Принцип импульсного зондирования.

 

Действие импульсного зонда сходно с действием локационной системы с высоким разрешением во времени. Обобщенная структурная схема импульсного зонда приведена на рисунке 27.

Рисунок 27. Структурная схема импульсного зонда

 

Короткий импульс с генератора поступает на объект исследования, сигнал после взаимодействия с объектом поступает в приемник, а затем на устройство обработки информации (УОИ). УОИ определяется исследовательскими задачами, которые более подробно рассмотрены в дальнейших материалах.

5.2 Стробоскопическое преобразование сигнала

 

В связи с большим объемом поступающей информации, обусловленной сверхшироким спектром частот и высоким временным разрешением работа УОИ в реальном масштабе времени требует применения сверхмощных вычислительных комплексов и применяется для решения только специфических задач. Такими задачами, например, является исследование однократных или редкоповторяющихся процессов. Для исследования периодических процессов используется преобразование масштаба времени с помощью стробоскопических преобразователей. Стробоскопический преобразователь представляет собой устройство выборки-хранения с малым временем выборки (десятки пикосекунд), синхронизованным с генератором зондирующих импульсов.

Рассмотрим работу стробоскопического преобразователя. На рисунке 28 приведены временные диаграммы, поясняющие работу стробоскопического преобразователя.

Рисунок 28. Временные диаграммы работы стробоскопического преобразователя.

Стробоскопическое преобразование возможно при исследовании периодических последовательностей сигналов. При этом каждый импульс из последовательности дает информацию об амплитуде в один, фиксированный момент времени t₁, определяемый временем срабатывания устройства выборки-хранения (УВХ). В следующем импульсе момент отсчета t₂ сдвигается относительно начала импульса на интервал Δ t, как показано на рисунке. На выходе УВХ формируется ступенкатый сигнал, по форме совпадающий со входным импульсом из последовательности, но с другим временным масштабом, увеличенным на период подачи импульсов считывания информации УВХ.

В результате проделанных операций скорость исследования периодического процесса замедляется в n раз, где n равняется числу выборок исследуемого процесса или числом зондирующих импульсов:

, здесь - длительность исследуемого процесса в реальном масштабе времени, - сдвиг между выборками, приведенный к реальному масштабу времени. Становится возможной использование в n раз замедленных устройств обработки или регистрации сигналов.

На рисунке 29 приведены возможные варианты исследования объектов, позволяющих исследовать проходящие через исследуемый объект или отраженные этим объектом сигналы, например, образцы различных материалов.

 

Рисунок 29. Структурные схемы исследования объектов: а – коэффициента передачи, б – коэффициента отражения.

 

Рассмотрим работу импульсного зонда, схема которого соответствует рисунку 29б. Зондирующий импульс с выхода генератора через стробоскопический преобразователь поступает на вход вертикального отклонения осциллографа и на объект исследования. Отраженные от неоднородностей объекта сигналы, разнесенные во времени на величину задержки до соответствующей неоднородности поступают на вход стробоскопического преобразователя, а после соответствующей обработки масштаба времени – на вход осциллографа. На экране осциллографа наблюдаются сумма отраженного и зондирующего сигналов, разнесенных во времени.

В качестве зондирующих сигналов при исследованиях направляющих систем (например, линий передачи) используется единичный перепад напряжения, при исследованиях свободного пространства – короткие импульсы (дельта-импульсы). Реально достижима длительность импульса 50-100 пс.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Этические принципы психолога
2. S: Какие принципы относятся к принципам религиоведения?
3. XI. 1.2. Принцип сознательности и активности
4. А-общий вид; б-принципиальная схема; 1-неоновая лампа; 2- шунтирующее сопротивление; 3-добавочное сопротивление; 4-корпус.
5. А. Принцип личной ответственности.
6. А.Лима-де-Фариа. Принципы автоэволюционизма
7. Автоматическая система сепарирования Алькап. Назначение, принцип действия.
8. Автотрансформатор — устройство, экономичность принципы работы и регулирования.
9. аконность: понятие, принципы, гарантии.
10. Аксиоматика теории потребительского выбора, принципы рационального поведения
11. Анализ принципов и последовательности разработки финансовой стратегии предприятия
12. Архитектура ЭВМ. Внешние устройства, их назначение, основные характеристики, принципы работы.