Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

этого пакета [7]. Окончательная привязка отсчетов данных к мировому времени производится при помощи программно реализованной системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), при этом вместе с каждым отсчетом данных в файл записывается время этого отсчета. Такая программно-аппаратурная структура позволяет обеспечить малое потребление, возможность установки АЦП с гальванической развязкой в труднодоступных местах и передачу данных по симплексному каналу. Применение удобной для полевых работ схемы, в которой синхронизируется не тактовая частота АЦП, а поток данных, влечет за собой некоторые трудности при обработке регистрируемых сигналов. Эти трудности, в частности, связаны с тем, что генератор тактовой частоты, входящий в состав АЦП и определяющий частоту дискретизации, не идеален. Изменение температуры и другие эффекты приводят к тому, что сигнал на выходе АЦП имеет медленно меняющуюся частоту дискретизации. Учитывая, что записи станций необходимо привести к стандартной частоте дискретизации, разработка преобразователя частоты дискретизации, который учтет ее медленное изменение и приведет к числу, удобному для дальнейшей обработки, является, несомненно, актуальной. Необходимость приведения частоты дискретизации к некоторой стандартной для всех станций частоте объясняется тем, что совместная обработка данных сети станций с целью нахождения разности фаз может вестись только при условии совпадения времен отсчетов данных. Главным требованием к преобразователю частоты дискретизации, использующемуся при получении геофизических данных, является сохранение высокой точности привязки отсчетов к мировому времени. Еще одно требование относится к интерполяции, выполняемой преобразователем. Она не должна ухудшить динамический диапазон применяемого АЦП, поэтому относительная ошибка интерполяции должна быть не более -100-120 дБ относительно мощности интерполируемого сигнала. Кроме этого, преобразователь должен работать в реальном времени, или, что то же самое, иметь возможность обработки сколь угодно длинных файлов. Для решения поставленной задачи был разработан алгоритм и программный модуль, позволяющий переходить к новой произвольной частоте дискретизации даже в том случае, если исходная частота дискретизации медленно меняется. При этом отсчеты полученного сигнала точно привязаны ко времени и разделены заданными временными интервалами. Программный модуль производит передискретизацию входной последовательности отсчетов путем увеличения исходной частоты дискретизации на фактор от 4 до 256 и интерполяции полученной последовательности для получения отсчетов с требуемой частотой дискретизации. Допускается как линейная, так и интерполяция полиномами третьей и пятой степеней. Программный модуль может быть применен для передискретизации последовательностей сколь угодно большой длины, и, следовательно, может обрабатывать данные в реальном масштабе времени. Проверка работы системы сбора данных Для проверки работы описываемой системы сбора данных в реальных условиях две функционирующие системы сбора, установленные в обе. Ловозеро, были отсоединены от датчиков. На входы АЦП обеих систем был подан сигнал низкочастотного прецизионного генератора Г3122 с частотой 197 Гц. Рассчитывалась разность фаз между сигналами, зарегистрированными этими системами сбора. При идеальной работе систем синхронизации и достаточно большом отношении сигнал/шум эта разность фаз должна быть равной нулю. Однако, сразу после включения, наблюдаются осцилляции разности фаз с максимальным отклонением от среднего значения, не превышающие 0.1° при частоте сигнала 197 Гц. Эти осцилляции могут быть связаны с процессом установлением стационарного значения температуры задающего генератора АЦП, которые у разных АЦП протекают по-разному. Через 200 секунд осцилляции закончились, и разность фаз стала вести себя подобно стационарному случайному процессу со среднеквадратичным отклонением около 0.012°. Данный эксперимент показывает, что в условиях реального размещения АЦП и синхронизатора выполняется заявленное ранее требование к точности измерения разности фаз системой сбора. Оценка амплитуды и фазы гармонического сигнала В задачах электромагнитного зондирования, как правило, применяются источники гармонического сигнала. При анализе таких сигналов наличие времени в каждом отсчете данных, полученных при помощи рассматриваемой системы, позволяет вычислять амплитуду А и фазу (рй сигнала на каждой станции оптимальным методом [3,6]. При наличии случайного шума результаты измерений амплитуды и начальной фазы являются случайными величинами. В этом случае невозможно определить истинное значение измеряемой величины, но можно указать интервал, называемый доверительным интервалом, в который истинное значение измеряемой величины попадает с заданной вероятностью, называемой доверительной вероятностью. Для оценки доверительного интервала нужно знать плотность распределения вероятности измеряемой величины. В случае гауссова шума плотность распределения оценок Я и известна и доверительные интервалы могут быть вычислены аналитически. При произвольной плотности распределения шума единственным способом получения доверительных интервалов является их оценка по Аппаратура и методика измерения фазы гармонического сигнала в КНЧ-СНЧдиапазонах 167