<< 7.2 Усилители импульсного сигнала
| Оглавление |
7.4 Подготовка к наблюдениям >>
Усиленные и сформированные импульсы по коаксиальному кабелю
длиной около 10 м поступают на счетчики. Счетчики установлены в
корпусе микроЭВМ ``Электроника-60'', являющейся ядром управляющей
и регистрирующей части комплекса. Счетчики обеспечивают
максимальную скорость счета около 80 МГц. С точки зрения
процессора ЭВМ счетчики являются внешним устройством машины, и,
как всякое внешнее устройство, имеют регистр управления и
регистры данных. Кроме импульсов от усилителей, на платы
счетчиков поступают данные от датчика времени, в качестве
которого применяется синхронометр (электронные часы) типа Ч7-15.
Импульсы от синхронометра позволяют точно задавать интервал
времени накопления. В нужный момент с этого же синхронометра в
память ЭВМ вводится абсолютное значение времени.
Пусть за единичный интервал времени на вход счетчика
поступило импульсов, причем требуется чтобы относительная
статистическая погрешность вашего измерения не превышала некоторого
числа . Квантовые флуктуации светового потока подчиняются
распределению Пуассона, согласно которому дисперсия измеренного
количества импульсов , среднеквадратическое уклонение
, а относительная среднеквадратическая ошибка
. Следовательно, чтобы иметь относительную
ошибку менее 1%
необходимо накопить
импульсов, менее 0.5%
-
, и менее 0.1%
-
импульсов. Время накопления ,
необходимое для получения относительной ошибки не более чем
, равно
.
Кроме квантовых
флуктуаций, световой поток от звезды флуктуирует за счет атмосферных
мерцаний. Процесс мерцаний имеет широкий частотный спектр. Наиболее
характерные частоты заключены в интервале от 10 до 100 Гц, однако
имеется и низкочастотная составляющая мерцаний с характерными частотами
до 0.1 Гц. В связи с этим даже при очень больших световых потоках
не следует применять экспозиции меньшие чем с. Оба
эти процесса: квантовые флуктуации и мерцания влияют на величину
средней квадратической ошибки среднего значения количества
импульсов за принятое время экспозиции, которое определяется по обычной
формуле:
где -- число измерений, -- результаты индивидуальных
измерений, а -- среднее количество импульсов за одно
измерение. Удобно, если ваша аппаратура в процессе накопления в каждый
момент будет ``знать'' чему равна относительная среднеквадратическая
ошибка
и завершит
процесс по достижении заданной точности. Для этого нужно накапливать
сигнал сериями из малых интервалов времени. Аппаратура Тянь-Шаньской
обсерватории позволяет изменять длительность таких малых интервалов от
1 миллисекунды до единиц секунд. Стандартной длительностью единичного
акта накопления считается 20 мс.
Пусть теперь вы накопили сигнал несколько раз по 20 мс. Это
``несколько'' должно быть ``довольно много'', чтобы уверенно определить
среднее и относительную среднеквадратическую ошибку. В нашем случае
``довольно много'' равно 64. Если после накопления первых 64 чисел за
первые 64 временных интервала по 20 мс заданная точность не
достигнута, то нужно накопить еще 64 числа, и так далее. Когда
относительная среднеквадратическая ошибка по всем четырем каналам
станет меньше наперед заданных значений, накопление нужно закончить.
Такой алгоритм реализован в программе управления процессом накопления.
При слабых сигналах (например от фона неба) бывает так, что за разумное
время невозможно достичь заданной величины относительной ошибки.
Тогда, естественно, поставить какое-то ограничение по времени. В
стандартном варианте оно составляет 30 с.
<< 7.2 Усилители импульсного сигнала
| Оглавление |
7.4 Подготовка к наблюдениям >>
Написать комментарий
|