Измерение чувствительности в тос. Чувствительность и ее измерение

Измерение чувствительности

Вопрос измерений электрических параметров в настоящее время, стоит как никогда остро и актуально. Для измерения и контроля параметров радиоприемников или в дальнейшем РПУ, в зарубежной и отечественной промышленности существуют спецификации и нормы, определяющие методику этих измерений.

При производстве РПУ для специального и профессионального использования, например в РФ разработаны нормативные документы, такие как ГОСТ на приемники магистральной радиосвязи № 000 или ГОСТ на приемное оборудование станций радиоконтроля № 000. Эти нормы разработаны с учетом положений и рекомендаций, изложенных в «Справочнике по радиоконтролю Бюро радиосвязи Международного Союза электросвязи» (Handbook Spectrum Monitoring, Radiocommunication Bureau, International telecommunication Union, 2002), Рекомендациях МСЭ: Rec. ITU-R SM. 1413 Radiocommunication Data Dictionary for notification and coordination purposes. ITU-R Recommendations, SM Series, Geneva, 2004; Rec. ITU-R SM. 1393 Common formats for the exchange of information between monitoring stations. ITU-R Recommendations, SM Series, Geneva, 2004.

Таким образом, методики измерений и электрические параметры при производстве РПУ для профессионального применения, как у нас, так и за рубежом имеют строго нормированные методики измерений и электрические параметры.

Измерение чувствительности.

Поскольку чувствительность является, как правило, одним из основных параметров РПУ следует рассмотреть методику измерения чувствительности в соответствие нормам ГОСТ.

Например, методика измерения чувствительности для РПУ Р-399А, определена в его технической документации таким образом:

Г.4.1 Собрать рабочее место в соответствии со схемой, приведенной на рисунке.

─ Ручка ОСЛАБЛЕНИЕ, дБ - 0;

─ ПОЛОСА ПЧ, кГц - 3,0;

─ ПОСТОЯННАЯ АРУ, С - РРУ;

─ ПОЛОСА НЧ, кГц - 3,4;

─ РОД РАБОТЫ - ТЛГФ;

─ ОГ (на задней стенке) – ВНУТР;

─ УСТАНОВКА ЧАСТОТЫ - СБ;

─ ПРОГРАММНАЯ НАСТРОЙКА - ОП;

─ ШАГ НАСТРОЙКИ, Гц - 1;

─ УСИЛЕНИЕ НЧ - в крайнее правое положение;

─ УСИЛЕНИЕ ПЧ - в среднее положение;

─ ДУ - ОТКЛ;

─ КОД ЧАСТ - КОМАНД.

Г.4.3 Измерить чувствительность, поочередно на частотах 1,05 МГц и 31,905 МГц в режиме «ТЛГФ» по следующей методике:

Г.4..3.1 Настройте изделие на частоту измерения;

Г.4.3.2 Установить на выходе генератора Г1 сигнал, частотой, равной частоте настройки приемника уровнем от 1 до 2 мкВ по шкале генератора, с учетом делителя (уровень по шкале генератора от 10 до 20 мкВ);

Г.4.3.3 Подстроить изделие по максимуму показания вольтметра, подключенного к гнезду ТЕЛЕФОНЫ;

Г.4.3.4 Выключить генератор.

Г.4.3.5 Установить ручкой УСИЛЕНИЕ ПЧ уровень собственных шумов равным 0,5 В измеренный вольтметром, подключенным к гнезду ТЕЛЕФОНЫ;

Г.4.3.6 Включить генератор, и, с помощью его аттенюатора, установить уровень выходного сигнала изделия на гнезде ТЕЛЕФОНЫ, равным 1,5 В. Определенный при этом уровень сигнала генератора по его шкале с учетом делителя, соответствует чувствительности изделия на данной частоте. Значение чувствительности, измеренное на обеих частотах должно быть не более 0,6 мкВ.

Г.4.4 Измерить чувствительность в режиме «ТЛФ» на частоте с худшей чувствительностью в режиме «ТЛГФ» следующим образом:

Г.4.4.1 Установить переключатель РОД РАБОТЫ в положение ТЛФ.

Г.4.4.2 Установить на изделии частоту измерения.

Г.4.4.3 Установить на выходе генератора сигнал с частотой, равной частоте настройки приемника, уровнем от 3 до 5 мкВ, в режиме АМ, частота модуляции 1000 Гц, глубина модуляции 30%;

Г.4.4.4 Подстроить изделие по максимуму показания вольтметра, подключенного к гнезду ТЕЛЕФОНЫ;

Г.4.4.5 Отключить модуляцию выходного сигнала генератора, не отключая несущую, и, ручкой УСИЛЕНИЕ ПЧ, установить уровень шумов равный 0,5 В измеренный вольтметром, подключенным к гнезду ТЕЛЕФОНЫ;

Г.4.4.6 Включить модуляцию и при помощи аттенюатора генератора установить выходной уровень, измеренный вольтметром, подключенным к гнезду ТЕЛЕФОНЫ, равный 1,5 В;

Г.4.4.7 Выключить модуляцию и еще раз проверить уровень шумов. При необходимости установить его равным 0,5 В ручкой УСИЛЕНИЕ ПЧ;

Г.4.4.8 Включить модуляцию и аттенюатором генератора установить, в случае необходимости, выходной уровень равный 1,5 В, измеренный вольтметром, подключенным к гнезду ТЕЛЕФОНЫ.

Определенный при этом уровень сигнала генератора, по его шкале, с учетом делителя, соответствует чувствительности изделия в телефонном режиме.

Значение чувствительности в телефонном режиме должно быть не более 2,5 мкВ.

На следующем рисунке показана схема измерения чувствительности в соответствие норме ТУ на Р-399А.

Схема делителя 1:10 из комплекта Г4-102, представлена на следующем рисунке:

Выводы:

1. Измерение проводится с использованием эквивалента антенны.

2. Норма чувствительности определена в 0,6 мкВ для режима ТЛГФ и 2,5 мкВ для режима АМ.

3. Чувствительность измеряется при отношении С/Ш 10 дБ, при измерении уровня сигнала НЧ с помощью милливольтметра на выходе НЧ.

Описание методики.

Схема эквивалента ЧН, для измерения чувствительности Р-399А.

Следует указать, что данный эквивалент универсальный и используется для нескольких видов измерений, поэтому он имеет два входа - Забойный и Сигнальный. При измерении чувствительности сигнал подается на Сигнальный вход, а переключатель устанавливается в положение «Ч».

В современном ГОСТе на магистральные РПУ методика измерения чувствительности полностью соответствует методике для Р-399А. Кроме того введен порядок измерения и по методике измерения Коэффициента шума, как указано в таблице:

https://pandia.ru/text/78/419/images/image005_32.jpg" align="left" width="623 height=411" height="411"> Уровень реальной чувствительности для Р-399А на антенном входе 75 Ом, в полосе 3,1 кГц, мкВ (ЭДС) - 0,61 мкВ ТУ (технических условий на приемник) соответствует Коэффициенту шума (пороговой чувствительности) по ГОСТ - 10 дБ.

Кроме этого ГОСТ определяет и соотношение между чувствительностью и коэффициентом шума приемников, как указано в следующем приложении.

https://pandia.ru/text/78/419/images/image007_27.jpg" align="left" width="624" height="427 src=">На следующем рисунке показана схема согласующего устройства СУ75-75-0,1

Обобщенная схема измерения реальной чувствительности в мкВ (ЭДС), для РПУ предназначенных для работы с несимметричным антенным фидером, волновым
сопротивлением 75 Ом, на примере Р-399А выглядит следующим образом:

Очевидно, что для использования данной методики измерений необходимо понимание принципа измерений. На первый взгляд методика выглядит достаточно сложно и непонятно. Эта методика используется более 50 лет на всех предприятиях, выпускающих РПУ в бывшем СССР, успешно перенесена в новые ГОСТы и полностью соответствует международным нормам и спецификациям.

Все РПУ выпушенные ранее в СССР, в современных странах СНГ и РФ имеют нормы чувствительности, описанные выше и измеренные по приведенным методикам.

Это значит, что РПУ Р-309 Прыжок, выпущенный в Харькове и РПУ Гелиос, выпущенный в Омске, соответствуют единым нормам и измеряются по единым методикам.

Все РПУ для профессионального применения, имеют чувствительность, указанную в их документации в мкВ/ЭДС или имеют коэффициент шума по вышеприведенным нормам.

Особенности методики измерений:

1. Коэффициент передачи эквивалента измерений имеет ослабление -26 дБ, что позволяет считывать показания уровня чувствительности при измерении, непосредственно со шкалы применяемого ГССа, без пересчета уровня. Если, например, по шкале ГССа Г4-102 установлен уровень 0,6 мкВ по приведенной схеме измерений, то этот уровень будет равен чувствительности в ЭДС/мкВ с учетом делителя.

2. Данная методика позволяет снизить влияние на результат измерений неравномерности входных фильтров преселектора измеряемых РПУ. Поскольку, фильтры преселекторов серийных приемников имеют значительный разброс по входным сопротивлениям, данная методика позволяет снизить погрешность измерений.

3. Данная схема включения создает условия измерения чувствительности с минимальным влиянием внешних помех. Линия слабого сигнала перенесена непосредственно в экранированный эквивалент, который расположен на антенном гнезде РПУ, а длинный кабель от ГССа до эквивалента работает с большим уровнем сигнала и меньше подвержен влиянию внешних помех.

Примечание, для радиолюбителей.

Совершенно очевидно, что чувствительность можно измерить, соединив непосредственно ГСС с выходным сопротивлением 50 Ом и приемник с входным сопротивлением 50 Ом и пересчитать полученный уровень мкВ в мкВ/ЭДС. В таком случае выполняется правильное согласование, и результат будет близок к реальному. Но!

1. По шкале генератора Вы получите результат, который не будет соответствовать чувствительности ЭДС/мкВ. Так, например, если по шкале ГССа будет получен уровень 0,3 мкВ, то этот результат будет равен чувствительности по напряжению, а не по ЭДС и для приведения его к ЭДС/мкВ реальной чувствительности уровень 0,3 мкВ нужно увеличить в два раза.

2. Если в измеряемом приемнике есть входной преселектор, то его входные фильтры, в результате их регулировки и разброса параметров могут иметь рассогласование по входному сопротивлению до 50%, что на разных диапазонах измерения чувствительности даст большую погрешность измерений. Применение эквивалента по ГОСТ снижает влияние погрешности преселектора.

3. При прямом включении ГССа и РПУ, в кабеле соединяющем эти устройства будет присутствовать уровень сигнала равный уровню чувствительности, т. е. уровень сигнала достаточно мал. При наличии внешних помех уровень сигнала в кабеле может быть ниже уровня этих помех, что повлияет на результат измерений. При использовании эквивалента в длинном кабеле присутствует сигнал выше уровня чувствительности на +20 дБ, что снижает влияние внешних помех на результаты измерений.

На следующем рисунке показан эквивалент ЧН для измерения чувствительности Р-399А с делителем Г4-102.

https://pandia.ru/text/78/419/images/image010_16.jpg" align="left hspace=12" width="592" height="580">чувствительности для Р-309А. По приведенным выше методикам.

В инструкции указано, что уровень чувствительности соответствует показаниям шкалы генератора с учетом делителя. Т. Е. 6 дБ дополнительного ослабления эквивалента автоматически учитываются при определении уровня чувствительности.

https://pandia.ru/text/78/419/images/image012_11.jpg" width="623" height="430">

В инструкции указано, что уровень чувствительности считывается непосредственно по шкале ГССа.

Чувствительность органа чувств определяется минимальным раздражителем, который в данных условиях способен вызвать ощущение. Минимальная сила раздражителя, вызвавшая едва заметное ощущение, называется нижним порогом ощущения.

Нижний порог ощущения определяет уровень абсолютной чувствительности данного анализатора. Между абсолютной чувствительностью и величиной порога существует обратная взаимосвязь: чем меньше величина порога, тем выше чувствительность данного анализатора.

Е = 1/Р (Е – чувствительность, Р – пороговая величина раздражителя)

Верхним абсолютным порогом чувствительности называется максимальная сила раздражителя, при котором еще возникает адекватное действующему раздражителю ощущение.

Величина абсолютных порогов изменяется в зависимости от различных условий: характер Деятельности, возраст человека, сила и длительность раздражителя.

Минимальное различие между двумя раздражителями, вызывающее едва заметное различие ощущений, называется порогом различения или разностным порогом . Порог различения характеризуется относительной величиной для данного анализатора. Фехнер выразил зависимость интенсивности ощущений от силы раздражителя: S = KlgJ + C; S – интенсивность ощущений, J – сила раздражителя, K и С – константы. Закон Вебера-Фехнера. Интенсивность ощущения пропорциональна логарифму силы раздражителя. При возрастании силы раздражителя в геометрической прогрессии интенсивность ощущений увеличивается в арифметической прогрессии.

Чем порог больше, тем меньше разностная чувствительность.

Наши анализаторные системы способны в большей или в меньшей степени влиять друг на друга. При этом взаимодействие ощущений проявляется в двух противоположных процессах: повышение и понижение чувствительности. Слабые раздражители повышают чувствительность, а сильные понижают чувствительность анализаторов. Повышение чувствительности в результате взаимодействия анализаторов и упражнения – сенсибилизация. Синестезия – это возникновение под влиянием раздражения одного анализатора ощущения, хар-ного для другого анализатора.

Психика начинается с ощущений. Ощущение – это процесс первичной обработки информации на уровне отдельных свойств предметов и явлений. Этот уровень обработки информации называется сенсорным. На нем отсутствует целостное представление о том явлении, кот. вызвало ощущения.

Поскольку первичным, элементарным психическим опытом можно считать ощущение, то ученым прежде всего хотелось понять, каким образом физическая стимуляция преобразуется в ощущение. Фехнер Г.Т. стал основоположником экспериментальных исследований по проблеме соотношения физического и психического.

Существует несколько видов классификаций:

I . Вундт – по типу рецепторов (механо, химо, фото). Основана на том, что существует специфическая чувствительность к воздействию не только на уровне рецепторов, но и на уровне центрального звена анализаторов.

Несмотря на механистичность, для психологии эта классификация важна.

Классификация Ч. Шеррингтона , выделяющая виды по месту расположения рецепторов ощущения делятся на:

1. Экстероцептивные – отражают свойства предметов и явления внешней среды. Рецепторы на поверхности тела. Являются дифференцированными. Основа познавательных процессов. А) контактные – непосредственный контакт с объектами (вкусовой, осязательный); Б) дистантные – реакция на удаленные раздражители (зрительные, слуховые, обоняние). Болевые ощущения общие для всех анализаторов.

2. Интероцептивные (органические) – ощущения, возникающие при отражении обменных процессов в организме с помощью специализированных рецепторов. Недифференцированные. Являются основой для эмоциональных процессов.

3. Проприоцептивные (кинестетические) – отражающие движение и относительное положение частей тела при помощи рецепторов, расположенных в мышцах, связках, сухожилиях, суставных сумках. Основа волевых регуляторных процессов.

II. Эволюционная классификация. Хэд . Это собственно психологическая классификация.

Существует два вида чувствительности:

1. Протопатическая (древняя), ее особенность – аффективная окрашенность ощущений, слабая дифференцированность (пример: хеморецепция, болевая рецепция, запахи), диффузная.

2. Эпикритическая чувствительность – появляется на поздних стадиях эволюции; характеризует – неаффективная окрашенность, позволяет локализовать объект ощущения в пространстве.

Несмотря на разнообразие ощущений, возникающих при работе органов чувств, можно найти ряд принципиально общих признаков в их строении и функционировании. В целом можно сказать, что анализаторы представляют собой совокупность взаимодействующих образований периферической и ЦНС, осуществляющих прием и анализ информации о явлениях, происходящих как внутри, так и вне организма. Необходимо помнить и о регуляторной функции.

Свойства ощущений :

1. Качество – основная особенность ощущений, отличающая его от остальных.

2. Интенсивность – количественная характеристика, определяется силой действия раздражителей.

3. Продолжительность – временная характеристика, определяется временем действия раздражителя и его интенсивностью.

Способность отображать явления окружающего мира с более или менее точной степенью называют чувствительностью. Минимальная сила раздражителей, вызывающая едва заметные ощущения, называется низшим абсолютным порогом чувствительности. Величина абсолютных порогов меняется.

Явления, возникающие при взаимодействии ощущений:

1. Адаптация – это изменение чувствительности анализатора путем воздействия или тренировки.

2. Сенсибилизация – изменение чувствительности одного анализатора при воздействии на другой анализатор.

3. Синестезия – это возникновение ощущения в одной анализаторной системе, хар-ного для другой анализаторной системы и при раздражении другой анализаторной системы.

По Петровскому :

· Ощущение – это простейший психический процесс, состоящий в отражении отдельных свойств предметов и явлений материального мира, а также внутренних состояний организма при непосредственном воздействии раздражителей на соответствующие рецепторы.

· Функции – получать информацию о состоянии внешней и внутренней среды с помощью органов чувств.

· Взаимодействие – органы чувств теснейшим образом связаны с органами движения (неподвижный глаз столь же слеп, как неподвижная рука перестает быть орудием познания). Органы движения участвуют в процессе получения информации (обе функции слиты в одном органе – руке).

Ощущение возникает как реакция нервной системы на тот или иной раздражитель и имеет рефлекторный харр. Физиологической основой ощущений является нервный процесс, возникающий при действии раздражителя на адекватный ему анализатор.

Самостоятельный вид ощущений – температура. Есть внешневнутренние ощущения: температурные, болевые, вкусовые, вибрационные, мышечно-суставные, статико-динамические. Болевые ощущения характерны для разных анализаторов.

Мы уже знаем, что в классической сенсорной психофизике понятие чувствительности определяется на основе понятия сенсорного порога. Величина чувствительности понимается как обратная величина к значению порога: чем выше порог, тем ниже чувствительность, и наоборот. Поскольку все измерения чувствительности в пороговой психофизике сводятся к измерению порога, то и нет нужды вводить какие-либо дополнительные индексы чувствительности. Если испытуемый при оценке порога по методу констант меняет критерий принятия решения, это означает одновременное изменение порога и, как следствие, изменение чувствительности. Таким образом, методология классической пороговой психофизики не позволяет независимым образом оценивать процессы, связанные с влиянием на критерий принятия решения различных когнитивных и мотивационных факторов, и саму способность испытуемого к обнаружению сигнала.

В теории обнаружения сигналов дела обстоят иначе. Здесь чувствительность понимается как величина, отражающая соотношение сигнала и шума в каналах переработки информации. Эта величина рассматривается как независимая от критерия принятия решения, так что при одном и том же критерии наблюдатель может демонстрировать различную чувствительность, и, наоборот, одна и та же чувствительность может соответствовать различным значениям критерия.

Формально, чувствительность (обозначаемая как d" от англ, detectability) в теории обнаружения сигнала определяется как разность математических ожиданий в распределении сенсорного возбуждения сигнала па фойе шума и самого шума, выраженная в единицах стандартного отклонения для распределения шумовых эффектов. Математически это определение можно выразить следующей формулой:

Таким образом, если мы получили в эксперименте величину d", скажем, равную 1,50, это означает, что для наблюдателя распределение сигнала на фоне шума отличается на полторы единицы стандартного отклонения, характеризующего распределение шума.

Нулевая величина d" будет означать, что наблюдатель в принципе не способен различать шум и сигнал на его фоне. Иными словами, такое значение d" свидетельствует о том, что воздействующий сигнал вообще никаким образом не изменяет фоновой активности сенсорных систем, обеспечивающих его обнаружение. Заметим, что, несмотря на это, испытуемый может варьировать число положительных и отрицательных ответов в зависимости от условий эксперимента. Однако изменение стратегии принятия решения в пользу пропусков или ложных тревог не будет приводить к изменению эффективности ответов.

Аналогичным образом обстоят дела и в ситуации, когда величина чувствительности отличается от нулевого значения. При неизменном значении шума и сигнала величина d" также оказывается неизменной при изменении числа попаданий и ложных тревог.

Работа сенсорной системы может быть описана графическим путем. Такое наглядное представление параметров обнаружения сигнала получило название рабочей характеристики приемника (РХП).

Рабочая характеристика приемника представляет собой соотношение вероятностей попаданий и ложных тревог, которые могут быть оценены в эксперименте (рис. 7.2). Результат измерения характера обнаружения сигнала наблюдателем в этом случае представляется точкой на графике

Рис. 7.2. .

Если испытуемый оказывается неспособным к выделению сигнала из шума, он, как мы уже знаем, полагается на случайное угадывание. Понятно, что вне зависимости от того, каким образом испытуемый установит для себя критерий принятия решения, вероятности попаданий и ложных тревог для него оказываются равными в генеральной совокупности, т.е. в теории. В этом случае все точки рабочей характеристики приемника оказываются на диагонали РХП, проходящей от левого нижнего угла к правому верхнему. Будем называть ее восходящей диагональю.

Левый нижний угол РХП. откуда берет начало восходящая диагональ, соответствует ситуации, когда испытуемый все предъявленные ему пробы, содержащие или не содержащие искомый стимул, идентифицирует исключительно как шум. В этом случае он не совершает ложных тревог, но и число попаданий оказывается нулевым. Такая стратегия принятия решений может быть определена как крайне консервативная. Она гарантирует отсутствие ложных тревог, но не позволяет обнаружить что-либо помимо шума.

Напротив, правый верхний угол РХП, где восходящая диагональ заканчивается, соответствует ситуации, когда испытуемый использует крайне неосторожную, либеральную, стратегию принятия решения, оценивая все предъявляемые ему пробы как сигнальные. Это позволяет достичь максимума правильных попаданий, но, как следствие, сопровождается предельных числом ложных тревог, когда все пустые пробы, содержащие только шум, оцениваются как сигнальные.

Таким образом, мы видим, что положение точки рабочей характеристики приемника па восходящей диагонали отражает исключительно стратегию принятия решения наблюдателем, которая задает положение критерия принятия решения, и никак не связано с характеристикой самой способности сенсорной системы выделять сигнал из шума. Все точки восходящей диагонали соответствуют нулевой чувствительности.

Если же величина d" превышает нулевое значение, очевидно, что вероятность попаданий будет превышать вероятность ложных тревог (рис. 7.3). Таким образом, результат испытуемого окажется выше восходящей диагонали РХП. Поэтому по степени удаленности от нес полученного в эксперименте результата испытуемого можно судить, насколько велика его способность выделять сигнал из шума, т.е. насколько велика его чувствительность. Однако это не означает, что о величине d" можно судить исключительно по абсолютному значению удаленности точки РХП от ее диагонали.

Для пояснения этой мысли рассмотрим рис. 7.3. Здесь представлены результаты трех измерений рабочей характеристики приемника. Видно, что во всех трех опытах положение критерия принятия решения было различным. Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить проекции трех точек на диагональ РХП. Мы видим, что в первом опыте испытуемый использовал наиболее консервативный критерий. Число попаданий, как и число ложных тревог, здесь оказывается наименьшим. В третьем опыте испытуемый использует наименее осторожную стратегию принятия решения. Это приводит к увеличению числа попаданий, но одновременно увеличивается и число ложных тревог. Во втором опыте стратегия принятия решения была в наибольшей степени сбалансирована. Однако чувствительность во всех грех опытах оставалась неизменной, несмотря на то, что абсолютная удаленность точек от диагонали РХП варьирует. Все три точки ложатся на одну кривую, которая называется кривой рабочей характеристики приемника.

Рис. 7.3.

Поскольку все точки этой кривой соответствуют одному и тому же значению чувствительности, такую кривую можно обозначить как кривую равной чувствительности, или изосензитивности. Таких кривых существует бесконечное множество, и каждая из них соответствует определенной величине чувствительности. Чем более выпуклой формы будет эта кривая, тем большей величине d" она соответствует (рис. 7.4).

Рис. 7.4.

Таким образом, мы видим, что на основе данных рабочей характеристики приемника и кривых изосензитивности можно судить о положении

критерия принятия решений в ходе обнаружения сигнала, а также о величине чувствительности, отражающей, насколько, в принципе, наблюдатель способен выделять сигнал из шума при их неизменной величине. Таким образом, рабочая характеристика приемника в методологии обнаружения сигнала играет примерно такую же роль, как психофизическая функция в классической пороговой психофизике. Тем не менее, так же, как и в пороговой психофизике, в ряде случаев для исследователя оказывается важным оценить значения критерия принятия решения и величину чувствительности непосредственно, т.е. аналитическим, расчетным, путем.

Понятно, что на практике исследователь не имеет представления о характере распределения шума, даже если он использует в эксперименте внешние источники зашумления сигнала. Ведь всегда помимо внешних источников шума имеются еще и его внутренние источники, связанные с работой самих сенсорных систем. Поэтому оценка чувствительности и отношения правдоподобия, соответствующего критерию принятия решения, по формулам (7.1) и (7.2) оказывается невозможной. К тому же положение критерия наблюдателя вовсе не обязательно должно соответствовать оптимальному значению отношения правдоподобия.

Величина критерия принятия решения может быть установлена на основе вероятности ложных тревог и попаданий. Она может быть задана следующими соотношениями, где с - величина искомого критерия принятия решения:

Но для того, чтобы решить эти уравнения относительно с, необходимо снова иметь представления о характере распределения шума. Предположим, что оно описывается законом нормального распределения. Это предположение в большинстве случаев весьма правдоподобно и легко может быть проверено на основе имеющихся экспериментальных данных.

Как известно, любое нормальное распределение может быть преобразовано на основе линейной трансформации к стандартному нормальному распределению, или z-распределению. Осуществив такую трансформацию для функции распределения шума, имеем:

Таким образом, величина критерия может быть получена на основе z-трансформаций значений вероятности ложных тревог:

Если распределение шума описывается единичным нормальным распределением, то очевидно, что величина d" должна соответствовать математическому ожиданию сигнала на фоне шума при условии, что это распределение также нормально и характеризуется той же дисперсией:

Осуществив линейное преобразование распределения сигнала на фоне шума путем вычитания из этого распределения величины d" получаем следующее соотношение:

Отсюда, произведя z-преобразования значения вероятности попаданий, имеем

Подставляя в эго уравнение значение с из уравнения (7.3), получаем формулу для расчета величины чувствительности d". Очевидно, что она может быть получена по следующей формуле:

Зная положение критерия принятия решения, мы можем оценить вероятности значений шума и сигнала па фоне шума. Для этого необходимо определить ординаты функций распределения шума и сигнала на его фоне. Таким образом, получаем формулу для расчета отношения правдоподобия:

где О - ордината функции стандартного нормального распределения.

Отношение правдоподобия, точнее, его логарифм (что в ряде случаев может оказаться более практичным), можно рассчитать и непосредственно по результатам z-преобразования вероятностей попадания и ложных тревог. Для этого можно воспользоваться следующей формулой:

Преимущество вычисления логарифма (β перед вычислением самой величины отношения правдоподобия диктуется прежде всего соображениями удобства, так как в этом случае сравнение осуществляется не с единицей, а с нулем. В случае выбора сбалансированной стратегии принятия решения, когда критерий устанавливается таким образом, что вероятность того, что наблюдаемая сенсорная активность вызвана сигналом на фойе шума, и вероятность того, что такая активность вызвана только шумом, равны, логарифм р оказывается равным нулю. Отрицательное значение логарифма будет свидетельствовать в пользу более либеральной стратегии принятия решения, тогда как положительное значение - в пользу консервативной.

Помимо отношения правдоподобия β и его логарифма, в теории обнаружения сигнала предложены и другие индексы, которые позволяют оценить положение критерия наблюдателя, определяющего преобладание тех или иных ответов у испытуемого. Среди них необходимо отметить в первую очередь индекс С. Он может быть определен следующим образом:

Как видим, этот индекс является производным от lnβ. Однако его вычисление оказывается несколько более простым, так как не требует умножения на d". Как раз поэтому (и это очень важно), его величина не зависит от величины d". Поэтому вычисление именно этого индекса считается предпочтительным. Значение С показывает, на сколько единиц стандартного отклонения и в какую сторону от точки пересечения кривых распределения шума и сигнала на его фоне располагается критерий. Если критерий располагается в самой точке пересечения этих функций распределения, значение индекса С оказывается равным нулю.

Иногда для исследователя бывает полезным и важным выразить индекс С но отношению к величине d". В этом случае используют значение, производное от С, которое принято обозначать как С":

Однако величина С", точно так же, как и величина отношения правдоподобия и его логарифм, оказывается зависимой от величины чувствительности d". В этом заключается недостаток использования данного индекса.

Наличие зависимости ощущении от внешних раздражителей вызывает необходимость изучить характер этой зависимости. Исследования по психофизике (она. Как раз, изучает зависимость ощущений от внешних раздражителей) показали, что не всякий раздражитель вызывает ощущение. Он может быть так мал и слаб, что человек его не почувствовал. Следовательно, нужна какая-то минимальная интенсивность раздражителя для того. чтобы вызвать ощущение. Эта минимальная интенсивность раздражителя называется нижним абсолютным порогом ощущений. Другими словами, абсолютный нижний порог ощущении- это та минимальная величина раздражителя, при котором возникает ощущение. Наряду с нижним порогом существует и верхний абсолютный порог, то есть максимальная интенсивность раздражители, возможная для ощущения данного качества. За этим порогом ощущении либо исчезают, либо принимают другое качество. Например, при очень громком звуке слуховые ощущения могут перейти в болевые. Для этих ощущений нижний порог составляет 20 гц, а верхний - 20000 гц.

На основе измерения порога ощущений вычисляется

чувствительность по формуле:E=I/P, где E- абсолютная чувствительность. Р величина

нижнего порога ощущений. Острота чувствительности обратно пропорциональна показателю нижнего порога. Другими словами, чем выше порог тем ниже чувствительность наоборот, чем ниже порог, тем выше чувствительность.

На ряду с абсолютным порогом существует еще относительный порог ощущении - тот минимальный прирост к силе раздражителя, который вызывает ощущение. Немецкий физиолог Э.Вебер (1795-1878) установил, что требуется определенное соотношение между интенсивностью двух раздражителей для того. чтобы они дали различные ощущения. Это соотношение выражается в законе, установленном Вебером: отношение добавочного раздражителя к основному должно быть величиной постоянной. Так. в ощущениях давления величина прибавки, необходимой для получения едва заметной разницы в ощущении, должна равняться 1/30 исходного веса. То есть для получения едва заметной разницы в ощущении давления к 100 г нужно прибавить 3,"1 г, к 200 - 6,8 г, к 300 - 10,2 г и т.д. Для силы звука эта константа равна 1/10 , для силы света 1/100. Дальнейшие исследования, однако, показали, что закон Вебера действителен лишь для раздражителей средней величины: при приближении к абсолютным порогам величина прибавки перестает быть постоянной.

Ключевые понятия : ощущение, интероцептивные, проприоцептивные, экстероцептивные. контактные, дистантные ощущения; адаптация, сенсибилизация, синестезия; абсолютный и относительный пороги ощущений.

Лекция 9. Восприятие

Понятие восприятия

В предыдущей лекции мы рассматривали процесс отражения отдельных свойств и качеств внешнего и внутреннего мира, который называется ощущением. Однако человек живет не в мире изолированных качеств, световых или цветовых пятен, звуков или прикосновений. Он живет в мире вещей, предметов, форм, в мире сложных ситуаций и имеет дело не с отдельными ощущениями, а с целыми образами.

Ощущения и восприятие представляют собой чувственное отражение реальности при непосредственном воздействии ее на органы чувств. Однако мы определяем эти процессы как противоположные: если ощущение есть отражение отдельных свойств предметов материального мира. а также внутренних состояний организма, то восприятие есть отражение и явлений целом при их непосредственном воздействии на органы чувств.

восприятие не является суммой ощущений. Оно требует выделения из комплекса воздействующих признаков основных, ведущих признаков с одновременным отвлечением от несущественных. Восприятие есть результат сложной аналитико-синтетическои работы. выделяющей одни признаки от других, комбинирующей воспринимаемы е детали в одно осмысленное целое. Таким образом, восприятие тесно связано с мышлением.

Процесс восприятия требует также сопоставления образа предмета с прежними зияниями о нем, Если в процессе такого сопоставления гипотеза о предполагаемом предмете совпадает с поступающей информацией, то происходит узнавание предмета, и процесс восприятия завершается. Например, если я вам сейчас продемонстрирую знакомый предмет, вы мгновенно его узнаете, назовете. Образ этого предмета уже хранится в вашей памяти, вы его видели много раз. Однако, если в поле восприятия попадет незнакомый предмет (например. какой-нибудь экзотический фрукт или незнакомый прибор), то вы будете его рассматривать, выдвигать гипотезы о том, что же это есть на самом деле.

Согласно Л.Н. Леонтьеву. психология восприятия есть научное знание о том. как в жизни мы строим образ мира и как он функционирует в жизни. Функция образа -самоотражение мира. Это функция «вмешательства» природы в самое себя через деятельность субъектов, Образ мира, . обогащаясь и изменяясь на протяжении всей жизни субъекта, играет важнейшую роль в регуляции его жизнедеятельности.

Восприятие как перцептивная деятельность.

Как же возникает образ восприятия? Образ восприятия является результатом перцептивной деятельности. Ни один сенсорный импульс не может определить возникновение адекватного образа восприятия Здесь необходима коррекция. направленная на неизбежные ошибки и приводящая образ в соответствие с объектом, нужна экстериоризация отражательного процесса, которая происходит в виде перцептивных действий. Эти действий уподобляются своей внешней формой воспринимаемому объекту (А.Н.Леонтьев). Например, когда вы рассматриваете какой-либо предмет, то ваш взор как бы повторяет формы этого предмета.

Наиболее хорошо изучены движения руки и глаза, с помощью которых происходит построение образа. Они делятся на два больших класса:

Поисковые, установочные и корректирующие, с помощью которых осуществляется поиск заданного объекта восприятия, установка глаза или руки в исходную позицию, корректировка этой позиции.

Движения, участвующие в построении образа, в опознании знакомого объекта и пр. Среди них выделяют:

Таблица № 3

Функция собственно перцептивных действий-это построение образа предмета. Данные действия легче всего исследовать на примере ощупывающего движения

руки. При восприятии формы, как я уже говорила ранее, существует соответствие между траекторией движения руки и контуром предмета. Движения глаза, как и движения руки, так же определяются предметом: они обегают контур предмета, и посредством этих движений осуществляется более или менее последовательный осмотр всего предмета различие между операциями обнаружениями различения, которые входят в состав собственно перцептивных действий, состоит, по всей видимости, в том, что наблюдатель, обнаруживая свойства предмета (цвет. величину, форму и т.д.), начинает выделять од по или несколько свойств в качестве наиболее информативных. Например, в данном предмете наиболее информативным являются именно бороздки, а не отверстие, что- бы узнать в нем ключ:

Функция опознавательных действии состоит в опознании предмета. В процессе идентификации происходит сличение актуального образа с образами-эталонами, которые хранятся в памяти. В процессе опознания мы называем предмет, то есть относим его к какому-то классу объектов.

По своей структуре перцептивные и опознавательные действия различны. Перцептивные действия развернуты и последовательны-это не случайно, ведь их функция исследование предмета и построение его образа. Напротив. Опознавательные действия свернуты и совершаются мгновенно.

Свойства восприятия

Восприятие обладает следующими свойствами:

Предметность -в образе восприятия мы отражаем не наши субъективные состояния, а явления и предметы объективного мира. Предметность состоит в отнесении наших впечатлений о предмете к данному предмету. Этим свойством восприятие обладает благодаря перцептивным действиям, участвующим в восприятии.

Целостность и структурность -эти свойства восприятия были наиболее подробно изучены гештальтпсихологами. Проблема: как феноменальный мир организован в восприятии. Когда мы смотрим вокруг, то у нас возникает не хаос ощущений (цветовые пятна, линии, отдельные токи), а окружение, четко разделенное на осмысленные предметы, то есть восприятие является целостным, структурно организованным процессом.

В гештальтпсихологии были сформулированы законы восприятия, которым подчиняется восприятие формы. Для восприятия фигуры огромное значение придается фону. который служит тем общим уровнем, на котором выступает фигура. Фигура и фон образуют вместе единую структуру, следовательно, первая не может существовать без второго. Гештальтпсихологами Рыл сформулирован принцип прегнантности : наше восприятие стремится быть настолько простым и хорошим, на сколько позволяют условия стимула. Назовем некоторые из законов восприятия, которые отвечают данному принципу:

1. Закон близости-чем ближе объекты друг к другу в зрительном поле, тем с большей вероятностью они организуются в единые, целостные образы:

2. 3акон продолжения-если элементы обладают свойством продолжения, выступая как части простого целого. то их легко организовать в связанные единицы:

3. Закон дополнения до целого-если фигура не закончена, то мы стремимся видеть ее как целое.

4. Закон хорошей фигуры-если общая структура лучше. чем её части. то она воспринимается как одна, разделенная линией. Если части лучше, чем целое, то целая фигура начинается делиться на две в оптическом поле: Представители гештальт теории считали, что перцептивные процессы врождены, следовательно, законы. выявленные ими. действуют везде, во всех культурах. Однако. Свойства, описанные ими, распространяются только на представителей определенной культуры, а в других культурах не работают. Достаточно сказать, что то что в нашей культуре воспринимается как незамкнутый круг, в других культурах воспринимается как браслет.

Кроме того, гештальттсория не затрагивает смысл как средство организации зрительного поля. Например, следующая строчка букв легко распадается на единицы в

соответствии со значением слов: Погода хорошая

Если это же написать на незнакомом языке, то такой организации не происходит:

Theweatherisfine

Смысловая организация не ограничивается словесным материалом. Посмотрите на следующие изображения, по всей видимости, они имеют небольшой смысл для вас: Это просто некое скопление форм и линий. Но как только вам скажут, что рисунки изображают «Солдата и собаку, проходящих за воротами забора» и «Женщину, моющую пол», то они сразу организуются в понятную структуру. Примечательно, что после того, как эти рисунки ассоциируются с конкретными значениями (и поэтому воспринимаются определенным образом), становится трудно воспринять их как что-то другое.

Константность восприятия выражается в относительном постоянстве величины, формы и цвета предметов при-изменяющихся, в известных пределах, условиях их восприятия. Если воспринимаемый нами предмет удалить от нас. то отображение его па сетчатке глаз уменьшится, а между тем в восприятии образ сохранит приблизительно туже величину. Точно также. форма отображения предмета на сетчатке будет изменяться при каждом изменении угла зрения, под которым мы видим предмет, но его форма будет нами восприниматься как более или менее постоянная. Стоящую передо мной тарелку я воспринимаю как круглую, и соответствии с отображением на сетчатке. Но отображение, которое получается на моей сетчатке от тарелок моих соседей, не круглое, а овальное - это эллипсы. Тем не менее, видимая мною форма предметов остается постоянной: она соответствует объективной форме самих предметов. Легко понять, как велико практическое значение постоянства величины, формы, цвета. Если бы наше восприятие не было константно, то при каждом нашем движении, при всяком изменении

Расстояния, отделяющего нас от предмета, при малейшем повороте головы или изменении освещения изменялись бы основные свойства, по которым мы узнаем предметы. Константность восприятия-необходимое условие ориентировки человека в мире Источником константности являются активные действия перцептивной системы.

Многократное восприятие одних и тех же объектов при разных условиях обеспечивает константность образа восприятия.

Осмысленность восприятия . Восприятие не сводится к одной лишь чувственной основе, мы воспринимаем предметы, которые имеют определенное значение. Практически, для нас существенно именно значение, потому, что оно связано с употреблением предмета. Форма же важна лишь как признак для опознания предмета в его значении. Осмыслить восприятие-значит осознать предмет, который оно отображает. Осмысленность восприятия означает что в него включается мышление. Воспринимая единичный предмет, мы можем осознать его как частный случай общего. Например, называя предмет «часы». мы уже переходим от единичного, отдельного к общему. Таким образом, начальный этап обобщения (а это мыслительная операция) начинается уже на уровне восприятия.

Это положение хорошо иллюстрируется случаем с нарушением обобщенности восприятия. Так, у одного больного была утрачена способность называния цветов: он не мог сам употреблять названия цветов, не понимал их значение, когда их употребляли другие. Цвета ему представлялись как цвета определенных предметов, например, голубой цвет - как цвет незабудки. Однако цветоощущение у него было совершенно нормальным: он различал все оттенки цветов. При испытании этот больной

оказался не в состоянии подобрать к данному образцу куски цветной шерсти, если их окраска отличалась насыщенностью или яркостью. То есть у него не было обобщенного восприятия красного, зеленого и других цветов, к которым он мог бы отнести различные оттенки.

Магнитные антенны широко применяются в радиоприемных устройствах для приема сигналов в ДВ, СВ и реже KB диапазонах. Для измерения чувствительности в точке расположения антенны радиоприемника с помощью известной методики создают электромагнитное поле известной напряженности. В статье проведен анализ этой методики и приведены рекомендации по ее усовершенствованию.

Чувствительность радиоприемника - такая величина входного сигнала, при которой на его выходе создается определенное отношение сигнал/шум. При измерении чувствительности по напряжению вход радиоприемника подключают к генератору сигналов через эквивалент антенны - электрическую цепь, имитирующую параметры внешней антенны. Для радиоприемников с магнитной антенной проводят измерения чувствительности по полю, но в технической литературе этому вопросу уделяется очень мало внимания. Обычно все сводится к ссылке на якобы хорошо известные методики , суть которых заключается в создании заданной напряженности магнитного поля с помощью рамки с током, подключенной к измерительному генератору. Изменяя сигнал генератора с учетом коэффициента преобразования рамки, находят напряженность поля, при которой выходной сигнал радиоприемника имеет требуемые параметры.

Ознакомление с источниками показало, что имеется в виду одна и та же методика, в которой применена одновитковая рамка квадратной формы со стороной 380 мм, выполненная из медной трубки диаметром 3...5 мм. Ее через резистор сопротивлением 80 Ом подключают непосредственно к выходу генератора сигналов. Середину магнитной антенны радиоприемника располагают на расстоянии 1 м от центра рамки так, чтобы ось антенны была перпендикулярна плоскости рамки. При этом напряженность поля (мВ/м) в точке расположения магнитной антенны численно равна выходному напряжению генератора сигналов (мВ).

Применение этой методики при использовании современных генераторов ВЧ сигналов привело к удручающим результатам - измеренная чувствительность радиоприемников оказалась хуже ожидаемой примерно в десять раз. Более подробное изучение этой ситуации показало, что данная методика была разработана для случая использования генератора ГСС-6, в котором при отключении выносного аттенюатора выходной сигнал в десять раз больше показаний его аттенюатора (выносной аттенюатор имеет коэффициенты передачи 10, 1 и 0,1). Следовательно, напряжение на рамке оказывается в десять раз больше, а суммарный коэффициент преобразования сигнала генератора в электромагнитное поле равен 1 за счет того, что коэффициент преобразования измерительной рамки равен 0,1. Кроме того, выходное сопротивление генератора ГСС-6 в этом режиме равно 80 Ом, что и объясняет сопротивление добавочного резистора. Но современные генераторы ВЧ сигналов, как правило, имеют выходное сопротивление 50 Ом. Все это побудило заняться корректировкой известной методики проверки чувствительности приемников с магнитной антенной.

Начнем с самой магнитной рамки. Так называемая стандартная рамка состоит из одного витка квадратной формы со стороной 380 мм и применяется в диапазоне частот 0,15...1,6 МГц. Очевидно, что ее размеры много меньше длины волны Я., а расстояние от рамки до магнитной антенны больше ее размеров, поэтому в рабочем диапазоне частот она представляет собой элементарный магнитный излучатель.

Анализ поля элементарного магнитного излучателя показывает, что на расстояниях r

Используя выражения для напряженности магнитного поля по этим направлениям и перейдя от магнитного момента вибратора к рамке с током , получим

где H1 Н2 - напряженность магнитной составляющей поля в точках 1 и 2 (см. рисунок) соответственно; S - площадь рамки, м2; I - ток в рамке, А; г - расстояние между центрами рамки и магнитной антенны, м; А,-длина волны сигнала, м.

Выражения (1), (2) позволяют рассчитать напряженность магнитного поля на любом расстоянии от рамки в двух направлениях. Можно показать, что при малых расстояниях {λ/2π) они совпадают с выражениями для магнитного поля рамки с постоянным током. Но напряженность электромагнитного поля принято измерять по напряженности его электрической составляющей. В сформировавшемся электромагнитном поле существует строгая зависимость между напряженностью электрической и магнитной составляющих. Чтобы найти напряженность электрической составляющей поля, которая соответствует известной магнитной составляющей, необходимо выражения (12) умножить на волновое сопротивление среды, для воздуха равное 120π . С учетом того, что на малых расстояниях 2πr

где E1,E2 - напряженность электромагнитного поля в точках 1 и 2 (см. рисунок) соответственно.

Полученные выражения показывают, что напряженность электромагнитного поля вблизи рамки с током зависит от ее площади, значения тока, обратно пропорциональна кубу расстояния и не зависит от длины волны. При этом напряженность поля в первом направлении в два раза больше, чем во втором. Этим, в частности, объясняется тот факт, что в металлоискателях в большинстве случаев используется положение катушки, параллельное исследуемой поверхности.

Используя выражения (3), (4), можно рассчитать напряженность поля для рамки любых приемлемых размеров при известном токе и расстоянии. Однако удобнее связать напряженность поля с выходным сигналом генератора сигналов, к которому подключена рамка. Для задания тока последовательно с ней включают добавочный резистор. Обычно индуктивное сопротивление рамки пренебрежимо мало и его можно не учитывать. В этом случае ток в рамке без учета его индуктивного сопротивления равен

где U - выходное напряжение (по показаниям его аттенюатора) генератора, В; Rr - выходное сопротивление генератора, Ом; Rд- сопротивление добавочного резистора, Ом.

В итоге получены выражения

где К1 К2 - коэффициент преобразования напряжения сигнала генератора в напряженность электромагнитного поля при положении приемной антенны в точках 1 и 2 (см. рисунок) соответственно.

Выражения (5), (6) позволяют рассчитать коэффициент преобразования выходного сигнала генератора в значение напряженности электромагнитного поля либо определить площадь рамки или расстояние до нее для заданного значения коэффициента преобразования. В соответствии с ними в известной методике коэффициент преобразования для квадратной рамки со стороной 380 мм, генератора с выходным сопротивлением 80 Ом и добавочным резистором с таким же сопротивлением дает значение 0,108 при расстоянии 1 м. Очевидно, что в этой методике рамка была рассчитана на коэффициент преобразования 0,1. Небольшая погрешность, скорее всего, вызвана округлением размеров рамки в сторону увеличения и для измерения чувствительности не имеет существенного значения.

Для современных генераторов сигналов с выходным сопротивлением 50 Ом с такой рамкой при сопротивлении добавочного резистора 80 Ом коэффициент преобразования K1 = 0,133, а с добавочным резистором 51 Ом К1 = 0,172, что неудобно для практического использования.

Размеры рамки (ее площадь) при коэффициенте преобразования К, = 1 можно определить из выражения (5). Для r = 1 м, Rr = 50 Ом, Rд = 51 Ом площадь должна составлять 0,84 м2. Это соответствует квадратной рамке со стороной около 0,917 м или круглой диаметром 1,035 м. Но ее индуктивность, в зависимости от примененного диаметра провода, будет 4...4,5 мГн, что приведет к заметной зависимости тока в рамке от частоты сигнала на частотах свыше 1 МГц. Кроме того, такие размеры становятся соизмеримыми с расстоянием до антенны, из-за чего формулы, полученные для элементарного магнитного излучателя, становятся не применимыми.

Удобнее использовать коэффициент преобразования К1 =0,1, что позволит применить сравнительно небольшую рамку площадью 0,085 м2 - это соответствует квадратной рамке со стороной 291 мм или круглой диаметром 328 мм. При диаметре проводника 3 мм ее индуктивность - около 1 мГн. Для таких рамок при добавочном резисторе 51 Ом выходной сигнал генератора, равный 15 мВ, будет соответствовать напряженности поля 1,5 мВ/м на расстоянии 1 м.

Учет влияния индуктивности рамки показывает, что с ее помощью можно проводить измерение чувствительности радиоприемников с магнитной антенной до частоты 8 МГц, на которой напряженность поля уменьшится примерно на 9 %.

На более высоких частотах можно применить рамку площадью 84,17 см2 (что соответствует квадрату со стороной 92 мм или кругу диаметром 104 мм), выполненную из медной трубки или проволоки диаметром 3 мм С такой рамкой и добавочным резистором 51 Ом коэффициент преобразования составит К, = 0,01, поэтому для создания поля напряженностью 1,5 мВ/м на расстоянии 1 м потребуется выходной сигнал генератора 150 мВ. Измерение чувствительности можно проводить до частоты 30 МГц, на которой напряженность поля уменьшится примерно на 8 %. Эта же рамка обеспечит коэффициент преобразования К, =0,1 на расстоянии 465 мм, однако в таком случае потребуется высокая точность установки расстояния между рамкой и антенной.

Точность установки этого расстояния влияет на погрешность измерений. Так, при расстоянии 1 м погрешность ±3,33 см приводит к погрешности измерения ±10%. На расстоянии 465 мм такая же погрешность измерения будет при точности установки ±1,55 см.

Круглая и квадратная рамки эквивалентны, можно также применять рамки другой формы, например треугольной, важно, чтобы их площадь в точности равнялась требуемой. Поэтому с конструктивной точки зрения удобнее применить именно квадратную рамку, так как в этом случае проще получить заданную площадь.

Все приведенные примеры справедливы для случая, когда ось магнитной антенны расположена на перпендикуляре к плоскости рамки, проведенным через ее центр (положение 1, см. рисунок). Но для измерения чувствительности можно применить и другое направление (положение 2). В соответствии с выражением (6) в этом положении коэффициент преобразования уменьшится ровно в два раза. Поэтому для создания требуемой напряженности поля при прочих равных условиях необходимо в два раза увеличивать сигнал генератора либо уменьшить расстояние до центра рамки в раза. Но расстояние менее 0,5 м применять не рекомендуется, поскольку кубическая зависимость сильно увеличивает погрешность измерения от неточности установки расстояния до антенны. К тому же, когда расстояние до рамки становится соизмеримым с ее размерами, приведенные выражения дают завышенное значение напряженности электромагнитного поля, так как излучатель уже не может рассматриваться как точечный.

Однако второе положение может быть удобным с точки зрения компактности рабочего места, поскольку рамку можно расположить, например, над рабочим столом. Но во всех случаях важно, чтобы в зоне измерений не было крупных металлических предметов, способных заметно исказить поле.

ЛИТЕРАТУРА

1. Левитин Е. А., Левитин Л. Е. Радиовещательные приемники. Справочник. - М.: Энергия, 1967, с. 347.
2. Белов Н. Ф., Дрызго Е. В. Справочник по транзисторным радиоприемникам. - М.: Сов. Радио, 1973, ч. 2, с. 663-691.
3. Бродский М. А. Справочник радиомеханика. - Минск: Высш. школа, 1974, с. 115.
4. Айзенберг Г. 3., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н. Антенны УКВ, ч. 1. - М.: Связь, 1977, с. 86.
5. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. - М.: Энергия, 1975, с. 34, формула (1-52).

Дата публикации: 10.07.2008

Мнения читателей

• костя / 29.06.2014 - 09:36
  во дают! на Смоленщину старые книжки завезли и журналы радио времен когда дед еще по бабам бегал. а все плачут дороги плохие.
• Сергей / 13.05.2014 - 04:15
  Не понял. Что Г-н/товарищ Алхимов и те публикации сочинил? Ну и голова у него...Когда в Смоленскую область по работе ездил надо было познакомиться.
• Марк / 04.12.2011 - 09:07
  Нужно ли и как изменить величины r,S,чтобы измерить чувствительность и её изменение с частотой активной широкополосной (о,15...30 МГц) рамочной антенны диаметром 0,7 м?
• Марк / 03.12.2011 - 20:42
  Как измерить чувствительность активной широкополосной (ДВ, СВ, КВ) рамочной антенны диамметром 0,7 м? Нужно ли изменить размеры r,S ?