Выбор полосы пропускания, расчёт пороговой чувствительности, КПД системы первичной обработки информации (на примере оптико-электронного прибора)
Полоса пропускания электрического тракта зависит, прежде всего, от спектров полезного сигнала и помех, а также требований, предъявляемых к динамике процесса обнаружения дефекта.
Для многих практических целей, когда критерием качества работы прибора НК является среднеквадратическая погрешность измерения, пользуются значениями эквивалентной нулевой полосы пропускания. Её рассчитывают по величине среднеквадратической погрешности, обусловленной внутренними шумами, имеющими спектр мощности Wш(ω).
где Qс - энергия сигнала. Другой путь нахождения полосы пропускания: Представляя отношение сигнал/шум ρ. На выходе прибора НК через спектры сигнала и шумов и через частотные характеристики отдельных звеньев прибора, можно продифференцировать полученные выражения по частоте и решив уравнение dp/df=0 можно получить верхнее значение полосы пропускания.
Следует отметить, что при использовании модуляции сигнала в приборе, для каждого вида модуляции применяется своя методика определения полосы пропускания.
Расчет пороговой чувствительности.
Для систем обнаружения пороговая чувствительность обычно определяется как значение входного сигнала, обеспечивающего заданное отклонение сигнал/шум ρ0. Иными словами, приходящий на входной зрачок световой поток Фпад должен превышать порог чувствительности системы обнаружения дефектов в ρ0 раз.
Используя последнее выражение можно записать
Расчет КПД системы первичной обработки информации.
КПД определяет, какая доля полезного сигнала, попадающего на вход прибора, используется для создания выходного сигнала.
КПД зависит от ряда факторов. Важнейшими из них являются потери потока в оптической системе, поте при модуляции и обработки, потери из-за отсутствия надлежащего согласования параметров приёмника с параметрами оптической и энергетической системы.
В результате можно записать:
,
где η0 - часть потерь в оптической системе; kM - часть потерь при модуляци
и; ηСТ - часть потерь из-за несогласованности характеристик Коэффициент kM учитывает потери измерения при модуляции прерыванием и потери излучения. За счет изменения спектра и дальнейшим использованием лишь его части. Для различного вида модуляций коэффициент kM различен. Коэффициент ηСТ учитывает возможные несоответствия между площадью чувствительного слоя ФП и площадью сечения пучка в месте установки этого слоя. При разработке систем обнаружения дефектов стремятся, чтобы размер площади чувствительного слоя был больше чем площадь сечения пучка. Другой составляющей является коэффициент Кш, учитывающий соотношение между шумом электронной системы, приведенным к приемнику и собственным шумом приемника.
;
Коэффициент ηСТ учитывает и тот факт, что при выполнении модуляции на рабочей частоте уровень шума может отличаться от паспортных значений. Это получается за счет того, что модуляция производится на частоте отличной от частоты паспортизации.