Радиоавтоматика - Коновалов Г.Ф. Москва, 1990 (1000004), страница 31
Текст из файла (страница 31)
рпс. 10.30). Сигнал с ЦФД сначала подается на цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ), а затем на цифровой перестраиваемый генератор, который состоит нз УДИ, СД и опорного генератора (ОГ). На вход УДИ подаются импульсы коррекции и,+ и и„а также последовательность пм. пульсон ио от ОГ с частотой )с. Г!ри поступлении импульсов коррекции и„е (иа ) в последовательность добавляются (или нсключа1отся) импульсы коррекции, что приводит к изменению фазы сигналов последовательности иа на =Е360'/па, где л„— коэффициент деления СД. Импульсы коррекции поступают на управляющие входы УДИ периодически, позтому частота сигнала на выходе делителя изменяется. На рис.
10.39 приведены графики, поясняющие принцип работы замкнутой ФАПЧ при начальной расстройке (~пгФ)э) ° Для упрощения графики изобрамсены для случая, когда ЦФНЧ отсутствует, т. е. сигнал с ЦФД подается непосредственно на УДИ. Как видно из рис, 10.39, первые два импульса от ЭГ совпадают с последовательностью иэ, в результате чего на положительном выходе ЦФД появляется импульс коррекции, что приводит к добавлению импульса в опорную последовательность и,.
Момент появления третьего импульса от ЭГ совпадает с меандровой последовательностью и ь в результате чего импульс коррекции генерируется на отрицательном выходе ЦФД. Под действием этос го импульса из опорной последовательности ио исключается один импульс. с Добавление импульса коррекции приводит к и„ уменьшению периода меандровой последователь- и е ности, а исключение — ' к его увеличению. Таким образом, через какой-то промежуток времени в ряс. )о.зз.
К пояснению прин- системе ЦФАП усганав- пипа работы цифровой ФАП'ч ливается режим, при котором средняя частота колебаний сигнала с ЦПГ равна частоте сигнала ЭГ. Отметим, что в непрерывных системах ФАП в установившемся режиме при равенстве частот сигналов от эталонного и перестрапваемого генераторов равны и их мгновенные значения. О ценим основные показатели качества работы'системы ЦФАП. С этой целью найдем передаточные функции системы и ее элементов. В результате добавления (исключения) импульсов коррекции в опорную последовательность среднее значение частоты ЦПГ изменяется и становится равным )„„= = 1/(ид+г), где г — число импульсов коррекции за один такт работы системы.
Таким образом, приращение частоты ЦПГ ! 1 г Тя (яд+ г) Тодд То дд (яд + я) Ограничимся случаем, когда и )) г. При этом ( )= /(Топя) и Топд=Т. Изменение частоты приво- дит к приращению фазы сигнала ЦПГ на Л~р(аТ) = 2п = — г(лТ). Тп пп о и За п интервалов работы системы фаза сигнала ЦПГ и — ! гр „(пТ) = — ~~ г (тТ). 2я %~ пд гп =-О У-преобразование последнего выражения позволяет по- ', лучить 1Рппг(г) = — — Г (г), 2п 1 лп г — 1 отсюда передаточная функция ЦПГ пппг )г ппг(а) = г — 1 где йп„„= 2п/ап.
При большом числе уровней дикримииационную характеристику ЦФД можно приближенно заменить линейной зависимостью и записать в виде ип = йпЛ<Р, (10.90) где Йп=!/Лип; Лип — шаг квантования. Влияние квантования на качество работы можно учесть, как это делалось ранее, путем дополнительного сигнала — шума квантования (10.1). При малом числе уровней квантования замена нелинейной характеристики ЦФД линейной (10.90) неточна. Однако если система ЦФАГ1 работает в условиях действия помех, то нелинейная дискриминационная характеристика ЦФД может быть заменена линейной, крутизна которой определяется методом статистической линеаризации (см. гл, 12). При этом передаточную функцию ЦФД можно представить в виде Кп(г) =йп. Оценим устойчивость системы ЦФАП для случая, когда передаточная функция цифрового фильтра нижних частот (!0.9!) Фильтр с передаточной функцией '(10.91) позволяет обеспечить астатизм второго порядка, а также необходимый уровень фильтрации помех.
206 На рис. 10.40 приведена структурная схема ФАПЧ, согласно которой передаточная функция разомкнутой сис. темы )и в [а) лв 1'цпг ° в в В соответствии с критерием устойчивости Гурвица система ЦФАН устойчива, если выполняется условие 1>йг л2 — 4[дайн„. Коэффициент передаточной функции Рис.
1ОЛО. Структурная схема цифровой ФАПЧ ЦФНЧ пг выбирается из условия получения нужного характера переходного процесса в виде частотной характеристики системы ЦФАН, При й~>йдйнкг/4 полюсы системы — комплексно-сопряженные, поэтому переходный процесс имеет колебательный характер и относительно ошибки в соответствии с [10.46) имеет вид ф[пТ) = — [ [ Л [ з[пО[п+ 1) — в[и бп), [Л[л где [Л[, О=агс1аб/сс — модуль и аргумент комплексно- сопряженных полюсов системы; а, Π— действительная н мнимая части полюсов системы. На рис. 10.41 показан график переходного процесса в системе ЦФАГ1, а на рис.
10.42 — частотная характери- ~Я9ш) "тг'х шТ Рис. 10.41, Переходный про. цесс в свстеме ЦФАП Рис. 10.42, Частотная характеристика цифровой ФАПЧ 207 стика этой системы, вычислительная при А,=0,25 н (удп;=0,5. Дискриминационная характеристика ЦФД имеет периодический характер, поэтому так же, как и в непрерывных системах, для систем ЦФАП существует значе-, ние начальной расстройки частоты ЦПГ относительно ' частоты ЭГ, при которой возможен режим слежения час- ( тоты ЦПГ эа частотой ЭГ. Максимально допустимое 1 значение расстройки частоты называют полосой удержа- ~ ния: ьууд=2лпдд/(пдТ) $10.14. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СРЕДСТВ В СИСТЕМАХ РА Создание микропроцессорных средств (МПС) открыло новые возможности для совершенствования систем РА, реализации в них более сложных алгоритмов управления. Внедрение МПС в РЭА различного назначения определяется в основном их быстродействием и функциональными возможностями, В настоящее время МПС примеияютси в системах радиосвязи, различных устройствах цифровой обработки сигналов, радиолокационных, оптимальных и адаптивных системах РЛ.
По мере совершенствования и нарастания функциональных воэможностей МПС области их применения расширяются. Микропрол(ессор (МП) — устройство, состоящее из одной или нескольких больших интегральных схем (БИС), выполняющих функции аналогичные процессору ЭВМ. Совместно с БИС оперативного (ОЗУ), постоянного (ПЗУ) и перепрограммируемого (ППЗУ) запоминающих устройств и другими устройствами на БИС микропроцессор образует микропроцессорный комплект (МПК), на основе которого строят вычислительные устройства различного назначения. Различают два вида вычислительных устройств с использованием МПС: вычислители с устройствами управления, выполненными на комбинационных схемах, и вычислители с программными запоминающими устройствами.
Микропроцессоры первого вида называют МП с фиксированным набором команд. В таких МП достигается максимальное быстродействие. Устройство управления МП второго вида реализуется программным способом, согласно которому любую операцию представляют в виде микрооперацнй, выполняемых за . один такт работы арифметического устройства. Совокупность микроопераций образует микрокоманду, которая 208 „редставляет двоичное число, содержащее код операции, а также коды адресов исходных данных и конечного результата, Устройства, предназначенные для хранения и' считывания микрокомаид, реализуются на БИС ПЗУ и ППЗУ.
Изменение выполнения операций ведет к смене микропрограммы, что позволяет применять один и тот же тяп микропроцессорного комплекта (МПК) для построения различных вычислительных устройств. Для считывания каждой команды требуется обращение к ПЗУ, поэтому быстродействие МП с микропрограммным управлением ниже быстродействия МП с фиксированным набором команд. Элементы МП (операционные устройства, управляемая память и др.) могут размещаться в одной микросхеме.
Так построены отечественные МПК серий КР580 и КР!810. Использование таких МП упрощает построение вычислительных устройств, облегчает их программирование, однако сопровождается значительным сокращением их быстродействия. Для повышения быстродействия и универсальности МПС выполняются по модульному принципу, в соответствии с которым микропроцессорное устройство выполняется из функциональных модулей. Модульный принцип построения МПС позволяет за счет выбора необходимых модулей создавать микропроцессорные устройства различного назначения. МПС отличается от остальных изделий вычислительной техники тем, что они реализуются на одной или нескольких БИС. При современном развитии технологии максимальная площадь кристалла БИС не превышает 50 ммэ. Такая небольшая площадь приводит к тому, что для построения микропроцессорных устройств приходится использовать несколько БИС, поэтому современные МПК состоят из нескольких десятков БИС различного назначения.
Разрядность микропроцессорных БИС обычно равна 4, 8 и реже 16, необходимая разрядность микропроцессорных устройств реализуется за счет объединения нескольких БИС. Микропроцессорные БИС с ограниченным числом разрядов называют секпионнылш. Подобные МП БИС являютсяосновной элементной базой микропроцессорных устройств, применяемых в РЭА и системах РА. В секционных МП управляющее устройство строится по принципу микропрограммного управления, что позволяет составлять микропрограммы с учетом специфики решаемых алгоритмов. 14 — 493 209 На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
