Алгоритмические основы построения программных анализаторов спектра

В работе проводились исследования имеющихся источников литературы на предмет построения алгоритмических основ программно реализуемых анализаторов спектра, далее на основе исследования проводились численные эксперименты с целью реализации функций анализаторов спектра на виртуальном приборе. В результате было выявлено, что программный анализатор спектра может быть создан без использования стандартных методов, существующих в LABVIEW, при этом сам спектр может быть рассчитан с помощью интеграла Фурье.

Введение 22

1 Спектральный анализ в электрических измерениях 25

1.1Основы спектрального анализа 25
1.1.2 Ряд и интеграл Фурье 26

1.1.3 Определения и классификация спектров 28

1.2 Общие вопросы измерения спектра радиосигналов 31
1.3 Классификация методов и средств спектрального анализа 33
2 Принципы работы анализаторов спектра 36

2.1 Анализаторы спектра последовательного типа 36
2.2 Основные параметры анализаторов спектра последовательного типа и
области их применения 38
2.3 Параллельные анализаторы спектра 42
2.4 Вычислительные анализаторы спектра 44
2.5 Погрешности измерения амплитуды и частоты 50
3 Практическая реализация функций анализатора спектра 54

3.1 Обзор NI ELVIS 54
3.1.1 Настольная рабочая станция NI ELVIS 54

3.1.2 Состав виртуальных приборов NI ELVIS 56

3.2 Анализатор спектра NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer 57
3.2.1 Описание анализатора спектра DSA 57

3.2.2 Алгоритм функционирования анализатора спектра NI ELVIS
DSA 61

3.3 Анализатор спектра на основе интеграла Фурье 63
3.4 Сравнение анализатора спектра на основе интеграла Фурье и DSA 67
3.4.1 Описание установки 67

3.4.2 Ход эксперимента 68

4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 81

4.1Потенциальные потребители результатов исследования 81
4.2SWOT- анализ 82
4.3 Структура работ в рамках научного исследования 85
4.3Определение трудоемкости выполнения работ 86
4.4Составление графика проведения научного исследования 86
4.6 Определение бюджета научно-технического исследования 89
4.7 Оценка научно-технической эффективности исследования 96
5 Социальная ответственность 100

5.1Производственная безопасность 101

5.2Психофизиологические факторы 104

5.3Экологическая безопасность 104

5.4Безопасность в чрезвычайных ситуациях 105

5.5Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 107

5.5.1Специальные правовые нормы трудового законодательства 107

5.5.2Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 109

Заключение 112

Список использованных источников 113

Приложение А 118
Приложение Б 134
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты:
1 ГОСТ Р 8.762–2011 Государственная система обеспечения
единства измерений. Государственная поверочная схема для средств
измерений коэффициента гармоник.
2 ГОСТ 8.331–99 Государственная система обеспечения единства
измерений. Измерители коэффициента гармоник. Методы и средства поверки
и калибровки.
3 ГОСТ 30804.4.7 – 2013 (IEC 61000-4 – 7:2009) Общее руководство
по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем
электроснабжения и подключаемых к ним технических средств.
4 ГОСТ 11859-66 Анализаторы гармоник. Методы и средства поверки;
5 ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные.
Общие технические требования и методы испытаний.
6 ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда Общие
санитарно–гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
7 ГОСТ Р 50923–96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие
эргономические требования и требования к производственной среде. Методы
измерения.
8 ГОСТ 30494–2011. Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещениях.
9 ГОСТ 12.0.003-74 Система стандартов безопасности труда
Опасные и вредные производственные факторы.
10 ГОСТ Р 55102–2012 Ресурсосбережение. Обращение с отходами.
Руководство по безопасному сбору, хранению, транспортированию и разборке
отработавшего электротехнического и электронного оборудования, за
исключением ртутьсодержащих устройств и приборов.
11 ГОСТ Р 12.1.019–2009 Система стандартов безопасности труда
Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
Обозначения и сокращения

АС – анализатор спектра;
НИ – нелинейные искажения;
ИНИ – измерители нелинейных искажений;
ИТР – инженерно-технический работник;
ОТ – охрана труда
DSA – Dynamic Signal Analyzer
ПК – персональный компьютер
NI – National Instruments

Результаты работы позволяют нам утверждать, что программный
анализатор спектра может быть создан без использования стандартных
методов, существующих в LabVIEW, при этом сам спектр может быть
рассчитан с помощью интеграла Фурье.
В процессе выполнения научно-исследовательской работы были
достигнуты поставленные цели:
1. Изучены основы спектрального анализа измерительных сигналов;
2. Ознакомились с принципами работы анализаторов спектра и
систематизировали их функциональные возможности;
3. Записаны алгоритмы реализации основных функций анализаторов
спектра.
4. Реализованы и наглядно продемонстрированы основные функции
анализаторов спектра.