"Слепая" компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий

Скачать

Основы радиосвязи и структурная схема радиоприемника. Оценка параметров сигнала. Канал приема радиостанции Р-612. Способы реализации аналогового тракта. Приемник прямого преобразования. Прямое преобразование частоты. Алгоритм множественных инверсий.

Размер: 3,7 M
Тип: дипломная работа
Категория: Коммуникации и связь
Скачать

Другие файлы:

Перестановки
Перестановки и инверсии. Алгоритм восстановления перестановки по таблице инверсий. Итерационный алгоритм генерации всех таблиц инверсий. Перебор перес...

Разработка печатного модуля РЭС с использованием учебных алгоритмов САПР
Решение задачи компоновки для функциональной схемы с использованием последовательного алгоритма, пошаговое описание алгоритма. Размещение элементов в...

Шифрование данных с помощью алгоритма DES
Разработка программы шифрования данных с использованием алгоритма DES. Структура алгоритма, режимы его работы. Электронный шифровальный блокнот. Цепоч...

Построение аналитических моделей алгоритмов и оценка их сложности
Описание формальной модели алгоритма на основе рекурсивных функций. Разработка аналитической и программной модели алгоритма для распознающей машины Ть...

Особенности пьезоэлектрического эффекта
Характеристика пьезоэлектрического эффекта. Изучение кристаллической структуры эффекта: модельное рассмотрение, деформации кристаллов. Физический меха...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

  • Введение
  • Глава 1. Основные понятия в теории радиоприема
  • 1.1 Вводное замечание
  • 1.2 Основы радиосвязи
  • 1.3 Структурная схема радиоприёмника
  • 1.4 Основные параметры приемников
  • 1.5 Краткие выводы
  • Глава 2. Принцип работы приемника радиостанции Р-612
  • 2.1 Вводное замечание
  • 2.2 Описание радиостанции Р-612
  • 2.3 Канал приема радиостанции Р-612
  • 2.4 Оценка параметров сигнала
  • 2.5 Краткие выводы
  • Глава 3. Способы реализации аналогового тракта и выбор АЦП
  • 3.1 Вводное замечание
  • 3.2 Приемник прямого преобразования
  • 3.3 Приемник с дискретизацией на ПЧ
  • 3.4 Типы АЦП
  • 3.5 Краткие выводы
  • Глава 4. «Слепая» компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий
  • 4.1 Вводное замечание
  • 4.2 Прямое преобразование частоты
  • 4.4 Алгоритм множественных инверсий
  • 4.5 Компьютерное моделирование
  • 4.6 Краткие выводы
  • Заключение
  • Список литературы
  • Введение
  • В современных средствах связи на смену аналоговым системам пришли цифровые. Это обусловлено тем, что при своем использовании цифровые системы значительно превосходят аналоговые по качеству работы: при приеме и передаче данных по каналам связи. Анализ развития радиоприемных устройств (РПУ), теории и техники передачи и приема сигналов позволяет обнаружить ряд проблем, наиболее эффективное решение, которых обеспечивается переходом к ЦОС [1].
  • Современные условия связи и задачи, решаемые связной аппаратурой, требуют непрерывного увеличения числа используемых сигналов и методов демодуляции. При аналоговой обработке это приводит к необходимости создания различных по структуре модемов, удельный вес которых в общих затратах на аппаратуру связи постоянно растет. Внедрение ЦОС позволяет реализовать универсальные модемы, в которых изменением программы можно быстро перейти на новый вид сигнала и метод демодуляции. В результате снижаются объем и стоимость аппаратуры, замедляется ее моральное старение [3].
  • Аналоговые системы существенно проигрывают цифровым в случае передачи информации на большие расстояния. Такие преобразования сигналов, как усиление, модуляция, демодуляция, кодирование в цифровых системах вносят незначительные искажения в отличие от аналоговых. При использовании ЦОС отсутствует необходимость в регулировочных операциях в процессе эксплуатации радиоприемников. Высокая степень интеграции цифровых микросхем и широкие возможности рациональной организации ЦОС позволяют реализовать даже очень сложные алгоритмы приема сигналов, сохраняя приемлемые объем и стоимость аппаратуры. Недостатками ЦОС по сравнению с лучшими образцами аналоговой обработки являются меньшая ширина спектра обрабатываемых сигналов, дополнительные погрешности, возникающие при аналого-цифровом и обратном преобразованиях. Сам процесс цифровой обработки сопровождается погрешностями, вызванными округлением результатов вычислений и ограниченной точностью реализации алгоритмов обработки [5].
  • В данной работе рассматривается портативное радиоприемное устройство, способное заменить УКВ радиостанцию Р-612, используемую для нужд ВМФ РФ. Радиостанция Р-612, и производимую на ОАО «Ярославский радиозавод». Радиостанция должна соответствовать высоким требованиям, предъявляемым к военной аппаратуре. Радиостанция является относительно новой, поэтому в процессе производства и отладки часто возникают вопросы регулировки, согласованности нагрузок, нестабильности или ухода параметров и другие. Переход от аналоговой обработки сигналов к цифровой позволит решить эти проблемы и реализовать узлы и блоки радиоприемника с характеристиками, недостижимыми или труднодостижимыми в аналоговой аппаратуре.
  • Цель работы заключается в устранении амплитудных и фазовых дефектов, возникающих в аналоговой части портативного радиоприемного устройства, построенного в концепции программно-определяемого радио (SDR).
  • Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:
  • Разработка аналогового приемного тракта, производящего разделение на квадратуры.
  • Подбор оптимальных методов цифровой обработки сигнала, с учетом физической реализуемости и ценового фактора.
  • Выбор алгоритмов решения проблемы разбаланса квадратур в радиоприемных устройствах, использующих аналоговые смесители.
  • Реализация выбранных алгоритмов в среде программирования Matlab.
  • Создание модели цифровой обработки с сохранением его основных параметров в среде MatLab Simulink 7.4.
  • Сравнение и оценка выходных параметров полученных моделей.

Глава 1. Основные понятия в теории радиоприема

1.1 Вводное замечание

В данной главе кратко описываются радиосигналы, типы приемников и их важнейшие параметры. Особое внимание уделяется супергетеродинному приемнику с несколькими преобразованиями частоты, так как приемник радиостанции Р-612 построен именно по такой схеме. Разъясняется понятие побочных каналов приема, и описываются методы их устранения.

1.2 Основы радиосвязи

Радиосвязь - это вид электросвязи, осуществляемый посредством радиоволн, т.е. электромагнитных волн обладающих способностью свободно распространяться в пространстве.

Аналоговые и цифровые информационные сигналы без несущей частоты могут передаваться только в проводных металлических линиях связи. В оптоволокне и в открытых системах (например, воздухе) для передачи информационного сигнала необходима несущая, которая модулируется по определенному закону информационным сигналом.

Основных причин необходимости использования модуляции две:

1) чрезвычайно трудно излучать антенной низкочастотные электромагнитные сигналы;

2) информационные сигналы часто занимают один и тот же диапазон частот, и если бы сигналы от двух или нескольких источников передавались в одно и то же время, то они мешали бы друг другу.

Т.о. упрощенную структурную схему системы радиосвязи можно изобразить, как это показано на рис. 1.1. На ней прослеживается взаимосвязь между модулирующим сигналом, высокочастотной несущей и модулированным сигналом. Информационный сигнал объединяется с несущим сигналом в модуляторе, создавая на его выходе модулированное колебание. Информация может быть представлена в аналоговом или цифровом виде, а модулятор может, соответственно, создавать аналоговую или цифровую модуляцию. Информационные сигналы преобразуются вверх от низких частот к высоким частотам в передатчике и обратно вниз от высоких к низким частотам в приемнике. Процесс переноса частоты или диапазона частот называется преобразованием частот. Преобразование частоты -- довольно сложная часть систем связи, ввиду того что информационные сигналы во время прохождения через систему могут быть многократно преобразованы как вверх, так и вниз в очень широком диапазоне частот. Модулированный сигнал транслируется на приемник через систему передачи. В приемнике модулированный сигнал усиливается, преобразуется вниз по частоте и затем демодулируется, для того чтобы воспроизвести исходную информацию [21].

Размещено на

Рис. 1.1. Упрощенная структурная схема системы радиосвязи

Электромагнитный спектр частот разделен на диапазоны, каждый из которых имеет свои границы и название. Нижняя граница радиочастотного диапазона составляет условно 30кГц, а верхняя - 30ГГц. Вопросами распределения радиочастот, организацией международной телефонной и радиосвязи, стандартизацией телекоммуникационного оборудования и пр. занимается Международный Союз Электросвязи (МСЭ). Согласно его рекомендациям радиочастотный диапазон разбит на более узкие поддиапазоны (табл. 1.1). Каждый поддиапазон имеет свою уникальную специфику, которая определяет области его использования.

Таблица 1.1

Обозначения диапазонов частот согласно рекомендациям МСЭ

Номер

Частотный диапазон

Обозначение (частотное)

Обозначение (волновое)

1

30 ч 300 кГц

НЧ - низкие частоты

ДВ - длинные волны

2

0,3 ч 3000 кГц

СЧ - средние частоты

СВ - средние волны

3

3 ч 30 МГц

ВЧ - высокие частоты

КВ - короткие волны

4

30 ч 300 МГц

ОВЧ - очень высокие частоты

УКВ - ультракороткие волны

5

300 ч 3000 МГц

УВЧ - ультравысокие частоты

...