БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра РТС

РЕФЕРАТ

На тему:

"Аналого-цифровая следящая система. Цифровые временные фазовые дискриминаторы"

МИНСК, 2008

Характеристика цифровых систем

В цифровых системах радиоавтоматики обработка сигналов производится цифровыми методами, а их реализация – на элементах цифровой схемотехники.

Рассмотрим достоинства и недостатки цифровых систем.

К достоинствам можно отнести высокую технологичность настройки, высокую надежность, возможность реализации оптимальных алгоритмов обработки, достаточно низкую стоимость, гарантированную точность, стабильность параметров.

Недостатки цифровых систем связаны с дискретизацией по времени и квантованию по уровню, что приводит к возникновению шумов квантования.

Функциональная схема цифровой системы представлена на рис.1.

Рис.1. Функциональная схема цифровой следящей системы:

ЦД – цифровой дискриминатор; ЦФ – цифровой фильтр; ЦГОС – цифровой генератор опорного сигнала.

Цифровые системы радиоавтоматики классифицируют по тем же признакам, что и аналоговые системы. Дополнительным признаком классификации является место аналого-цифрового преобразования. Различают системы, в которых АЦП производится вне контура регулирования и внутри его. В первом случае на дискриминатор поступают цифровые сигналы, во втором – аналоговые, при этом в дискриминаторе производится аналого-цифровое преобразование и на выходе дискриминатора формируется цифровой сигнал.

Аналого-цифровая следящая система

Рис.2. Функциональная схема аналого-цифровой следящей системы.

Функциональная схема аналого-цифровой следящей системы приведена на рис.2.

Фильтр Ф ограничивает ширину спектра сигнала на выходе дискриминатора, что необходимо для дальнейшего аналого-цифрового преобразования. Основная фильтрация производится цифровым фильтром ЦФ, который позволяет обеспечить идеальное интегрирование, реализовать оптимальные алгоритмы фильтрации. Рассмотрим функции АЦП.

АЦП предназначен для преобразования напряжения, пропорционального сигналу ошибки, в цифровой код. АЦП выполняет две операции:

дискретизацию по времени, при этом U(t) – непрерывная функция преобразуется в дискретную функцию U(kT); квантование по уровню:

где ΔUкв – дискрет квантования по уровню; n – число, соответствующее данному уровню.

Операция квантования по уровню и замена квантованного напряжения кодом, может быть представлена как нелинейная операция (рис.3)

Рис.3.

Цифровой фильтр ЦФ преобразует последовательность чисел, поступающую на вход , в сглаженную последовательность . Без учета операции округления его работу можно описать разностным уравнением

,

где W(c) – операторный коэффициент передачи цифрового фильтра;

n(kT) – преобразованная последовательность чисел; .

ЦАП осуществляет преобразование кода в напряжение

,

где ΔU – шаг преобразования, определяет приращение напряжения на выходе при изменении кода на единицу; h(t - kT) – импульсная характеристика фиксатора.

Если применяется фиксатор нулевого порядка то

Процесс цифро-аналогового преобразования можно разделить на две операции:

формирование последовательности δ-функций, модулированных входным числом;

подача этих модулированных δ-функций на фильтр, реакцией которого является импульсная характеристика (весовая функция). ............