Цифровая обработка радиосигналов

Вводная лекция. Цифровая информация и способы ее преобразования. Общие сведения о цифровых устройствах. Справочные данные. Представление чисел в различных системах счисления

Все физические процессы, в том числе и радиотехнические сиг­налы, являются непрерывными (аналоговыми). Часто на практике возникает необходимость преобразования таких сигналов к виду, пригодному для обработки цифровыми устройствами.

Преимущества цифровых методов обработки радиосигналов очевидны и заключаются в обеспечении высокой точности, стабильности параметров, недостижимых при аналоговой обработке. Цифровые схемы проектируются на основе одного или нескольких типов логических элементов, что существенно повышает технологичность их производства. В то же время аналоговые схемы содержат элементы с разными номиналами и потому требуют настройки. Стабильность цифровых устройств обеспечивается тем, что логические элементы имеют два устойчивых разграниченных состояния, которые сохраняются даже при воздействии внешних дестабилизирующих факторов (например температурных). Обработка сигналов цифровыми методами позволяет достичь прямоугольной формы одного из основных параметров фильтров амплитудно-частотной характеристики.

Рис.1.1. Приведение аналогового сигнала u (t) к цифровому виду n (t)

Любой непрерывный сигнал u(t) может быть представлен в циф­ровом виде путем его дискретизации по времени и квантования по уровню, как показано на рис. 1.1. При этом естественно возникает вопрос об обратном восстановлении аналогового сигнала без потери информации.

Принцип выбора интервалов дискретизации Т, при которых не происходит потери аналоговой информации, впервые обоснован В.А. Котельниковым в 1933 г. [6]. Однако потеря информации может произойти и при квантовании по амплитуде уже дискретизированного сигнала, т.к. число уровней квантования N конечно. N выбирается исходя из требуемой точности восстановления аналогового сигнала (например, из соотношения сигнал/шум). Таким образом, сигнал дискретизированный по времени и квантованный по уровню называется цифровым.

Устройства, осуществляющие дискретизацию и квантование непрерывного сигнала, называются аналогоцифровыми преобразователями (АЦП). Для обратного преобразования используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) [7].

1.2. Некоторые сведения
о цифровых интегральных схемах

Цифровые интегральные схемы (ЦИС) – это электронные устройства, предназначенные для обработки информации, представленной в виде двоичных чисел. Серии ЦИС (с учетом быстродействия, потребляемой мощности, функциональных возможностей серии) используются для построения узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры и сложных микропроцессорных систем. В настоящее время перспективными являются так называемые полузаказные микросхемы высокой степени интеграции, т.е. большие интегральные схемы (БИС), на кристалле которых в соответствии с определенными правилами расположены нескоммутированные активные и пассивные компоненты [8, 9].

На практике наиболее часто применяются следующие серии ЦИС: стандартные ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) серии К133, К155, КМ155; маломощные с диодами Шоттки К555, КМ555, КР1533; быстродействующие с диодами Шоттки (ТТЛШ) К531, КР1531; быстродействующие с эмиттерной связью (ЭСЛ) серии 100, 500, К1500. Указанные ИС выполняются по биполярной технологии.

Для получения наиболее высокой степени интеграции используется МОП технология, основой которой являются полевые транзисторы (металл-окисел-полупроводник). Микросхемы КМОП (комплементарные пары металл-окисел-полупроводник) технологии имеют минимальное энергопотребление [10, 11, 12].

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 618; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!