|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы и сравнению всех значений z{tj) с порогом обнаружения /С. Различные варианты аппаратной реализации этого алгоритма при фиксированном значении т представлены на рис. 4.7-4.10. Здесь рассмотрим эти варианты сточки зрения их применения для формирования дискретной функции 2(tj) на конечном множестве значений аргумента т,-. В общем случае, когда- принимаемая импульсная последовательность имеет прерывистый характер за счет амплитудной модуляции Рис. 4.11. Временные диаграммы, поясняющие принцип многоканального поиска сигнала по времени задержки: а - излученный сигнал; б - принятый сигнал в смеси с шумом; в - стробы 1-го, 2-го..... т-го канапов импульсов (см. рис. 4.6), процедуру поиска сигнала можно рассматривать как комбинацию двух операций - поиска пачки, т. е. определения момента начала пачки на периоде Гц с точностью до периода повторения импульсов 7*, и поиска импульсов на периоде с точностью до интервала разрешения Л©. Рассмотрим вторую операцию, предполагая, что временное положение принимаемой пачки известно. Примером этого может служить поиск цели по дальности в импульсных угломерно-дальномерных системах при известном угловом положении источника сигнала (отражающей цели или активного радиомаяка) В данном случае операцию формирования значений функции 2(tj) при всех дискретных значениях аргумента т-(/ = [1, т) можно выполнить с помощью многоканального устройства, в котором каждый из т каналов осуществляет алгоритм (4.2) при конкретном значении и реализуется по одной из схем, рассмотренных ранее (рис. 4.7- 4.10). Функцию разделения каналов выполняют стробирующие импульсы (стробы), отличающиеся друг от друга временным положением, как показано на рис. 4.11. Номер канала, в котором зафиксировано превышение порога обнаружения, характеризует результат поиска, т.е. грубую оценку временного положения полезного сигнала. Рассматриваемую процедуру поиска можно осуществить также в виде последовательной процедуры. Она выполняется с помощью любой из схем на рис. 4.7-4.10 перемещением строба на До после окончания обработки сигнала при. каждом значении т. В этом-случае вся процедура поиска требует выполнения m последовательных циклов обра- ботки, описываемых алгоритмом (4.2), т. е. полное время поиска может достигать значения mNT. Это является основным недостатком одноканального последовательного поиска по сравнению с много канальной процедурой (называемой также параллельной), в которой время поиска равняется NT, т. е. в m раз меньше. Отсюда вытекает целесообразность более детального рассмотрения многоканальных устройств поиска, возможности реализации которых повышаются с совершенствованием элементной базы. Ясно, что /п-кратное повторение схемы оптимального цифрового обнаружителя (рис. 4.7) требует очень больших аппаратурных затрат. Поэтому такая схема практически непригодна для аппаратной реализации многоканальных устройств поиска, хотя в сочетании с программными средствами (т. е. в смешанной, аппаратно-программной реализации) такая схема может применяться, если быстродействие вычислительного устройства позволяет выполнить основные операции обработки за время действия строба одного канала. При аппаратной реализации многоканальных устройств поиска наибольший практический интерес представляют простейшие схемы рис. 4.10, соответствующие бинарному накоплению сигнала при прямоугольной аппроксимации закона амплитудной модуляции импульсов в пределах пачки. Для построения т-канального обнаружителя на основе первой из таких схем (рис. 4.10, а) требуется т двоичных счетчиков с т-канальным распределителем (демультиплексором) сигналов на выходе амплитудного бинарного квантователя. Поэтому при больших значениях т практическая реализация такого варианта схемы затруднительна. Более удобной для аппаратной реализации многоканального обнаружителя на современной элементной базе является схема рис. 4.10, б, в которой хранение накапливаемых данных осуществляется с помощью запоминающих регистров, выполняемых в виде интегральных микросхем с очень высокой степенью интеграции. Полусумматоры и пороговое устройство в этой схеме могут обслуживать все каналы обнаружителя поочередно, так как входные сигналы в каждом из каналов появляются последовательно во времени (см. рис. 4.11). Схема многоканального обнаружителя представлена на рис. 4.12. В нее входит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) из т ячеек памяти (запоминающих регистров), обслуживающих т каналов накопителя. Разрядность ячеек памяти определяется предельным значением N накапливаемых двоичных чисел и при бинарном квантовании входного сигнала равняется loggN. Обмен данными между ОЗУ и остальной частью обнаружителя осуществляется специальной схемой доступа в память, обеспечивающей выбор нужной ячейки памяти и переключение режимов записи и считывания данных. Номер ячейки j задается адресным счетчиком, последовательно изменяющим свое состояние от 1 до m с шагом, равным по длительности интервалу разрешения Ло. С таким же шагом поступают бинарные входные данные fi(/Ao) = 1 или 0) с выхода амплитудно-временного квантователя на схему добавления единиц, выполняющую операцию суммирования этих данных с содержимым соответствующей ячейки памяти (см. пояснения к схеме одноканального бинарного накопителя на рис. 4.10, б). Результат суммирования заносится в ту же ячейку памяти, так как состояние адресного счетчика за время До не меняется. Таким образом, на /-М шаге временного квантования (длительностью До) последовательно выполняются операции считывания данных из /-й ячейки памяти, суммирование с бинарным сигналом !1г(/Дс) и запись результата в ту же /-Ю ячейку. За т шагов дискретизации, соответствующих одному периоду сигнала (с номером i), осуществляется один цикл накопления во всех т ячейках ОЗУ. Сигнал Рис. 4.12. Структура многоканального обнаружителя на основе ОЗУ с произвольным доступом: ЛВК - амплитудио-времеинбй квантователь; СДЯ - схема добавления единиц; ПУ - пороговое устройство; АС - адресный счетчик; СДП - схема доступа к памяти, ОЗУ - оперативное запоминающее устройство Полная процедура поиска и обнаружения состоит из циклов накопления {N периодов повторения сигнала) и сравнения с порогом обнаружения К на каждом шаге дискретизации. Момент превышения порога К. характеризует временное положение обнаруженного сигнала с точностью до интервала дискретизации Д©. В этот момент процедура поиска Останавливается и номер / ячейки памяти, в которой достигнуто пороговое значение, определяет результат поиска, т. е. грубую оценку = /До измеряемого временного интервала. Если за полное время накопления (Л периодов сигнала) не зафиксирован факт достижения порога ни в одном из т дискретов поиска, то все ячейки ОЗУ обнуляются (путем записи нуля в течение интервала времени тДо) и процедура поиска повторяется сначала. Главной особенностью рассмотренной схемы является использование ОЗУ с произвольным выбором ячейки памяти. Неотъемлемыми элементами таких ОЗУ являются схема управления выбором ячеек (схема доступа к памяти) и схема, задаюищя порядок смены адресов (в данном случае адресный счетчик). Опрос ячеек памяти в многоканальном накопителе подчиняется естественному порядку следования дискретц-зированных по времени бинарных входных данных, поступающих в в реальном масштабе времени. Период опроса (т. е. интервал между моментами опроса двух соседних ячеек) равен До, а цикл обращения к одной и той же ячейке памяти - периоду следования. импульсов сигнала = тД©; . \--..- - •- :. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 |