Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»

Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»

Представлен алгоритм одновременной фильтрации нормальной шумовой и импульсной помех методом α-усеченного среднего. Экспериментальная проверка показала, что алгоритм обеспечивает приемлемую помехоустойчивость тракта измерения сигналов СКВТ....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
Hauptverfasser: Гордиенко, В.И., Гусаченко, С.А., Клецкий, Н.В., Мытник, Г.И., Хомченко, А.Я.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2009
Schriftenreihe:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:
Системы передачи и обработки сигналов
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52022
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код» / В.И. Гордиенко, С.А. Гусаченко, Н.В. Клецкий, Г.И. Мытник, А.Я. Хомченко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 19-22. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-52022
record_format dspace
spelling irk-123456789-520222013-12-23T03:09:59Z Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код» Гордиенко, В.И. Гусаченко, С.А. Клецкий, Н.В. Мытник, Г.И. Хомченко, А.Я. Системы передачи и обработки сигналов Представлен алгоритм одновременной фильтрации нормальной шумовой и импульсной помех методом α-усеченного среднего. Экспериментальная проверка показала, что алгоритм обеспечивает приемлемую помехоустойчивость тракта измерения сигналов СКВТ. Розроблено тестову схему мікроконтролерного перетворювача «кут-код» для оцінки алгоритмів фільтрації перешкод в ньому. Проведено експериментальну перевірку алгоритмів і встановлено, що алгоритм α-зрізаного середнього є придатним для боротьби з імпульсними і шумовими перешкодами. Приведено результати вимірювань. A test diagram of the microcontroller-type resolver-to-digital converter and algorithms for impediments filtration therein are developed. Experimental verification of the a-truncated mean algorithm intended for the suppression of impulse and noise interference is conducted. The test results are given. 2009 Article Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код» / В.И. Гордиенко, С.А. Гусаченко, Н.В. Клецкий, Г.И. Мытник, А.Я. Хомченко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 19-22. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52022 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Системы передачи и обработки сигналов
Системы передачи и обработки сигналов
spellingShingle Системы передачи и обработки сигналов
Системы передачи и обработки сигналов
Гордиенко, В.И.
Гусаченко, С.А.
Клецкий, Н.В.
Мытник, Г.И.
Хомченко, А.Я.
Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Представлен алгоритм одновременной фильтрации нормальной шумовой и импульсной помех методом α-усеченного среднего. Экспериментальная проверка показала, что алгоритм обеспечивает приемлемую помехоустойчивость тракта измерения сигналов СКВТ.
format Article
author Гордиенко, В.И.
Гусаченко, С.А.
Клецкий, Н.В.
Мытник, Г.И.
Хомченко, А.Я.
author_facet Гордиенко, В.И.
Гусаченко, С.А.
Клецкий, Н.В.
Мытник, Г.И.
Хомченко, А.Я.
author_sort Гордиенко, В.И.
title Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
title_short Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
title_full Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
title_fullStr Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
title_full_unstemmed Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
title_sort алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код»
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2009
topic_facet Системы передачи и обработки сигналов
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52022
citation_txt Алгоритмическая фильтрация помех методом α-усеченного среднего в устройствах преобразования «угол–код» / В.И. Гордиенко, С.А. Гусаченко, Н.В. Клецкий, Г.И. Мытник, А.Я. Хомченко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 19-22. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT gordienkovi algoritmičeskaâfilʹtraciâpomehmetodomausečennogosrednegovustrojstvahpreobrazovaniâugolkod
AT gusačenkosa algoritmičeskaâfilʹtraciâpomehmetodomausečennogosrednegovustrojstvahpreobrazovaniâugolkod
AT kleckijnv algoritmičeskaâfilʹtraciâpomehmetodomausečennogosrednegovustrojstvahpreobrazovaniâugolkod
AT mytnikgi algoritmičeskaâfilʹtraciâpomehmetodomausečennogosrednegovustrojstvahpreobrazovaniâugolkod
AT homčenkoaâ algoritmičeskaâfilʹtraciâpomehmetodomausečennogosrednegovustrojstvahpreobrazovaniâugolkod
first_indexed 2025-07-04T14:20:58Z
last_indexed 2025-07-04T14:20:58Z
_version_ 1836726468570251264
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 19 ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËΠÄàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 11.08 2008 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. Ñ. ÑÈÒÍÈÊΠ(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà) Ê. ò. í. Â. È. ÃÎÐÄÈÅÍÊÎ, Ñ. À. ÃÓÑÀ×ÅÍÊÎ, Í. Â. ÊËÅÖÊÈÉ, Ã. È. ÌÛÒÍÈÊ, À. ß. ÕÎÌ×ÅÍÊÎ Óêðàèíà, ã. ×åðêàññû, ÍÏÊ «Ôîòîïðèáîð» E-mail: photopribor@ic.ck.ua ÀËÃÎÐÈÒÌÈ×ÅÑÊÀß ÔÈËÜÒÐÀÖÈÈ ÏÎÌÅÕ ÌÅÒÎÄÎÌ α-ÓÑÅ×ÅÍÍÎÃÎ ÑÐÅÄÍÅÃÎ Â ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀÕ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß «ÓÃÎË�ÊÎÄ» Ïðåäñòàâëåí àëãîðèòì îäíîâðåìåííîé ôèëüòðàöèè íîðìàëüíîé øóìîâîé è èì- ïóëüñíîé ïîìåõ ìåòîäîì α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà ïîêàçàëà, ÷òî àëãîðèòì îáåñïå÷èâàåò ïðèåìëåìóþ ïîìåõîóñòîé÷èâîñòü òðàê- òà èçìåðåíèÿ ñèãíàëîâ ÑÊÂÒ. Òðàäèöèîííî â âûñîêîòî÷íûõ óñòðîéñòâàõ ïðåîá- ðàçîâàíèÿ «óãîë�êîä» ñèñòåì èçìåðåíèÿ óãëîâûõ ïî- ëîæåíèé îáúåêòîâ øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ ñèíóñíî-êî- ñèíóñíûå âðàùàþùèå òðàíñôîðìàòîðû (ÑÊÂÒ). Èõ ñèãíàëû â âèäå óãëà ðàññîãëàñîâàíèÿ ìåæäó ïîëî- æåíèåì ðîòîðà îòíîñèòåëüíî ñòàòîðà èñïîëüçóþòñÿ äëÿ èçìåðåíèÿ ïîëîæåíèÿ îáúåêòà. Ïðè ýòîì îäíîé èç àêòóàëüíûõ çàäà÷ ñîâðåìåííûõ óñòðîéñòâ ïðåîá- ðàçîâàíèÿ «óãîë�êîä» îñòàåòñÿ ïîâûøåíèå òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ. Ïîÿâëåíèå àíàëîãî-öèôðîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé (ÀÖÏ) âûñîêîé ðàçðÿäíîñòè (äî 24 áèò) ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ðåçóëüòàò èçìåðåíèé âûñîêîé òî÷íîñòè, îä- íàêî ðàçðÿäíîñòü ðåçóëüòàòà ñèëüíî îãðàíè÷åíà øó- ìàìè è ïîìåõàìè. Ïðåîáðàçîâàòåëè «óãîë�êîä» ÷àñ- òî óñòàíàâëèâàþòñÿ â ìîáèëüíûå êîìïëåêñû ñ îãðà- íè÷åííûìè ãàáàðèòàìè, íàñûùåííûå ðàäèîýëåêòðîí- íîé àïïàðàòóðîé è ñèëîâûìè ýëåêòðè÷åñêèìè ïðèâî- äàìè. Ýòî äåëàåò ïðîáëåìó ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè ïðå- îáðàçîâàòåëåé «óãîë�êîä» îäíîé èç ãëàâíûõ ïðîáëåì ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé, êîòîðàÿ åùå è óñëîæíÿåòñÿ òåì, ÷òî çàêîíû ðàñïðåäåëåíèÿ ïîìåõ â ìîáèëüíûõ êîìïëåêñàõ çàðàíåå íåèçâåñòíû. Ïðèíÿòèÿ îäíèõ êîíñòðóêòèâíûõ ìåð ïîâûøåíèÿ ïî- ìåõîóñòîé÷èâîñòè èçìåðèòåëüíîé àïïàðàòóðû ìîæåò îêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íûì.  òî æå âðåìÿ, ïîÿâëåíèå ñîâðåìåííûõ íåäîðîãèõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ñ áîëü- øèì îáúåìîì ïàìÿòè íà êðèñòàëëå ïîçâîëÿåò ïðîèç- âîäèòü öèôðîâóþ îáðàáîòêó ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé â ðåàëüíîì âðåìåíè ñ îäíîâðåìåííîé ôèëüòðàöèåé ïîìåõ. Ïîìåõè, äåéñòâóþùèå íà ïðåîáðàçîâàòåëè «óãîë� êîä», ìîæíî óïðîùåííî ðàçäåëèòü íà øóìîâûå è èì- ïóëüñíûå. Ïðîáëåìà ïîäàâëåíèÿ øóìîâûõ íîðìàëüíî ðàñ- ïðåäåëåííûõ ïîìåõ â óñòðîéñòâàõ ïðåîáðàçîâàíèÿ «óãîë�êîä» ñ ïîìîùüþ àëãîðèòìà âûáîðî÷íîé ñðåä- íåé ðàññìàòðèâàëàñü â ðàáîòå [1, ñ. 161].  äàííîé ñòàòüå ïðåäñòàâëåí àëãîðèòì îäíîâðå- ìåííîé ôèëüòðàöèè íîðìàëüíîé øóìîâîé è èìïóëü- ñíîé ïîìåõ ìåòîäîì α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî â ìèê- ðîêîíòðîëëåðíîì óñòðîéñòâå ïðåîáðàçîâàíèÿ «óãîë� êîä» íà ÑÊÂÒ, à òàêæå åå ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ îöåíêà. Îáîáùåííàÿ ñòðóêòóðà ìèêðîêîíòðîëëåðíîãî ïðå- îáðàçîâàòåëÿ «óãîë�êîä» íà ÑÊÂÒ, ñîåäèíåííîãî ñ ïåðñîíàëüíûì êîìïüþòåðîì äëÿ îáðàáîòêè èíôîð- ìàöèè, ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1. Óãëîâîå ïîëîæåíèå ðîòîðà ÑÊÂÒ îïðåäåëÿåòñÿ äâóìÿ íàïðÿæåíèÿìè, ïðîïîðöèîíàëüíûìè óãëó ïî- âîðîòà θ, à èìåííî Us~sinθ, Uc~cosθ [2, c. 276]. Äëÿ âîçáóæäåíèÿ ÑÊÂÒ íà îáìîòêó âîçáóæäåíèÿ ïîäàåòñÿ ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå Uâ îò ãåíåðàòîðà ñèíóñîèäàëüíîãî ñèãíàëà (ÃÑÑ). Ñèíóñîèäàëüíûå ïåðåìåííûå íàïðÿæåíèÿ Us è Uc ñ âûõîäíûõ îáìîòîê ÑÊÂÒ ÷åðåç ìàñøòàáèðóþùèå îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè (ÌÎÓ) ïîäàþòñÿ íà âõîä âñòðîåííîãî â ìèêðîêîíòðîëëåð (ÌÊ) àíàëîãî-öèô- ðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Öèôðîâîé êîä óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ ïîñëå ÀÖÏ è àëãîðèòìè÷åñêîé ôèëüò- ðàöèè ïîìåõ â ÌÊ ïåðåäàåòñÿ ïî èíòåðôåéñó RS-232 íà ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð (ÏÊ). Ïðè àíàëîãî-öèôðîâîì ïðåîáðàçîâàíèè ê èçìå- ðÿåìûì ñèãíàëàì Us è Uc äîáàâëÿþòñÿ ñîáñòâåííûå øóìû ÀÖÏ è øóìû ïèòàíèÿ. Ñîáñòâåííûå øóìû ÀÖÏ âêëþ÷àþò òåìïåðàòóðíûå øóìû è øóìû êâàíòîâà- íèÿ, êîòîðûå ðàñïðåäåëåíû ïî íîðìàëüíîìó çàêîíó [3, ñ. 379]. Äëÿ âñòðîåííîãî ÀÖÏ ìèêðîêîíòðîëëåðà ATmega32 ñîáñòâåííûå øóìû ñîñòàâëÿþò ±2 ìëàä- øèõ çíà÷àùèõ ðàçðÿäà [4, ñ. 201]. Òàêèì îáðàçîì, ýôôåêòèâíàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü 10-ðàçðÿä- íîãî ÀÖÏ, â ëó÷øåì ñëó÷àå (ïðè îòñóòñòâèè øóìîâ ïî ïèòàíèþ), ñîñòàâèò 8 ðàçðÿäîâ, êîòîðûå íå ïîä- âåðæåíû «äðîæàíèþ». Ïðè èñïîëüçîâàíèè ÀÖÏ îïîðíîå íàïðÿæåíèå äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ôîðìèðóåòñÿ, êàê ïðàâèëî, èç íàïðÿ- æåíèÿ ïèòàíèÿ +5 Â, ïîýòîìó øóìû ïèòàíèÿ íåïî- ñðåäñòâåííî ïðîÿâëÿþòñÿ â ðåçóëüòàòàõ ÀÖÏ è ïðèâî- äÿò ê íåñòàáèëüíîìó ñîñòîÿíèþ («äðîæàíèþ») áèòîâ â ìëàäøèõ ðàçðÿäàõ êîäà. Ïðè îïîðíîì íàïðÿæåíèè ÀÖÏ, ðàâíîì íàïðÿæåíèþ ïèòàíèÿ +5 Â, è ðàçðÿäíî- ñòè ÀÖÏ, ðàâíîé 10, ìèíèìàëüíûé øàã êâàíòîâàíèÿ ÀÖÏ ïî íàïðÿæåíèþ ñîñòàâèò (5/210)=4,8 ìÂ. Òàêèì îáðàçîì, ïðè øóìå ïèòàíèÿ (ðàçìàõå âû- õîäíûõ ïóëüñàöèé), ïðåâûøàþùåì ïî àìïëèòóäå 5 ìÂ, ÷òî òèïè÷íî äàæå äëÿ õîðîøèõ áëîêîâ ïèòàíèÿ, ïî- Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 20 ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËΠìåõà ïîÿâèòñÿ â ðåçóëüòàòàõ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðå- îáðàçîâàíèÿ. Øóìîâàÿ ïîìåõà ïî ïèòàíèþ, ÿâëÿåòñÿ ñòàöèîíàðíûì ñëó÷àéíûì ïðîöåññîì, çàâèñèò îò áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ôàêòîðîâ, ñòàòèñòè÷åñêè ðàñ- ïðåäåëåíà ïî íîðìàëüíîìó çàêîíó è ÿâëÿåòñÿ ãàóñ- ñîâñêîé [3, ñ. 116].  ïðåäñòàâëåííîì ýêñïåðèìåíòå èìïóëüñíàÿ ïî- ìåõà èìèòèðîâàëàñü ñ ïîìîùüþ ãåíåðàòîðà èìïóëü- ñîâ Ã5-54 è èñêóññòâåííî ââîäèëàñü â òðàêò èçìåðÿ- åìûõ ñèãíàëîâ ÑÊÂÒ ñî ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè: ÷àñòîòà ñëåäîâàíèÿ èìïóëüñîâ 20 Ãö; àìïëèòóäà 5 Â; äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà ïîìåõè 200 ìêñ. Äëÿ äîïîëíèòåëüíîãî ïîâûøåíèÿ ïîìåõîçàùèùåí- íîñòè èçìåðåíèÿ àìïëèòóäíî-ìîäóëèðîâàííûõ ñèã- íàëîâ ÑÊÂÒ Us è Uc â ñõåìå ïðåîáðàçîâàòåëÿ «óãîë� êîä» ñ ïîìîùüþ âñòðîåííîãî êîìïàðàòîðà ÌÊ ðåà- ëèçîâàí ïðèíöèï ñèíõðîííîãî äåòåêòèðîâàíèÿ ïîëåç- íîãî ñèãíàëà íà ôîíå ïîìåõ, ïî êîòîðîìó èçìåðåíèå ñèãíàëà íà÷èíàåòñÿ ïðè äîñòèæåíèè çàäàííîãî óðîâ- íÿ ñèãíàëà îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ Uâ. Ñèíõðîííîå äåòåêòèðîâàíèå îáåñïå÷èâàåò äîïîëíèòåëüíóþ ïîìå- õîçàùèùåííîñòü èçìåðÿåìûõ ñèãíàëîâ [3, ñ. 255], ïîñêîëüêó ñèíõðîííûé äåòåêòîð ôèëüòðóåò èìïóëüñ- íûå ïîìåõè, ïðèõîäÿùèå íå â ìîìåíò ñèíõðîííîãî èçìåðåíèÿ, è ïîçâîëÿåò ïðîèçâåñòè íàñòðîéêó íà ìàê- ñèìóì ïîëåçíîãî ñèãíàëà â ìîìåíò èçìåðåíèÿ. Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå äëÿ îäíîâðåìåííîé öèôðîâîé ôèëüòðàöèè íîðìàëüíî ðàñïðåäåëåííîãî øóìà è èìïóëüñíûõ ïîìåõ ñ íåèçâåñòíûì çàêîíîì ðàñïðåäåëåíèÿ ïðè ìåäëåííî èçìåíÿþùèõñÿ âõîäíûõ ñèãíàëàõ ïîëó÷èë ìåòîä α-óñå÷åííîé ñðåäíåé îöåí- êè [5, ñ. 165]. Ðàññìîòðèì àëãîðèòì ïîëó÷åíèÿ α-óñå÷åííîé ñðåäíåé îöåíêè η(α, n) íåèçâåñòíîãî èçìåðÿåìîãî íàïðÿæåíèÿ ñèãíàëà U ïî ðÿäó èçìåðåíèé {Xi}: X1=U+ξ1+ψ1; X2=U+ξ2+ψ2; ����� Xn=U+ξn+ψn; ãäå ξi, ψi � ðåàëèçàöèè àääèòèâíîé øóìîâîé è èì- ïóëüñíîé ïîìåõ â ìîìåíò èçìåðåíèÿ, ñîîòâåòñòâåííî. Âûáîðêà èçìåðåíèé {X1, X2, �, Xn} óïîðÿäî÷è- âàåòñÿ ïî àìïëèòóäå, è ñ îáîèõ êîíöîâ âûáîðêè (èç îáëàñòè ìèíèìàëüíûõ è ìàêñèìàëüíûõ çíà÷åíèé) óäà- ëÿåòñÿ ïî α çíà÷åíèé, ñðåäíåå áåðóò ïî îñòàâøåéñÿ ÷àñòè âûáîðêè. Òàêèì îáðàçîì óäàëÿþòñÿ àíîìàëü- íûå âûáðîñû Xi, «ïîðàæåííûå» èìïóëüñíîé ïîìå- õîé, à îïåðàöèÿ óñðåäíåíèÿ öåíòðàëüíîé ÷àñòè óïî- ðÿäî÷åííîãî ðÿäà âûáîðêè óìåíüøàåò âëèÿíèå íîð- ìàëüíûõ øóìîâ. Ïðè îïòèìèçàöèè ìåòîäà α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî ðåøàåòñÿ çàäà÷à âûáîðà óðîâíÿ óñå÷åíèÿ [αn]. Èìå- åì α-óñå÷åííîå ñðåäíåå ïî èçìåðåíèÿì {ηi}: [ ] [ ] 1 1 1 1 ( , ) , 2[ ] 2 n n n n r i i i i rn n n n r − α − = α + = + η α = η = η − α −∑ ∑ ãäå r=[αn]. Ïàðàìåòð óñå÷åíèÿ α ìîæíî âûáèðàòü èç óñëîâèÿ ìèíèìèçàöèè âûáîðî÷íîé äèñïåðñèè îöåíêè η(α, n), êîòîðàÿ èìååò âèä { } 2 2 ( 1)2 1 2 2 ( 1) 2 1 ( ) ( 1)[ ( , )] (1 2 ) ( 1)[ ( , )] [ ( , )] . r n r n i i r r n r n n + − − − = + σ α = + η − η α + − α + + η − η α + η − η α∑ Óðîâåíü óñå÷åíèÿ [α0] ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ìèíè- ìóìó äèñïåðñèè îöåíêè η(α, n) êàê α0=arg{minσ2(α)}. ÃÈ Ã5-54 ÑÊÂÒ 2,5 ÁÂÒ Us Uc Uâ RS-232 ÃÑÑ Ã3-112 +5  ÌÎÓ ÌÎÓ ÊÐ140ÓÄ20À ÌÊ ÀÖÏ ÐÀ0 ÐÀ1 ÐÂ2 ÐÂ3 Êîìïàðàòîð ATmega32 ÏÊ Ïîìåõà ÊÐ140ÓÄ20À Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ìèêðîêîíòðîëëåðíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ «óãîë�êîä» Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 21 ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËÎÂ Ñ ðîñòîì ÷èñëà èçìåðåíèé n è óðîâíÿ óñå÷åíèÿ α äèñïåðñèÿ îöåíêè σ2(α) óìåíüøàåòñÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ êà÷åñòâà ôèëüòðàöèè ïîìåõ ñ ïîìîùüþ äàííîãî àëãîðèòìà.  [5, c. 166] ïðè ìîäåëè ïîìåõ, áëèçêîé ê íîðìàëüíîé, ðåêîìåíäîâàíî èñïîëüçîâàòü 25%-íîå óñå÷åíèå ñëåâà è ñïðàâà, ïîñêîëüêó òàêàÿ îöåíêà äîñòàòî÷íà äëÿ ìèíèìèçàöèè σ2(α) è íå óñ- ëîæíÿåò ïðîöåäóðó âû÷èñëåíèé. Äëÿ ïðàêòè÷åñêîé ðåàëèçàöèè àëãîðèòìà α-óñå- ÷åííîãî ñðåäíåãî èç ðåçóëüòàòîâ ÀÖÏ â ÎÇÓ ìèêðî- êîíòðîëëåðà ñîçäàåòñÿ áóôåðíûé ìàññèâ äàííûõ èç- ìåðåíèé äëèíîé â 16 èçìåðåíèé (n=16), îðãàíèçî- âàííûé ïî ïðèíöèïó î÷åðåäè FIFO («ïåðâûé âîøåë» � «ïåðâûé âûøåë»). (×èñëî èçìåðåíèé n=16 áûëî âûáðàíî ýêñïåðèìåíòàëüíî êàê îïòèìàëüíîå ñ òî÷êè çðåíèÿ çàãðóçêè ïàìÿòè ìèêðîêîíòðîëëåðà è îáåñïå- ÷åíèÿ ìèíèìàëüíî äîïóñòèìîãî óðîâíÿ ôèëüòðàöèè ïîìåõ.) Ðåçóëüòàò êàæäîãî íîâîãî èçìåðåíèÿ ÀÖÏ çà- ïèñûâàåòñÿ â î÷åðåäü, ïðè ýòîì ðåçóëüòàò ñàìîãî ðàí- íåãî èçìåðåíèÿ èç î÷åðåäè óäàëÿåòñÿ. Ïîñëå êàæäî- ãî îáíîâëåíèÿ î÷åðåäè ïðîèçâîäèòñÿ ñîðòèðîâêà è ðàíæèðîâàíèå ýëåìåíòîâ âûáîðêè èçìåðåíèé ïî âîç- ðàñòàíèþ àìïëèòóäû. Ïîñëå ñîðòèðîâêè ñ êàæäîãî êðàÿ óïîðÿäî÷åííîãî ìàññèâà îòáðàñûâàåòñÿ ïî 4 ýëå- ìåíòà (α=4). Èç îñòàâøèõñÿ 8 ýëåìåíòîâ öåíòðàëü- íîé ÷àñòè ìàññèâà âû÷èñëÿåòñÿ ñðåäíåå. Îòäåëüíî ôîðìèðóþòñÿ ìàññèâû èçìåðåíèé äëÿ ñèãíàëà Us è ñèãíàëà Uc.  ðåçóëüòàòå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé óñòðîéñòâà èçìåðåíèÿ óãëîâûõ êîîðäèíàò íà áàçå ÑÊÂÒ 2,5 ÁÂÒ áûëà ïðîèçâåäåíà ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà àëãîðèòìà α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî ñ ïàðà- ìåòðàìè n=16, α=4, è ïîëó÷åíà çàâèñèìîñòü âåëè÷è- íû èçìåðÿåìîãî óãëà ïîâîðîòà ÑÊÂÒ âî âðåìåíè ïðè âîçäåéñòâèè ãàóññîâñêèõ øóìîâ è èìïóëüñíûõ ïî- ìåõ. Ðåæèì ðàáîòû ÑÊÂÒ ñòàòè÷åñêèé, âàë ðîòîðà íàõîäèòñÿ â óñòîé÷èâîì ôèêñèðîâàííîì ïîëîæåíèè ïðè óãëå ïîâîðîòà 45°. Òàêîå ïîëîæåíèå âûáðàíî, èñõîäÿ èç òîãî, ÷òî ïðè ýòîì óãëå óðîâíè âûõîäíûõ ñèãíàëîâ Us è Uc ðàâíû, à çíà÷èò è îòíîøåíèÿ ñèã- íàë/ïîìåõà ïðèìåðíî îäèíàêîâû: Us/(ξ+ψ)=Uc/(ξ+ψ). ×åðåç êàæäûå 2,5 ìñ (÷àñòîòà ñèãíàëà îáìîòêè âîç- áóæäåíèÿ Uâ 400 Ãö) ìèêðîêîíòðîëëåð ïî ïðåðûâà- íèþ îò êîìïàðàòîðà ïîñëåäîâàòåëüíî îñóùåñòâëÿåò ïðåîáðàçîâàíèå ñèãíàëîâ Us, Uc. Ïðè ýòîì êîìïàðà- òîð íàñòðîåí íà íàïðÿæåíèå 3,5  ñèãíàëà Uâ, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ìàêñèìóì ñèãíàëîâ Us è Uc. Äàëåå ìèê- ðîêîíòðîëëåð ïðîèçâîäèò îáðàáîòêó ðåçóëüòàòîâ èç- ìåðåíèé ïî àëãîðèòìó α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî, âû- ÷èñëÿåò óãîë ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ è ïåðåäàåò ðå- çóëüòàòû íà ÏÊ äëÿ ïîñòðîåíèÿ ãðàôèêà çàâèñèìîñòè óãëà ïîâîðîòà îò âðåìåíè. Íà ðèñ. 2, à ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ áåç öèôðîâîé ôèëüòðà- öèè ïðè øóìîâîé íîðìàëüíî ðàñïðåäåëåííîé è èì- ïóëüñíîé ïîìåõàõ âî âðåìåíè. Çäåñü âèäíî, ÷òî ìàê- ñèìàëüíîå îòêëîíåíèå ðåçóëüòàòà ïðè ïðîõîæäåíèè èìïóëüñíîé ïîìåõè ñîñòàâëÿåò ïî÷òè 900′ (15°), ÷òî ñîâåðøåííî íåïðèåìëåìî, ïîñêîëüêó äîïóñòèìàÿ ïî- ãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ðåçóëüòàòà íå äîëæíà ïðåâû- øàòü 3′. Çàìåòíà è øóìîâàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîìåõè ìåæäó èìïóëüñíûìè âûáðîñàìè. Òî åñòü î÷åâèäíà íåîáõîäèìîñòü ïðèíÿòèÿ äîïîëíèòåëüíûõ àëãîðèòìè- ÷åñêèõ ìåð ïî ïîìåõîóñòîé÷èâîñòè òðàêòà èçìåðåíèÿ óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ. Íà ðèñ. 2, á ïðåäñòàâëåíû çíà÷åíèÿ óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ ïðè ðåàëèçàöèè âûáîðî÷íîãî óñðåäíå- íèÿ ðåçóëüòàòîâ 16 ïîñëåäíèõ èçìåðåíèé. Êàê âèäíî, à) Ó ãî ë, ì èí 3900 3600 3300 3000 2700 20 80 140 200 260 Íîìåð çàìåðà á) Ó ãî ë, ì èí 3900 3600 3300 3000 2700 20 80 140 200 260 Íîìåð çàìåðà â) Ó ãî ë, ì èí 3900 3600 3300 3000 2700 20 80 140 200 260 Íîìåð çàìåðà Ðèñ. 2. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ âî âðåìåíè: à � áåç öèôðîâîé ôèëüòðàöèè â óñëîâèÿõ ïîìåõ; á � ñ óñðåäíå- íèåì 16 èçìåðåíèé; â � ïðè àëãîðèòìå α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 22 ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËΠïðîñòîå óñðåäíåíèå íå ìîæåò îáåñïå÷èòü ïîëíóþ ôèëüòðàöèþ èìïóëüñíûõ ïîìåõ, ïîñêîëüêó îòêëîíå- íèå ïîëåçíîãî ñèãíàëà â ìîìåíò âûáðîñà ïîìåõè ìîæåò ñîñòàâëÿòü 100′ (1,66°). Íà ðèñ. 2, â ïðåäñòàâëåíû çíà÷åíèÿ óãëà ïîâîðîòà ðîòîðà ÑÊÂÒ ïðè ðåàëèçàöèè àëãîðèòìà α-óñå÷åííî- ãî ñðåäíåãî. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî àëãîðèòì α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî îáåñïå÷èâàåò íå òîëüêî íàè- ëó÷øåå ïîäàâëåíèå èìïóëüñíîé ïîìåõè, íî è äîïóñ- òèìîå óñðåäíåíèå øóìîâîé íîðìàëüíî ðàñïðåäåëåí- íîé ïîìåõè. *** Òàêèì îáðàçîì, ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà àë- ãîðèòìîâ ôèëüòðàöèè ïîìåõ â ñõåìå ìèêðîêîíòðîë- ëåðíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ «óãîë�êîä» ïîêàçàëà, ÷òî àëãîðèòì α-óñå÷åííîãî ñðåäíåãî îáåñïå÷èâàåò ïðè- åìëåìóþ ïîìåõîóñòîé÷èâîñòü òðàêòà èçìåðåíèÿ ñèã- íàëîâ ÑÊÂÒ â óñëîâèÿõ íîðìàëüíî ðàñïðåäåëåííûõ øóìîâ è èìïóëüñíûõ ïîìåõ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Áîðìîòîâ Â. Ï., Ãîðäèåíêî Â. È., Ãóñà÷åíêî Ñ. À. è äð. Èññëåäîâàíèå àëãîðèòìè÷åñêîé ôèëüòðàöèè ãàóññîâñêèõ ïîìåõ ìåòîäîì âûáîðî÷íîé ñðåäíåé â ñèñòåìàõ ïðåîáðàçîâàíèÿ «óãîë� êîä»// Âåñòíèê ×åðêàññêîãî ãîñ. òåõ. óí-òà.� 2007.� ¹ 3�4.� Ñ. 161�164. 2. Áðóñêèí Ä. Ý., Çîõîðîâè÷ À. Å., Õâîñòîâ Â. Ñ. Ýëåêòðè÷åñ- êèå ìàøèíû è ìèêðîìàøèíû.� Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1990. 3. Ãîíîðîâñêèé È. Ñ. Ðàäèîòåõíè÷åñêèå öåïè è ñèãíàëû.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1986. 4. 8-bit AVR microcontroller with 32K bytes in-system program- mable flash ATmega32. Datasheet.- 338 p. (www.atmel.com/literature/). 5. Ìåòîäû ýëåêòðè÷åñêèõ èçìåðåíèé / Ïîä ðåä. Ý. È. Öâåòêî- âà.� Ë.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1990. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Ñòèâåí Ñìèò. Öèôðîâàÿ îáðàáîòêà ñèãíàëîâ. Ïðàêòè÷åñêîå ðóêîâîä- ñòâî äëÿ èíæåíåðîâ è íàó÷íûõ ðàáîòíèêîâ (+CD).� Ì.: Äîäåêà, 2008.� 720 ñ. Öåëü êíèãè � îïèñàòü ïðàêòè÷åñêèé ïîäõîä ê öèôðîâîé îáðàáîòêå ñèãíàëîâ, ïîçâîëÿþùèé ïðåîäîëåòü áàðüåð ñëîæíîé ìàòåìàòèêè è àáñòðàêòíîé òåîðèè òðàäèöèîííûõ ó÷åáíèêîâ.  íåé èçëîæåíû îñíîâû òåîðèè öèôðîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Ìàòåðèàë èçëîæåí äîñòóïíî, à ìåòîäû è àëãîðèòìû îáúÿñíåíû òàê, êàê îíè ïîíèìàþòñÿ ïðè ïðàêòè÷åñêîì èñïîëüçîâàíèè. Ïðèâåäåíî áîëüøîå êî- ëè÷åñòâî ïðèìåðîâ, èëëþñòðàöèé è òåêñòîâ ïðîãðàìì, êîòîðûå ìîæíî íàéòè íà ïðèëàãàåìîì CD. Äëÿ íàó÷íûõ ðàáîòíèêîâ è èíæåíåðîâ, æåëàþùèõ ïðèìåíÿòü ìåòîäû öèôðîâîé îáðàáîòêè â ðàçëè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ ñôåðàõ. Ðåêîìåíäóåòñÿ àñïèðàíòàì è ñòó- äåíòàì, èçó÷àþùèì öèôðîâóþ îáðàáîòêó ñèãíàëîâ. Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Ðîâäî À. À. Ñõåìîòåõíèêà óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ íà áèïîëÿðíûõ òðàí- çèñòîðàõ.� Ì.: Äîäåêà, 2008.� 256 ñ.  êíèãå ïîäðîáíî ðàññìàòðèâàþòñÿ âñå âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ êîíñòðóèðîâàíèåì òèïîâûõ îäíîòðàíçèñòîðíûõ óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ íà áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòî- ðàõ. Áåç ïðèâëå÷åíèÿ ñëîæíûõ ôîðìóë îïèñûâàþòñÿ íåêîòîðûå ôèçè÷åñêèå ýô- ôåêòû, ëåæàùèå â îñíîâå óñèëèòåëüíûõ ñâîéñòâ òðàíçèñòîðà. Ïðèâîäÿòñÿ âñå- âîçìîæíûå ñïîñîáû óñòàíîâêè ðåæèìîâ ðàáîòû òðàíçèñòîðîâ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, ôîðìóëû äëÿ ðàñ÷åòîâ íîìèíàëîâ ýëåìåíòîâ â ñõåìàõ. Ðàññìàòðèâàþòñÿ ìåòîäû àíàëèçà óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ íà áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ äëÿ ïåðå- ìåííûõ ñèãíàëîâ, à òàêæå ñàì àíàëèç äëÿ íåêîòîðûõ òèïè÷íûõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé, â òîì ÷èñëå è ñ öåïÿìè âíóòðèêàñêàäíûõ ÎÎÑ. Êðîìå òîãî, â êíèãó âîøëè ðàçíîîáðàçíûå ïðèìåðû èñïîëüçîâàíèÿ óñèëèòåëåé íà áèïîëÿðíûõ òðàí- çèñòîðàõ â ðåàëüíîé ñõåìîòåõíèêå, ïîäðîáíîå èçëîæåíèå ïîðÿäêà ðàçðàáîòêè ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ, îïèñàíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ýëåêòðîííûõ óñèëèòåëåé è ìíîãîå äðóãîå, ÷òî ìîæåò îêàçàòüñÿ ïîëåçíûì ïðè èçó÷åíèè òåîðåòè÷åñêîé ðà- äèîýëåêòðîíèêè è ïðàêòè÷åñêîì êîíñòðóèðîâàíèè, ïðîåêòèðîâàíèè, àíàëèçå è ðåìîíòå ñõåì. Äëÿ ðàäèîèíæåíåðîâ, ñòóäåíòîâ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé, øèðîêîãî êðóãà ðàäèîëþáèòåëåé è ñïåöèàëèñòîâ.

Ähnliche Einträge