видно, что аппаратура одновременного анализа должна быть весьма сложной, так как в идеальном случае для получения спектральной функции непериодического сигнала число частотных селекторов должно быть бесконечно большим.

Допустим, что такой прибор все же существует. Каковы его возможности? Если на прибор поступает периодический сигнал, то он выдаст дискретный амплитудный спектр процесса. Но так как фазы составляющих спектра неизвестны, то восстановить истинную форму сигнала с помощью обратного преобразования Фурье оказывается невозможным.

Между тем известно, что существует множество различных форм периодического сигнала, имеющих один и тот же амплитудный спектр [69]. Впрочем, этот недостаток в одинаковой степени присущ и приборам последовательного анализа.

Если на прибор поступает одиночный импульс, то фазовая проблема не возникает, и в этом случае частотно-временное преобразование теоретически дает возможность восстановить истинную форму импульса. Однако практиче-ски могут встретиться следующие трудности. Для анализа может быть применено только конечное число частотных селекторов, и вместо непрерывной спектральной функции получится конечное число спектральных линий. Кроме того, для обеспечения приемлемой разрешающей способности необходимо стремиться к минимальной ширине полосы селекторов, что ведет к уменьшению поступающей на каждый селектор части энергии сигнала [69].

В результате указанных причин многие полюсы и нули в спектральной функции будут утеряны, следовательно, истинная форма импульса не сможет быть точно воспроизведена.

Существующие способы получения из огибающей спектральной функции значений таких параметров импульса, как амплитуда, максимальная крутизна фронтов и площадь, например способ Рикопфа (Rehkopf) [70], дают более или менее удовлетворительные результаты только для простых форм импульсов: прямоугольных, трапецеидальных, треугольных. Для знакопеременных импульсов и для пачек импульсов анализ по огибающей практически непригоден [69].

Таким образом, для построения измерителей внешних импульсных помех предпочтительнее применять широкополосный метод измерения.

4.2. Основные разновидности измерителей импульсных помех

к наиболее опасным и часто встречающимся видам внешних помех по праву можно отнести различного рода импульсные помехи (из сети питания, от электрических и магнитных импульсных полей и др.).

Потоки импульсных помех представляют собой последовательности пачек и одиночных импульсов. При исследовании помех необходимо получать разнообразную информацию, описывающую эти потоки: распределение амплитуд, длительностей и вольт-секундных площадей импульсов и пачек, среднюю частоту следования импульсов и пачек, число импульсов в пачках и др.

Измерители импульсных помех, которые удовлетворяли бы всем перечисленным в § 4.1 требованиям и поже.таниям, нромышленностью серийно не изготавливаются. Поэтому ниже кратко рассмотрены разновидности измерителей и принципы их работы, которые могут оказаться полезными при разработке приборов, специально предназначенных для измерения внешних помех.

Измерители помех можно подразделить на приборы без накопления информации и приборы с накоплением или статистической обработкой информации.

Приборы для измерения импульсных помех без накопления информации характерны тем, что в результате одного цикла измерения они дают информацию об одном импульсе или процессе.

Для измерений помех в сети питания могут использоваться два вида таких приборов - осциллографы и цифровые измерители. Последние в свою очередь в зависимости от метода преобразования аналоговых величин в цифровые коды условно можно подразделить на счетные и селектирующие измерители. В счетных измеряемая аналоговая величина преобразуется в последовательность импульсов, подсчитываемых счетчиком, в селектирующих она оценивается с помощью селектирующих схем, снабженных индикаторами.

К измерителям с накоплением или статистической обработкой информации относятся соответственно регистрирующие и анализирующие приборы..

Рассмотрим кратко упомянутые виды приборов.

Осциллографы

Осциллографы дают наиболее полную информацию о форме наблюдаемого процесса. Применение осциллографов целесообразно для исследования регулярных или однократных помех, момент появления которых не является случайным. Естественно, приборы должны иметь однократный режим запуска развертки, а их электронно-лучевая трубка должна быть запоминающей или снабжена фотоприставкой.

Вход

n=f(lfmax> .....INI

АКП-

Рисг 4.2. Структурная схема измерения амплитуды импульса с амплитудно-временным и дискретным преобразованиями:

ЛВП - амплитудно-временной преобразователь; АКП - аналого-кодовый преобразователь последовательного счета; СИ - устройство счета и индикации

Для осциллографических измерений потока однократных сигналов можно применять автоматизированные информационно-измерительные системы, включающие осциллограф и ЭВМ. С помощью осциллографи-ческой измерительной системы (ОИС) оператор производит первоначальную оценку поступившей информации на запоминающем осцилло-графическом индикаторе, а затем выбирает характер и последовательность ее дальнейшей автоматической обработки.

Так как ОИС связана с исследуемым объектом и ЭВМ, а также обладает памятью, она позволяет одновременно отображать на одном осциллографическом индикаторе как исследуемый сигнал, так и ре--зуяьтаты его машинной обработки.

Счетные измерители амллитуд

Распространенный метод измерения амплитуд одиночных импульсов в микро- и наносекундном диапазонах длительностей базируется «а применении амплитудно-временных преобразователей (АВП) [67]. Структурная схема одной из разновидностей измерителя амплитуд приведена на рис. 4.2. Принцип действия прибора таков: АВП преобразует входной сигнал в интервал времени, длительность которого пропорциональна амплитуде измеряемого импульса Tn=kUmax, где Vmax - амплитуда импульса; k-коэффициент пропорциональности; 7"п - интервал преобразования. Длительность интервала Та может •быть измерена методом последовательного счета с выдачей результата на цифровой индикатор.

Для амплитудно-временного преобразования одиночного импульса можно использовать разряд накопительного конденсатора, предварительно заряженного до амплитуды измеряемого импульса (рис. 4.3). За время действия импульса накопительный конденсатор С„ преобразователя заряжается до амплитудного значения через схему заряда •СЗ. По окончании импульса начинается разряд конденсатора через токостабилизирующее устройство ТУ до первоначального напряжения. Дискриминатор интервалов преобразования Д фиксирует начало и кошен разряда накопительного конденсатора и выдает сигналы, ограни-