Развитие алгоритмических методов определения параметров радиосигналов в задачах испытаний для гибких технологий производства радиотехнических устройств и систем

• Автор: Поздняков, Александр Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 358 с. : ил.

Основные сокращения
• Введение
Глава 1. Аналитический обзор, постановка задач и выбор Щ приоритетных принципов автоматизации экспериментальных
исследований, испытаний и мониторинга радиосистем
1.1. Задачи экспериментальных исследований, испытаний
и мониторинга радиосистем
1.2. Классификация автономных систем экспериментальных исследований, испытаний и мониторинга
1.3. Аппаратно-программные средства компьютерных систем
ф экспериментальных исследований, испытаний и мониторинга
1.4. Аналитический обзор методов алгоритмических измерений
и синтеза испытательных сигналов
1.5. Классификация рабочих областей частот стробирующего
ф аналого-цифрового преобразования
1.6. Методология проектирования систем испытаний
1.7. Выводы по главе
. Глава 2. Исследование, развитие и математическое моделирование
^ алгоритмов спектрального анализа сигналов при
несинхронизированном стробировании
2.1. Перенос гармоник сигнала в область промежуточных частот при
несихронизированном стробировании
2.2. Диапазон рабочих частот при несинхронизированном
ф. стробировании
2.3. Особенности спектрального анализа сигналов на основе
А дискретного преобразования Фурье
2.4. Анализ амплитудного спектра
2.4.1. Анализ амплитудного спектра и оценка среднеквадратического значения сигнала на основе преобразования Фурье
2.4.2. Особенности оценки амплитуды первой гармоники сигнала при приближении к границам диапазона промежуточных частот
2.4.3. Исследование возможностей БПФ для оценки амплитуды
основной гармоники по короткой реализации сигнала
2.5. Анализ частотного спектра
2.5.1. Оценка частоты периодического сигнала на основе преобразования Фурье
2.5.2. Алгоритмы определения номера и частоты любой гармоники
■ сигнала при реализации преобразования Фурье

2.5.3. Особенности оценки частоты сигнала при приближении к
границам диапазона промежуточных частот
2.5.4. Исследование возможностей БПФ для оценки частоты по
ф короткой реализации сигнала
2.6 Анализ фазового спектра
ф 2.6.1. Оценка начальной фазы основной гармоники периодического
сигнала на основе преобразования Фурье
2.6.2. Особенности оценки начальной фазы сигнала при приближении
к границам диапазона промежуточных частот
2.6.3. Исследование возможностей БПФ для оценки начальной
фазы по короткой реализации сигнала
2.7. Комплексный алгоритм спектрального анализа
Ф 2.8. Выводы по главе
Глава 3. Исследование, развитие и математическое моделирование алгоритмических методов оценки характеристик сигналов
3.1. Сравнение алгоритмических методов оценки среднеквадратического
Ф значения сигнала...!
3.2. Комбинированный алгоритм оценки частоты по короткой реализации
цифрового сигнала
3.3. Оценка разности фаз сигналов
3.3.1. Оценка разности фаз сигналов в частотной области на основе преобразования Фурье
3.3.2. Применение преобразования Гильберта для уменьшения модуляционных шумов при оценке разности фаз сигналов
3.3.3. Оценка разности фаз сигналов во временной области
3.4. Оценка параметров модуляции сигнала
® ' 3.4.1. Оценка параметров модуляции на основе преобразований
ф Фурье и Гильберта
3.4.2. Оценка параметров гармонической модуляции по среднеквадратическому значению и с фильтрацией шумовых спектральных компонент огибающей
3.4.3. Сравнение методов оценки параметров модуляции
3.5. Восстановление формы сигнала при несинронизированном стробировании
^ 3.6. Оценка нелинейных искажений сигнала
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Исследование, развитие и математическое моделирование алгоритмических методов анализа частотных характеристик
устройств и каналов передачи
® 4.1. Методологические аспекты исследования частотных характеристик
цепей, устройств и каналов передачи

4.2. Адаптация полосы качания испытательного сигнала при
исследовании АЧХ избирательных устройств
4.3. Использование преобразований Фурье и Гильберта в задачах исследования частотных характеристик
4.4. Исследование частотных характеристик при использовании внешних широкополосных генераторов качающейся частоты и маркерных меток
4.4.1. Использование стабильного электронного частотного масштаба
4.4.2. Использование перестраиваемого электронного частотного масштаба для повышения точности определения граничных
частот
4.4.3. Определение амплитудных параметров и функционалов методом
Ф стробируемого сравнения сигналов
4.5. Использование сигнала с линейчатым спектром в качестве испытательного при измерении АЧХ широкополосных линейных четырёхполюсников
Ф 4.6. Формирование маркерных меток в устройствах частотного
сканирования
4.6.1. Анализ методов формирования частотных меток
4.6.2. Адаптивное формирование частотных меток
Ш 4.6.3. Формирование видеоимпульсов электронного частотного
масштаба
4.6.4. Методы повышения разрешающей способности формирователей электронного частотного масштаба
4.7. Выводы по главе
Заключение
® Список литературы
щ Приложения
П1. Перечень созданных интерактивных программ моделирования
и работы компьютерных приборов
П2. Комплексы компьютерных приборов специального
и широкого применения
ПЗ. Система мониторинга канала передачи сигнала
П4. Система мониторинга качества электроэнергии
(у, П5. Программные средства конфигурирования систем испытаний
и мониторинга
П6. Комплекс для автоматизированных испытаний радиостанций
П7. Рабочие окна программ моделирования
П8. Сравнительные стоимости и основные характеристики Ш комплексов приборов
Акты внедрения

линейной интерполяции требуется устанавливать частоту дискретизации значительно более высокой, чем частота высшей гармоники. Для восстановления модулированного сигнала необходимо собрать массив данных на периоде модулирующей частоты Тм, получая на периоде несущей не менее Ыт отсчетов. Общий объем выборки при этом может быть очень большим. Например, если 7д/?с=105 (несущая частота 100 МГц, модулирующая частота 1000 Гц), то потребуется обработать 105Л'У отсчетов.
Если задана допустимая погрешность восстановления, то период дискретизации может быть найден по формуле:
Тд<^Гд!{л/с).
При возможном выборе частоты дискретизации от /о,шп до /дтах. максимальная частота сигнала или высшей гармоники в спектре сигнала
/стах — /дтах^У~д !Я■
Например, для допустимой погрешности 1% и частоты дискретизации 100 МГц максимальная рабочая частота сигнала будет только 4,45 МГц.
Минимальная рабочая частота первой гармоники сигнала может быть сколь угодно малой, поскольку даже если АЦП имеет ограничение по установке /дтп в процессе обработки молено отбирать данные с прореживанием, например, брать каждый 100-й отсчет. Можно считать, что в ДИС полоса пропускания начинается с постоянного напряжения. Линейная интерполяция реализуется весьма просто технически, она позволяет воспроизводить исходную кривую непосредственно в процессе эксперимента.
Методы цифровой обработки во временной области постоянно совершенствуются и границы их применимости расширяются. В частности с участием автора разработаны рассматриваемые в главе 3 методы многоуровневой интерполяции при оценке частоты и фазового сдвига.
Особенности работы в ДСС (во временной области)
Из теории спектров известно, что при изменении масштаба времени электрического сигнала /Ъ) в с/ раз масштаб частот спектральных составляющих сигнала меняется в 1/(/ раз, т. е.

<1 К С1 )
где комплексные спектральные плотности
00 со
1 /(4)е~]т <*, РчЦсо)
—со —СО
Таким образом, сжатие спектра электрического сигнала без изменения его