нтажити приймальний канал високим рівнем сигналу (перешкоди).
На малюнку 2 зображеноструктурна схема одного каналу сучасного приймального багатоканальногокомплексу, в якому використані сучасні технічні рішення в областіцифрової обробки радіосигналу на ПЧ.
Малюнок 2
АЦП перетворюєаналоговий сигнал, що надходить з виходу широкосмугової ПЧ, в цифровий потіквідліків і подальша обробка виконується цифровим чином.
Основні елементицифрової частини приймача зосереджені в модулі цифрового приймача. Цеймодуль виробляє канальну фільтрацію і демодуляцію сигналу. Модуль можеобробляти один або кілька каналів прийому. Основні компоненти модуля -високочастотний АЦП, цифровий квадратура понижуючий перетворювач DDC (їхможе бути декілька) і сигнальний процесор (процесори).
Крім перерахованихфункцій, модуль цифрового приймача може виробляти моніторинг спектрувхідного сигналу за допомогою ШПФ.
З виходу модуляінформаційний потік Демодулірованний даних від одного або декількох каналівпрема надходить в обчислювальне середовище для подальшої обробки. У цюобчислювальне середовище надходять дані і від інших аналогічних приймальних модулів,які підключені до виходу ПЧ аналогових приймальних трактів інших діапазонів.
У модулі цифровогоприймача відліки з виходу АЦП обробляються спеціалізованим сигнальнимпроцесором DDC (Digital Down Converter). Функції цього процесора -перетворення інформативного спектру частот в область низьких (нульових) частот,квадратурна фільтрація і децимації відліків сигналу. За реалізованим функціям -це цифровий приймач прямого перетворення. DDC має два перемножителя,генератор відліків SIN та COS, ідентичні канали НЧ децімірующіх фільтрів.Частота настройки внутрішнього генератора може змінюватися в діапазоні від 0 до25МГц (до половини тактової частоти DDC). Частота зрізу фільтрів змінюється відсотень Гц до сотень кГц. Процесор виробляє децимації відліків сигналу длятого, щоб швидкість потоку даних з виходу DDC була сообразна ширині спектравихідного сигналу.
Малюнок 3
На малюнку 3 показаноперетворення спектру сигналу з виходу АЦП, вироблене DDC.
Слід зазначити, що навиході DDC відношення Сигнал/Шум вище, ніж на вході, через ефект процесорногопосилення. Зростання відносини Сигнал/Шум вельми значне і становить20-40дБ.
1.2Подання сигналів у цифровій формі
Перехід від аналогового сигналудо цифрового може вироблятися як по сигналу з виходу підсилювача радіо-абопроміжної частоти (з радіосигналу), так і по сигналу після аналоговогодетектора (по відеосигналів). При цьому істотне значення має видпараметра, що піддається аналого-цифрового перетворення.
Розглянемо спочаткурадіосигнал, який можна представити у вигляді
,
де і - сигнальна і шумова складові вхідного процесу;
і - йогоамплітуда і фаза; - центральначастота спектра.
Спектр дискретногоцифрового сигналу.
Малюнок 4.
При відомій частоті вхідний процес настільки жповно описується за допомогою комплексної огинаючої
,
де і - квадратурніскладові комплексної огинаючої.
Аналого-цифрове перетворенняявляє собою дискретизацію за часом і квантування за рівнем, якимможе піддаватися безпосередньо вхідний процес.Однак при цьому спектр вхідного процесу повинен цілком розміщуватися воднієї із спектральних зон, де, - період дискретизації. Вцьому випадку спектр дискретних відліків процесу (де, ) в першій спектральнійзоні повністю відповідаєвихідного спектру, тому за дискретними відліками можнабез спотворень відновити безперервний процес.В іншому випадку спектр при дискретизації спотворюється.
Графіки дискретизації іквантування сигналу.
а) відліковогопослідовність;
б) вихідний аналоговийсигнал;
в) Дискретизованийсигнал;
г) цифровий сигнал;
д) помилка квантування.
Малюнок 5.
Для придушення спектральнихскладових вихідного процесу поза спектральною зони цей процес переддискретизацією пропускають через аналоговий смуговий фільтр з високимкоефіцієнтом прямокутності. Нерідко для зниження необхідної швидкодіїАЦП вхідний процес гетеродініруют в область частот першого спектральної зони. У цьому випадку підуникнути спотворень спектру по дзеркальному каналу смуговий фільтр з високимкоефіцієнтом прямокутності застосовують перед гетеродінірованія.
Обробку отриманихтаким чином відліків називають фрезеруван o ї миттєвих значень або обробкою речовинногосигналу.
В іншому способі цифровийобробки аналого-цифрового перетворення піддають квадратурні складовіі, які можна отриматимноженням вхідного процесу на дваквадратурних гетеродинних коливання з частотою інаступною фільтрацією ніжнечастотних складових результатів перемноження здопомогою ФНЧ.
У розглянутому способівідсутня необхідність застосування смугового фільтра з високим коефіцієнтомпрямокутності. Однак спектр квадратурних складових повинен цілкомрозташовуватися в першій спектральній зоні. Для забезпечення цієї умови можезнадобитися ФНЧ з високим коефіцієнтом прямокутності. Відліки квадратурнихскладових можна також отримати шляхом дискретизації вхідного процесу в моменти часу і, зсунуті щодоодин одного на чверть періоду коливання з частотою .
Обробку квадратурнихскладових називають обробкою комплексного сигналу. Зазвичай для такої обробки потрібно більш складна цифрова частина,але більш проста аналогова (смуговий фільтр з високим коефіцієнтомпрямокутності складніше ФНЧ). При егом іноді кілька поліпшуютьсяхарактеристики обробки.
Обробка квадратурнихскладових рівноцінна (при неврахуванні технічної реалізації)обробці амплітуди і фази вхідного процесу, тобтоАмплітудно-фазової обробці. У ряді випадків відмовляються відвикористання інформації, укладеної в амплітуді,і обробляють лише відліки фази (фазоваобробка). При цьому відліки фази часто отримують шляхом вимірювання тимчасовогопроміжку між нулем (під нулем деякого коливання розуміється моментпроходження цим коливанням нульового рівня з похідною певного знака(Наприклад, позитивної). опорного коливання і першим наступним за ним нулемвхідного процесу). Таким чином вдається побудувати найбільш прості цифровіпристрої для розв'язання деяких задач. Однак подібний метод обробки даєзадовільні результати лише при досить вузькополосному вхідному процесі іне занадто малому відношенні сигнал-шум.
Перейдемо тепер дорозгляду обробки відеосигналу. Тут найбільш поширеною єобробка його миттєвих значень. Проте в деяких випадках (наприклад, врадіонавігації і в техніці передачі дискретних повідомлень) застосовують такожфазову обробку. Такий спосіб застосовується при відносно високому відношеннісигнал-шум на вході АЦП.
Істотне значення маєвибір числа рівнів квантування в АЦП. При обробці адитивної суміші сигналу іширокосмугового гауссовского шуму, особливо якщо потужність шуму на вході АЦПперевищує потужність сигналу, широко застосовують бінарне квантування. Вонодозволяє різко спростити цифрову обробку, зокрема, відмовитися від АРУ ізамінити АЦП більш простим пристроєм, що фіксує в моменти дискретизаціїзнак відліку квантуемого напруги. Однак при негауссовских перешкодах(Наприклад, гармонійних) характеристики цифрової обробки через бінарногоквантування можуть сильно погіршитися, в цьому випадку переходять до багаторівневогоквантуванню.
Багаторівневе квантування застосовується також тоді,коли потужність сигналу значно більше потужності шуму, причому неприпустимопомітне погіршення відношення сигнал-шум за рахунок квантування.
Відзначимо, що в останні роки широке поширенняотримали лінії з псевдошумовимі (ПШ) сигналами. Найчастіше в РПУ здійснюютьаналогову згортку ПШ сигна...
