LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Цифрові фазочастотні вимірювачі девіації частоти із підвищеними швидкодією та точністю

ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






Пивовар Олег Сергійович





УДК 621.376.3





ЦИФРОВІ ФАЗОЧАСТОТНІ ВИМІРЮВАЧІ ДЕВІАЦІЇ ЧАСТОТИ ІЗ ПІДВИЩЕНИМИ ШВИДКОДІЄЮ ТА ТОЧНІСТЮ





Спеціальність: 05.11.08 - “Радіовимірювальні прилади”






АВТОРЕФЕРАТ


дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Вінниця 2001



Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Технологічному університеті Поділля, м. Хмельницький, Міністерство освіти і науки України.


Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент ТРОЦИШИН Іван Васильович, Технологічний університет Поділля, професор кафедри проектування та конструювання РЕЗ

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент МАНОЙЛОВ В'ячеслав Пилипович,Житомирський інженерно-технологічний інститут, завідувач кафедри медичних приладів і систем

кандидат технічних наук, доцент АФОНІН Ігор Леонідович, Севастопольський державний технічний університет, доцент кафедри радіотехніки

Провідна установа: Інститут електродинаміки НАН України, відділ вимірювання електричних та магнітних величин, м. Київ



Захист відбудеться “6” квітня 2001р. о “ 9” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 05.052.02 у Вінницькому державному технічному університеті за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, ГУК.



З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького державного технічного університету за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, ГУК.


Автореферат розісланий “ 1 ” березня 2001р.



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Павлов С.В.


Загальна характеристика дисертаційної роботи

Актуальність теми. Цифрова вимірювальна техніка аналізу параметрів ЧМ сигналів інтенсивно розвивається. Створені сучасні методи та засоби вимірювання девіації частоти (ДЧ), але кожен із них охоплює лише властиву йому зону використання діапазонів параметрів модульованого коливання. Практична реалізація цих методів потребує значних матеріальних витрат, а низький ступінь автоматизації - використання кваліфікованого персоналу.

Застосування у засобах вимірювання ДЧ новітніх фазочастотних методів вимірювання та синтезу сигналів із кутовою модуляцією(КМ) дозволяє створювати універсальні прилади із розширеним динамічним діапазоном та високим ступенем автоматизації і високою швидкодією, тому розробка подібних методів та пристроїв є актуальним завданням. Актуальність розробки підтверджується наявністю в країні еталону ДЧ, метрологічного забезпечення, а також зростаючим охопленням різноманітних галузей народного господарства застосуванням сигналів із частотною модуляцією.

В процесі розробки цифрових вимірювачів ДЧ необхідно враховувати побудову їх окремих вузлів: суматорів, перетворювачів коду, перемножувачів, часо-імпульсних перетворювачів і т.п. Із появою новітньої елементної бази програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС), що на апаратному рівні дозволяє реалізувати окремі вузли цифрової обробки набагато ефективніше за програмовану мікропроцесорну функцію, стає можливим синтез повністю апаратних засобів вимірювання із високою швидкодією, що недосяжна для мікропрограмного керування. Використання ПЛІС в цих засобах призводить до покращання швидкодії, зменшення масо-габаритних характеристик приладу, усування та зменшення багатьох апаратурних похибок.

Зв'язок роботи із науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась на кафедрі проектування та конструювання радіоелектронних засобів Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький) в рамках держбюджетних тем 1Б-95 “Дослідження та розробка нових ортогональних базисів сигналів та їх застосування для передачі інформації та радіовимірювань” (№ ДР 0195U026296) та 1Б-98 “Розробка та дослідження фазочастотних методів вимірювання параметрів сигналів із кутовою модуляцією” (№ ДР 0198U002445) в 1995 та 1998 році відповідно.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення точності та швидкості вимірювання девіації частоти радіосигналів шляхом застосування фазочастотного принципу обробки радіосигналів, що базується на понятті повного фазового зсуву, та використанні отриманих результатів для побудови девіометрів із поліпшеними характеристиками по точності та швидкодії.

Для досягнення цієї мети необхідно розв'язати такі задачі:

  • провести аналіз та визначити обмеження існуючих методів та засобів вимірювання девіації частоти радіосигналів, визначити можливості використання фазочастотних принципів вимірювання та синтезу частот для швидкісної прецизійної девіометрії;

  • розробити метод підвищення швидкодії вимірювання девіації частоти, що грунтується на вимірюванні повного фазового зсуву;

  • встановити джерела та дослідити характеристики похибок розробленого методу, доопрацювати методи та засоби вимірювання повного фазового зсуву для умов високоточного та швидкісного вимірювання девіації частоти;

  • розробити модифікації цифрового фазочастотного швидкодіючого методу вимірювання девіації частоти із умови покращання точності та розширення функціональних можливостей;

  • розробити рекомендації щодо проектування вимірювачів девіації частоти на інтегрованій цифровій елементній базі, провести експериментальні дослідження та впровадити отримані результати в практику вимірювання девіації частоти радіосигналів.

Об'єктом дослідження є процес вимірювання девіації частоти радіосигналів.

Предметом дослідження є цифрові фазочастотні методи та засоби вимірювання девіації частоти.

Методи досліджень базуються на використанні математичного апарату теорії сигналів, теорії фазових площин, теорії ймовірностей, теорії цифрових автоматів, теорії похибок, теорії електричних кіл, а також методи комп'ютерного моделювання цифрових схем та чисельні методи розв'язання рівнянь.

Наукова новизна одержаних результатів. В роботі отримано такі наукові результати:

  • встановлено наявність принципових обмежень по швидкодії та точності відомих цифрових методів вимірювання, що полягають у значному збільшенні похибки та необхідного часу вимірювання для індексів модуляції порядку 10 і менше та вказано на можливість розв'язку визначених протиріч в рамках фазочастотного підходу до процесу вимірювання девіації частоти ;

  • вперше розроблено цифровий фазочастотний швидкодіючий метод вимірювання девіації частоти, що полягає у незалежному знаходженні кута фазового зсуву на початку інтервалу вимірювання, кількості фазових циклів та кута фазового зсуву наприкінці інтервалу вимірювання із проведенням узгодження обох результатів відповідним “зшиванням” і дозволяє у 3-5 раз підняти точність та проводити вимірювання із мінімальним інтервалом часу вимірювання у половину періоду модульованого коливання, що недосяжно для інших методів для