Усреднение и накопление сигнал

Современная вольтамперометрическая аппаратура предусматривает также возможность накопления сигнала за счет Л -кратного измерения и усреднения результатов. При этом в И раз снижается уровень случайных помех. [c.316]

В предыдущих параграфах анализировалась чувствительность, достигаемая включением перед регистрирующим прибором фильтра с большой постоянной времени. Такой фильтр эффективно подавляет высокочастотные шумы, но совершенно не подавляет низкочастотные шумы. Схемы накопления сигнала эффективно подавляют как высоко-, так и низкочастотные шумы и существенно улучшают отношение сигнал/шум. Техника накопления сигналов (или длительного усреднения шумов) рассматривается в настоящем параграфе. В конце его затронут вопрос о методах улучшения разрешающей способности ЭПР-спектрометров. [c.531]

Главной причиной интереса к методам ФС являются их большие возможности в повышении отношения сигнал/ /шум. В принципе методика проста периодически подавать 90°-ные импульсы и когерентно складывать СИС с помощью цифрового вычислительного устройства или иного устройства для усреднения сигнала по времени. Известно, что в случае хаотического (белого) шума отношение сигнал/шум растет пропорционально квадратному корню из числа накопленных повторений сигнала. Затем накопленный сигнал подвергается преобразованию Фурье, причем улучшенное в результате накопления отношение сигнала к шуму, естественно, передается окончательному спектру. Следующие четыре раздела мы посвятим рассмотрению многих факторов, от которых зависит успех применения методов ФС для улучшения отношения сигнала к шуму. Использование метода ФС для изучения промежуточных продуктов и при измерении времен релаксации рассмотрено в разд. 5.6 [c.107]

Однако работу, как правило, выполняют при переводе переключателя рода работ в положение относительные измерения . В этом случае автоматика прибора отключает генератор, как только на накопительном конденсаторе канала неразложенного света образуется сигнал определенной величины. Время накопления этого сигнала определяет собой длительность экспозиции. Оно зависит от выбранных условий анализа от величины емкости накопительного конденсатора, интенсивности падающего на фотокатод светового пучка, приложенного к фотоэлементу или фотоумножителю напряження, установки переключателя делителя напряжения ( чувствительность при накоплении ), а также от установки верхнего барабана потенциометра в том или другом положении, выбранного светофильтра, чувствительности фотометра к пучку неразложенного света и степени влажности воздуха в отсеках регистрации (состояние силикагеля). После набора заданной таким образом величины сигнала в канале неразложенного света прибор автоматически переключается на измерение сигнала от аналитической линии. Таким образом, поскольку сигналы в обоих каналах накапливаются и измеряются отдельно, в качестве конечного замера получают оценку интенсивности исследуемой спектральной линии за время накопления сигнала определенной, заранее заданной величины в канале неразложенного. света. Это означает, что оцениваются не мгновенные значения интенсивностей, а усредненные за время накопления сигналов в обоих каналах. Аналитические графики в этом случае (при работе по относительным измерениям ) строят упрощенно, в координатах —1дС или еще проще — в координатах N—С, где N — показания шкалы потенциометра для выбранной аналитической линии за время набора сигнала заданной величины в канале неразложенного света. [c.199]

Положение переключателя чувствительность при накоплении и верхнего барабана потенциометра подбирают так, чтобы время накопления сигнала (экспозиция) было порядка 20—40 сек. При меньшей длительности экспозиции величина сигнала может оказаться недостаточной и с малым усреднением замера по времени, а длительная экспозиция нежелательна из-за перегрева узлов генератора. После этого переходят к построению градуировочного графика. Экспонируют с. о. с наибольшим и наименьшим для выбранных пределов содержаниями примеси. Подбором положения переключателя чувствительность при измерении и корректировкой верхним барабаном потенциометра добиваются для одного из них максимального (порядка 80—90 дел.), а для другого — минимального (15—25 дел.) отсчета по нижней шкале потенциометра. Чем интенсивнее сигнал и чем меньшую его долю мы измеряем (5 1 или еще лучше 10 1), тем точнее результаты. Чтобы не работать при положении переключателя 1 1, рассматривают длительность экспозиции в аспекте различных возможных аналитических линий и характера процессов на электродах, а затем либо переходят на анализ по другой аналитической линии, либо удлиняют время экспонирования, либо заменяют кон- [c.200]

Кроме того, в состав системы входит детектор интенсивности хроматографического пика и чувствительный элемент датчика, срабатывающий при достижении некоторого уровня сигнала детектора. В ходе хроматографического измерения по срабатыванию датчика начинается очередное (после задержки) сканирование интерферометра, причем оно повторяется до тех пор, пока хроматографический сигнал не достигнет своего первоначального уровня, и сопровождается усреднением накопленных за этот период интерферограмм. После завершения измерения каждого хроматографического пика операция усреднения заканчивается до появления в детекторе следующего пика. С этого момента вся процедура повторяется под новую интерферограмму отводится новый массив памяти. [c.131]

Спектр фотоэлектронов получают, сканируя или поле анализатора, или замедляющее поле. Регистрация может проводиться непрерывно или ступенчато (по точкам). Для улучшения отношения сигнала к шуму необходимо усреднение по многократным сканам или увеличение времени счета импульсов в каждой точке. Имеющиеся в современных спектрометрах микропроцессоры и мини-ЭВМ управляют работой системы и обеспечивают накопление сигналов, усреднение, сглаживание, разложение сложных контуров на отдельные компоненты, вычитание фона, дифференцирование, интегрирование и другую обработку спектров. [c.148]

Исходные данные для сглаживания и дифференцирования спектров поглощения представляют собой значения оптической плотности прп большом числе длин волн, расположенных через одинаковые интервалы h по шкале длин волн или частот. Постоянство шага измерений упрощает вычисления и позволяет заменить значения длин волн на их порядковые номера. Для увеличения отношения сигнал/шум исходные данные могут быть получены в результате накопления большого числа измерений в каждой точке с последующим усреднением. [c.182]

До сих пор речь шла о вероятности обнаружения минимального аналитического сигнала в каждом измерении. В случае накопления и усреднения П независимых измерений холостого сигнала и щ независимых измерений аналитического сигнала, критерий (3) примет вид [c.19]

Необходимость в указанной системе управления блоками усреднения вызвана тем, что в случае, если у усилителей постоянного тока (УПТ) блоков усреднения нет специальной стабилизации нуля (что бывает в некоторых электронных вычислительных машинах), то за время задержки блок усреднения накапливает погрешность из-за внешних наводок, дрейфа нуля и других причин. Причем эти накопления нестабильны и иногда достигают относительно больших величин, составляющих до 20% величины полезного сигнала, что значительно искажает количественную характеристику. [c.140]

В спектральных лабораториях широко применяется фотоэлектрический стилометр ФЭС-1 с трехпризменным монохроматором, электронным генератором ГЭУ-1 и фотоэлементом в качестве приемника света. В ФЭС-1 усредненное значение аналитического сигнала измеряют путем предварительного накопления его на конденсаторе. Накопительный конденсатор установлен за фотоэлементом, и в течение всего времени экспозиции на нем идет накопление электрического заряда. Интенсивность линии оценивается по напряжению на обкладках накопительного конденсатора. [c.156]

Если Ту Т , то Ту можно определить также с помощью импульсной последовательности 90°, т, 90°. В этом случае сигнал свободной индукции после первого 90°-ного импульса спадает до нуля значительно быстрее, чем М достигает своего равновесного значения. Поэтому второй 90°-ный импульс позволяет определить значение в момент т, как и с помощью последовательности 180°, т, 90°. Если ряд 90°-ных импульсов повторяется с интервалами т, то М быстро достигает стационарного состояния, величина М в котором зависит отт и Ту. После фиксации стационарной величины сигнала последовательность 90°, т, 90°, т, 90°, т,. .. повторяется с другим значением т. Поскольку М поворачивается только на 90°, а не на 180°, то начальное условие для интегрирования уравнения (2.1) теперь имеет вид М г= О при = 0. Поэтому график зависимости 1п(Лоо—А ) от-г снова является прямой линией, по наклону которой можно найти Ту. Последовательность 90°, X, 90°, т, 90°,. .. при больших Ту часто позволяет сэкономить время, особенно если требуется усреднение по времени (накопление) повторяющихся сигналов для повышения отношения сигнала к шуму. Описанный способ пригоден лишь при ГаС Ту, в противном случае оставшаяся компонента намагниченности, направленная вдоль у, в момент времени т будет повернута в направлении оси z и соотношение, используемое для определения Ту, окажется неприменимым. [c.45]

Так, если индикаторным электродом является ртутный пленочный микроэлектрод, то задается время для электрохимической очистки электрода при положительном потенциале высаживания ртутной пленки при нулевом потенциале продувки раствора для удаления кислорода накопления вещества при заданном потенциале с интенсивным перемешиванием раствора успокоения и регистрации вольтамперограммы. Для получения усредненных результатов операции повторяют 2-5 и большее число раз. При анализе пробы это время составляет от 5 мин до 1 ч и больше. Времени протяженность регистрации, в принципе, можно незначительно уменьшить за счет использования режимов с быстрой фиксацией вольтамперограммы. Значительный выигрыш дает введение самонастраивающихся узлов, например узлов компенсации и усиления сигнала. Автоматизация этого этапа может осуществляться, таким образом, за счет введе- [c.133]

Если соединения плохо растворимы или если они доступны лишь в малых количествах, желательно, чтобы спектрометр был снабжен накопителем сигналов, или компьютером для усреднения по времени. Использование этих приставок включает многократное сканирование спектра. Информация, поступающая с прибора, накапливается в памяти приставки, причем когерентные сигналы усиливаются, а некогерентные (шум) усредняются. Результирующее увеличение отношения сигнал— шум равно корню квадратному из числа прохождений, и, следовательно, в результате многократного прохождения спектра достигается увеличение этого отношения. Накопленный спектр можно вынести на экран осциллографа, а затем записать самописцем спектрометра. Этот метод [5] имеет исключительно важное значение при изучении магнитных ядер, содержание которых очень мало и (или) сигналы которых малоинтенсивны, т. е., в частности, при изучении ядер [c.389]

Используют два метода усреднения по пространству и по времени (накопление). В первом случае в полученной карте вместо температуры каждого участка изображения записывают среднюю температуру нескольких соседних точек. Во втором случае суммируют несколько кадров, снятых друг за другом. В обоих случаях случайные шумы подавляются, и полезный сигнал становится более четким. Поскольку тепловые поля во времени меняются достаточно медленно, а их пространственные границы редко бывают резкими, эти методы обработки изображений позволяют значительно поднять чувствительность тепловизоров, которая может достигать нескольких тысячных долей градуса, и в то же время не очень портят качество изображения. [c.269]

Любой орган чувства реагирует на воздействие со стороны окружающей среды, например на величину магнитного поля в данном месте, и передает полученную информацию в виде электрического сигнала на более высокий нейронный уровень для переработки, ответа и хранения. Шумом мы называем некий сигнал, одновременно передаваемый по тем же каналам и неотличимый от истинного сигнала, порождаемого окружающей средой. На более высоких уровнях, например на уровне центральной нервной системы, полученная информация сравнивается с данными от других рецепторов или с ранее накопленной информацией, возможно, усредненной по большому периоду времени. Если система достаточно сложна и изощренна, то скорее всего простое и четкое понятие предела чувствительности отсутствует. Поэтому сначала мы рассмотрим систему, в которой нет сложных корреляций или долговременных усреднений. Это упрощение, хотя и не всегда правильное, позволяет получить хорошее приближение для оценки многих простых пороговых эффектов, таких как восприятие слабого звука или света. В этом случае минимальный детектируемый сигнал имеет величину порядка шума. Поскольку мы хотим оценить те ограничения, которые налагаются на орган чувства шумом, нам следует остановиться на шуме, возникающем внутри рецептора. Поэтому мы не будем принимать во внимание внешний шум , который может обмануть рецептор. [c.294]

При низкой концентрации полимера (менее 0,5 вес.%) отношение сигнал/шум в спектре ЯМР из-за необходимости работы при больших усилениях понижается. При этом трудно отличать истинные пики ЯМР от базовой линии с шумами. Если провести многократное сканирование, то сумма всех шумовых сигналов будет равна нулю. Сигналы, поступающие из ЯМР-спектрометра, хранятся в дисковой памяти компьютера. После усреднения до нуля всех шумовых сигналов истинные ЯМР-сигналы от образца будут появляться в том же самом месте спектра и процесс накопления приведет к увеличению отношения сигнал/шум. Вместо накопителя такого типа ( AT omputer) можно использовать цифровое накопление сигнала (DSA). [c.323]

Воспроизводимость измерений сигналов с применением как пламенных, так и электротермических атомизаторов значительно улучшается при интегрировании (накоплении) сигнала в течение определенного времени. Ддя пламенных атомизаторов вместо интегрирования применяют также суммирование или усреднение многократных измерений мгновенных значений сигнала (например, усреднение мгновенных значений сигналов, измерявшихся в течение 10 с, интервал между измерениями — 0,1 с). Применение интеграторов позволяет в качестве меры сигнала брать площадь, ограниченную пиком абсорбции. Это дает возможность устранять помехи, связанные с нерегулярным характером испарения определяемого элемента и матрицы, нередко улучшается также линейность градуировочЕп>1х графиков. [c.847]

Для определения общего количества протонов обычно приготовляют 5-нли 10%-ные растворы вещества в растворителях типа дейтерохлороформа или дейтеротолуола, В большинстве случаев измерения проводят при комнатной температуре, а для плохо растворимых веществ — при повышенных температурах, вплоть до 200 °С. Для увеличения отношения сигнал/шум используется также метод накопления сигнала с последующим его усреднением с помощью ЭВМ. [c.471]

На второй вход схемы совпадений поступает строб-импульс, задержанный по отношению к лазерному импульсу. Выбор времени задержки и длительности строб-импульса сделан на основании измерений времени полного затухания свечения сопутствуюш,их примесей и длительности свечения иона уранила. При определении урана в виде фосфатных комплексов уранила время задержки строб-импульса составляет 100 мкс, тогда как его длительность — 300 мкс. При определении урана в виде полисиликатных комплексов уранила время задержки и длительность строб-импульса составляет 300 мкс и 400 мкс соответственно. Накопление сигнала осуществляют частото-метром 43-33, работающим в режиме счета импульсов. Работа установки в таком режиме обеспечивает накопление и усреднение сигнала люминесценции от 1000 повторных лазерных импульсов в течение 10 с. Все измерения проводят на длине волны 520 нм при комнатной температуре. [c.88]

Поскольку основные принципы использования неавтономных ЭВМ при спектрофотомет рических исследованиях особых видов уже изложены, нет необходимости подробно описывать аспекты совместного применения ЭВМ и обычных спектрофотометров. Отметим только, что описанная в предыдущем разделе вычислительная система идеально подходит для сбора обычных спектров поглощения и спектров кругового дихроизма неавтономная ЭВМ производит коррекцию базовой линии (в большинстве случаев с помощью многопотенциометрических схем), сбор разностных дифференциальных спектров (полезных при анализе спектральных областей, для которых характерно наличие минимумов, максимумов и плечей) и усреднение (накопление) спектров для увеличения отношения Сигнал/Шум. Процедура накопления особенно полезна [c.216]

Развитие АСНИ в значительной степени обязано совершенствованию инструментальной и вычислительной техники, разработке эффективных средств преобразования информации, проникновению микропроцессорной техники в аналитическое приборостроение. Так, применение ЭВ М в аналитическом приборостроении позволило разработать новую технику, обладающую рядом принципиальных преимуществ существенно повысилась точность и разрешающая способность приборрв благодаря применению современных методов идентификации увеличился на несколько порядков динамический диапазон регистрации входного сигнала существенно увеличилось отношение сигнала-шума за счет суммирования и усреднения спектров (для ЯМР-снектрометра), полученных с одного образца значительно увеличилась производительность прибора уменьшилась вероятность появления субъективных и непредсказуемых ошибок при обработке и интерпретации данных появилась возможность накопления и хранения экспериментальных данных, их последующей расшифровки и интерпретации. [c.182]

Одним из способов улучшения отношения сигнал/шум, позволяющим обойти естественные ограничения спектрометра, является накопление и усреднение сигналов. Мы воспользуемся тем, что можем записать один и тот же спектр несколько раз. Сигналы ЯМР каждый раз появляются на одном и том же месте, и, таким образом, их интенсивность растет пропорционально чнслу повторений. При этом судьба случайно возникающего шума немного сложнее он не усредняется , как это часто ошибочно полагают, но растет медленнее, чем сигнал. Фактически через п повторений амплитуда сигнала увеличивается ровно в п раз, а амплитуда шума при этом увеличивается примерно в у/п раз. Таким образом, отношение сигнал/шум улучшается как Доказательство того, что шум растет как квадратный корень из числа экспериментов, нетривиально, и если этот вопрос вас интересует, то обратитесь к центральной предельной теореме в учебниках по статистике. [c.25]

На этом основании можно заключить, что мы получим тысячекратный выигрыш во времени преимущество Фелгетта). На самом деле это верно только для единичного измерения. Выигрыш при многократном повторении, что необходимо для накопления и усреднения сигнала, будет значительно меньше. До сих пор мы рассмотрели только один фундаментальный вопрос точности. При более близком знакомстве с импульсным экспериментом мы увидим, что другие свойства ядерной системы ограничивают максимальную часюту повторения измерений Однако оказывается, что в этом случае испо-пвзование импульсных методов для возбуждения сигналов ЯМР дает весьма значительную экономию времени. Это и стало изначальным стимулом широкого распространения импульсного ЯМР. Далее в этой главе мы предполагаем показать, как осуществляются импульсные эксперименты и, в частности, как анализируются получаемые этим методом данные. Помимо быспроты импульсные методы обладают другими многочисленными интересными особенностями, которые и составляют предмет обсуждения в этой книге. [c.28]

После того как путем накопления и усреднения получено достаточно хорошее отношение сигнал/шум, щ фровые данные должны быть преобразованы в частотное представление. В разд, 2.5 обсуждаются практические аспекты этой процедуры, а также ряд очень шггересных операций, которые можно провести с временным представлением данных перед их [c.38]

В настоящее время разработаны такие приборы, на которых можно очень быстро регастрировать и спектры ЯМР 43 (при естественной концентрации >зС), даже если масса образца составляет всего лишь 20 мг. Наиболее очевидные пути повышения интенсивности сигнала заключаются в использовании более сильных магнитных полей (поскольку ос Вд) и методик многократного сканирования, которые благодаря накоплению и усреднению спектров позволяют снизить уровень фона. Усиление сигнала пропорционально квадратному корню из числа сканирований спектра так, 64-кратное сканирование обеспечивает 8-кратное усиление, но для усиления сигаала еще в 8 раз потребуется уже 4032 (т.е. всего 4096) сканирования. Спектроскопия ЯМР менее чувствительных ядер начала развиваться по сути дела только после разработки принципиально новых приборов - импульсных спектрометров ЯМР с фурье-преобразованием. [c.125]

Общая задача состоиг в сглаживании криволинейного контура, устранении случайного <ш1ума . Простейший подход к ее решению заключается в накоплении и усреднении сигнала по всем точкам зависимости. Ценность компьютера в этом спучае связана с возможностью хранения большого обьема информации. При некоторых предположениях относительно характера распределения <ш1ума , накопление и усреднение увеличивает отношение сигнал/шум в -Л/ раз, где N — число повторных [c.433]

Экономию времени, достигаемую при импульсных экспериментах, можно использовать, с одной стороны, для когерентного сложения слабых периодически повторяющихся интерферограмм исследуемого соединения с помощью каких-либо электронных устройств для усреднения сигнала во времени (накопителей). Поскольку отношение сигнала к шуму растет пропорционально корню квадратному из числа повторений, то в результате накопления и последующего фурье-преобразования удается получить спектры высокого разрешения таких слабопо-глощающих ядер, как и др. при их естест- [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология