LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

індексів модуляції порядку 20 і менше;

  • вперше розроблено модифікації цифрових фазочастотних високоточних методів вимірювання девіації частоти за допомогою введення фазочастотного зворотного зв'язку та застосування фазочастотних синтезаторів частот, що дозволяє зменшити основну похибку вимірювання до 10 раз для діапазону частот модуляції порядку 100Кгц і вище , а також зменшити додаткові похибки вимірювання та розширити можливості застосування методів для сигналів із невідомою несучою (центральною) частотою;

  • доопрацьовано метод реверсивного ліку фазових циклів для умов вимірювання девіації частоти на основі повної квадратурної обробки опорного та вимірювального сигналів, що дозволяє в 1,5 раз розширити припустимі межі відхилення частоти вимірювального сигналу від опорного та забезпечити неперервний контроль за дотриманням цих меж.

    Практичне значення одержаних результатів. На підставі запропонованого методу розроблено спосіб фазочастотного цифрового вимірювання девіації частоти, що рекомендуються використовувати як калібрувальний високої точності та швидкодії для повірки взірцевих та робочих вимірювачів девіації частоти. Спосіб реалізовано у ряді пристроїв.

    Доопрацьовано алгоритм узгодження показників незалежних вимірювань кількості фазових циклів та кута фазового зсуву при визначенні повного фазового зсуву для випадку вимірювання девіації частоти, що дозволяє вимірювати пікові значення девіації частоти та створювати системи вимірювання із зворотнім зв'язком. На підставі доопрацьованого алгоритму узгодження запропоновано вимірювач девіації частоти гармонічних сигналів із кутовою модуляцією.

    Виявлено наявність та встановлено специфічні джерела методичних похибок фазочастотних вимірювачів девіації частоти, визначені їх величини та характеристики в залежності від параметрів сигналів модуляції та частоти квантування, вказані шляхи їх зменшення.

    Сформульовано рекомендації та вимоги до проектування цифрових фазочастотних вимірювачів ДЧ та їх складових частин. Створено спеціалізоване програмне забезпечення для формування моделі калібрувального сигналу з регульованими параметрами кутової модуляції, що дозволяє проводити метрологічну оцінку вимірювачів ДЧ із різною схемотехнікою, шляхом моделювання в середовищі САПР MAX + PLUS II фірми “Altera Corp.” .

    Розроблені структурні, принципові схеми та дослідні зразки цифрових фазочастотних вимірювальних перетворювачів для вимірювання девіації частоти із можливістю повної інтеграції на кристалах ПЛІС (EPM7128SLC84-7 та EPF10K20RC240-4), які впроваджені у курсах “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах” та “Радіотехнічні пристрої та системи” у Технологічному університеті Поділля.

    Запропоновані методи та пристрої використані для створення кінцевих вимірювальних перетворювачів пристроїв вимірювання девіації частоти для аналізу характеристик сигналів сучасних телекомунікаційних систем, які розробляються та впроваджуються компанією “LIS” (м. Хмельницький) та ТОВ "Альт" (м. Мурманськ, Росія). Впровадження підтверджуються відповідними актами.

    Апробація результатів дисертації. Викладені в дисертації результати досліджень пройшли апробацію на таких наукових конференціях і семінарах: ІІ та ІІI НТК “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах і конверсії виробництв” (Хмельницький, 1993, 1995 рр.); НТК “Наукові основи прогресивних технологій” ( Хмельницький, 1994 р.); республіканська конференція молодих вчених та студентів (Київ, 1996 р.), ІV та VІІ НТК “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах” (Хмельницький, 1997, 2000 рр.); Міжнародна НТК “CИЕТ-99” (Харків, 1999 р.); НТК викладачів та співробітників Технологічного університету Поділля (1996-1999рр.). Результати роботи також доповідались на міжкафедральних наукових семінарах факультету радіоелектроніки Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький).

    Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 16 наукових праць. З них 5 статей у наукових журналах, що входять до відповідного переліку ВАК України; 7 у матеріалах та тезах конференцій; отримано 3 позитивних рішення на видачу патентів України, оформлено 1 інформаційний листок.

    Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, 4 розділів, основних висновків по роботі, списку використаних джерел (144 бібліографічні посилання, 16 сторінок) та 6 додатків (10 сторінок). Загальний обсяг дисертації в якому викладено основний зміст складає 166 сторінок і містить 59 рисунків на 56 сторінках по тексту та 2 таблиці, що займають 0,8 сторінки по тексту. Повний обсяг дисертації -196 сторінок.


    ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

    У вступі дана загальна характеристика дисертаційної роботи, обгрунтовано актуальність теми, сформульована мета досліджень, дана характеристика наукової новизни та практичного значення одержаних результатів, показано апробацію результатів дисертації, оцінено особистий внесок здобувача.

    В першому розділі дано опис задачі вимірювання девіації частоти (ДЧ) в цілому; розглянуто класифікацію та основні характеристики методів вимірювання ДЧ, вказано переваги та недоліки кожного із розглянутих методів. Окремо проаналізовано основні методи та засоби метрологічної атестації вимірювачів ДЧ.

    На основі проведеного аналізу встановлено:

    • при вимірюванні девіації частоти радіосигналів із індексами модуляції порядку b<10 в межах діапазону ДЧ (10...106Гц) та в діапазоні частот (20...2Ч105Гц) сигналів, що модулюють (МДС), які відтворюється еталоном, існуючим цифровим методам властива значна методична похибка вимірювання (10% і вище);

    • найбільша похибка існуючих еталонних, зразкових та робочих вимірювачів ДЧ є в зоні високих девіацій частот (більше 100КГц) та високих МДС (більше 10КГц);

    • при калібруванні вимірювачів ДЧ вищих розрядів припускається застосовувати модуляційно-залежний цифровий метод електронно-лічильного частотоміра (ЕЛЧ), саме він повинен виступати в якості прототипу.

    Розглянуто та проаналізовано із загальних позицій фазочастотний принцип вимірювання ДЧ. Суть усіх фазочастотних методів полягає у визначенні повного фазового зсуву (ПФЗ) на інтервалі вимірювання ТВИМ=[TП;ТК]

    , (1)

    де NФЦ - кількість фазових циклів (ФЦ); j(t) - кут фазового зсуву (КФЗ).

    Показано, що реалізацію (рис.1.) вимірювання ДЧ можливо здійснити за допомогою засобу вимірювання ПФЗ - кумулятивного фазометра (КФ), при чому мінімальний інтервал поодинокого вимірювання складає чверть періоду МДС, що недосяжно для інших методів вимірювання ДЧ при збереженні точності на рівні менш 1%.


    Рис.1.Структурна схема вимірювання девіації частоти фазочастотним методом та часові діаграми її функціонування


    Запропоновано серед фазочастотних методів вимірювання ДЧ виділити методи високої швидкодії, високої точності і компенсації, вказано місце фазочастотних методів в відомій класифікації методів вимірювання ДЧ.

    На основі проведеного аналізу методів вимірювання ПФЗ, зроблено висновок, що серед методів вимірювання ПФЗ за комплексним критерієм “точність - швидкість вимірювання - апаратурні витрати - можливість комплексної цифрової інтеграції”, найбільш придатним для фазочастотних вимірювачів ДЧ є метод, що ґрунтується на незалежному


  •