Амплитудный накопитель сигнала некогерентного рассеяния
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?дновременно 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.
1.3 Обзор аналогичных устройств
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 fпр. Для тактирования работы устройства на него подается тактовая частота Fтакт, 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
.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 Кслов. 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 24. Добавив еще 9 разрядов, получим результирующий эффект для такой выбранной нами 16-разрядной памяти как для 24+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 одновреме