерения и контроля параметров телевизионного сигнала монохромного телевидения на выходе любого источника видеосигнала.

Основанием для разработки является задание на дипломный проект, выданное на кафедре информационно-измерительной техники 3 апреля 1996г.

Целью разработки является создание модуля измерения отношения сигнал/шум ( в дальнейшем модуль измерения ОСШ ) ,более совершенного, экономичного и точного , чем используемый сейчас на телецентрах Украины модуль измерения соотношения сигнал/шум ИСШ-4М, который является морально устаревшим и не удобным в обращении. Данный модуль является необходимым при настройке параметров любого звена (участка) тракта изображения аппаратно-студийного комплекса телевизионного центра или передвижной телевизионной станции. Кроме того модуль измерения ОСШ может быть использован в лабораториях и на заводах-изготовителях при разработке и проверке телевизионной передающей аппаратуры.

Источниками разработки является техническая документация ПО “Оркан” на модуль измерения отношения сигнал/шум ИСШ-4М.

5.1. Требования к климатическим и механическим воздействиям.

5.1.1. Модуль измерения ОСШ должен соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69 и 2 группы ГОСТ 22261-82.

5.1.2. Модуль измерения ОСШ должен сохранять внешний вид и свои параметры в процессе воздействия следующих видов климатических и механических факторов, указанных в таблице 1, соответствующих климатическому исполнению УХЛ категории размещения 4.1 по ГОСТ 15150-69.

Таб. 1.

5.1.3. Нормальные значения влияющих величин по ГОСТ 22261-82 : температура окружающего воздуха - 20 ^о С5% ; относительная влажность ок-ружающего воздуха - 40-70% ; атмосферное давление - 88-104 кПа.

5.1.4. Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать в рабочих условиях эксплуатации требуемые характеристики по истечении времени установления рабочего режима.

5.1.5. Время установления рабочего режима не должно быть более 10 секунд по ГОСТ 22261-82.

5.1.6. Модуль измерения ОСШ должен допускать продолжительность непрерывной работы не менее 8 часов.

5.2. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНОМУ УСТРОЙСТВУ.

5.2.1. Масса модуля измерения ОСШ должна быть не более 25 кг.

5.2.2.Модуль измерения ОСШ должен иметь габаритные размеры 482х177х415 мм для установки модуля в состав стойки контроля и измерений С-1459, применяемой на телецентрах Украины.

5.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ.

Разрабатываемый модуль измерения ОСШ должен иметь такие технические характеристики :

5.3.1. Рабочий диапазон частот измерения ОСШ должен соответствовать стандарту на видеосигнал ;

5.3.2. Измерение ОСШ полного телевизионного видеосигнала размахом 0,7В или видеосигнала без синхронасадки размахом 0,5-0,9 В вещательного стандарта разложения ( ГОСТ 7845-79) ;

5.3.3. Входное сопротивление модуля измерения ОСШ в рабочей полосе частот - 75 Ом5% ;

5.3.4. Наличие внутренней синхронизации от полного телевизионного видеосигнала, внешней синхронизации от сигнала синхронизации приемника, внешней синхронизации от строчных и кадровых синхронизирующих импульсов;

5.3.5. Размах внешнего синхронизирующего сигнала должен быть 2-3 В отрицательной полярности ;

5.3.6. Входное сопротивление модуля измерения ОСШ по цепям синхронизации - 75 Ом5%;

5.3.7. Диапазон измерения отношения сигнал/шум - 20-60 dB ;

5.3.8. Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать измерения ОСШ на любой детали изображения в активной части растра ;

5.3.9. Модуль измерения ОСШ должен иметь выход на видеоконтрольное устройство видеосигнала, содержащего импульс яркостной метки для индикации детали изображения, на которой происходит измерение ОСШ .

5.4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ.

Разрабатываемый модуль измерения ОСШ должен иметь такие метрологические характеристики :

5.4.1.Предел относительной допускаемой основной погрешности

%

5.4.2. Вариация показаний не должна превышать - 1,5 dB ;

5.4.3. Минимальная цена деления цифрового индикатора модуля измерения ОСШ - 0,1 dB ;

5.4.4. Время установления показаний модуля измерения ОСШ не более 45 секунд.

5.5. ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ

5.5.1. По требованиям к надежности СИ модуль измерения ОСШ должен соответствовать требованиям ГОСТ 22261-82.

5.5.2. Время безотказной работы модуля измерения ОСШ должно быть не менее 1500 часов.

5.5.3. Значение среднего ресурса должно быть не менее 5000 часов. Ремонт и техническое обслуживание должны проводиться в бюро измерительной техники телецентра специально обученным персоналом.

5.5.4. Среднее время восстановления модуля измерения ОСШ должно быть не более 2 часов.

5.6. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Модуль измерения ОСШ предназначен для эксплуатации в составе стойки измерений и контроля С-1459 и должен иметь разъем для приема входного сигнала совместимый со стандартным разъемом стойки. Модуль измерения ОСШ должен быть смонтирован в стандартном корпусе, предназначенном для установки в ячейку стойки С-1459. Питание модуля осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220В с частотой 50Гц 3%.

5.7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ, ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ.

5.7.1. Наружные металлические части, оси органов управления и регулирования модуля измерения ОСШ, к которым имеется доступ снаружи, не должны находиться под напряжением относительно корпуса.

5.7.2. Корпус модуля измерения ОСШ должен иметь зажим или контакт защитного заземления.

5.7.3. Должна быть предусмотрена световая индикация включения сетевого выключателя.

5.8. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ КОНТРОЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОДУЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСШ.

Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать возможность контроля метрологических характеристик в процессе изготовления и эксплуатации без необходимости демонтажа печатных плат, входящих в состав модуля измерения соотношения сигнал/шум.

5.9.ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ И МЕТОДАМ ПОВЕРКИ.

5.9.1. На разрабатываемый модуль измерения ОСШ должна быть разработана поверочная схема по ГОСТ 8.061-72.

5.9.2. Для проверки модуля измерения ОСШ должна быть применена схема, параметры которой определяются по МИ 83-76.

5.9.3. При проведении поверки модуль измерения ОСШ условия окружающей среды должны быть нормальные.

Список литературы.

1. Орнатский “ Автоматические измерения и приборы”. “ Вища школа” 1986 г.

2. В.А.Кузнецов, В.А. Долгов, В.М.Коневских и др. ” Измерения в электронике.” Справочник. Энергоатомиздат, 1987 г.

3. Малиновский,Р.М. Демидова - Панферова и др. ”Электри-ческие измерения” Энергоатомиздат, 1985 г.

4. П.Хоровиц, У.Хилл “ Искуство схемотехники” Москва “ Мир”, 1986 г.

5. Б.И.Горошков “ Элементы радиоэлектронных устройств.” Москва, издательство” Радио и связь”.

6. Методические указания по выполнению дипломных проектов и работ . Сост. Циделко В.Д. и др.

7. Методические указания по суммированию погрешностей средств измерения. Сост. Яремчук Н.А.

8. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по курсу ”Информационно - измерительные системы”. Сост. В.А.Тесленко и др.

9. Методические указания к организационно - экономическому разделу дипломных проектов . Сост. Гладушко Л.В.

10.И.В.Новаченко, В.А.Телец ”Интегральные схемы для бытовой радиоаппаратуры” Москва, издательство ”Радио и связь”. 1995 г.

11. Техническая документация на модуль измерения отношения сигнал/шум ИСШ-4.

12.И.В.Варламов, И.Л.Касаткин “Микропроцессоры в бытовой технике.” Москва, издательство ”Радио и связь”. 1989 г.

Похожие работы

Измеритель коэффициента шума

Скачать

119959

17

32

... – 3 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 N8974A 0,01 – 6.7 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 N8975A 0,01 – 26.5 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 4 Таблица 4.3 - Технические особенности ИКШ серии NFА Структурная схема измерителя коэффициента шума N8973A представлена на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 - Структурная схема ИКШ N8973A В преобразователе частот (блок радиоприемного тракта) спектр входного сигнала сначала ...

Допплеровский измеритель скорости кровотока

Скачать

157070

33

0

... Аорта 30-60 Большие артерии 20-40 Вены 10-20 Малые артерии, артериолы 1-10 Венулы, малые вены 0.1-1 Капилляры 0.05-0.07 Ограничения, налагаемые на частотный диапазон существующих допплеровских измерителей скорости кровотока, обусловлены, в основном, двумя причинами: сложностью получения приемлемых параметров УЗ преобразователя, выполненного на основе пьезокерамики, для работы на ...

Устройство измерения отношения двух напряжений

Скачать

83278

20

0

... устройств относительно не велика, соответственно по форме финансирования это могут быть и частные фирмы и госпредприятия. Величина закупок данного вида устройств не может быть высока, т.к. операция измерения отношения двух напряжений является весьма специфической, хотя как таковая она может быть использована в управлении различными техпроцессами на заводах. Приобретая разрабатываемое устройство, ...

Однокритериальный измеритель частотной избирательности радиоприёмника

Скачать

81641

9

9

... 2. Разработка структурной схемы устройства 2.1 Расчёт основных системных показателей В данном разделе даётся описание метода обобщенной (однокритериальной) оценки частотной избирательности радиоприёмника, а так же соображения о построении аппаратуры. Предполагается применение двухчастотного зондирования с имитацией статистических характеристик прогнозируемой электромагнитной обстановки. ...