Курсовая работа

Модулятор дискретного сигнала по временному положению

Категория:

Курсовая работа

Дисциплина:

Электроника и схемотехника

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

120 руб.

Оценка: 8
Объем страниц: 14
Год сдачи: 2021
Дата публикации: 02.06.2021

* Кроме файла с работой, также есть архив с дополнительными файлами.

Описание дополнительных файлов:

В архиве схема и спецификация элементов схемы

Фрагменты для ознакомления

ВВЕДЕНИЕ

Устройство относится к радиотехнике и может быть использовано для формирования дискретных сигналов, модулированных по временному положению, в устройствах для геоэлектроразведки, акустических скважинных излучателях, кардиомониторах, системах связи, диагностики и телеуправления.

Задачей устройства является повышение помехоустойчивости выходных сигналов путём уменьшения амплитуды боковых пиков их автокорреляционных функций.

 

1 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

На фиг.1 представлена функциональная схема модулятора дискретного сигнала по временному положению.

Фиг.1
Фиг.1

До начала работы модулятора в n-разрядный регистр 16 памяти (где 2n - число функций, формируемых генератором функций Уолша), заносится число 2n-2, представленное в двоичном виде, при этом порядковый номер разряда увеличивается по направлению слева направо, от младшего разряда к старшему.

В начальный момент времени напряжение на выходе квантователя 4 равно нулю, следовательно, на выходе запоминающего блока 5 оно также равно нулю. Напряжение на выходе интегратора 2 в начальный момент времени тоже равно нулю. Поскольку на входы блока 3 сравнения поступают одинаковые напряжения, равные нулю, на выходе блока 3 сравнения вырабатывается импульс, устанавливающий интегратор 2 и запоминающий блок 5 в начальное состояние.

Перед началом работы модулятора на вход 17 начальной установки модулятора подаётся импульс, поступающий на вход разрешения выдачи хранимого кода регистра 16 памяти и на вход разрешения записи информации в разряды счётчика 13. Поскольку информационные выходы разрядов регистра 16 памяти подключены к соответствующим входам разрядов счётчика 13, то состояние разрядов счётчика приобретёт вид «010» для n=3, «0010» - для n=4, «00010» - для n=5 и так далее.

Входной модулирующий сигнал поступает на вход квантователя 4, который периодически производит отсчёты значений входного сигнала в моменты времени 0, θ, 2θ, …, и производит их квантование. Число уровней квантования равно числу элементов функций Уолша. Полученные напряжения запоминаются на определённые промежутки времени в запоминающем блоке 5.

На выходе интегратора 2 получается положительное пилообразное напряжение. Блок 3 сравнения напряжений вырабатывает импульс в тот момент времени, когда пилообразное напряжение достигает величины напряжения на выходе запоминающего блока 5. Этот импульс приводит в начальное состояние схему запоминающего блока 5 и интегратора 2. На выходе запоминающего блока 5 формируются положительные импульсы, длительность которых пропорциональна значению квантованного напряжения. При поступлении этих импульсов на первый (управляющий) вход ключа 9 ключ оказывается открытым, а импульсы от генератора 6 тактовых импульсов оказываются на выходе ключа 9.

Делитель 7 частоты образует из последовательности импульсов с выхода генератора 6 тактовых импульсов последовательность импульсов, имеющую гораздо больший период. Эта последовательность импульсов идёт через сумматор 8 на тактовый вход генератора 11 функций Уолша, генерирующий определённую функцию Уолша. Импульсы с выхода ключа 9 через сумматор 8 добавляются к импульсам с выхода делителя 7 частоты сразу после моментов времени 0, θ, 2θ, … Так как период импульсов с выхода ключа 8 значительно меньше, чем период импульсов с выхода делителя 7 частоты, то на выходе генератора 11 функций Уолша формируется функция Уолша, промодулированная по фазе. Причём фазовый сдвиг пропорционален значению квантованного напряжения входного сигнала, получаемого на выходе квантователя 4.

Делитель 10 частоты образует из последовательности импульсов с выхода делителя 7 частоты импульсы, которые запускают схему квантователя 4 в моменты времени 0, θ, 2θ, … (фиг.2, й). Эти же импульсы поступают на второй вход начала интегрирования интегратора 2 и запускают его в работу, а также на вход разрешения выдачи хранимого кода регистра 16 памяти и на вход разрешения записи информации в разряды счётчика 13, в результате чего состояние разрядов счётчика 13 определяется кодом, записанным в регистре 16 памяти.

Последовательность импульсов, поступающая на вход генератора 11 функций Уолша, поступает также на входы генератора 12 прямоугольных колебаний и на счётный вход счётчика 13. Так как состояние разрядов счётчика имеет вид, определяемый кодом «010», то при поступлении первых двух импульсов с выхода сумматора 8 на выходе счётчика 13 формируется «0», при поступлении следующих четырёх импульсов на выходе счётчика 13 формируется «1», при поступлении еще двух импульсов опять формируется «0», а затем процесс повторяется до наступления следующего момента θj

Для n>3 при поступлении первых 2n-2 импульсов с выхода сумматора 8 на выходе счётчика 13 формируется «0», при поступлении следующих 2n-1 импульсов на выходе счётчика 13 формируется «1», при поступлении следующих 2n-2 импульсов на выходе счётчика 13 формируется «0», а затем процесс повторяется до наступления следующего момента θj.

Коммутатор 14 устроен так, что при поступлении на его второй (управляющий) вход «0» на его выходе формируется сигнал, поступающий на первый (информационный) вход, а при поступлении на его второй (управляющий) вход «1», на его выходе формируется сигнал, поступающий на его третий (информационный) вход.

Следовательно, при поступлении первых 2n-2 импульсов с выхода сумматора 8 после моментов времени 0, θ, 2θ, …, на выходе коммутатора 14 формируется сигнал с выхода генератора 12 прямоугольных колебаний, при поступлении следующих 2n-1 импульсов с выхода сумматора 8 на выходе коммутатора 14 формируется сигнал с выхода источника 1 отрицательного напряжения, при поступлении следующих 2n-2 импульсов с выхода сумматора 8 на выходе коммутатора 14 формируется сигнал с выхода генератора 12 прямоугольных колебаний, а затем процесс повторяется до наступления следующего момента θj. Сигнал с выхода коммутатора 14 поступает на вход умножителя 15 и умножается на функцию Уолша. 

На выходе умножителя 15 формируется сигнал, модулированный по временному положению, обладающий более высокой помехоустойчивостью, за счет улучшения корреляционных свойств выходных пиков автокорреляционных функций этих сигналов.

 

2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

Требуется логический элемент «НЕ»: выбираем микросхему КР1554ЛН. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она обладает высоким быстродействием и напряжение питания микросхемы 5В.

Микросхема КР1554ЛН
Микросхема КР1554ЛН

Требуется логический элемент «2И-НЕ»: выбираем микросхему 1554ЛА3. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она обладает более высокой нагрузочной способностью в сравнении с аналогами и напряжение питания микросхемы 5В. 

Микросхема 1554ЛА3
Микросхема 1554ЛА3

Требуется логический элемент «И»: выбираем микросхему 1554ЛИ1. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она имеет стандартные активные входы, выполняющие Булеву функцию Y1*Y2=D, а также напряжение питания 5В.

Микросхема 1554ЛИ1
Микросхема 1554ЛИ1

Требуется логический элемент «ИЛИ»: выбираем микросхему 1554ЛЛ1. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она обладает высоким быстродействием, а также напряжение питания 5В.

Микросхема 1554ЛЛ1

Требуется ключ: выбираем микросхему К1564КТ3. Данная микросхема выбрана в соответствии с полной совместимости с использующимися микросхемами и напряжением питания 5В.

Микросхема К1564КТ3
Микросхема К1564КТ3

Требуется компаратор: выбираем микросхему LM393. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она имеет улучшенную производительность, имеет возможность работать от однополярного источника питания, а также напряжение питания 5В.

Микросхему LM393
Микросхему LM393

Требуется операционный усилитель: выбираем микросхему TL072. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она имеет низкий уровень шумов, качестве частотной коррекции используется внутренний конденсатор, а также напряжение питания 5В.

Микросхема TL072

Требуется сумматор: выбираем микросхему 1554ИМ6. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она имеет высокое быстродействие, совместима с использующимися микросхемами.

Микросхема 1554ИМ6
Микросхема 1554ИМ6

Требуется восьмиразрядный сдвиговый регистр с параллельными входами: выбираем микросхему 1554ИР8. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она, выполняя функцию преобразования последовательного кода в параллельный, элемент требует для управления всего две линии – тактового сигнала и данных и имеет напряжением питания 5В.

Микросхема 1554ИР8
Микросхема 1554ИР8

Требуется двоичный синхронный счётчик: выбираем микросхему КР1554ИЕ9. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она запускается положительным перепадом тактового импульса и имеет синхронную загрузку, сброс всех триггеров асинхронный по общему входу сброса R, счётчик полностью программируемый, поскольку на каждом из его выходов можно установить требуемый логический уровень, такая предварительная установка происходит синхронно с перепадом тактового импульса и не зависит от того, какой уровень присутствует на входах разрешения счета, а также имеет напряжение питания 5В.

Микросхема КР1554ИЕ9
Микросхема КР1554ИЕ9

Требуется D-триггер: выбираем микросхему 1564ТМ2. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она срабатывает по положительному фронту тактовых сигналов, обладает высокой нагрузочной способностью, а также имеет напряжение питания 5В.

Требуется мультиплексор: выбираем микросхему 1554КП2. Данная микросхема выбрана в соответствии с тем, что она обладает высоким быстродействием, полностью совместима с использующимися микросхемами, а также имеет напряжение питания 5В.

87