Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->
Обязательно посмотрите энциклопедию:

Радиоэлектроника, Схемы радиолюбителям


37. Перенос спектра сигнала в заданную область. Выделение боковой (нижней или верхней). Цифровая обработка сигналов

Цифровая обработка сигналов

37. Перенос спектра сигнала в заданную область. Выделение боковой (нижней или верхней)

При синтезе систем связи с частотным разделением канала (с ЧРК) делаются следующие операции:

1. Расчет области частот среды распространения (в радиоаппаратуре - отведенная полоса частот, в кабельных линиях связи – это полоса частот от минимально разрешенной до максимально разрешенной для данной аппаратуры, для оптоволоконных линий – это окно прозрачности 1.55 мкм.).

2. Формирование группового сигнала (из канальных сигналов).

Групповой сигнал формируется из элементов телефонных каналов (0.3 – 3.4 кГц).

Из анализа работы систем связи с частотным разделением каналов виден существенный недостаток:

сложность формирования группового сигнала.

Вопрос - формирование N-канального сигнала.

При серийном производстве LC-фильтров настройка каждого происходит индивидуально. В связи с внедрением цифровых фильтров проблема выделения боковых частот существенно упрощается.

В настоящее время используются трансмультиплексоры, которые являются сложными цифровыми фильтрами, работающими в реальном масштабе времени.

При формировании группового сигнала надо исходный спектр сигнала сдвинуть на p-тактовых интервалов в правую сторону.

При сдвиге вправо на p-тактовых интервалов надо домножить исходный сигнал на две составляющие:


Данный алгоритм выигрывает по сравнению с известными аналоговыми способами формирования нижней и верхней области частот. Структура преобразования проще и легче перестраиваема. Вся перестройка в замене p.

Эта операция переноса спектра является умножением (разложением) сигнала на синфазную и квадратурную составляющую.

Литература:

Маркин С. “Цифровые сигнальные процессы”.

Цифровые сигнальные процессы.

Этапы развития можно разбить:

1. разработка сигнального процессора МПД 7720 (для синтеза устройств преобразования сигналов)

2. ТМS3301, ТМS 3302

3. ТМS 3303 за 2 мкс., АДSP-21.

Обработка сигналов для радиотелефонов осуществляется с помощью МП DSP.

DSP используется при синтезе так называемых модемов (устройств стыков между ПЭВМ и существующей сетью локальных или глобальных), DSP используется при синтезе трансмультиплексоров.

Сравнительная таблица различных типов DSP.

возможности

21.01

21.03

21.05

21.11

21.

MSP50

21.61

21.62

21.63

21.64

21.71

21.73

21.72

21.15

21.81

Память

программ

RAM

2кБай-

та

-

-

16к

память пр-м

неперест-мая

ROM

-

-

-

-

-

-

-

-

память дан-ных RAM

0.5к

0.5к

0.5к

0.5к

16к

наличие

таймера

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

послед.порт “0”многокан.

+

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

посл.порт”1”

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

порт XOTин-терфейса

 

 

 

+

+

 

 

+

+

 

 

порт ПДП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

режим низ-кого энерго-потребления

 

 

 

 

+

 

 

+

+

 

+

аналог. Ин-терфейс

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

макс. F,МГц

20

10.24

13.82

20

20

18.67;

10.24

18.63;

10.24

18.67;

10.24

18.67

20

18.67

длина цикла,

нс

50

97.6

72.3

50

50

80;

97.6

80;

97.6

30;50

30

50

30

Напряжение питания,В

5

3.3

5

5

5

5;3.3

5;3.3

5;3.3

5

5

5

ПДП - прямой доступ к памяти – это режим в многопроцессорной системе, когда требуется из верхнего звена считать данные из более нижнего звена с отключением процессора низового звена.

Стык (согласование) с вышестоящим процессором, когда функции периферийного устройства выполняют выше названные.

В любом процессоре DSP три режима работы:

1. активный, работает на полную мощность;

2. режим приема команд скорость обработки сигналов уменьшается

3. режим молчания (при самом экономном энергопотреблении).

Из анализа совокупности характеристик наиболее перспективным является процессор 21 MSP 50 (ADSP-21-MSP-50) , наиболее быстродействующим является ADSP-2181.

Структурная схема сигнальных процессоров.

Стандартна для всех, отличие одной структуры от другой – в наличии или в отсутствии каких-то составных блоков. Для уменьшения времени выполнения в структуре предусмотрены два генератора в адресном пространстве DAG1 и DAG2 (аппаратный накопитель умножителей), позволяют за один такт умножить два 40-разрядных числа и прибавить полученное произведение к предыдущему результату.

Блок MAC – умножитель накопителей.

АЛУ – арифметическое логическое устройство, позволяет произвести сложение либо вычитание

логич.+, *, сложение по модулю 2.

Для обмена с внешними устройствами существуют специальные порты (SPORT) , у отдельных процессоров специальных портов несколько: последовательные “0”,”1” и последовательный XOT интерфейс.

В каждом из перечисленных выше процессоров имеется возможность организации памяти барабанного типа SHIFTER.

Устройство обмена позволяет переслать данные с одной шины на другую (с шины DMD на PMD и наоборот), согласовывать разный формат данных (PMD (24 разряда) и DMD (16 разрядов)).

Процессор в отличие от существующих процессоров имеет 5 шин:

Шина DMD-datamemorydata, вводятся исходные данные или окончательные результаты.

Шина PMD – шина инструкций programmemorydata, может использоваться и для данных, подлежащих вычислению (для повышения производительности).

Шина адресов PMA – programmemoryaddress, при начальной загрузке процессора, а также при чтении рабочей программы из памяти программ RAM.

DMA – datamemoryaddress, предназначена для чтения памяти данных ROM, для организации обмена по последовательному интерфейсу через SPORT0 и SPORT1.

Согласно рекомендации МККТТ последовательный обмен производится с помощью телеграфного 5р.кода, может вводиться асинхронно.

ALU совместно с аппаратным умножителем МАG и АЗУ барабанного типа SHIFTER образует 5 шину: шину R, позволяет переслать промежуточные результаты вычислений или из ALU в MAG или наоборот; либо с задействованием SHIFTER, при этом операции происходят бок о бок. Для построения иерархической системы связи, когда DSP связь осуществляется через HOST интерфейс (является устройством, кроме HOST интерфейса имеет возможность связаться с шиной адреса через два мультиплексора).

В HOST интерфейсе используется параллельная RG защелка. Такая защелка позволяет синхронизировать информацию.

Надо предусмотреть стандартное устройство ввода /вывода.

ADSP

Сигнал Reset поступает программно от старшей по иерархии программной сетки. RG команд и счетчик обнуляются и указывают на нулевую ячейку памяти программ, где указан номер строки, с которой начинается первоначальная загрузка.

Установка всех составных блоков в исходное состояние.

Для того, чтобы разделить поток данных и поток инструкций (команд), используются 4 шины. Сигналы с одной шины в процессе обработки могут пересылаться на другую шину по специальной команде. Процесс разделения шин позволил существенно увеличить скорость обработки, для этой операции служат генераторы DAG1 и DAG2. Адресация в ОЗУ возможна в двух вариантах:

1. абсолютная адресация

2. косвенная адресация

Для уменьшения времени на выполняемую команду DAG1 и DAG2 автоматически инициируется.

Структура построения микропроцессорного комплекса.

Как и любая вычислительная система, сигнал. М.П.комплекс содержит три составляющие:

1. центральный процессорный элемент

2. постоянное запоминающее устройство первоначальной инициализации и хранения памяти программ

3. операторное запоминающее устройство

CLKIN и XTAL предназначены для подключения внешнего кварцевого резонатора, либо для подключения внешней тактовой частоты.

В случае, если используется внешняя тактовая частота, то тактовые импульсы подаются CLKIN, а вход XTAL остается свободным. Внутри центрального процессорного элемента происходит умножение тактовой частоты на 4. Совместно с тактовой частотой производится синхронизированный вывод выполняемых операций на выходе CLKOUT.

Вход RESET – вход сброса аппаратной реализации, по этому входу МПК сбрасывается в исходное состояние при первоначальном включении.

Вход MMAP – memory map control signal.

MMAP – вход для программного сброса, происходит обнуление сигналов от более старшего МП комплекта.

SPORT1 и SPORT0 – два последовательных устройства ввода/вывода, которые позволяют производить не только обмен данных, но и делать прерывание, более старшие прерывания IRQ-0, следующие IRQ-4.

В отличие от известных управл.процессоров прерывание может производиться как с последующего устройства ввода/вывода, так и ADSP. В случае если процессор работает в многопроцессорной системе, то используется постпроцессор.

а) отладка рабочей программы, тогда вместо постпроцессора используется ЭВМ

б) используется многопроцессорная система - сигнал.процессор (ближнего и дальнего уровня)

Центральный процессорный элемент имеет три шины: ША(14р.), ШД(24р.), Ш Управления (включает три сигнала, разделенные во времени:); определяет порядок работы внешней памяти.

Если 0, то производится обращение памяти к первоначальной инициализации

Для того, чтобы прочесть в памяти данных, вырабатывается сигнал, а записать –.

При первоначальной инициализации ввод производится по 4 байта, при этом в начале первый байт.

Структура АЛУ.

 АЛУ – самостоятельный блок, входящий в процессор ATSP, позволяет выполнить:

1. R=x+y 9. R=x XQR y

2. R=x-y 10. R=PASS x

3. R=y-x 11. R=PASS y

4. R=x+y+CI 12. R=NOT x

5. R=x-y-CI+1 13. R=NOT y

6. R=y-x-CI+1 14. R=x+1

7. R=x OR y 15. R=y+1

8. R=x AND y

 АЛУ состоит из блока RGx (216 раз.), блока RGy (216 раз.). Каждый из этих RG обрамлен мультиплексором, с его помощью сигнал может приниматься с двух направлений.

Первый блок RGRx совместно с мультиплексором MX1 позволяет выдать на вход сигнал либо с выхода Rx, либо с внутренней шины R.

MUX2 позволяет сделать аналогичные операции с выхода Ry и AR.

MU3 позволяет объединить шины DMD и PMD для записи второго операнда y, обе шины имеют разную разрядность (16 р. и 24 р.). Согласование разрядности происходит автоматически. Для выбора RGRy существуют два банка данных, для выбора нулевого банка данных надо указать команду MSTAX0.

При выполнении арифметических и логических операций формируются признаки:

1. AZ - признак нуля

2. AN- признак отрицательного результата

3. AC - признак переноса из 16 в 17 раз

4. AS - признак знака

5. AV - признак переполнения

6. AQ- признак частного

Структура умножителя MAC.

1. R=xy

2. R=MR+xy

3. R=MR-xy

4. MR=0

MAC состоит:

1. блок 216р. RG

для согласования 16р MR0 – MR1

MUX1 нужен для коммутации

MUX2

MUX3 коммутирует входные сигналы либо с шины DMD, либо с PMD.

MUX4-6 коммутирует на входы RGMR0-MR2, либо с выхода накопителя (вычитателя) R0-R2, либо с шины DMD. Специально ориентирован на временные свертки.

Два банка Rx и Ry постоянно меняются местами при вычислении свертки.

Список литературы

1. Гоноровский «Радиотехнические цепи и сигналы».

2. Голденберг Справочник по ЦОС.

3. Карташов «Основы теории дискретных сигналов и цифровых фильтров».

4. Робинер «Теория и применение ЦОС».

5. Ленг «Аналоговые и цифровые фильтры».

6. Антонию «Цифровые фильтры, анализ и проектирование».

Цифровая обработка сигналов






© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки. Карта сайта

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru