В нашем случае за основу был взят 16-ти разрядный сигнальный процессор фирмы ANALOG DIVICES ADSP-2191M. т.е. система с заданной архитектурой и параметрами цифрового устройства. Большинство операций предполагает представление чисел в дополнительном коде, в остальных случаях предполагается работа с беззнаковыми числами или простыми последовательностями двоичных символов.[6] В этом случае необходимо определить разрядность входного mвх и выходного mвых сигналов. При этом полагают что mвх = mвых . Оценим величины mвх и mвых по алгоритму приведенному в [4]. При D = 80 дБ и Rш = 16 дБ. [5]

1) Оценим величину mD – разрядность цифрового кода входного сигнала, при которой обеспечивается заданная величина динамического диапазона (без гарантии получения требуемой величины отношения с/ш).

mD = int(D/20lg2) (3.1)

mD = 14

где int(В) – наименьшее целое число, не меньше , чем число В.

2) Оценим допустимую величину мощности выходного шума, при которой обеспечивается заданная величина отношения с/ш.

Рш,доп = σ2вых,доп = 0.5*10 (3.2)

σ2вых,доп = 1.26*10-10

3) Оценим величину дисперсии собственного шума системы. Поскольку система реализуется на DSP с известными параметрами,то:

σ2вых,с = 6.23*10-15

4) Оценим допустимую величину дисперсии составляющей выходного шума, обусловленую квантованием входного и выходного сигналов DSP.

σ2вых+вх ≈ 1.26*10-10

5) Оценим величину mR – разрядность цифрового кода входного и выходного сигналов DSP, при которой обеспечивается заданная величина отношения с/ш (без гарантии получения требуемой величины динамического диапазона)

Положив mвх = mвых = mR

Отсюда

mR = (3.7)

mR = 16

6) Оценим разрядность входного и выходного сигналов mвх\вых, при которой обеспечивается заданная величина динамического диапазона и отношение с/ш. Из (3.6) и (3.1) получаем

mвх\вых = max{ mD, mR } (3.8)

mвх\вых = 16

7) Оценим реальную величину отношение с/ш при определеной из (3.8) разрядности входного и выходного сигналов. Для этого оценим величину мощности полного выходного шума.

Рш = σ2вых = σ2вых+вх + σ2вых,с (3.9)

σ2вых = 8.15*10-11 ( -100.9 дБ )

8) Оценим величину динамического диапазона входного сигнала

Dвх = 20lg2mвх (3.10) Dвх = 96.3 дБ

9) Оценим величину порогового отношение с/ш

Rпш = 10lg (3.11)

Rпш = 1.6 дБ

Собственный шум данного фильтра, реализованного на DSP 2191М, практически не влияет на полный выходной шум. Величины динамического диапазона и отношение с/ш определяются только разрядность входного и выходного сигналов. При заданных требованиях динамический диапазон полностью определяется разрядностью входного сигнала. Полученная величина отношения с/ш на нижней границе динамического диапазона оказалась лучше требуемой. Фактически данная система обеспечивает динамический диапазон порядка 96.3 дБ с хорошим запасом по отношению с/ш. [5]

3.2 Выбор элементов

Согласно предьявляемым требованиям, полученным результатам и имеющейся элементной базе, было решено использовать АЦП, DSP и элементы памяти фирмы ANALOG DIVICES.

В частности был выбран сигнальный процессор ADSP- 2191M, АЦП AD9223 ARO214 и программная логика сдвумя регистрами ALTERA MAX EPM 3128 ATC.

Печатная плата двусторонняя, резистивные элементы и конденсаторы отечественного производства.

3.3 Проверка работы модели на аппаратуре

После монтажа, настройки и программирования плата ПРМ была установлена в корпус апаратуры команд автоматики приемопередатчика высокочастотных защит ПВЗУ-Е. Были проведены тестовые испытания. Порядок проведения приведен в таблице 3.1

Таблица 3.1

3.3.1 Проверка чувствительности

Проверка чувствительности (УСК.103.000.00ТУ п.1.3.7) проводится в следующей последовательности:

1)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ генератор ГСВЧ и милливольтметр (для точного измерения напряжения генератора);

2)       подключить к контрольным гнездам "ВЫХ", расположенным на лицевой панели блока ПРВЧ осциллограф;

3)       установить частоту генератора равной базовой частоте + 2 кГц;

4)       включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";

5)       изменяя напряжение сигнала на выходе генератора, добиться начала ограничения сигнала на выходе ПРВЧ (гнездо "ВЫХ" на лицевой панели блока ПРВЧ);

6)       измеренное милливольтметром напряжение соответствует чувствительности АКА-16 ПРМ. Чувствительность должна быть минус (22±1) дБ.

3.3.2 Проверка входного сопротивления

Проверка входного сопротивления (УСК.103.000.00ТУ п.1.3.8) проводится в следующей последовательности:

1)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ через резистор сопротивлением 75 Ом генератор ГСВЧ;

2)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ милливольтметр;

3)       установить на выходе генератора сигнал частотой равной базовой частоте + 2 кГц и напряжением 100 мВ;

4)       включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";

5)       измерить милливольтметром напряжение на ВЧ-входе АКА-16 ПРМ;

6)       Вычислить входное сопротивление по формуле 3.1:

Rвх =U вх *75/(Uген - Uвх.)(3.1)

где:

Uвх - напряжение на ВЧ-входе АКА-16 ПРМ (В);

Uген - напряжение на выходе генератора (0,1 В).

Значение входного сопротивления должно составлять (75±15) Ом.

3.3.3 Проверка затухания, вносимого при параллельном соединении

Проверка затухания вносимого АКА-16 ПРМ в 75-омный ВЧ тракт при параллельном соединении проводится в следующей последовательности:

1)       определить исходные данные для измерений:

­            Fв - верхняя граница полосы пропускания блока ЛФ;

­            Fн - нижняя граница полосы пропускания блока ЛФ;

­            десятипроцентная расстройка Fвр = Fв + 0,1хFв, Fнр = Fн - 0,1хFн;

2)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ через резистор сопротивлением 75 Ом генератор ГСВЧ;

3)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ милливольтметр;

4)       по методике, описанной в п.3.3.2 определить входное сопротивление для частот Fвр (Rвх.вр) и Fнр (Rвх.нр);

5)       определить затухание, вносимое АКА-16 в параллельно работающий канал по формулам (3.2-3.5):

aн = 10 log (2 х Rп.н / (Rп.н + 75)

aв = 10 log (2 х Rп.в / (Rп.в + 75)

где:

Rп.н = (75 х Rвх.нр)/(75 + Rвх.нр)

Rп.в = (75 х Rвх.вр)/(75 + Rвх.вр)

3.3.4 Проверка избирательности

Проверка избирательности проводится в следующей последовательности:

1)       подключить к контрольным гнездам "ВЫХ", расположенным на лицевой панели блока ПРВЧ милливольтметр;

2)       включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";

3)       измерить собственные шумы приемного тракта;

4)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ генератор ГСВЧ;

5)       установить напряжение сигнала на выходе генератора равным (4±1) В;

6)       постепенно приближать частоту генератора к частоте канала до появления сигнала на выходе ПРВЧ с уровнем, превышающим шумы на (4±1) дБ;

7)       снять характеристику канала приема, поддерживая постоянным напряжение на выходе ПРВЧ с помощью аттенюатора генератора;

8)       по снятой характеристике определить ослабление сигнала при отстройке от ближнего края номинальной полосы частот на 6 кГц. Избирательность АКА-16 ПРМ должна быть не менее 80 дБ при отстройке от ближнего края номинальной полосы частот на 6 кГц и более.

3.3.5 Проверка избирательности по зеркальному каналу

Проверка избирательности по зеркальному каналу проводится в следующей последовательности:

1)       подключить к контрольным гнездам "ВЫХ", расположенным на лицевой панели блока ПРВЧ милливольтметр;

2)       включить АКА-16 ПРМ в режиме "Готов";

3)       измерить собственные шумы приемного тракта;

4)       подключить к линейному ВЧ-входу АКА-16 ПРМ генератор ГСВЧ;

5)       вычислить полосу зеркального канала

6)       установить частоту генератора в пределах полосы зеркального канала (от Fз.н до Fз.в);

7) увеличивать напряжение не выходе генератора до появления на выходе ПРВЧ сигнала с уровнем превышающим шумы на (4±1) дБ;

8)перестроить частоту генератора в полосу основного канала и аттенюатором генератора установить напряжение на выходе ПРВЧ такое же, как на частоте зеркального канала;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13