Регулирование мощности шума по принципам адаптивной фильтрации, отвечающей высоким требованиям к точности настройки
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
Реферат
регулирование мощность шум фильтрация
Объектом исследования является система регулирования мощности шума.
Цель работы - разработка системы регулирования мощности шума, построенная на принципах адаптивной фильтрации, отвечающая высоким требованиям к точности настройки.
В процессе работы проводилось исследование возможных путей реализации системы, разработан программно-аппаратный модуль, реализующий наиболее подходящий из рассмотренных алгоритмов. Проведен анализ функционирования и проверка работоспособности системы.
Полученное изделие отличается высокой точностью, легкой встраиваемостью и масштабируемостью.
Введение
В радиолокационных системах для измерения угловых координат используются парциальные приемные каналы в угломестной плоскости. Точность измерения угловых координат зависит от идентичности амплитудно-фазовых характеристик парциальных приемных каналов. В свою очередь, идентичность характеристик определяется разбросами коэффициентов усиления приемных каналов и фазовыми ошибками, а также характеристиками антенн. Существуют трудности обеспечения высокой точности идентичности и стабильности амплитудно-фазовых характеристик приемных каналов. iелью обеспечения идентичности и стабильности амплитудно-фазовых характеристик парциальных приемных каналов вводится коррекция межканального рассогласования.
В связи с тем, что изменение параметров парциальных приемных каналов происходит медленно, коррекция межканального рассогласования осуществляется во время молчания РЛС, то есть при отсутствии излучения.
Наибольшее влияние на разброс характеристик в приемных каналах оказывают собственные шумы приемного тракта радиолокационной станции. Стабилизация мощности шумов на выходе аналоговой части приемного тракта осуществляется чаще всего с помощью шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ). В настоящее время при выборе схем реализации ШАРУ предпочтение отдают цифровым вариантам.
Большинство универсальных устройств обладают недостаточным быстродействием и не всегда позволяют достичь требуемой скорости вычислений в реальном масштабе времени, что вызывает необходимость построения специализированных систем обработки сигналов, например с использованием программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).
Анализ экспериментальных результатов эффективности стабилизации мощности шума, полученных в процессе исследования работы различных систем ШАРУ показал, что главное различие между рассмотренными системами ШАРУ заключается в способе и точности оценки значения мощности огибающей шума.
1. Анализ исходных данных и рассмотрение вариантов алгоритма
.1 Анализ исходных данных
Проанализируем исходные данные (ИД), приведённые выше. Целью работы стоит разработка цифровой части системы шумовой автоматической регулировки усиления с применением современной элементной базы с диапазоном регулирования -6 дБ..+6 дБ. Предъявляются следующие требования к параметрам входного сигнала и системы в целом:
разрядность входного сигнала - 12 (старший разряд - знак);
тактовая частота 24 МГц, синхросигнал с длительностью 0,83 мкс и периодом 15 мс;
при использовании квадратурных составляющих сигнала для расчета, темп их следования 1,2 МГц;
при использовании аналогового аттенюатора для регулировки, необходимо вырабатывать четырехразрядный код аттенюации, соответствующий диапазону от -6 дБ до +6 дБ с шагом 0,75 дБ;
логические уровни напряжения соответствуют транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ).
Тактовая частота, разрядность входного сигнала, логические уровни напряжения и параметры синхросигнала являются не корректируемыми параметрами, которые обусловлены исходными данными, в том числе и на смежные системы. В то же время можно задать масштабируемость тех или иных параметров, облегчив тем самым внедрение системы ШАРУ в другие или модернизируемые изделия.
Аналоговый аттенюатор, описанный в исходных данных, выполняет две основные задачи:
поддержание уровня напряжения входного сигнала в рамках диапазона работы АЦП;
является исполнительным элементом системы ШАРУ.
Вариант построения системы ШАРУ с применением аналогового аттенюатора имеет ряд недостатков:
жестко заданный диапазон и довольно большой (0,75 дБ) шаг регулирования, который ограничивает точность подстройки;
большее влияние внешних факторов на точность подстройки;
более высокие массогабаритные и ценовые показатели.
В связи с вышеизложенным, целесообразно рассмотреть вариант, разработки цифровой системы ШАРУ без использования аналогового аттенюатора, при условии выполнения требований, указанных в ИД.
1.2 Анализ принципов адаптивной фильтрации
Как сказано выше, разрабатываемая в данной работе система необходима для регулировки уровня сигнала входного тракта таким образом, чтобы свести мощность шума в каналах на выходе системы к одинаковому значению. Это достигается путем измерения мощности шума в каждом канале и подстройки коэффициента передачи, таким образом, чтобы выполнялись данные требования. Можно сказать, что коэффициент передачи адаптируется под текущую шумовую обстановку в каждом канале в отдельности. Таким образом, данную систему можно свести к цифровому регулятору, построенному на основе адаптивного фильтра [1], [