Введение к работе
. AKIZ^Ib3CTb_TeMH. Цифровые радиоприемные устройства (ЦРПУ) позволяют перейти на новый качественный уровень в технике радиоприема. В ЦРПУ возмокиа с высокой точностью реализация с.чоясшх методов- обработки сигналов, недостижимая в аналоговых .радиоприемниках. К осяошшм методам обработки сигналов следует отнести фільтратів и демодуляция, так как от них прежде всего зависит помехоустойчивость приема. Однако выполнение цифровой обработки сигналов на современной элементной басе часто связано с болыпей по1-тробляєї.'.ой нощностьца иногда и габаритами аппаратуры, чем реализация аналоговой. Одним из путей преодоления. этих недостатков являются разработка и применение эффективных методов цифровой обработки сигналов, позволящих значительно снизить требования к производительности и объему цифрового оборудования ЦРПУ. Решение данных задач позволит.создать конкурентоспособное ЦРПУ. Необходимо откатить, что в ИГЛУ, из-за их специфичности, во многих случаях, либо неприменимы* либо не дают должного аффекта метода'обработки, используемые в аналоговых приемниках, а также ряд цифровых методов, применяемых в других областях техники. Настоящая диссертационная работа госвяззна разработке эффективных методов фильтрации и демодуляции сигналов в ЦРПУ, что и определяет ей актуальность.
Цель работы - разработка и исследование'эффективных методов фильтрации и демодуляции сигналов в ЦРПУ. Для,достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач.
Г.РвзраОотка и исследование устройств квантования с предска
занием и формирования квадратурных составляищих на входе цифрового
фильтра основной селекции. ; . .
2.Разра0отка алгоритма ускоренного синтеза равнополосных нерекурсивных цифровых фильтров (НЦФ), анализ и выбор формула для оценки длины импульсной характеристика! (ИХ) НЦФ. '
3.Синтез и сравнительный анализ эффективных методов и структур многоканальной щіфровой фильтрации. .
4.Синтез и сравнительный анализ 'эффективных--'алгоритмов и структур покогеронтнкх демодуляторов сигналов частотной телеграфии <ЧТДч).
Ш12_и2522ния- В диссертации-приведена результати теоретических и экспериментальных исследований, полученных с использованием методов теории радиотехнических цепей'и сигналов, методов вычислительной математики, теории вероятности и случайных процес-' сов, математической'статистики, теории оптимальных методов приВма . . сигналов и оптимальной фильтрации.
Шї"ная_новкзна. Новыми является следующие результата дяссер-.
тациошой работы. .,.''
I.Разработаны структуры устройств квантования с предсказанием полосовых колебаний по методу дельта-сигма модуляции'(ДСЫ), получены для них оценки динамического диапазона, синтезированы и исследованы НЦФ с гладкой- амплитудно-часхотЕои характеристикой-' (АЧХ) для формирования квадратурных составляющих.; -'...- ', \
2.Предложен алгоритм ускоренного синтеза.равнополоешх. НЦФ и'. проанализированы формулы для оценки длины ИХ Щф. . ." .. : .
3. Произведены.синтез устройств и сравнительный анализ методов
многоканальной цифровой фильтрации. ; '; '
4.Получены и .проанализированы алгоритмы и структуры некоге-ронтного цифрового демодулятора бинарных сигналов частотной телеграфій (ЧТ), исследованы алгоритмы: приближенной оценки огибающей (ПОО)'И произведен расчёт помехоустойчивости ЧТДм с П00.'-:
ивБ1Н39ская_ценность диссертационной работы заключается, в
следующем. :.;:
I.Предложенные структура квантования с прэдказаяиам полосовых колебаний по методу ДОМ позволяют наиболее. аффективно обменять высокую частоту дискретизации на. число уровней квантования,.- там самым увеличить динамический диапазон ЦРПУ. Применение НЦО. с,глад-' ; кой АЧХ дв8т возможность для формирования квадратурных составляющих использовать простую цифрову»,аппаратуру, не содерзащу» умножитель. Ускоренный синтез равкополосных ЩФ требует во много раз меньше вычислительных затрат, чем традиционные алгоритма. На основании рекомендованной формулы оперативной оцо:аси длины І5С была получены аналитическиз выражения числа умножения для структур гре-
2.Результаты сравнительного анализа перспективных структур гребенок КЦФ позволяют осуществлять выбор структуры, обеспечивающей шшімальнив ' проіізьодательцость л объСч . Цифрового оборудования.
3.Результат анализа полученных алгоритмов и разработанных структур некогерентного ЧТД« дакт возможность выбрать наиболее аконсиичную структуру в зависимости от того,какая элементная база _используется:'сигнальный процессор или процессор общего применения. Результаты расчЗтов помехоустойчивости ЧТДм с ПОО позволяют осуществить обоснованный выбор алгоритма цифровой обработки в зависимости от типа процессора.
Оригинальные технические решопия защищены тремя авторскими 'свидетельствами. .
?бЭШ5Ш?3^_12ЗЕЭжэ^зультатдв_кссле20ванкл. .- І.В НИИ радиовещательного приёма и'акустики ил.А.С.Попова при создании радиовещательного приЗмника использован цифровой процессор, реализующий функции формирователя квадратурных составляющих и фильтра основной селекции.
2.В Омском НИИ приборостроения результаты диссертационной работы использованы при разработке цифрового блока защиты от сосредоточенных по'частоте помех связного-приёмника. '.' Результаты внедрения подтверждаются соответствующая актами.
АпробР.ция, работы. Основные полоеэния работы докладывались на X1TV Есосовз. научн. сессии НТО РЭС им.А.С.Пспоеэ (Москва, 1989.), Всзсоез. науч.-техп. конференции- "Развитие . и совершенствование
. устройств -синхронизации -в системах связи" . (Горький, 1988.), . Все-союз. науч.-техн. конференциях "Цифровая обработка сигналов з системах связи и управления" (Суздаль,:I98S; Ростов.Великий, 1990,
.1991.)» , Всасога. школе-сеиинаре по цифровой обработке сигналов (Москва, 1982),.,. Есарос-. науч.-техн. конференции "Радиоприём и. обработка сигналов" (Нижний Новгород,1993 ), Боерос. . науч.-практ. конференции "Перспективы развития радиоприёмной, электроакустической, студийкой и звукоусилительной техника" (Санкт-Пэторбург,1Э93), региональной-науч.-техн* конференции "Проблемы техники и технологий XXI века" (Красноярск,IS94), Юбилейных науч.-тзхн. конференциях (Омск,1988,IS92:), .Областных науч.-техн. конференциях "Проблема радиосвязи,стабилизации частоты и акусгоэ-лэктроникия (Омск,1983,1937), -иауч.-техп. конференции "Проблемы создания аппаратуры радиосвязи и .радиоэлектронных устройств народнохозяйственного и бытового .назначения" (Омск,1990. і.
3 :
Зїблккящік. По тама диссертации- опубліковано 19 научных работ, в том числе 3 статьи в центральной печати и 3 авторских свидетельства на изобретение. .
Ст^^кт^2а_и_дбъ5м_диссертации. Работа состоит из введения,
четырёх разделов, заключения, списка основных сокращений,' списка
литературы из 32 наименований и двух приложений. Основной, текст
изложен на S9 страницах, содержит таблиц и иллюстрируется 40
рисунками. .
0сноБные_полдж9ниял_Бындсимыв_на_заит2 -
I.Структуры устройств квантования с предсказанием полосовых
колебаний по методу ДСМ и оценки их динамического диапазона, ре
зультаты синтеза и исследования ЩФ с гладкой АЧХ для формирования
.квадратурных составляющих. .'.-''..
2.Алгоритм ускоренного синтеза равнополосных ЩФ и результаты
анализа формул для оценки длины ИХ. .....:.
3.Результаты синтеза устройств и сравнительного анализа мето-." . дов многоканальной.цифровой фильтрации.:.
4.Результаты синтеза и анализа алгоритмов и структур некоге-рентного демодулятора ЧТ сигналов и алгоритмов приближенной оценки, огибаюцей.
