Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Во всяком случае выборки должны делаться по крайней мере один раз за длительность импульса, что дает проигрыш по сравнению с аналоговой системой СДЦ около 1,5 дБ (это, в частности, установлено для импульса вида 333 ира а общее число бит памяти Э = тг, (5.7.20) где г — разряд чисел (т. е. число бит, приходящихся на слово). Например, при 0 „= 150 км, г = 8 н Т = 2 мкс имеем общую емкость памяти В = 500 ° 8 = 4000 бит. Рассмотрим теперь качество подавления. Учитывая «выпрямленне» сигналов, происходящее в ИЭ, характеристика АЦП имеет вид, показанный на рнс. 5.46. Здесь число уровней квантованияп = (и „вЂ” и щ)/йи, где гаи — шагквантования, ища х — максимальная, а ищ$а Ли ощ минимальная амплитуды преобразуемого сигнала (о' — дисперсия собственных шумов приемного тракта).
Прн этом разрядность г = 1ода и = 3,32 !д и. (5.7.21) Так как помеха, обусловленная квантованием (шум квантования), распределена равномерно в интервале Ьи, то ее дисперсия Лиа/12. В вычитающем устройстве системы ЧПК Зав з(п х/х в предположении, что выборка находится с равной вероятностью внутри интервала, ограниченного ослаблением на 4 дБ). Заметим, что обычно длительность каждой выборки (отсчета) 10 ...100 нс, а интервал Т между выборками (период отсчета) 0,5 ...6 мкс. Сигналы с выхода устройства фиксации ИЭ поступают на АЦП, который дает для каждого элемента дальности цифровое слово, воспроизводящее амплитуду, а также знак видеонмпульсов, поступающих с выхода фазового детектора.
Цифровое слово с выхода АЦП для каждого интервала дальности посылается в цифровую память н через каждый интервал днскретн- 1 1 зацин Т продвигается по ней. Через период повторения РЛС Т„ за- 11 держанные цифровые слова считы- 0 ц л л ваются и цифровым образом вычитаются нз текущих значений с выхода АЦП. Описанный процесс в4а' Ан"а"тт""а" . полностью эквивалентен происхохарактеркетика АЦП дящему в ЛЗ системы ЧПК аналогового типа.
Из сказанного следует, что число цифровых слов за каждый период повторения Та равно (20 ща х/с)/Т, происходит сложение двух некоррелпрованных порций шума, поэтому дисперсия помехи удваивается, т. е. Рп Бпх (5.7.22) Максимальная амплитуда номехп, при которой возможна работа приемного тракта без насыщения, (7„,„= пйп, откуда мощность помехи на входе Рдтв:с = ((7пзах! Г 2 )" = (пбп) 72„(5.7.23) Коэффициент подавления цифровой системы ЧПК г = Р„,!Р„„,, == Зп' = 3 ° 2', т. е.
101я г = 4,8+ 20 1и и. (5.7.24) Качество подавления, выраженное числом децибел подавления па разряд: (1О!я гп)7г == 4,81г + 20 1я и!3,32 1д и 6, так что, например, при 9 разрядах максимальное подавление 9 6=54 дБ. Укажем на заметное отличие цифровых систем от аналоговых. Так как прп заданном шаге квантования йи, ио при меньшей амплитуде помехи (7 „она квантуется на меньшее число уровней и, то соответственно согласно (5.7.24) ухудшается подавление.
Практически разрядность АЦП и емкость памяти выбираются из условия обеспечения большего подавления, чем ограничения, даваемые другпмн параметрами РЛС (модуляция от вращения антенны, нестабильности тракта системы СДЦ и т. д.). Остановимся еще на одной особенности цифровых систем обработки, использующих в качестве памяти, например, регистры сдвига.
Прн этом задержка определяется моментами прихода импульсов считывания. Если они совпадают с синхроннзирующими импульсами РЛС, то время задержки будет совпадать с соответствующими интервалами Т„„Тпм ... между этими импульсами. Поэтому надобность в девобуляцин, описанной в 3 5.5, п. 7 для аналоговых систем, отпадает. В некоторых РЛС она все же осуществляется после подавителя и накопителя для упрощения последующих устройств обработки и отображения информации. 5.
Цифровая система СДЦ с квадратурнымн каналами. Как показано в 3 5.5, п. 5, действенным способом борьбы со слепыми фазами является использование квадратурных каналов с двумя фазовыми детекторами (ФД), дающими последовательности впдеоимпульсов, сдвинутых по фазе ззз на 90'. «Провал» чувствительности в одном канале соответствует максимуму в другом. При этом необходитло, чтобы на входы ФД подавались напряжения со сдвигом фаз 90'. Для этого используют фазовращатели, включенные в цепи между местными гетеродином и смесителем или между когерентным гетеродином и одним нз двух ФД. Применение данной системы в аналоговой форме затруднялось в Рис. 3.47.
Система СДИ с каалратурными каналами РзттР ' ! Рис. 3.48. Цифроаой рсниркулатор связи со сложностью реализации, Однако такой метод построения стал естественным при переходе к цифровым системам. На рис. 5 47 изображена схема, в которой ФД питаются напряжением когерентного гетеродина (КГ) с фазовым сдвигом 90'.
Цифровая память (ЦП), вычитаюшее устройство (ВУ) и другие элементы те >ке, что и на рис. 5.44. Для упрощения устройства объединения (УО) требуемую операцию Ут''-т: т т т Н.ал) .е ° т т пнем в цифровой форме сигнала канала с большей амплитудой с половиной сигнала канала с меньшей амплитудой. Потери, возникающие в данном устройстве, а также при простом модульном суммировании в пороговом сигнале, рассмотрены в э 4.4, п.
2. 336 6. Цифровой рецнркулятор. Рассмотренный ранее рециркулятор (рис. 5.1, в) может быть выполнен цифровым. При каждой циркуляции сигнала х (й) (рис. 5.48) цепь обратной связи осуществляет операцию х (я))1. Выбор оптимального коэффициента обратной связи р производится по формуле, близкой к (5.2.10): р,„, ж 1 — 1/)У, где йг = 2"— число импульсов пачки. Таким образом, цепь ОС выполняет операцию х (й) — х (й)72".
Если, например, гт' = = 2' то (1овг = О 875. 1ГЮФ5573 о Рнс. 5.49, Объеднненне разря. дов Сбе~хедз( 5 саяна- й 1 лгала Рнс. 5,50. Устройство форинровання сигнала обратной связи (ОС) Рассмотрим некоторые особенности схемы рис. 5.48, в которой входной сигнал поступает, например, из устройства объединения квадратурной системы СДЦ.
Следует учесть, что в накопителе не предъявляются такие высокие требования к разрядности, как в системе СДЦ. Если, например, использовалось 8-разрядное слово (7 значащих разрядов со 2-го по 8-й и знак в старшем первом разряде), то в накопителе достаточно иметь, например, 5 разрядов, что позволяет сократить емкость памяти. Для этого информация низших 7-го и 8-го разрядов объединяются с 5-и разрядом в элементе ИЛИ (рнс.
5,49),т. е. происходит округление 7- разрядного двоичного слова до 5-разрядного (например, 1 337 ооооошо 11ОШ ! ! Сумма в инверсном коде Сумма в прямом коде Сумма после округления 11100011 00011100 00100 т. е. образуется то же число, что и на входе ()1 — 1) 7, Скорость цифровой фильтрации во временной области. Для определения алгоритма работы ЦФ во временной области воспользуел!ся соотношением (5.7.8) У (г) = = Х (г)К(г), где согласно (5.7.10) К (г) =- д 1д(й)1. Так 333 нз 7-го и О нз 8-го разрядов дают! на выходе элемента ИЛИ, которая суммируется с 0 пли 1, записанными в 6-м разряде). Пятиразрядное слово поступает на сумматор арифметического устройства (АУ) рециркулятора.
Отсюда через устройство формирования сигнала обратной связи (ОС) оно подается на оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и на выход рециркулятора. Через период повтореяия РЛС информация с выхода ОЗУ поступает па второй вход АУ (сумматора). Устройство формирования сигнала ОС представляет собой 8-разрядный сумматор параллельного типа с последовательным переносом единицы (рис. 5.50). Входная 5-разрядная информация (разряды на рис. 5.50 пронумерованы) поступает в прямом коде на входы 4, б, 6, 7 и 8-го разрядов, а эта же информация в инверсном коде — па (1 — 5)-й разряды. На свободные входы 1, 2, 8-го разрядов постоянно подается О, а на свободные входы б, 7, 8-го разрядов 1.
В результате для 1!о, = 0,875 осуществляется оперзция х — х/8 (х — значение на входе). На выход информация в прямом коде подается только с 5 старших разрядов устройства ОС после округления, описанного выше (см. рис. 5.49). Заметим, что в данном варианте построения коэффициент обратной связи за счет округления равен 0,875 лишь для максимальных сигналов (5 бит). Для слабых сигналов, соответствующих в трех последних разрядах 1О! и менее (нули в старших разрядах), коэффициент обратной связи равен 1. Пусть, например, с выхода сумматора АУ(рис.
5.48) на устройство формирования сигнала ОС (рис. 5.50) поступает число 00100. При этом на одном из входов сумматора, показанного на рис. 5.50, образуется в прямом коде число ООКЮ100, на втором входе после инверсии — число 11011111. При суммировании имеем как обратному г-преобразованию во временной области со- ответствует дискретная свертка (5.7.7), то получим и У(11) =-. ~Р х(а — й) п(й). (5.7.25) *=! Сравнивая дискретную свертку с интегралом свертки для аналогового фильтра в виде у (!) = ) х (! — т)л (т)Ж, д видим, что непрерывное время ! заменено номером отсчета 11, а непрерывное время т — номером отсчета й. Как видно из (5.7.25), для получения только одной выборки выходного сигнала в точке пТ надо просуммировать все предыдущие выборки входного сигнала с весом и (лТ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
