Використання шуму як фактора пiдсилення корисного сигналу в нелiнiйнiй системi

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЧумаков, В. I.
dc.contributor.authorХарченко, О. I.
dc.contributor.authorПобережний, А. А.
dc.date.accessioned2023-05-26T10:31:18Z
dc.date.available2023-05-26T10:31:18Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractРозглянуто ефект стохастичного резонансу (СР), що дає можливiсть видiлити слабкий сигнал iз адитивної сумiшi з шумом. Найсильнiший ефект вiдбувається при певнiй чiтко визначенiй, оптимальнiй iнтенсивностi шуму. Термiн СР було введено в ходi дослiджень бiстабiльної моделi осцилятора, яка пропонувалась для аналiзу перiодичнiстi настання льодовикових перiодiв на Землi. Модель описувала рух частинки в симетричному одновимiрному бiстабiльному потенцiалi пiд дiєю перiодичної сили в умовах сильного тертя. У подальших дослiдженнях ефект стохастичного резонансу було виявлено в багатьох системах i не тiльки фiзичних. Розглянуто вiдомi результати наближеного рiшення рiвняння СР. Дане рiвняння вирiшується двома методами: методом лiнiйного вiдгуку та теорiєю двох станiв. Зазначено, що в цих дослiдженнях аналiтичнi вирази для коефiцiєнта пiдсилення та вiдношення сигнал/шум отримуються за допомогою низки наближень: обмежень на амплiтуду сигналу, коли вiдгук приймається лiнiйним та обмежень на частоту сигналу. Крiм того, при порiвняннi двох розглянутих методiв, їх використання для розрахунку дисперсiї шуму, при якiй має мiсце ефект СР, призводить до рiзних результатiв. Це зумовлює необхiднiсть проведення подальших дослiджень з метою розробки аналiтичного апарату та перевiрки його достовiрностi чисельними розрахунками. Наведено результати чисельного моделювання вiдгуку стохастичного резонатора на вплив адитивної сумiшi гармонiйного сигналу та бiлого гаусiвського шуму. Виконано розрахунок та проведено аналiз коефiцiєнту гармонiк вихiдного коливання. Показано, що збагачення вихiдного сигналу гармонiками та ефективне пригнiчення шуму є принциповою особливiстю СР. Наведено результати чисельного розрахунку функцiї вiдношення сигнал/шум на виходi вiд дисперсiї вхiдного шуму D. Залежнiсть має складний характер, де можна видiлити локальний максимум у точцi D = 0.4, що не вiдповiдає вiдомим результатам розрахунку дисперсiї вхiдного шуму при рiзних наближених рiшеннях рiвняння СР. Показано, що стохастичний резонатор дiє як низькочастотний фiльтр, забезпечуючи водночас значне зменшення рiвня вихiдного шуму.uk
dc.description.abstractotherThe stochastic resonance (SR) effect is considered,which makes it possible to stand out a weak signal from an additive mixture with noise. The strongest effect is shown to occur at certain well-defined, optimal noise intensity. The term SR was introduced during studies of the oscillator bistable model, which was proposed to analyze the glacial periods repeatability on Earth. The model described the particle motion in a symmetric onedimensional bistable potential under the action of periodic force under strong friction conditions. In subsequent studies, the effect of stochastic resonance was found in many systems and not only physical. The known results of the approximate solution of the SR equation are considered. This equation is solved by two methods: the method of linear response and the theory of two states. In these studies, analytical expressions for the gain and signal-to-noise ratio are obtained using a number of approximations: restrictions on the signal amplitude when the response is linear, and restrictions on the frequency of the signal. In addition, when comparing the two methods considered, their use to calculate the noise variance at which the SR effect occurs, is shown to lead to different results. This necessitates further research to develop an analytical apparatus and verify its reliability by numerical calculations. The results of numerical simulation of the stochastic resonator response on the influence of an additive mixture harmonic signal and white Gaussian noise are presented. The enrichment of the output signal with harmonics and effective noise suppression are shown. The signal-to-noise ratio at the output numerical calculation results dependence on the input noise variance are presented. As it seen the dependence is complex, where you can select a local maximum at a point that does not correspond to the known values of the input noise variance at different approximate solutions of the equation SR. It is shown that the stochastic resonator acts as a low-pass filter, while providing a significant reduction in the output noise level.uk
dc.format.pagerangePp. 5-10uk
dc.identifier.citationЧумаков, В. I. Використання шуму як фактора пiдсилення корисного сигналу в нелiнiйнiй системi / Чумаков В. I., Харченко О. I., Побережний А. А. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2022. – Вип. 89. – С. 5-10. – Бібліогр.: 23 назви.uk
dc.identifier.orcid0000-0001-6418-8688uk
dc.identifier.orcid0000-0002-1553-0966uk
dc.identifier.orcid0000-0002-8984-6912uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/56207
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 89uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectстохастичний резонансuk
dc.subjectнелiнiйне рiвнянняuk
dc.subjectвiдношення сигнал/шумuk
dc.subjectstochastic resonanceuk
dc.subjectnonlinear equationuk
dc.subjectsignal to noise ratiouk
dc.subject.udc621.372(075)uk
dc.titleВикористання шуму як фактора пiдсилення корисного сигналу в нелiнiйнiй системiuk
dc.title.alternativeUsing of the Noise as Signal Enhancement Factor in Nonlinear Systemuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
1785-5336-1-10-20221001.pdf
Розмір:
750.63 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 89