Амплитудный накопитель некогерентно рассеянного сигнала - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Амплитудный накопитель некогерентно рассеянного сигнала

Анализ алгоритма функционирования системы накопления радара некогерентного рассеяния. Разработка амплитудного накопителя сигнала. Определение и формирование режима накопления контрольных сеансов. Технология и этапы сборки амплитудного накопителя.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В настоящее время в связи с развитием радиосвязи, радиоастрономии, а также освоением космического пространства возросло значение исследования процессов, происходящих в верхних слоях атмосферы Земли - ионосфере. Ионосфера оказывает определяющее воздействие на распространение радиоволн. Под воздействием излучений солнца, космических лучей и частиц из поясов радиации магнитосферы в верхних слоях атмосферы происходят процессы ионизации, приводящие к образованию плазмы с концентрацией заряженных частиц порядка одного процента от общего количества. Параметры плазмы зависят от времени суток, времени года, высоты, солнечной активности, состояния магнитосферы, а также географических координат. В зависимости от состояния ионосферы изменяются и степень поглощения и рефракция радиоволн, авто- и кроссмодуляция и ряд других эффектов.
Возможность исследования состояния ионосферы на основе анализа рассеяния электромагнитной волны на свободных электронах была обоснована и экспериментально проверена в конце пятидесятых годов. Это положило начало применению метода некогерентного рассеяния, позволяющему одновременно получать данные об основных параметрах ионосферы в широком диапазоне высот. В 1958 г. У. Гордон, основываясь на явлении рассеяния электромагнитной волны на свободных электронах, высказал предположение о возможности проведения измерений электронной концентрации в ионосфере выше максимума слоя F2 на частотах, больших плазменной частоты этой области. Экспериментальная проверка этого предположения в 1958 году дала обнадеживающие результаты и положила начало развитию метода некогерентного рассеяния радиоволн.
Метод основан на известном явлении томсоновского рассеяния. Некогерентно рассеянное ионосферой излучение практически можно обнаружить при помощи существующей радиолокационной техники только тогда, когда длина зондирующей волны значительно больше дебаевской длины. Это требование удовлетворяется в дневное время для высоты до 1000 км при длине волны 25 см и более, а ночью же при измерениях в области E необходима длина волны порядка 1 м.
Сечение рассеяния зондируемого объема ионосферы, расположенного на высоте около 300 км, эквивалентно по площади 1см 2 . Ясно, что для получения полезной информации необходимо применять весьма современные радиоэлектронные устройства. Обычно используются радиопередатчики, работающие в дециметровом либо в метровом диапазоне волн с импульсной мощностью несколько мегаватт, радиоприемные устройства с низким уровнем шума, специализированные устройства обработки информации и быстродействующие компьютеры.
Некогерентное рассеяние на метровых и дециметровых волнах обусловлено наличием флуктуаций плотности плазмы, вызываемых тепловым движением ионов и электронов. В этом случае основной причиной флуктуаций плотности электронов является наличие ионов, а в результате кулоновского взаимодействия между ними возникают ионно-звуковые волны. Иными словами, каждый ион оказывает возмущающее действие на движение всех электронов внутри сферы дебаевского радиуса и, таким образом, хаотическое движение ионов приводит к соответствующим статистическим флуктуациям концентрации электронов. Другой не менее важной причиной флуктуаций является кулоновское отталкивание самих электронов, что приводит к слабому резонансу на плазменной частоте. В спектре рассеянного сигнала возникает компонента, смещенная на величину плазменной частоты для высоты, на которой происходит рассеяние.
Ионно-звуковая волна подобна звуковым волнам и распространяется со скоростью, близкой к тепловой скорости доминирующих ионов. При наличии такой волны в плазме образуются сгустки и разряжения плотности. На этих слабых неоднородностях рассеиваются радиоволны, их результирующая максимальна, если волны, рассеиваемые отдельными неоднородностями, суммируются в фазе. При этом расстояние между неоднородностями должно быть равно половине длины волны для обратного рассеяния. Рассеянный сигнал несет информацию о распределении и характере движения не только электронной, но и ионной компоненты плазмы. Он позволяет получать богатый набор параметров ионосферы: электронную и ионную температуры, распределение по массам, среднюю скорость дрейфа частиц разных сортов, что в свою очередь дает возможность определить ионосферное электрическое поле, направление и силу тока, скорость ветра в нейтральной атмосфере и другие важные параметры.
В настоящее время восемь обсерваторий ведут зондирование ионосферы методом некогерентного рассеяния, пять из них расположены в Америке, одна у нас в стране и одна в России. При Институте ионосферы действует радар для исследования ионосферы методом некогерентного рассеяния. Этот радар представляет собой установку, работающую в импульсном режиме. Созданный в Институте ионосферы радар работает на частоте около 150МГц. Импульсная мощность радиопередающего устройства около 2 МВт. Длительность импульсов может изменяться в широких пределах - от 40 мкс до 1 мс. Шумовая температура системы не хуже 500 К.
Обычно при исследованиях ионосферы методом HP измеряется уровень мощности принятого сигнала, его спектр либо автокорреляционная функция, так как коэффициент корреляции флуктуаций электронов несет в себе ту же информацию, что и спектр мощности. Для решения широкого круга задач, возникающих при исследовании ионосферы, предусмотрена возможность работы комплекса в нескольких основных режимах, отличающихся параметрами зондируемого импульса. Например, режим 1 используется для исследования параметров ионосферы на высотах, больших высоты максимума слоя F2, где монотонный характер изменения высотных профилей допускает применение импульсов с разрешающей способностью по высоте около 150 км. С другой стороны, малый уровень принимаемого с этих высот сигнала в свою очередь требует применения импульсов большой длительности.
Сигнал с выхода блока кварцованных гетеродинов поступает на двухканальное передающее устройство, где усиливается, а затем по волноводному фидерному тракту передается в возбуждающий рупор двухзеркальной антенны. Здесь мощный радиоимпульс излучается вертикально вверх, а весьма слабый сигнал отраженного от ионосферы радиоимпульса, рассеянного на тепловых флуктуациях электронной плотности, принимается той же антенной и через антенный коммутатор «прием-передача» поступает на входные параметрические усилители приемного устройства. После усиления и преобразования сигнал на промежуточной частоте подается на специализированное вычислительное устройство, где производится его первичная обработка - временное накопление и вычисление его автокорреляционной функции. Результаты корреляционной обработки поступают в компьютер, где по ним определяются значения ионосферных параметров и выдаются данные на печать и на экран видеоконтрольного устройства.
Напряжение, возникающее на выходе приемной системы, представляет собой сумму напряжения шумов системы и напряжения собственно НР-сигнала. Поэтому задача определения АКФ сигнала сводится к нахождению разности между корреляционной функцией выходного напряжения и корреляционной функцией шумов. Вычисление их производится в цифровом коррелометре, подключенном к усилителю промежуточной частоты приемника. В этом случае корреляционная функция сигнала, входящая в состав корреляционной функции смеси сигнал-шум, оказывается умноженной на косинусоидальный множитель промежуточной частоты. Поэтому при задержках, кратных периоду этого множителя, искомая корреляционная функция получается без предварительного детектирования.
Рисунок 2 - Спектр и АКФ сигнала НР
Поскольку обработка сигнала ведется в цифровом виде, исследуемое напряжение квантуется в аналого-цифровом преобразователе с тактовой частотой, кратной промежуточной стороне. Затем сигнал засылается в линии задержки, где задерживается, как было указано, на интервалы, кратные периодам промежуточной частоты. При наложении задержанного на время сигнала на прямой получается значение корреляционной функции, соответствующее величине этой задержки. В результате измеряемая корреляционная функция оказывается промоделированной множителем * k, характерным для взаимодействия зондирующего импульса длительностью T с объемно-распределенными рассеивателями, где k определяется свойствами распределения в пределах имп. объемах.
Изменяя задержку в необходимых пределах, можно получить в этих же пределах АКФ смеси сигнал-шум. Из информационных данных, представленных в виде АКФ, получают необходимую информацию. Эта информация описывает высотные зависимости концентрации ионов и электронов, а также высотные температурные зависимости ионов и электронов. Такая операция производится одновременно для всего диапазона исследуемых высот.
1.1 Анализ алгоритма функционирования системы накопления радара НР
Режим работы радара с длительностью излучаемого радиоимпульса и800 мкс используется в методе некогерентного рассеяния для определения параметров ионосферы на высотах выше максимума слоя F2. При таком режиме излучения алгоритм первичной обработки позволяет проводить повысотное измерение с получением ряда нормированных автокорреляционных функций r при шаге по высоте в несколько десятков километров, когда отсчеты уже можно считать статистически независимыми. Суть так называемой вторичной обработки и ее вычислительных методов заключается в том, чтобы по экспериментальным АКФ определять такие параметры ионосферной плазмы, как ионная и электронная температуры, компоненты ионного состава, а уже с их использованием - электронную концентрацию Ne и др.
Существуют аналитические выражения, связывающие физические параметры ионосферной плазмы с формой ее АКФ, полученной при некогерентном рассеянии зондирующей радиоволны. Проблема же состоит в том, что нам для обработки нужны обратные аналитические выражения, когда в роли аргумента выступали бы значения ординат АКФ. Ввиду отсутствия таких выражений и возникла необходимость в специфической обработке информации, известной под названием «решение обратной задачи». Суть этой обработки заключается в том, что, варьируя параметры, ЭВМ решает прямую задачу до тех пор, пока не будет подобрана оптимальная совокупность ее входных параметров. Под оптимальной подразумевается та, которая приводит к наилучшему совпадению выходных результатов, полученных при решении прямой задачи, с данными, полученными во время эксперимента.
Как показывает анализ, однозначное решение обратной задачи предполагает достаточную точность измерений АКФ сигнала НР. Однако все основные выводы в существующей теории некогерентного рассеяния сделаны в предположении, что плазма однородна в рассматриваемом объеме и стационарна. Реальные условия измерений не соответствуют таким предположениям, и сами измерения сопровождаются статистической погрешностью, связанной с наличием шумов при приеме слабого сигнала и с самой шумовой природой сигнала. Для повышения точности оценки параметров сигнала используется его временное накопление в течение десятков секунд или даже минут, с последующим высотно-временным сглаживанием результатов.
Для облегчения работы ЭВМ решение задачи разделено на два этапа. На первом из них по аналитическим выражениям рассчитывается набор теоретических АКФ для всех возможных вариантов сочетания ионосферных параметров. При этом в первую очередь учитывается техническая возможность имеющейся вычислительной техники. Критерий - подготовленные таким образом автокорреляционные функции при решении обратной задачи должны обеспечить максимальную точность подобия при поиске соответствия между измеренными и теоретическими АКФ. Это подобие и рассматривается на втором этапе, когда проводится непосредственно сравнение каждой АКФ, полученной в аппаратуре, с библиотечным набором и выносится решение о наилучшем их согласии.
Ниже приведен график, иллюстрирующий получение мощности сигнала НР вдоль развертки дальности и накопление результата в N = 100 развертках.
Рисунок 1.1 - Сигнал, рассеянный на тепловых флуктуациях электронной плотности ионосферы, его огибающая и результат накопления в N развертках
С помощью антенны на радиолокационном комплексе мы посылаем в ионосферу зондирующий сигнал, а затем отраженная смесь сигнал-шум поступает в приемное устройство, усиливается и с помощью АЦП преобразуется в эквивалентный цифровой код.
Каждому цифровому коду соответствует своя точка на верхнем графике рис. 1.1. Для наглядности эти точки соединяют и получают высотный ход сигнала до 2000 км. Из этих данных получают необходимую информацию об автокорреляционной функции сигнала НР. Эта информация образуется в специализированном вычислительном устройстве радара путем перемножения цифровых отсчетов в нескольких каналах и предназначена для дальнейшего определения высотной зависимости электронной концентрации, а также высотных температурных зависимостей ионов и электронов. Такая операция производится одновременно для всего диапазона исследуемых высот.
В процессе получения АКФ исходный массив обрабатывается по алгоритму, который описывается следующей формулой:
Если расположить вдоль высоты все полученные точки АКФ, полученные, например, в течении 1 мин, то они образуют вид, изображенный на рис. 1.2:
Рисунок 1.2 - Высотное распределение ординат АКФ.
Результаты расчета ионосферных параметров представлены ниже, на рис. 1.3. Экспериментальные данные включают в себя как первичные данные, так и вычисленные по ним вторичные данные. Сюда относятся высотные вариации вертикальной составляющей скорости дрейфа плазмы V dr , ионной T i и электронной T e температур, а также электронной концентрации N e .
В последнее время вычисляется и информация о высотно-временной зависимости ионов гелия H e + , водорода H + и кислорода О + , а также и данными о содержании тяжелых ионов М + на малых высотах.
Рисунок 1.3 - Набор АКФ, спектров и некоторых ионосферных параметров, определяемых методом НР
Однако правильному определению параметров ионосферы мешают периодически появляющиеся отражения от летательных объектов в зоне действия луча радиолокатора, которые если имеют резко выраженный характер, то в результате наглядно искажаются результаты при вычислении всех ординат.
Рисунок 1.4 - Отметка от цели на высоте на высоте ~1000 км
Ярко выраженный характер цели происходит при присутствии цели, например, в 50% от общего времени накопления сеанса. Если зафиксировать входной сигнал в нескольких расположенный друг за другом радиолокационных развертках дальности, то этот случай представлен на рис. 1.5.
Рисунок 1.5 - Пример появления отражений от целей в некоторых развертках
В процессе расчета ионосферных параметров в этом случае на месте нахождения отражения возникает явно аномальный характер:
Рисунок 1.6 - Пример явно неправильного расчета ионосферных данных на высоте 1000 км.
В случае же появления некоторой цели в луче радиолокатора в течение меньшего времени - 5%-10% от времени накопления - отражения на высоте ~1000 км вроде бы не заметно.
Рисунок 1.7 - Пример появления слабых отражений от целей
Однако расчет ионосферных параметров все так же показывает, что на этой высоте рассчитанные данные все равно имеют низкую точность измерений.
Рисунок 1.8 - Пример слабо выраженного эффекта присутствия цели.
1.2 Предложение о введении дополнительного канала обрабо т ки
радар некогерентный рассеяние накопитель
Вывод, который возникает в результате вышеприведенного анализа, состоит в том, что в процессе вычисления ионосферных сигналов необходимо осуществлять процедуру селекции сигнала от целей. Почти каждый накопленный сеанс обязательно будет содержать отклик от цели в явном или неявном виде, так как помеховая ситуация, напряженность которой иллюстрирует нижеследующая таблица о наявности метеорных потоков, еще и усугубляется загрязненностью космического пространства на высотах 500-1500 км, где присутствуют космические корабли, спутники и всевозможный космический «мусор».
Эта селекция, по-видимому, должна заключаться в такой процедуре, которая, насколько это возможно, не допустит накопления информации с тех высотных участков, где будут присутствовать отражения от летательных объектов. Для этого необходимо разработать и внедрить дополнительный, контрольный канал накопления, который будет работать в системе обработки радара некогерентного рассеяния параллельно основному каналу системы обработки, но по более упрощенному алгоритму. Период накопления и считывания дополнительной информации в этом канале будет задаваться с персонального компьютера.
Объем памяти винчестеров ПК сейчас таков, что он не позволяет запоминать сеансы очень короткой длительности, например, в несколько секунд. Обычно сеансы имеют длительность несколько минут, но и этот режим в течении нескольких непрерывных суток измерений уже является очень напряженным по объему запоминаемой информации. Если же по несколько секунд накапливать только огибающую сигнала НР, без остальных ее ординат, то это сократит объем контрольного канала в десятки раз и поможет оператору в процессе анализа основной информации иметь под рукой очень контрастное изображение о наличии отметок от цели на протяжении всех суток для проведения более достоверной обработки.
Предлагаемая схемная реализация, которую необходимо осуществить внутри блоков и устройств радара НР, приведена на рис. 1.9. После излучения сигнал, подаваемый с передающего устройства на излучатели антенны, после отражения поступает в приемный тракт радара, превращается с аналогового в цифровой вид и поступает одновременно как в основной, так и во вспомогательный контрольный канал. После накопления результатов вычисления АКФ в системе обработки и накопления модулей амплитуд в амплитудном накопителе он будет считан в персональный компьютер для дальнейшей обработки.
Блок генераторов и система управления радара предназначены для синхронизации всех устройств радара и обеспечения их согласованной работы во времени.
Аппаратурная обработка сигнала НР после АЦП в настоящий момент на Харьковском радаре происходит с помощью специализированного устройства «Кентавр». Рассмотрим структурные особенности этого устройства, на базе которых и предложим построение отдельного контрольного канала. Его схема имеет следующий вид (см. рис. 1.10).
На устройство с приемника поступает сигнал на нулевой частоте f пр . Для тактирования работы устройства на него подается тактовая частота F такт , синтезируемая гетеродинами приемника. На выходе приемника установлены полосовые фильтры с прямоугольными амплитудно-частотными характеристиками, позволяющие выбрать ширину полосы пропускания приемника 10, 15 или 20 кГц в зависимости от величины соотношения сигнал/шум.
Вначале сигналы поступают на АЦП, а с его выхода сигнал в двоичном коде одновременно поступает на подканалы (первый из них - для определения мощности сигнала НР), в каждом из которых на перемножитель попадает как прямой сигнал, так и задержанный на некоторое время t (около 30 мкс).
Вычисленные ординаты поступают в сумматоры и запоминаются на протяжении 2000 км. Накопление результатов происходит от излучения к излучению на протяжении всего сеанса измерений. По окончании сеанса накопленные данные считываются в память компьютера, сумматоры обнуляются и сеанс повторяется.
По накопленным результатам затем с помощью персонального компьютера определяются распределения температур электронов и ионов и электронной плотности по высоте, спектральное распределение сигнала НР.
Блок-схема алгоритма обработки сигнала НР, реализуемая затем по накопленным данным, приведена на рис. 1.11.
Рис. 1.10 - Структура соединений устройства «КЕНТАВР»
Рисунок 1.11 - Алгоритм обработки сигнала НР
2 . Разработка амплитудного накопителя сигнала НР
2.1 Выбор и обоснование функциональной схемы устройства
Аналогично первому каналу системы обработки радара НР (накопление уровня мощности или уровня огибающей вдоль развертки) должен работать и новый контрольный канал, но только иметь программно управляемое время накопления результатов, более короткое, чем в основном канале. Структурная схема такого устройства предлагается на рис. 1.12. Он должен состоять из суммирующего устройства, буферного устройства, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), регистра адреса для перебора ячеек ОЗУ и устройства управления.
Суммирующее устройство предназначено для сложения 2 чисел: поступающих с АЦП и возвращаемых с ОЗУ для накопления в моменты времени вдоль высоты, которые задаются передним фронтом импульсов «Такт». При этом ОЗУ должно иметь возможность бланкироваться, или закрывать свой выход на время действия импульса «Обнуление» для очистки ОЗУ. Результат суммирования по заднему фронту импульса «Такт» заносится в ОЗУ взамен своего предыдущего значения, и в результате этого это может быть или увеличивающееся значение (в процессе обычной работы), или нулевое значение (в случае закрытого буферного регистра для очистки памяти в течении одной развертки дальности).
Оперативное устройство предназначено для хранения достаточного количества чисел, которые могут поступить вдоль радиолокационной развертки дальности. Если учесть, что числа поступают через 4 км, а высотный интервал, необходимый для исследования, расположен от 0 до 4000 км, то для этой цели потребуется не менее 1 Кислов. Зададим максимальный объем ОЗУ в размере 4096 слов.
Разрядность чисел, поступающих с АЦП, равна 7 разрядов (старший разряд, знаковый мы не будем использовать). Коэффициент заполнения оцифрованной информацией этих 7 разрядов в среднем не превышает 0.25, что эквивалентно разрядности 2 4 . Добавив еще 9 разрядов, получим результирующий эффект для такой выбранной нами 16-разрядной памяти как для 2 4+9 =2048 обращений для ее полного заполнения.
Вычислим, достаточно ли будет это для нашего случая. Частота излучения посылок радара равна 50 Гц, т.е. 20 раз в секунду. В течении минуты состоится 20х60=1200 излучений, что меньше, чем 2048, но вполне достаточно для нашего случая. Вывод отсюда таков, что длительность сеанса накопления с использованием такого ОЗУ будет более минуты, что вполне достаточно согласно требованию технического задания к дипломному проекту.
Регистр адреса предназначен для изменения номера открытой ячейки от 0 до 4096 в ОЗУ согласно частоте поступления импульсов «Такт», устанавливаясь в исходное нулевое состояние каждый раз в начале новой развертки дальности (задний фронт импульса «Тизп»).
Сняв импульс начала сеанса накопления «Тсеанса» и остановив при этом счетчик, пользователь с персонального компьютера может запретить накопление данных в контрольном канале. Если же с ПК подать импульс «Считывание от ПК», то запрещается последующее накопление результатов в ОЗУ, т.е. в это время можно считать накопление данных в контрольном канале законченным и начать считывание информации.
Выходной результат из ОЗУ одновременно заведен также и на персональный компьютера, который должен иметь входной контроллер с возможностью подсоединения 16-разрядной шины, а также иметь выходы для программной выдачи оператором управляющих импульсов «Обнуление» и «Считывание от ПК».
2.2 Разработка принципиальной схемы амплитудного накопит е ля
Ниже предложена к разработке и рассчитана принципиальная схема амплитудного накопителя, которая соответствует структурной схеме, изображенной на рис. 1.12.
Элементная база контрольного канала должна обеспечивать выполнение заданных функций пи возможно меньшей сложности аппаратуры, необходимое быстродействие и относительно простое сопряжение с аппаратурой радара НР. Так как в цифровых схемах используется напряжение сигнала в пределах 5В, то для построения канала целесообразно использовать микросхемы серии ТТЛ. Представленным требованиям удовлетворяет наиболее распространенные серии К155, К531 и К565, в составе которых есть микросхемы с необходимыми функциональными возможностями. Микросхемы изготовлены по биполярной технологии и размещены в герметичном корпусе типа 2136.64-1 с вертикальным двухрядным расположением выводов.
Сумматор предназначен для повысотного суммирования 7-и разрядного кода, поступающего с АЦП, с 16-и разрядным числом, хранящимся в ОЗУ и выдачи результата, которые будут занесены в те же ячейки оперативной памяти.
Схема электрическая принципиальная сумматора и остальных блоков амплитудного анализатора имеет вид, изображенный на чертеже 1. Так как типовые микросхемы обеспечивают действия с 4-разрядными числами, то для выполнения суммирования 16 разрядных чисел необходимо использование 4 корпусов. Первый элемент суммирования - это 4 микросхемы Д1…Д4 (К531 ИП3П). Для их связи необходим и общая схема быстрого переноса для сумматора - Д5 (К531 ИП4П).
Основные электрические параметры К531 ИП3П при температуре окружающей среды 25+10 0 следующие:
Технические характеристики К531 ИП4П имеют вид:
Роль буферных регистров выполняют ключи (Д6…Д9) - канальные регистры на 4 микросхемах К155ЛИ1, отпираемые импульсами «Считывание от ПК».
Регистр адреса. Регистр адреса предназначен для формирования во время сеанса под воздействием импульсов синхронизатора радара кода адреса ячеек ОЗУ, в которые поступают данные для накопления. Для этой цели использован 4-разрядный счетчик на 3 микросхемах Д10…Д12 типа К155ИЕ7, который благодаря каскадному соединению корпусов реализует общую разрядность 2 12 .
Основные электрические параметры К155ИЕ7 при температуре окружающей среды 25+10 0 :
ОЗУ является полупроводниковой памятью емкостью 4К 16-разрядных слов и предназначено для хранения числовых данных. Оно состоит из 16 элементов памяти с логическими схемами адресации и управления (Д14…Д29). Адрес ячейки памяти необходимо от счетчика подать непосредственно на адресные входы «А1…А12» всех микросхем. Вслед за адресами требуется на вход СЕ установить сигнал Такт, который используется для запоминания информации. Кристаллы ОЗУ снабжены входом CS выборки кристалла, при подаче на который отрицательного импульса «Обнуление» его выходы закрываются.
Технические характеристики К565 РУ1А следующие:
Предельному электрическому режиму эксплуатации БИС соответствуют следующие условия: Ucc1 < 5,3 B, Ucc2 > -6,6 B, 0,2 B > U1 > -0,6 B, 0,2 B > Uref1,2 > -2,2 B, Il < 3 мА.
2.3 Описание работы принципиальной сх е мы
На первые входы элементов «Аi» суммирования поступает число без знакового разряда - т.е. его модуль. На вторые входы «Bi» поступают числа, которые хранятся в ОЗУ и в данный момент времени находятся на его выходах «Fi». В каждом цикле счетчик адреса по переднему фронту импульса «Такт» устанавливается в новое положение. Когда с АЦП поступит результат от очередного участка дальности (также образованный по переднему фронту импульса «Такт»), к моменту появления заднего фронта этого импульса на входах ОЗУ уже установится результат суммирования, так как схема ускоренного переноса за долю мкс успеет передать информацию с корпуса на корпус. По этому фронту он будет занесен на то же самое место в ячейку ОЗУ, т.е. произойдет увеличение содержимого ячейки. К моменту появления следующих переднего и заднего фронтов импульса процедура повторится, но уже увеличится результат в следующей ячейке памяти - и так по всем ячейкам ОЗУ.
На адресные входы счетчика заведен начальный код ячейки ОЗУ, с которой в каждой развертке должно начинаться накопление - нулевой. Этот код в счетчике по серии Такт, поступающей на вход «+1» первого каскада, увеличивается на единицу на каждом высотном участке, достигая максимум 4096, а затем в начале новой развертки обнуляется по входам «R».
Так как период следования импульсов «Такт» равно 4 мкс, а время цикла излучения (или период следования импульсов «Тизп»=20 мс, то всего будет обновлено до 1000 результатов.
3 . Разработка режима считывания контрольных сеансов
3.1 Разработка алгоритма функциониров а ния
Работа нового контрольного канала в режиме накопления модулей сигнала НР требует представления его алгоритма считывания накопленной информации. Ниже на рис. 3.1 представлен такой алгоритм, который описывает следующую процедуру.
Вначале ПК, на вход которого заведены синхронизирующие импульсы радара НР, ведет опрос импульса начала сеанса накопления «Тсеанс». После появления его единичного фронта обнуляется та область памяти ПК, которая отводится для хранения результатов считывания. Затем ПК ведет опрос импульса начала сеанса развертки «Тизп». После появления признака начала радиолокационной развертки дальности (передний фронт «Тизп») анализируется момент установки на выходе содержимого ОЗУ амплитудного анализатора, что происходит, как уже описано в п. 2.3, по переднему фронту импульса «Такт».
Опросив выход ОЗУ и сохранив результат с данного участка дальности, ПК анализирует, все ли участки дальности уже прошли, или еще остались и принимает решение о возврате в начало радиолокационной развертки для следующего опроса, или выход в конец для нормировки результатов.
Нормировка представляет собой приведение принятых отсчетов, которые представляют сумму нескольких сотен, или тысячи чисел каждый, к виду, удобному для дальнейшего анализа. Если известно число разверток, которые составляют длительность сеанса, то необходимо результат на каждом участке разделить на это число.
После этого необходимо провести обнуление контрольного канала, которое позволит ему начать следующий цикл накопления результатов.
3.2 Разработка программного обеспеч е ния
Для моделирования ситуации накопления и считывания результатов в виде модулей сигнала НР потребовалось создать программу, которая считывает данные, хранящиеся в памяти ПК в виде сеансов, так, как если бы они находились в ОЗУ контрольного канала, и проводит их повысотное накопление согласно алгоритму, заложенному в работу контрольного канала.
Одна из задач эффективного программирования заключается в выполнении следующих свойств:
- обеспечение необходимой скорости выполнения и экономное использование дисковой памяти;
- максимальная реализация возможностей инструментального языка;
Рассмотрим первые три характеристики. Для их выполнения обеспечиваются следующие условия: точное определение задачи, нахождение эффективного решения и правильное описание его алгоритма, а также анализ того, как алгоритм реализуется средствами выбранного языка, с учетом т
Амплитудный накопитель некогерентно рассеянного сигнала дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа: Страховые правоотношения
Реферат по теме Производственные кооперативы в рыночной экономике.
Контрольная работа: Национальные вопросы Сибири
Курсовая работа: Економічний аналіз ВАТ "Стахановський вагонобудівний завод"
Курсовая работа по теме Денежный рынок: сущность, структура, регулирование
Финансовый Контроль Контрольная Работа
Реферат: Задачи и методы планирования производства
Эссе История Моей Семьи
Реферат: Склейка древесины
Реферат по теме Обеспечение доступности административных процедур для населения: зарубежный опыт и его использование в Беларуси
Реферат: Конспект по философии Рене Декарт - метафизические размышления. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Понятие, сущность, функции и принципы права. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Пожароопасность: технические средства ограничения распространения и тушения пожара
Оля Написала Сочинение Моя Тезка Впр
Сочинение На Тему Осень 20 Предложений
Реферат: Pilot Pen Tennis 2009
Курсовая Работа На Тему Взаимосвязь Ценностных Ориентаций И Способов Реагирования В Конфликтах У Руководящих Работников
Жүсіпбек Аймауытов Қазақ Халық Әдебиетінің Шебері Эссе
Реферат: Износ оборудования на предприятии и обоснование путей его снижения 2
Базовая Конфигурация Пк Реферат
Развитие промышленности БССР в годы второй пятилетки (1933-1937 гг.) - История и исторические личности реферат
Внутренний аудит качества - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Теория государства и права - Государство и право практическая работа