Анализ технического задания

Важной разновидностью ЦОС является цифровые анализаторы спектра разных видов. Можно отметить, что спектральный анализ находит применение в задачах, обнаружения (т.е. когда принимается решение о наличие или отсутствии сигнала на какой-либо частоте), задачи классификации типа сигнала (т.е. определяют источник сигнала и его характеристики), а также решают задачи определения и локации местонахождения источника сигнала (т.е. находят дальность и пеленг) [3].

При этом наиболее важными характеристиками спектрального анализа являются [2,3]:

количество частот, на которой желательно измерить спектр;

разрешающая способность измерителя спектра.

Цифровой спектральный анализ может осуществляются как в режиме «скачущее» окно, так и в режиме «скользящее» окно. Техническая реализация может быть осуществлена при помощи устройств, выполняющих либо параллельный спектральный анализ, либо последовательный. В первом случае требуются существенные затраты оборудования, а в другом - необходимо выполнить условия эргодичности и стационарности анализируемых случайных процессов.

Спектральный анализ, осуществляемый в режиме «скачущие» окно (задано по Т3), основывается по алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ), т.к. задача изменения спектра сводится к похождению значений Z - преобразования конечной реализации сигнала для большого числа точек, равномерно распределенных по окружности единичного радиуса [3]. То алгоритм БПФ может быть реализован либо программным путем на универсальной цифровой вычислительной машине (ЦВМ), либо путем построения специализированного вычислителя.

Применение ЦВМ не оправдано экономически, из-за своей «универсальности», они имеют сравнительно высокую цену и при этом, как правило, не слишком высокую производительность [2].

Поэтому для реализации нашего анализатора спектра на основе алгоритма БПФ (АС БПФ) можно выбрать микропроцессорные наборы БИС различных серий [6]. Поэтому представляет интерес сравнения этих наборов по обобщенному критерию качества который включает производительность П, числа корпусов для выполнения выбранного типа операций К, число вывода каждого корпуса В и потребляющую одним корпусом мощности Р.[5]:

(1);

Данный обобщенный критерий качества независимо от вида сравниваемых устройств обработки, реализующих рассматриваемых устройств обработки, реализующих рассматривания алгоритма ЦОС, позволяет оценить эффективность применяемых микросхем. Знак суммы в знаменателе выражения (1) характеризует конструктивную не однотипность используемых в какой-либо серии микросхем.

Используя это выражение, приведем результаты сравнительного анализа вариантов реализации операций БПФ на микросхемах серии К1802 [6], и микросхемах К1815ВФ3 [4], специально разработанных для реализации алгоритма.

Рис 1. Графики сравнительного анализа эффективности микросхем серий К1802 и К1815

Остановимся на особенностях реализации систем ЦОС на основе элементарной цифровой комплексной ячейки (ЦКЯ). Основным алгоритмом при линейной обработке сигнала является решение системы уравнений, которая в матричной форме записи имеет вид [2]:

(2)

где X - вектор столбец входных данных, представляющих собой либо комплексные величины, либо квадратурных составляющие;

Y - вектор столбец выходных данных в виде комплексных величин либо квадратурных составляющих;

W - матрица комплексных составляющих весовых коэффициентов (или квадратных составляющих).

Из (2) видно, что задача обработки сигналов в общем случае сводится к повороту и изменению масштаба в многомерном масштабе пространства вектора входных данных. Очевидно, что матрица W комплексных весовых коэффициентов может быть технически реализована различными способами, а ее элементами являются коэффициенты передаточной функции цифрового фильтра, описываемого в виде отношения номиналов требуемых порядков на Z- плоскости [4]:

Статья в тему

Схемы управления и обработки выходного сигнала прибора с зарядовой связью
Фото матрица ПЗС представляет собой микросхему средней интеграции, состоящую из четырёх основных секций - накопления, памяти, нижнего однострочного регистра и выходного устройства. Во время активной части полукадра в секции накопления создается потенциальный рельеф, соответствующий распределению яр ...