Регулирование мощности шума по принципам адаптивной фильтрации, отвечающей высоким требованиям к точности настройки

Таблица 5.1 – Результаты анализа

Временное моделирование

Временное моделирование проводилось при помощи встроенной функции программного пакета Quartus II – Simulator Tool. На рисунках 5.1 и 5.2 представлены результаты данного моделирования.

На эпюрах представлены следующие сигналы:

­ clk – тактирующий сигнал;

­ en – enable, сигнал разрешения корректировки коэффициента передачи.

­ IN, OUT – 11 разрядные модули входного и выходного сигналов.

­ IN[11], OUT[11] – знаки входного и выходного сигналов.

В качестве эталонного значения дисперсии выбрано значение DISP_ET = 4900.

Рисунок 5.1 Результат моделирования до корректировки коэффициента передачи

Рисунок 5.2 Результат моделирования после корректировки коэффициента передачи

На рисунке 5.1 система находится в начальном состоянии (её коэффициент передачи W = 1). На выход поступают входные отсчеты без изменений. Задержка обусловлена временем, затрачиваемым на умножение входных данных на текущий коэффициент передачи. Далее, по установке сигнала enable в активный уровень значение коэффициента передачи начинает подстраиваться таким образом, чтобы на выходе системы был шум, мощность которого близка к эталонному значению. В результате некоторого числа корректировок коэффициент передачи принимает значение необходимое для обеспечения необходимой мощности шума на выходе. На рисунке 5.2 видно, что значения выходных отсчётов уменьшено до необходимого уровня.

В данной главе проанализирован программный модуль системы шумовой автоматической регулировки усиления синтезированный в главе 3. Описаны критерии оценки оптимальности. Составлена таблица, содержащая

количество аппаратных ресурсов задействованных при компиляции проекта ПЛИС, а так же оценка быстродействия. Анализ показал, что максимальная тактовая частота, при которой гарантируется точное функционирование модуля составляет 58,7 МГц, что превосходит заданное в ИД значение более, чем в два раза. Проведено временно моделирование с использование встроенных средств программного пакета Quartus II. Показано, что разработанный модуль функционирует согласно принятому алгоритму.

6. Описание конструкции системы

Выбор конструкции системы

Основой для выбора конструкции устройства является приемлемая технология её изготовления, которая определяется количеством изделий, входящих в её состав. В рамках дипломного проекта приемлемым процессом изготовления конструкции является резание. Процесс имеет преимущества, так как выполняется на стандартном оборудовании и не требует подготовки, а, следовательно, он принят за основу при проектировании конструкции.

В настоящее время создание современной радиоэлектронной аппаратуры основывается на применении микросхем высокой степени интеграции в качестве её основных компонентов. Возрастающая сложность и функциональность аппаратуры, а также продолжающаяся ее микроминиатюризация приводят к увеличению числа коммутационных соединений. Применение многослойного печатного монтажа позволяет практически решать данные задачи.

Многослойная печатная плата (МПП) состоит из ряда склеенных печатных слоев, в которых находятся сигнальные проводники, переходные отверстия, экраны, шины питания, контактные площадки или выступы для присоединения выводов элементов.

Одна многослойная печатная плата может объединить большое число сложных компонентов радиоэлектронной системы, обеспечивая значительную экономию места и веса, и в то же время эффективно уменьшая количество внешних выводов по сравнению с тем, что потребовалось бы в случае применения традиционных принципов монтажа.

Сохраняя все достоинства печатного монтажа, МПП имеют дополнительные преимущества:

­ более высокая удельная плотность печатных проводников и контактных площадок (20 и более слоев);

­ уменьшение длины проводников, что обеспечивает значительное повышение быстродействия (например, скорость обработки данных в ЭВМ);

­ возможность экранирования цепей переменного тока;

­ более высокая стабильность параметров печатных проводников под воздействием внешних условий.

Недостатки МПП:

­ более жесткие допуски на размеры по сравнению с ОПП и ДПП;

­ большая трудоемкость проектирования и изготовления;

­ применение специального технологического оборудования;

­ жесткий контроль всех операций;

­ высокая стоимость и низкая ремонтопригодность.

Печатная плата устройства чувствительна к изменению геометрии корпуса, поэтому его конструкция должна быть независимой от внешних воздействий. В многослойных печатных платах формируется практически полностью экранированная линия передачи. Обеспечивается максимальная локализация электромагнитного поля, а, следовательно, и максимальная точность расчетов электрических параметров через геометрию сечения, что в свою очередь сильно увеличивает помехозащищенность МПП. Также наличие большого числа слоев позволяет реализовать практически любую топологию.

Цифровое устройство ШАРУ должно быть выполнено на типовой конструкции с одной печатной платой размером платы 170´200. При этом плата должна быть многослойной (МПП). Для электрического соединения с блоком должен использоваться разъем СНП260-135РП32 и два разъема РПН23-3Г-В.

МПП состоит из четырех слоев:

­ слои 1 и 4 – сигнальные;

­ слой 2 – общий;

­ слой 3 – питание +3,3 В.

Питание ячейки осуществляется от внешних источников напряжением +3,3 В.

Аналоговые и цифровые земли должны быть разделены в первом слое и соединены в одной точке. Проводники цифровых сигналов не должны проходить над аналоговой землей. Должны быть предусмотрены меры по обеспечению электромагнитной совместимости за счет введения экранирующих слоев.

Высокочастотные сигналы (входной сигнал и опорное напряжение) должны подводиться на вход соответствующих микросхем кабелями, экраны которых должны соединяться с ближайшими контактами земли (аналоговой) микросхем.

Фильтрующие конденсаторы С3 С22 должны быть размещены в непосредственной близости от контактов микросхемы D1 так, как это показано на электрической схеме. Число конденсаторов данного типа не может быть меньше указанного.