Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Elektronické signály Co si lze představit pod pojmem signál ? Cern-zpracování elektronického signálu ze scintilačních detektorů.Jednotlivé bloky vyhodnocovací.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Elektronické signály Co si lze představit pod pojmem signál ? Cern-zpracování elektronického signálu ze scintilačních detektorů.Jednotlivé bloky vyhodnocovací."— Transkript prezentace:

1 Elektronické signály Co si lze představit pod pojmem signál ? Cern-zpracování elektronického signálu ze scintilačních detektorů.Jednotlivé bloky vyhodnocovací elektroniky jsou přímo napojeny na Fast Ethernet pro další počítačové zpracování Definice signálu – časově proměnná veličina nesoucí informaci

2 Elektronické signály - terminologie Signály – periodické, jednorázové, harmonický a neharmonický průběh deterministický – známe-li průběh signálu v libovolném časovém okamžiku,lze jej matematicky popsat stochastický – signál s charakterem náhodné veličiny Převod obecných signálů na elektronické signály prostřednictvím převodníků (teplo,světlo,pohyb,tlak atd) Prostředí vedoucí elektrické signály – může výrazně ovlivnit přenesený signál vodiče,vedení….(elektrické,optické aj.) – ovlivnění přenosu signálu bezdrátový přenos …..elmg vlny – radio,TV,mobil,družice,radiolokace aj proces,kdy se původní signál upraví (modulace na nosnou)

3 Elektronický signál - terminologie Veličiny charakterizující elektronický signál : Je-li periodický - perioda T či kmitočet f Úroveň signálu – amplituda (maximální,okamžitá,střední,efektivní hodnota) Činitel zkreslení harmonického signálu

4 Elektronický signál - zobrazení Signál je zpravidla definován jako funkce času – časová doména (osciloskop) V kmitočtové doméně se signál nazývá spektrum (spektrální analyzátor) Oba popisy jsou jednoznačné a vzájemně ekvivalentní. Algoritmem pro vzájemný převod je tzv. Fourierova transformace

5 Elektronický signál - příklady

6 Elektronický signál O vhodnosti zobrazit signál v časové resp. kmitočtové doméně rozhoduje konkrétní měřící aplikace.Někdy je výhodné nejprve získat signál v časové doméně a následně jej pomocí FFT převést do kmitočtové domény.Moderní měřící přístroje (paměťové osciloskopy ) již mívají po digitalizaci signálu pomocí vestavěného modulu možnost tzv. signal processingu DSP) – např.FFT Nejčastěji používané jsou paměťové osciloskopy a spektrální analyzátory.

7 Šum – veličina provázející každý elektrický signál Dán interakcí fononů s elektrony v krystalové mřížce – časově nahodilý Šumový výkon na svorkách vodiče je projevem tepelné energie uvnitř vodiče P š = 4 k T 0 B k….Bolzmannova konstanta, T 0 ….teplota, B …. šířka kmitočtového pásma T o – měření v nízkých teplotách (He,N) – kryogenní chlazené zesilovače (detektory částic, NMR) B – kmitočtové filtry – zúžení kmitočtového pásma – velmi často používané, analogové i číslicové provedení (spolu s DSP) Elektronický signál - šum

8 šumové napětí na odporu R pro aktivní prvky ještě vstupuje tzv. činitel šumu F resp. šumové číslo F dB Druhy šumu: bílý šum – spektrální hustota (rozdělení pravděpodobnosti výkonu s kmitočtem) je konstantní Šum 1/f, růžový šum atd

9 Zpracování elektronických signálů (analogových) zesílení (nízkošumový zesilovač, malý vlastní šum) filtrace (dolno / horno propust, pásmová propust / zádrž ) detekce event. vzorkování pro převod na digitální signál – počet bitů <> rozsah dynamický rozsah zpracování – logaritmické zesilovače, širokopásmovost Elektronický signál - zpracování

10 Elektronický signál - detekce Metody detekce signálu – detektory asynchronní (amplitudové) 1) diodové (vhodné pro úzký rozsah amplitud signálu)- prahové napětí přechodu PN 2) s logaritmickými širokopásmovými integ.obvody (vhodné pro rozsah amplitud až 6 řádů – uV až V)

11 Elektronický signál - detekce Detektory synchronní – (zesilovače lock-in) Použití řídícího (referenčního) signálu umožňuje zpracování (vybrání) žádaného signálu ze směsi nežádoucích doprovodných signálů (harmonické, šum, brum atd). u1u1 u2u2 u3u3

12 Lock-In zesilovače

13

14

15 Reference Signal Mixer Lock-in amplifierSystem VCO Integrate PLL Lock-In zesilovače Kromě základního použití detekce signálu lze lock-in zesilovač využít i v dalších modech měření. Tím, že je základní kmitočet signálu „lock-in“, lze jednoduše měřit další harmonické a jejich úroveň – vlastně děláme spektrální analýzu. Princip generování kmitočtů využitím tzv. fázového závěsu (lock-in).

16 Lock-In zesilovače

17 Lock-in zesilovač umožňuje měření signálů řádu nV, často „utopené“ mnohonásobně v šumu. Tím, že je použita technika synchronní detekce, dokážeme vybrat signál pouze na referenčním kmitočtu a fázi. Ostatní signály, jakž i šum, jsou potlačeny a neovlivňují vlastní měření. Pro porovnání – běžná hodnota jakosti Q analogové pásmové propusti na 10 kHz je asi 100, což odpovídá šířce pásma B=100Hz. Z předchozího příkladu by se tím šum snížil z 1,6mV na 50uV. Užitečný signál zesílený na 10uV by byl stále „utopený“ v šumu.


Stáhnout ppt "Elektronické signály Co si lze představit pod pojmem signál ? Cern-zpracování elektronického signálu ze scintilačních detektorů.Jednotlivé bloky vyhodnocovací."

Podobné prezentace


Reklamy Google