Measuring radiotechnical signals. Terms and
definitions
ГОСТ
16465-70
Издание с Изменением № 1,
утвержденным в июле 1973 г. (ИУС 8-73).
Постановлением
Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от
6 ноября 1970 г. № 1678 дата введения установлена
с
01.07.71
Настоящий стандарт устанавливает
термины и определения основных понятий в области измерительных радиотехнических
сигналов, получаемых с помощью измерительных генераторов тока и напряжения.
Стандарт не распространяется на
сигналы, используемые в радиоэлектронных системах для передачи и приема
телевизионной, радиолокационной, телеметрической и другой информации.
Термины, установленные настоящим
стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках,
учебных пособиях, технической и справочной литературе.
Для каждого понятия установлен
один стандартизованный термин, напечатанный полужирным шрифтом. Недопустимые к
применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных,
обозначены «Ндп» и напечатаны курсивом.
Для отдельных стандартизованных
терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы,
напечатанные светлым шрифтом, которые разрешается применять в случаях,
исключающих возможность различного толкования понятий, установленных настоящим
стандартом. Если существенные признаки понятия выражены в самом термине,
определение не приведено и в графе «Определение» поставлен прочерк.
Математические
формулы и использованные в них буквенные обозначения величин приведены в
стандарте в качестве справочных.
Электрическое напряжение или ток, изменяющиеся во
времени, с заранее известными характеристиками, используемые для измерения
характеристик радиотехнических цепей и их контроля
Комплексная функция дискретного аргумента, равного
целому числу значений частоты периодического сигнала, представляющая собой
значения коэффициентов комплексного ряда Фурье для периодического сигнала
Гармонический сигнал с амплитудой и начальной фазой,
равными соответственно значениям амплитудного и фазового спектра
периодического сигнала при некотором значении аргумента
Ндп. Дифференциальный закон распределения
вероятности. Распределение амплитуд
Функция, равная пределу отношения вероятности
пребывания случайного сигнала в некотором интервале значений к ширине этого
интервала при стремлении его к нулю, причем ее аргументом является значение,
к которому стягивается интервал
Функция, равная среднему значению произведения
переменной составляющей случайного сигнала и такой же переменной
составляющей, но запаздывающей на заданное время.
Примечание.
Корреляционная функция характеризует статистическую связь между мгновенными
значениями случайного сигнала, разделенными заданным интервалом времени
Отношение величин, характеризующих интенсивности
сигнала и помехи.
Примечание. В
качестве величин, характеризующих интенсивности сигнала и помехи, берут их
средние мощности, среднеквадратические значения, пиковые отклонения, энергии
и т.п. Способ определения этих величин должен всегда оговариваться особо
Функция, равная среднему значению произведения
переменной составляющей одного случайного сигнала и запаздывающей на заданное
время переменной составляющей другого случайного сигнала.
Примечание.
Взаимнокорреляционная функция характеризует статистическую связь между
мгновенными значениями двух случайных сигналов, разделенными заданным
интервалом времени
Параметр, равный значению временного сдвига одного
из сигналов, при котором достигается тождественное равенство его другому
сигналу с точностью до постоянного множителя и постоянного слагаемого.
Примечание. Если
формы сигналов различны, определяется эквивалентное время запаздывания: для
случайных сигналов как абсцисса максимума взаимнокорреляционной функции, для
импульсов как интервал времени между моментами первого достижения каждым из
сигналов уровня, равного половине максимального значения
Параметр t3 > 0 в выражении
x2(t)= a1x1(t - t3) + a2,
где a1, a2 - константы.
Примечание.
Параметр t0= -t3 < 0 называется временем опережения
Коэффициент, характеризующий отличие формы данного
периодического сигнала от гармонической, равный отношению
среднеквадратического напряжения суммы всех гармоник сигнала, кроме первой, к
среднеквадратическому напряжению первой гармоники
,
где Ai - амплитуда i-й
гармоники сигнала
38. Относительное отклонение сигнала от линейного
закона
Коэффициент, равный отношению абсолютного отклонения
(40) данного сигнала от прямой линии, соединяющей
мгновенные значения сигнала, соответствующие началу и концу заданного
интервала времени к максимальному значению сигнала на этом же интервале
1. Отрезок ab называется
фронтом треугольного импульса, отрезок bс - срезом треугольного импульса.
2. Интервал времени нарастания фронта
между уровнями 0; 1А и 0,9А связан с tфт соотношением tфт (0,1 - 0,9) = 0,8tфт. Интервал времени нарастания среза между уровнями
0,1А и 0,9А связан с tст
соотношением tст (0,9
- 0,1) = 0,8tст
периодическая
последовательность прямоугольных импульсов называется меандром
Ап - амплитуда
прямоугольного импульса;
tп- длительность прямоугольного импульса;
Т - период.
Примечание. Отношение называется скважностью, а обратная
величина -
коэффициентом заполнения
Примечание. Периодический сигнал
может быть образован путем периодического повторения импульсов. Соответствующие
термины и определения для такого сигнала вводятся так же, как и для импульсов
(см. приложение 1) с добавлением еще одного параметра -
значения периода или частоты и указания на периодический характер сигнала.
1. Особенностью радиотехнических сигналов является
использование электрических величин тока, напряжения, напряженности
электромагнитного поля. Для этих сигналов характерно то, что они заранее
неизвестны получателю сообщения. Особенностью измерительных радиотехнических
сигналов, получаемых с помощью измерительных генераторов сигналов, является то,
что их свойства известны заранее. После прохождения через исследуемую цепь (с
неизвестными характеристиками) сигнал изменяется. Сравнивая сигналы на входе и
выходе цепи, можно измерить ее характеристики.
2. В теоретических исследованиях и инженерных расчетах
используется математическая модель сигнала, представляющая собой математическое
идеализированное описание сигнала, сохраняющее те его свойства, которые
являются существенными для решаемой задачи. Для математического описания
сигнала используются математические характеристики (П. 2*),
представляющие собой функции, параметры функций и их функционалы.
ФУНКЦИЯ - переменная величина у
= f(x),
зависящая от переменной величины х (аргумента); если при заданном
значении х величина у принимает одно определенное значение,
функция является однозначной.
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ФУНКЦИИ
у(t) = j[x(t)]
- величина ,
где P1(x)
- одномерная плотность вероятности (23)* сигнала x(t).
Примечание. Для стационарного эргодического случайного сигнала
также .Для периодического сигнала
где t* - произвольный момент времени; Т - период.
* При ссылках на термины и определения, помещенные в
настоящем приложении к стандарту, перед номером в скобках ставится буква П.
ДИСПЕРСИЯ - среднее значение
квадрата переменной составляющей случайного сигнала.
ФОРМА ФУНКЦИИ - вид
функциональной зависимости f между значениями
функции у и аргумента х.
Примечание. Форма функции не изменяется при произвольном
линейном преобразовании осей координат, т.е. все функции вида при данном f
и произвольных значениях а,b и с имеют одинаковую
форму.
Рассмотренные выше функции являются, как правило,
действительными функциями аргумента, в противном случае сделаны специальные
оговорки (см., например, 14.19).
ПАРАМЕТРЫ ФУНКЦИИ f(x, а1,
... аn) - все величины а1,
... ап, кроме аргумента х, от которых зависит значение
функции f.
ФУНКЦИОНАЛ F =
F{f(x)} - число F, которое
по определенному правилу ставится в соответствие с функцией f(х).
Детерминированный сигнал конечной энергии,
существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени,
соизмеримого с временем установления переходного процесса в системе, для
воздействия на которую этот сигнал предназначен.
Примечания:
1. Сигнал, представляющий собой последовательность
конечного известного числа импульсов одинаковой формы, следующих друг за
другом через одинаковые интервалы времени, называется пачкой импульсов.
2. Сигнал, состоящий из импульсов, число, форма и
значения параметров которых известны, называется кодовой группой импульсов
Сигнал, мгновенные значения которого являются
случайными величинами.
Примечание.
Случайный сигнал, любая вероятная характеристика которого, полученная
усреднением по множеству возможных реализаций с вероятностью, сколь угодно
близкой к единице, равна временному среднему, полученному усреднением за
достаточно большой промежуток времени одной реализации, называется
эргодическим. Рассмотренные выше характеристики случайного сигнала определены
для эргодического сигнала
Случайный сигнал, у которого плотность вероятности
любой совокупности мгновенных значений не изменяется при любом сдвиге этой
совокупности во времени.
Примечание. Случайный сигнал, у которого среднее значение и
дисперсия не зависят от времени, а корреляционная функция зависит только от
времени запаздывания, называется стационарным в широком смысле
Случайный сигнал, у которого плотность вероятности
некоторой совокупности мгновенных значений изменяется при некотором сдвиге
этой совокупности во времени
Взаимные характеристики сигналов, описывающие их
взаимодействие при образовании из них нового сигнала.
Примечание. Сигнал, образованный в результате взаимодействия
нескольких сигналов, является детерминированным, если детерминированы все
взаимодействующие сигналы; в противном случае он является случайным
Сигнал, мгновенные значения которого являются суммой
мгновенных значений двух или более сигналов, взятых в один и тот же момент
времени.
Примечание. Если один из сигналов, образующих аддитивный
сигнал, считается полезным, а другие - мешающими, то мешающие сигналы иногда
называют помехой или шумом
Сигнал, являющийся результатом взаимодействия двух
или более сигналов, называемого модуляцией.
Примечания:
1. В данном стандарте рассматривается простейший
случай взаимодействия двух сигналов с модуляцией по одному параметру
2. Модуляцией называется физический процесс получения
сигнала, математическое описание которого может быть получено заменой
параметра в математическом описании модулируемого сигнала на функцию от
модулирующего сигнала. Обычно эта функция (закон модуляции) является
линейной. При этом закон модуляции характеризуется такими же параметрами и
функционалами, как и модулирующий сигнал
Если j - линейная
функция, то j[x2(t)]
= a0 + kx2(t),
где а0= const,
например, постоянная составляющая;
k
= const - коэффициент (крутизна модуляционной
характеристики).
3. Чаще всего в качестве модулируемого сигнала
используется гармонический сигнал или периодическая последовательность
прямоугольных импульсов.
Если модулируемый сигнал является гармоническим, в
зависимости от параметра, подвергаемого воздействию со стороны модулирующего
сигнала (амплитуды, частоты, начальной фазы) различают соответственно
амплитудную (AM), частотную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляции.
Соответствующие модулированные сигналы называются амплитудно-модулированным (AM
- сигнал), частотно-модулированным (ЧМ - сигнал) и фазово-модулированным (ФМ
- сигнал). Часто частотная и фазовая модуляция именуются общим термином
угловая модуляция
Метрологические характеристики сигнала, имеющие тот
же смысл и наименования, что и параметры математического описания сигнала,
для воспроизведения которого предназначен данный измерительный генератор.
Примечание. В измерительных генераторах, как правило,
допускается возможность произвольной установки основных параметров сигнала в
пределах определенных диапазонов значений
Метрологические характеристики сигнала, описывающие
степень несоответствия сигнала заранее заданному математическому описанию,
определяемые таким образом, чтобы их значения обращались в нуль, если сигнал
в точности соответствует требуемому математическому описанию
Характеристика искажений, представляющая собой
безразмерный коэффициент, описывающий отличие реального сигнала на выходе
измерительного генератора от заранее заданного математического описания в
целом и зависящий от выбранного критерия сравнения сигналов (критерий
абсолютного отклонения, критерий среднеквадратического отклонения и т.п.)
Характеристики искажений, представляющие собой
параметры, отличающиеся от основных параметров, описывающие отличие реального
сигнала на выходе измерительного генератора от заранее заданного
математического описания более детально, чем коэффициент искажений