Расчет информационного содержания сигнала на выходе устройства..22

Содержание

Введение…………………………………………………………………………4

1 Описание принципа действия системы обработки информации…………………………………………………………………………..6

2 Структурная схема устройства преобразования сигналов с указанием источников шумов……………………………………………………………………7

3 Расчет частотных коэффициентов каждого узла системы обработки сигналов и общего частотного коэффициента передачи………………………….8

4 Расчет спектра входного сигнала…………………………………………..11

5 Расчет спектра на выходе устройства обработки сигналов…………..…13

6 Расчет значений действующих шумов в тракте обработки сигналов…..14

7 Расчет необходимого значения сигнал/шум и порогового уровня принятия решения по заданным параметрам обнаружения дефектов…………………..…18

8 Расчет основных параметров устройства обработки сигналов по требуемому отношению сигнал/шум………………………………………..……..20

9 Расчет пороговой чувствительности………………………………………..21

Расчет информационного содержания сигнала на выходе устройства..22

11 Расчет коэффициента полезного действия, системы обработки информации………………………………………………………………………….23

Заключение……………………………………………………………………..24

Список использованных источников…………………………………………25

Приложение А………………………………………………………………….26

 

 

Введение

В данной курсовой работе необходимо выполнить расчет параметров тракта обработки сигналов устройства автоматического обнаружения дефектов изделий.

Контролируемым изделием является бумага. При прохождение излучения через бумагу происходят потери, которые обусловлены отражением, рассеиванием и другими потерями. Бумага пропускает около 10% падающего света, то есть его коэффициент пропускания t_изд.=0,1. Основными дефектами бумаги являются разрывы. Исходя из этого, для контроля выберем схему, основанную на прохождении света через бумагу.

В качестве источника света выберем светодиод АЛ112А. Основной характеристикой светодиода является спектральная характеристика – зависимость параметров излучения от длины волны. Излучение светодиода имеет относительно высокую направленность распределения мощности в пространстве.

Средняя частота появления ложной тревоги при обнаружении дефектов в изделии N_л.т.=0.08 1/с. Вероятность правильного обнаружения дефектов Р_п.о=0,9. Вид модуляции зондирующего сигнала: механическая.

Тип электронного тракта – полосовой фильтр. Его характеристики: коэффициент усиления =60; полоса пропускания w₁= c^-1 w₂= c^-1. Механическая модуляция зондирующего сигнала. Тип нагрузочной цепи– трансформаторная: W₁=100, W₂=150.

Независимо от того, насколько эффективен излучающий диод, выходное излучение даже большой мощности не будет зарегистрировано, если длина волны излучения не соответствует спектру излучения, на который реагирует фотоприемник. То есть светодиод должен быть спектрально согласован с фотоприемником.

К основным параметрам светодиода относятся длина волны излучения λ_max, яркость L и угол излучения ΔΩ₁. Следует иметь ввиду, что λ_max – это длина волны, соответствующая максимуму спектральной плотности потока излучения светодиода.

Для светодиода АЛ112А:

 

U_пр=2 В,

I_пр=10 мА,

λ_max=0,68 мкм,

Ф_Е=10мВт,

ΔΩ₁=36˚.

 

В качестве приемника излучения выберем фотодиод ФД-21-КП. Фотодиод – это приемник, принцип действия которого основан на фотогальваническом эффекте и фоточувствительный элемент которого имеет структуру полупроводникового диода.

 

Для ФД-21-КП имеем:

диаметр фоточувствительного элемента 1,55 мм,

Δλ=0,5 мкм,

λ_max=0,72мкм,

U_р=10 В,

I_Т=0,017мкА,

S_ИНТ=0,2 ,

Т_ФП=10^-7 с.

 

На рисунке 1 представлены спектральные характеристики АЛ112А и ФД-21-КП.

 

λ нм

 

1 – спектральная характеристика светодиода; 2 – спектральная характеристика фотодиода

 

Рисунок 1 – Спектральные характеристики АЛ112А и ФД-21-КП