Аналого-цифрова приймальна система

Корисна модель відноситься до радіотехніки, зокрема до радіолокації. Відомим є пристрій [Преображенский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. М., Радио и связь, 1987184 с., ил. с.68, рис.3, 14, с. 111-112, рис. 5-10], що містить пристрій вибірки і зберігання (ПВ 3), АЦП, два помножувачі і два цифрові фільтри нижніх частот (ЦФНЧ). Недоліком є великий обсяг апаратури. Найбільш близьким по технічній сутності є цифровий формувач квадратурних складових [див. пат. України №3680 від 9.02.2004 р.], який містить аналого-цифровий перетворювач (АЦП), перемножувач, суматор, лінію затримки, два регістри та блок керування. Недоліком цього цифрового формувача квадратурних складових є обмеження функціональних можливостей, виражене в низький швидкодії та обмежених можливостях согласованої фільтрації. Якщо АЦП десятирозрядний, то розрядність квадратурних складових може сягати шістнадцяти та більше одиниць. Суматор, використаний в цьому пристрої, має велику довжину та, як наслідок, велику інерційність навіть при застосуванні схем прискореного переносу. Обмеженість можливостей согласованої фільтрації обумовлена фіксованою кількістю N накопичуваних чисел. В основу корисної моделі поставлено завдання підвищення швидкодії та покращення характеристик согласуючи х фільтрів. Поставлена мета досягається тим, що в аналозі - цифрову приймальну систему (див. Фіг.1), яка містить АЦП 1, перемножувач 2, суматор 3, лінію затримки 4, регістри 5 та 6 та блок 7 керування, додатково вводяться комутатор 8, три регістри 9, 12 та 13, другий суматор 10, друга лінія затримки 11 та другий блок керування 14. При цьому сигнальним є перший вхід АЦП 1, другий вхід якого з'єднаний з першим виходом блока 7 керування, а вихід з'єднаний з першим входом перемножувача 2, другий вхід якого з'єднаний з другим виходом блока 7 керування, а вихід з'єднаний з першим входом суматора 3, другий вхід якого з'єднаний з виходом лінії затримки 4, а вихід з'єднаний з першими входами лінії затримки 4 та регістрів 5 та 6. Третій, четвертий та п'ятий ви ходи блока 7 керування з'єднані з другими входами лінії затримки 4 та регістрів 5 та 6 відповідно. Виходи регістрів 5 та 6 з'єднані відповідно з першим та другим входами комутатора 8, третій вхід якого з'єднаний з шостим виходом блока 7 керування. Вихід комутатора 8 з'єднаний з першим входом регістра 9, вихід якого з'єднаний з першим входом суматора 10, вихід якого з'єднаний з першими входами лінії затримки 11 та регістрів 12 та 13. Сьомий вихід блока 7 керування з'єднаний з другими входами регістра 9 та лінії затримки 11. Восьмий та дев'ятий виходи блока 7 керування з'єднані відповідно з другими входами регістрів 12 та 13. Десятий вихід блока 7 керування з'єднаний з другим входом лінії затримки 4. Вихід блока 14 керування з'єднаний з третім входом лінії затримки 4. На вхід першого блока 7 керування та на перший вхід другого блока 14 керування надходить імпульс початкової установки (ПУст). На другий вхід др угого блока 14 керування надходить код керування (КК). Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом полягає в такому. Завдяки тому, що заявлена система додатково містить комутатор, третій, четвертий та п'ятий регістри, другий суматор, другу лінію затримки та другий блок керування, перший вхід якого з'єднаний з входом першого блока керування, на другий вхід якого надходить код керування, а вихід з'єднаний з третім входом другої лінії затримки; перший та другий ви ходи комутатора з'єднані відповідно з виходами першого та другого регістрів, третій вхід з'єднаний з шостим виходом першого блока керування, а вихід з'єднаний з першим входом третього регістра, другий вхід якого з'єднаний з сьомим виходом першого блока керування, а вихід з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом другої лінії затримки, а вихід з'єднаний з першими входами четвертого та п'ятого регістрів та др угої лінії затримки, другий вхід якої з'єднаний з сьомим виходом першого блока керування, восьмий та дев'ятий виходи якого з'єднані відповідно з другими входами четвертого та п'ятого регістрів, а десятий вихід з'єднаний з третім виходом першої лінії затримки; виходи четвертого та п'ятого регістрів є інформаційними виходами системи цифрового формування квадратурних складових, - підвищена швидкодія і покращенні характеристики согласуючих фільтрів. Заявлена аналого-цифрова приймальна система працює таким чином. На сигнальний вхід АЦП 1 (фіг.1) надходить аналоговий сигнал U(t), з якого формуються парціальні квадратурні складові (квадратури). Процес формування парціальних квадратур до виходів регістрів 5 та 6 аналогічний процесу формування квадратур в прототипі, за виключенням того, що парціальні квадратури формуються тільки з чотирьох послідовних чисел (див. Фіг.2, діагр. 6, 8). Під час приходу на перший вхід суматора 3 четвертого числа на другому вході суматора 3 послідовно з'являються проміжні суми 3S та 3С, які стосуються, відповідно, SIN та COS парціальних квадратур. Відповідно на виході суматора 3 послідовно з'являються значення парціальних квадратур, які записуються в регістри 5 та б по сигналах від блока 7 керування (див. Фіг.2, діагр. 9, 10, 12, 13). Далі лінія затримки 4 обнуляється, та цикл формування парціальних квадратур повторюється потрібну кількість разів. Далі парціальні квадратури надходять до входів даних комутатора 10. Комутатор 10 по сигналу блока 7 керування по черзі пропускає їх на перший вхід регістра 9, в якому вони фіксуються та подаються на перший вхід суматора 10. Темп зміни даних на виході регістра 9 в чотири рази нижчий, ніж на першому вході суматора 3. Повне формування квадратур аналогічне формуванню парціальних квадратур, але відрізняється тим, що обнуління лінії затримки 11 виконується з більш подовженим та змінним періодом, сформованим блоком 14 керування у відповідності з кодом керування (див. Фіг.1). Робота аналого-цифрової приймальної системи цифрового формування квадратурних складових пояснюється часовими діаграмами на Фіг.2, де: 1 - тактові імпульси, які подаються з першого виходу блока 7 керування на другий вхід АЦП 1; 2 - дані на виході АЦП 1; 3 - знак множення для Sin - послідовності; 4 - знак множення для Cos - послідовності; 5 - результуюча послідовність знака множення, яка подається на другий вход перемножувача 2; 6 - дані на виході перемножувача 2; 7 - тактові імпульси, які подаються з третього вихода блока 7 керування на другий вхід лінії затримки 4; 8 - дані на виході лінії затримки 4; 9, 10 - імпульси запису в регістри 5 та 6; 11 - імпульс обнуління даних в лінії затримки 4; 12 - дані парціальної Sin - квадратури на виході регістра 5; 13 - дані парціальної Cos - квадратури на виході регістра 6; 14 - імпульс ПУст. Зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі та технічним результатом ґрунтується на тому, що процес формування квадратур включає два етапи: формування парціальних квадратур та повне формування квадратур. Так, якщо парціальні квадратури формуються з послідовних чотирьох відліків АЦП, то розрядність суматора 3 повинна перевищувати розрядність АЦП тільки на два розряди (наприклад 12 при 10 - розрядному АЦП). Ця обставина сприяє досягненню найвищої швидкодії суматора 3 за рахунок його спрощення. Другий суматор 10 має чотирикратний запас часу порівняно з суматором 3. Зважаючи на це, розрядність суматора 10 при більшій складності та нижчий швидкодії може бути суттєво більша за розрядність суматора 3. Зміна періоду обнуління лінії затримки 11 надає можливість покращення характеристик согласуючих фільтрів. Конкретна реалізація блоків керування, ліній затримки, комутатора тощо може бути виконана за допомогою різноманітної елементної бази з застосуванням широко відомих способів.