hhis16 (558081), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Научно выражаясь, авюкорреляционная функция этой последовательности представляе~ собой дельта-функцию Кронекера при нулевой задержке и равна -1,'К при любой другой задержке. Отсутствие «боковых лепестков» автокарреляционной функции 3 и а как раз то свойство. которое делает ПСП очень полезными в радиолокационных сис темах. Увив«ление Р.7. Покажите.
что пиллсловятельносгь. полученная с т.омосльм 4-разрядного регистра слвнтя 1с отвспымя я =- 2, и = 48 уловяетвортте~ этим своиствьм К качессв~ выколае вопмигс Оь !ОООПП7 !ШО! ! ! 9З4. Формирование аналогового шума с нспользоваиием последовательностей максимальной длины Преимушества шума, полученного цифровым способом. Как ранее уже отме'галась. цифровой выход регистра сдвига с абра*,- ной связью, вырабатываюшет а последовательность максимальной длины. можно преобразовать в белый шум с агракичектюй пгзласой используя фильтр пкжких част от, часта та среза каталога сучпествекка ниже тактовой час ютът регистра Прежде чем вдаваться в дега.тн, покажем не«ссорьте лренмутдества акп таговато шума.
лолученноса цифровым способам Памть мо все с прочего., ттрн такам гсагиодс лаявляетс:я вазможность, енеркрапати саум с залаккыми спек с ром н амллк гудов ,. лолстрайкаи ла;юсы !путем подстройки акт анап часта.ты)., используя надежные и простые в обрагцекик цифравьш схемы Здесь атсстсгвуют нестабильность гекера- торов на шумящих диодах. проблемы взаимовлияния и помех, которые не лают покоя чувствительным маломощным аналоговым схемам диодных или резисторных генераюров шума. Наконец, цифровые схемы генерируют повторяемый «шум»; если его о 7 филю ровать с помощью взвешенного цифрового фильтра (более подробна об этом несколько позже)„то можно получить повюряемые колебания шума, независящие от тактовой частоты.
9З5. Энергетический спектр последовательности, сформированной прп помощи репктра сдвига Спектр выходного сигнала. генерируемого регистром сдвига максимальной длины, составляют колебания шума от частоты повторения всей последовательности ум„птК до тактовой частоты и выше. Да частоты 12% от тактовой спектр имеет плоскую часть с неравномерностью -7-0,1 дБ. затем наблюдается быстрое падение до уровня — 0,3 дБ на частоте 44% 7,',„,. Таким образом, фильтр нижних частот с частотой среза в верхней области 5 — 10% от тактовой частоты будет преобразовывать выходной сигнал регистра сдвша и аналоговое напряжение шума с ограниченной полосой. Для этой лели достаточен лаже простой ЯС-фильтр, хотя, если возникает необходимость в тачкой полосе шума, та желательна использо.
вать активные фильтры с крутой характеристикой на частоте среза (см та. 5) Для того чтобы этк утверждения звуча.ш более убедитетч,ка. обратимся ь выходному сшкалу регистра сдвига к ею спектру Обьгчко желательно исключи с ь настоянную составляюгцую в цифровом сигнале., формируя выходной сигнал. в котором «1» соатветтствует напряженке 4.« В, а «О» — а В (рис. 9.84). Эта можно легка сделазь с помашькт двух гактного транзисторного каскада.
пакачанното ка рис 9.85. Можно также испаттьзавать МОП-транзисторы. схемы стабилизации напряжения с фикснруплцкми диодами. быстродействующий операционный уси- Рис Ч,85 Препизионняя биполярная вмя ступень с иттзким л, „ литель с регулировкой тока посто составляюшеи в тачке суммирования КМОП-ключ 4053, работающий от + с двумя входами. подключенными кк ючкикам питания. Как мы отмечали выше„автокар цианная фуакпня последовательности волов на выходе содержит один пик., состояния ка выходе представить чи + 1 и — 1, та цифровая автакорреляц ная функция будет иметь вкд, показан ка рис 9.86, !цифровая автокаррел эта сумма произведений саатветст тцкх разрядов лри сравкенли после те тькастл дванчньгх символов с ее кутай вопиет)) г авят т теряслет иктсеяг часа Рнс "8« Дяскре-ем твсокстртмлят чзя полино пвкм мьксимяльнои ~ ьсс1 я 688 Глава 9 Сопряжение цифровых и аналоговых сигналов т парная та»гаваи »астать~ ,, 8.1 Яй аа:гк,'та„т -1,8 ай аи 287 Гт „, ти ' такт т'гав атиаанцм К анти»ха» ц»та- 2 1 ааи »»стати Рис 9 87 Непрерывна» автокорре»апионна» функоии Лл» полното цикла максима»ьной послепователь- ности Не путайте ее с непрерывной автокорреляционной функцией, которую рассмотрим несколько позже.
Функция на этом графике определена только для сдвигов, соответствующих целому числу тактов. Для всех ненулевых сдвигов и сдвигов, не кратных общему периоду К, автокорреляционная функция постоянна и имеет значение — 1 (поскольку в последовательности есть дополнительная 1); па сравнению со значением функции при нулевом сдвиге (К) величина — 1 пренебрежимо мала. Если же неотфильтрованный выход регистра сдвига рассматривать как аналоговый сигнал (принимающий только два значения -1-а и — а), то нормализованная автокорреляцнонная функция будет, как показано на рис. 9.87, непрерывной.
Другими словами, при сдвигах более чем яа один такт вправо и влево корреляция между значениями сшнала полностью отсутствует. Энергетический спектр неотфильтрованного сигнала на выходе регистра сдвига можно получить па автокарреляционнай Рис 9 аа Эиергетиаеский спектр неотфиаьтроааиното сигнала на выхоас ретит тра с таит» функции, используя стандартные математические средства. В результате получаются равноулаленные серии пичков (дельта-функций), начинающихся с частоты повторения всей последовательности 1,,'К и затем идущих через равные интервалы 1,.„,'К То, что спектр состоит из совокупности дискретных спектральных линий отражает тот факт, что последовательность время от времени (пернодически) повторяется.
Пусть вас не удивляет странный вид спектра; он будет выгчядеть непрерывным при любых изменениях и приложениях, которые занимают время. меньшее чем время цикла регистра. Огибающая спектра неотфильт рованнога сигнала на выходе регистра показана на рис. 9.88 Она пропорциональна квадрату функции (яш х)тх. Обратите внимание на одно необычное свойство — на так~цвай частоте н ее гармониках энергия шума равна нуНаиряжение шума. При генерации аналогового шума используется, разумеется, толька часть низкочастотной области спектра.
Оказывается, что удельную мощность шума на герц несложно выразить через половинную амплитуду а и тактовуит часготу7мко Мапшостть выраженная через среднеквадратичное напряжение наума, будет иметь вид Эпу относится ь нижяеи части спектра. т. е к тай части. которая гтбычна используется (для тога чтобы апрелелить тшатвость мощности в любой частя сгектра.
мОжяО испо.тьзОвать От ибаюцляО) Лре'щачожим например что регистр сдвига максимальной ллнны работает яа частоте 1,0 МГц и оргаяизовая таким Образам. чга выходное напряжение изменяется ат 10.0 ла --10,0 В Выходной сигнал пропускав~си через Льфильтр нижних часто~ с затуханием 3 дБ на частоте 1 к1 ц (рис 9891 Можнгт гагин вычисли.
ь среляеквалратичнае яапряже нне шума яа выходе. Из предыдущего Рис 9.89 Простои исто»иик псе»послу»»йиото п ума выражения мы знаем, что среднеквадратичное напряжение на выходе преобразователя уровней равно !4.!4 мВ7Гцттт. Из разя. 7.21 мы знаем также, что полоса шума НЧ-фильтра составляет (я,'2) (1,0 кГц) илн 1,57 кГц. Поэтому выходное напряжение шума будет равно (У„ „, =- = 0,01414 (1570)" = 560 мВ, а ега спектр будет соответствовать низкочастотному )7С-фильтру.
9.36. Низкочастотная фильтрация Аналоговая фильтрация. Полезный спектр шума, создаваемого генератором псевдослучайной посдедовательностн. прастира. ется от низкочастотной границы. Обратной пеРиадУ повтоРениЯ ()м„,;К), да высокочастотной границы, равной примерна 20 "Уе ат тактовой частоты (яа этой частоте втоц!исеть шума на герц падает яа 0,6 лБ). Простая низкочас т атяая фильтрация с использованием 77Схзвеяьев, как показано в прелыдутцем примере„равнозначна установке точки 3 лБ намного ниже тактовой частоты (например, ниже 18, т„ь„,). Для ттца чтобы использовать часть спектра балы' бттязкую к тактовой частоте. желательна применить фи.тьтры г более крутым срезам например фттаьгрьт Ба.шериар„нли Чебышева В э ам случае п таскасть резуттьгирующегтт спектра буде~ оттрелеяяться параметрами фнльира. которые должны быть измерены, поскольку отклонения в параметрах могут вызывать колебания каэффяпиен т а передачтт в пологе прапускания Г другой стороны.
если т ребуется точное значение наттряжения пг;ма на Гп ' ., та неабхолима измерить реальнын коэффициент передачи фильтра по напряжению. Цифровая фильтрация. Недостаток логовой фильтрации заключается в что если тактовая частота изменяет несколько раз, то требуется подет частоты среза фильтра. В тех случаях, это необходимо, изящное решение, цифровая фильтрация. которая осущ ляется с помощью взвешенной ана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
