Разделы

Описание альтернативной модели устройства

В основе принципа работы альтернативного варианта приемника лежит принцип накопления фазы в цифровой обработке сигналов. Непосредственное вычисление значений функции синуса затруднено, так как закон, по которому она изменяется, не линеен, и непосредственно трудно реализуем. Намного проще вычислять мгновенные значения фазы (аргумент функции синуса), которая изменяется линейно, а затем преобразовывать ее в значения функции с помощью перекодировочной таблицы в ROM. Поскольку фаза изменяется линейно, ее вычисление сводится к прибавлению в каждом такте некоторой добавки к текущему значению фазы.

Этот метод синтеза называют методом накопления фазы. Схематически реализация этого метода показана в приложении Н.

Имеется регистр фазы RG2, содержимое которого в каждом такте увеличивается на величину приращения фазы. Величина приращения фазы хранится в регистре RG1. В каждом такте к содержимому регистра RG2 с помощью сумматора SM прибавляется содержимое регистра RG1. Таким образом, происходит линейное увеличение (накопление) мгновенной фазы. Увеличение фазы не может происходить неограниченно, так как любое реальное цифровое устройство имеет конечную разрядность и, соответственно, ограниченный диапазон представления чисел. Например, если накопитель фазы имеет разрядность 24 бита, то код фазы может принимать значения в диапазоне от 0 до . При формировании синусоидального сигнала имеет смысл вычислять фазу только в диапазоне от 0 до . За пределами этого диапазона синусоида периодически повторяется. Тогда частота сигнала f и шаг ее перестройки f соответственно равны:

(9.1)

где а - частота дискретизации.

Значение мгновенной фазы преобразуется в мгновенное значение синусоидального сигнала с помощью перекодировочной таблицы LUT(Look-Up-Table), хранящейся в ROM. Код мгновенной фазы используется как адрес ROM, а выходной код ROM представляет собой мгновенное значение синусоидального сигнала.

Такой принцип формирования синусоидального сигнала применяется в DDS (Direct Digital Synthesizer), например, AD7008 фирмы Analog Devices. Однако, микросхемы DDS относительно дороги. С появлением быстродействующих микроконтроллеров стало возможным реализовать всю цифровую часть такого генератора сигналов программно. При этом стоимость устройства, при вполне приемлемых параметрах, получается очень низкой.

Структурная схема устройства представлена в приложении П.

На структурной схеме представлены: входной полосно-пропускающий фильтр низких частот Ф, аналогово-цифровой преобразователь - АЦП, перемножитель цифровых сигналов П, генератор синусоидального сигнала Г, интегратор И, компаратор К, схема сброса СС, RS - триггер Т.

Принцип работы схемы заключается в следующем: полосо-пропускающим фильтром Ф, с полосой пропускания от 319 до 1524 Гц, из линии ДСН отфильтровывается узкая полоса спектра, содержащая несущие частоты генератора ЧДК, например 1523,6 Гц, а также вместе с несущими проходят вредные помехи, близкие к частотам несущих, в полосе отфильрованного спектра. Далее отфильтрованный сигнал поступает на вход АЦП. С АЦП на перемножитель приходит оцифрованный сигнал в виде отдельных отсчётов с частотой дискретизации = 16кГц. Частота дискретизации выбрана из расчёта загрузки центрального процессора, если выбрать частоту дискретизации более 16кГц, то процессор будет работать в критическом режиме и может понизится общее быстродействие, как следствие перегрев и выход процессора из строя. Подробнее операция перемножения сигналов отображена на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1 - Операция перемножения сигналов

Далее сигнал поступает на интегратор, который выделяет необходимый сигнал, накапливая сумму в течение времени интегрирования. После окончания интегрирования интегратор обнуляется. Сигнал, полученный с интегратора сравнивается с пороговым значением посредству компаратора. После компаратора сигнал поступает на RS-триггер, который выдает информацию о наличии или отсутствии сигнала от перегонного генератора. С RS - триггера сигнал поступает на ЖКИ для наиболее удобного восприятия информации оператором. Для более наглядных иллюстраций преимуществ схемы, обратимся к математической модели. Математическая модель схемы описана с помощью математических формул, по которым построены графики сигналов. Схематический график набега фазы показан на рисунке 9.2.

Перейти на страницу: 1 2

Другие материалы

Расчет характеристик сигналов и каналов связи
Управление территориально разобщёнными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием передачи информации. Совершенствов ...

Разработка приборного оснащения беспилотных летательных аппаратов для контроля санитарно-гигиенических характеристик атмосферного воздуха в приповерхностном слое
Большие объемы выбросов вредных веществ в атмосферу приводят к её интенсивному загрязнению, поэтому вопросы мониторинга загрязнений являются особо важными. Особую сложность представляет ...

Разработка устройства ИК-дистанционного управления на канале RC-5 для акустической системы 5.1
Микропроцессоры и производные от них - микроконтроллеры - являются широко распространенным и при этом незаметным элементом инфраструктуры современного общества, основанного на э ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru