Регулирование мощности шума по принципам адаптивной фильтрации, отвечающей высоким требованиям к точности настройки
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
о изменить при необходимости.
Следующая группа необходимых параметров - локальные параметры. Они задаются и используются только в пределах модуля. Как видно, они могут зависеть от внешних параметров.
localparamN =1 << n,//2^n
K =1 << k,//2^k_COEF =2*N/100, //2*M*N, M=0.01_COEF_min =1 << (n-1),_COEF_CORR_max =4096;
Коэффициент скорости сходимости SPEED_COEF - масштабированный коэффициент скорости сходимости для M = 0,01. TRANS_COEF_min - минимально возможное значение принимаемое коэффициентом передачи, соответствующее минимальному ослаблению в два раза. Максимально возможное значение принимаемое коэффициентом передачи получается при использовании регистра TRANS_COEF, имеющего разрядность на единицу больше, чем n, что соответствует максимальному усилению в два раза, предотвращения расчетных ошибок также ограничен регистр содержащий корректировку коэффициента передачи на каждом цикле работы регулятора TRANS_COEF_CORR_max.
Параметр n, как сказано выше, определяет точность системы. Минимальное значение масштабированного коэффициента передачи Wqk = 1, следовательно, минимальное значение итогового коэффициента передачи будет равно 1/Nr, Nr = 2n. В данном случае параметр n =15, то есть минимальное значение коэффициента передачи (и шага подстройки) будет равно 0,00003 (0,00026 дБ), что превосходит заданный в исходных данных шаг подстройки, равный 0,09 (0,75 дБ). В начале работы коэффициент передачи устанавливается следующим образом:
initialTRANS_COEF = N,
что соответствует коэффициенту передачи W равному единице.
Полный код модуля на языке Verilog, описывающий работу согласно функциональной схеме, приведен в приложении Г. В данной главе приведены особенности разработки цифровых систем на ПЛИС с использованием программного пакета Quartus II и языка описания аппаратуры Verilog HDL. На основе структурной схемы разработана функциональная схема системы шумовой автоматической регулировки усиления. В соответствии с алгоритмом и функциональной схемой синтезирован модуль системы ШАРУ, листинг которого приведен на языке Verilog HDL. Разработана интерфейсная часть модуля, для его последующего встраивания в файл верхнего уровня. Описаны изменяемые и локальные параметры разработанного модуля. Установлено, что шаг подстройки коэффициента передачи существенно меньше заданного в исходных данных.
4. Выбор элементной базы и описание принципиальной электрической схемы устройства
.1 Выбор элементной базы
.1.1 Выбор ПЛИС
Выбор элементной базы, на которой синтезируется алгоритм работы, обусловлен следующими факторами:
переход от одного семейства ПЛИС к другому не представляет большего труда;
так как синтез устройства проводился в САПР Quartus II 9.0 целесообразно выбрать один из кристаллов, поддерживаемым этим программным пакетом;
в связи с ограничением элементов, разрешенных к использованию, необходимо выбрать ПЛИС, соответствующую данному требованию.
В процессе синтеза и предварительной компиляции проекта системы ШАРУ было установлено, что логическая емкость ПЛИС EPF10K100ARI240-3 фирмы Altera достаточна для реализации данного проекта. Наименованиие модели ПЛИС расшифровывается следующим образом: EPF10K100A - обозначает семейство ПЛИС и его логическую емкость, R - тип корпуса, I - индустриальный тип исполнения (диапазон температур от -40 до +100 С), 240 - количество контактов, 3 - градация скорости[5]. Также она является одной из немногих ПЛИС, доступных вследствие ограниченной разрешенной к применению элементной базы, является
4.1.2 Выбор микросхемы конфигурационного ПЗУ
В качестве конфигурационного ПЗУ выбрана микросхема EPC2LI20 фирмы Altera. В спецификации на ПЛИС EPF10K100ARI240-3 рекомендованы следующие типы ПЗУ: EPC1, EPC2, EPC1441. Микросхемы EPC1 и EPC1441 требуют дорогостоящего оборудования для программирования микросхем. Более того, эти микросхемы не позволяют многократно записывать в них данные, что существенно увеличит расходы и трудоемкость на проектирование устройства в процессе отладки. Микросхема EPC2LI20 является микросхемой многократного программирования. Стоит отметить также, что эта микросхема не требует специального устройства для программирования - для ее программирования используется тот же программатор, что и для записи данных в ПЛИС по порту JTAG, что позволяет использовать один и тот же программатор для обоих устройств [6].
4.2 Описание принципиальной электрической схемы устройства
Разработана принципиальная электрическая схема системы, приведенная в приложении Д на 4 листах. На схеме приняты следующие обозначения: D1 - ПЛИС EPF10K100ARI240-3, D2 - конфигурационное ПЗУ, C1тАжC22 - конденсаторы, разъемы X1тАжX3 и резисторы R1тАжR10. Конденсаторы C3тАжC22 номиналом 0,1 мкФ каждый должны располагаться непосредственно рядом с ПЛИС, а электролитические конденсаторы С1, С2 номиналом 0,47 мкФ каждый - как можно ближе к разъему Х1,так как они являются фильтрующими. Разъем X1 - трехрядный, содержащий в каждом ряду A, B, C по 45 контактов, предназначенный для подачи на ПЛИС питающего напряжения - VCC (на устройство подается питание +3,3 В), а так же для осуществления коммутации с внешними устройствами. С помощью него на ПЛИС подаются тактовый сигнал, или синхросигнал, и входные сигналы, а также на его контакты под действием управляющих сигналов поступают выходные сигналы. Разъемы X2 и X3 представляют десяти контактные джемперные линейки. Разъем X2 предназначен для программирования ПЛИС по цепи JTAG, а разъем X3 - для программирования ПЗУ. Процесс конфигурирования ПЗУ или ПЛИС долже