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噪聲監(jiān)測中對統(tǒng)計(jì)特性的測量介紹

閱讀:671      發(fā)布時(shí)間:2019-7-23
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  噪聲又稱雜音,屬于隨機(jī)信號,可用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法加以描述,即其統(tǒng)計(jì)量是可測的。噪聲存在于一切電子系統(tǒng)中,嚴(yán)重地影響通信系統(tǒng)接收微弱信號的能力,即影響通信的質(zhì)量。噪聲監(jiān)測的測量包括兩個(gè)內(nèi)容:對噪聲統(tǒng)計(jì)特性的測量和利用噪聲作為測試信號的測量。
 
  噪聲統(tǒng)計(jì)特性的測量屬于幅度域測量,包括數(shù)學(xué)期望(平均值)、方差(均方值)、功率譜密度、概率密度分布以及自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的測量。通信線路噪聲的測量,就是在規(guī)定帶寬內(nèi)噪聲均方值(功率)或均方根值(有效值)的測量。
 
  隨機(jī)信號電壓的測量與確知信號電壓的測量不同:
 
  注意電壓表的檢波特性。有效值電壓表是測量噪聲電壓比較理想的儀表,這種電壓表的讀數(shù)與被測電壓的均方根值成正比,與被測電壓的波形無關(guān),故若該電壓表以正弦有效值刻度,則可方便地直接讀出噪聲電壓的有效值。否則,需要對讀數(shù)進(jìn)行修正。例如,采用均值電壓表測量高斯白噪聲,必須將讀數(shù)乘上修正因數(shù)1.13。
 
  帶寬準(zhǔn)則。噪聲功率正比于系統(tǒng)的帶寬,選用的電壓表其帶寬應(yīng)遠(yuǎn)大于被測系統(tǒng)的噪聲帶寬,否則,將會損失噪聲功率,使測量結(jié)果偏低。一般要求電壓表的3dB帶寬△f 3db大于8~10倍的噪聲帶寬。
 
  滿度波峰因數(shù)和測量時(shí)間的影響。波峰因數(shù)是交流電壓的峰值與有效值之比,如正弦波的波峰因數(shù)為。以測量確知信號正弦波為例,當(dāng)有效值電壓表指示滿度時(shí),其寬帶放大器所承受的較大瞬時(shí)電壓(峰值)為有效值的倍,若放大器的動態(tài)范圍足夠,不會產(chǎn)生測量誤差。所以,對電壓表中使用的放大器,可用其滿度波峰因數(shù)間接反映放大器的動態(tài)范圍般測量正弦波的電壓表來說,要求電壓表具有的滿度波峰因數(shù)就可勝任。由于噪聲電壓的峰值是隨機(jī)的,即其波峰因數(shù)也是隨機(jī)的,所以只能用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來定量描述峰值大于有效值的概率,以高斯白噪聲為例,其峰值是波峰因數(shù)大于4.4出現(xiàn)的概率為0.001%。所以,若電壓表的滿度波峰因數(shù)大于4.4,那么,用來測量高斯白噪聲是足夠的,因?yàn)?,這時(shí)電壓表只對出現(xiàn)概率小于0.001%的那些高峰值不予計(jì)及(被放大器削波),分析指出,由此產(chǎn)生的測量誤差為-0.05%。
 
  電話電路的噪聲測量。宜加衡重(加權(quán))網(wǎng)絡(luò),以模擬人耳的接收狀況,衡重網(wǎng)絡(luò)對各個(gè)頻率的衡重(加權(quán))系數(shù)應(yīng)符合CCITT的有關(guān)建議。然后,要考慮測量時(shí)間的影響,噪聲電壓測量實(shí)質(zhì)上是求平均值的過程,求平均應(yīng)在無限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,在有*內(nèi)測量噪聲只能得到平均值的估計(jì)值,這種誤差本身是一個(gè)隨機(jī)變量,會使表針產(chǎn)生抖動。在電路上可增大RC電路的時(shí)間常數(shù)來使抖動平滑掉,故測量時(shí)需要一定時(shí)間。

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