Błędy dyskretyzacji sygnału w szczególnej metodzie cyfrowej detekcji fazoczułej - wyniki symulacji komputerowej

• Autorzy: Krzywaźnia A. , Ociepka J.

Warianty tytułu

EN

Quantization errors in particular method of digital phase-sensitive detection - results of computer simulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy rozważano szczególny przypadek pomiaru składowych ortogonalnych sinusoidalnego sygnału pomiarowego metoda cyfrowej detekcji fazoczułej. Metoda ta charakteryzuje się tym, że informację pomiarową uzyskuje się w wyniku próbkowania synchronicznego cztery razy w okresie sygnału, co zdecydowanie upraszcza algorytmy obliczeniowe składowych ortogonalnych. Badano średniokwadratowe błędy amplitudy i przesunięcia fazowego w zależnosci od warunków kwantowania i uśredniania wyników, posługując się metodą symulacji komuterowej. Badania wykazały, że w zakresie małych poziomów szumu występują optymalne warunki kwantyzacji, ponieważ wtedy uśrednienie wyników z wielu serii pomiarów powoduje najbardziej efektywne zmniejszanie błędu średniokwadratowego. Ogólnie zmniejszanie błedu w wyniku uśredniania zachodzi odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka kwadratowego z liczby pomiarów.

EN

Quantization errors in a particular method of measurement of orthogonal components of sinusoldal signals by the means of a digital phase-phase sensitive detection system are presented. The method of measurement is based on synchronous sampling four times in a period of the measuring signal. Root-means square errors of amplitude and phase were investigated by the use of computer simulation method. It has been shown that the optimal conditions for signal quantization occur in a presence of relatively small noise, namely approximately 0.5 LSB, when the averaging of samples becomes most effective.

Słowa kluczowe

PL

detekcja fazoczuła; pomiar; dyskretyzacja; symulacja komputerowa

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2000
• Tom: R. 46, nr 12
• Strony: 22--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Krzywaźnia A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki

autor

Ociepka J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki

Bibliografia

• 1. R.W. Smith, L.L. Freeston, B.H. Brown, A.M. Sinton, Design of a phase sensitive detector to maximize signal-to-noise ratio in the presence of Gaussian noise, Meas. Sci. Technol., vol.3, 1992, s. 1054-1062.
• 2. A. Albertini, W. Kleemann, Analogue and digital lock-in techniques for very-low frequency impedance spectroscopy, Meas. Sci. Technol., vol. 8, 1997, s. 666-672.
• 3. M. Villa, Feng Tian, P. Cofrancesco, J. Halamek, M. Kasal, High-resolution digital quadrature detection, Rev. Sci. Instrum., vol. 67, 1996, s. 2123-2129.
• 4. J. Howard, H.P. Landgraf, Quadrature sampling phase detection. Rev. Sci. Instrum., vol. 65, 1994, s. 2130-2123.
• 5. D. W. Heermann, Podstawy symulacji komputerowych w fizyce. WNT, Warszawa, 1997.
• 6. R. K. Otnes, L.E. Enochson, Analiza numeryczna szeregów czasowych. WNT, Warszawa 1978.