Современная электроника №2/2026

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 41 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2026 матических измерений, его частота f * = 2,003 МГц, размах U P-P * = 976 мВ. Его среднеквадратичное значение состави - ло U RMS * = 346 мВ. На рис. 9 аналогич - ные результаты показаны при нали - чия аддитивного шума с σ = 0,05 В без дополнительной обработки осцилло - грамм при усреднении осциллограмм (УО) по 256 реализациям, при ограниче - нии полосы пропускания (ОПП) канала осциллографа частотой 20 МГц, а так - же при их сочетании. Как следует из анализа осцилло - грамм на рис. 9, в отсутствие допол - нительной обработки значения U RMS * определяются весьма точно, в то вре - мя как частота и размах измеряются с погрешностями 1% и 10,7% соответ - ственно. Усреднение по нескольким осциллограммам даёт лучший резуль - тат, чем ОПП, а их сочетание показыва - ет промежуточный результат, но при - ближённый к УО. УО и его сочетание с ОПП позволяет существенно улуч - шить качество воспроизведения фор - мы синусоидального сигнала, и при выбранном значении σ искажения на ней почти не видны. Для случая, когда σ = 0,15 В, результа - ты тех же измерений при прочих рав - ных условиях приведены на рис. 10. Из анализа представленных осциллограмм следует, что наиболее точное прибли - жение к искомым параметрам даёт сочетание УО и ОПП. Этот же режим соответствует наилучшему качеству воспроизведения формы синусоидаль - ного сигнала. В отсутствие обработки погрешность измерений рассматрива - емых параметров достигает десятков процентов, что неприемлемо для прак - тических задач. Результаты автомати - ческих измерений сведены в таблицу. Результаты измерений, полученные при использовании внешнего фильтра. На рис. 11 представлены результаты быстрого преобразования Фурье, полу - ченные при синтезе на ГСПФ чистого гауссовского шума с σ = 1,5 В на нагруз - ке 50 Ом. По изменчивости хода спек - тральной кривой можно судить о свойствах фильтра. В частности, под - тверждается ослабление не менее чем на 50 дБ на частотах выше 20 МГц. Сле - довательно, фильтр, как это было опи - сано выше, будет заметно снижать энергию аддитивного широкополос - ного шума. Учитывая спад спектра, отношение мощностей шума на вхо - де и на выходе фильтра можно оценить на уровне 6 дБ. Следовательно, ожида - емое улучшение качества воспроизве - дения формы синусоидального сигна - ла может быть достигнуто при более высоких значениях σ, чем ранее. На рис. 12 показаны осциллограм - мы, полученные для случая аддитив - ного гауссовского шума при σ = A = = 0,5 В (отношение сигнал/шум на вхо - де фильтра равнялось –3 дБ). Сигнал на входе осциллографа уже не имеет заметных шумов, поскольку они суще - ственно сглажены фильтром. Значения ИС f * и U P-P * измерены с погрешностя - ми 0,8% и 15,3%. Усреднение осцилло - грамм позволяет существенно повы - сить точность этих параметров. Как видно внизу рис. 11б, в этом случае сигнал практически соответствует эта - лону, искажений формы визуально не наблюдается, при этом f * = 2,001 МГц, U P-P * = 966 мВ, U RMS * = 342 мВ. Как следует из изложенного, соче - тание различных способов снижения влияния шумов на результаты изме - рений во временно́й области позволя - ет добиться получения весьма точных оценок необходимых параметров сиг - налов даже при отношениях сигнал/ шум ниже 0 дБ. Это позволяет с успе - хом решать лежащие на грани чув - ствительности измерительных систем и установок измерительные задачи, не прибегая к существенному усложне - нию методик и схем измерений. Заключение Таким образом, арсенал методов, позволяющих анализировать зашум - лённые сигналы с измерением из параметров во временно́й области, оказывается весьма широким, при - чём наиболее простые из них вовсе не требуют ни математической обработ - ки вспомогательными программными средствами, ни использования допол - нительного оборудования. Комбиниро - вание таких методов позволяет повы - сить их совокупную эффективность, которая тем не менее имеет принци - пиальные ограничения, связанные с неизбежным снижением точности при снижении отношения сигнал/шум. Важнейшим моментом являет - ся качество реализации обработки измеряемых сигналов непосредствен - но в осциллографе, которая в рассма - триваемых условиях только возраста - ет. В этом отношении осциллографы VESNA серии OVS3 заслуживают при - стального внимания и доверия со сто - роны конечных потребителей. Литература 1.  Кечиев Л.Н. Печатные платы и узы гигабитной электроники. М.: Гри - фон, 2017. 424 с. 2.  Уильямс Т. ЭМС для разработчиков продукции / пер. с англ. В.С. Карма - шева, Л.Н. Кечиева. М.: Издатель - ский дом «Технологии», 2003. 540 с. 3.  Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1986. 512 с. 4.  Раушер К., Йанессен Ф., Минихольд Р. Основы спектрального анализа / пер с англ. С.М. Смольского под ред. Ю.А. Горбенко. 4-е изд. М.: Навига - тор, 2021. 226 с. 5.  Скляр Б. Цифровая связь. Теорети - ческие основы и практическое при - менение. 2-е изд / пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с. 6.  Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степа - нов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электрон - ные средства и методы защиты. М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. 478 с. 7.  Корн Г., Корн Т. Справочник по мате - матике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. 832 с. 8.  Белинский В.Т., Васюк Г.И., Внутенс - мери В.С. и др. Радиотехника: Энци - клопедия / под ред. Ю.Л. Мазора. М.: ДМК Пресс, 2016. 944 с. 9.  Лемешко Н.В., Струнин П.А. Анализ зашумлённых эфирных сигналов с использованием осциллографов R&S RTO // Компоненты и техноло - гии. 2017. № 10 (195). С. 144–150. 10.  Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 2003. 462 с. Таблица. Результаты автоматических измерений Реализуемый способ A = 0,5 В, σ = 0,05 В A = 0,5 В, σ = 0,15 В f *, МГц U P-P *, мВ U RMS *, мВ f *, МГц U P-P *, мВ U RMS *, мВ – 1,982 1081 344 1,952 1301 365 УО 2,002 973 342 2,033 912 303 ОПП 2,029 1022 343 2,014 1164 353 УО + ОПП 2,004 960 341 2,016 989 346 Эталон 2,003 976 346 2,003 976 346