Панорамные приемник-анализатор спектра. Разработка анализатора спектра радио-диапазона.
Заказать уникальную дипломную работу- 7676 страниц
- 16 + 16 источников
- Добавлена 24.02.2014
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 1
Глава 2. Конструкторский раздел 3
2.1. Синтез структурной схемы устройства 3
2.2. Алгоритм функционирования устройства 10
2.3. Основные требования к схемотехнической реализации устройства 19
Глава 3. Расчетный раздел 21
3.1. Выбор основных узлов устройства 21
3.2. Расчет согласующих цепей 37
3.3. Работа устройства 40
Глава 4. Экспериментальный раздел 41
4.1. Построение модели в MatLab 41
4.2. Исследование в программном комплексе MatLab 43
4.3. Выводы по результатам моделирования 49
Глава 5. Организационно- экономический раздел 51
5.1. Определение трудоемкости проектных работ и состава конструкторской группы 51
5.2. Расчет себестоимости разработки, изготовления и испытаний опытного образца 56
5.3. Расчет себестоимости серийного изделия и определение оптимальной отпускной цены 58
5.4. Определение экономического эффекта от применения разработанной техники 62
Глава 6. Раздел БЖД 64
6.1. БЖД при производстве прибора 64
6.2. Безопасность при эксплуатации прибора 71
6.3. Экологические аспекты производства прибора 72
Заключение 74
Библиографический список 75
Гибкая система тактирования кристалла предоставляет возможность использовать в качестве источника частоты один из трех внутренних RC‑генераторов (частота 32 кГц, 2 и 32 МГц) либо один из двух генераторов с внешним кварцем. К входам XTAL1 и XTAL2 можно подключать кварц либо керамический резонатор частотой от 0,4 до 16 МГц. Вывод XTAL1 также можно использовать для подключения к внешнему источнику частоты. Второй генератор оптимизирован для работы с «часовым» кварцем частотой 32,768 кГц. Следует отметить, что на кристалле имеется еще один микромощный RC‑генератор на частоту 32 кГц, он обеспечивает работу сторожевого таймера и цепей схемы слежения за уровнем напряжения питания BoD (Brown‑out Detector).
Конкретную частоту работы ядра контроллера обеспечивает модуль цифровой ФАПЧ (Digital Frequency Looked Loop, DPLL), а также модуль классической PLL.
Существенным преимуществом выбранной модели МК является наличие возможности вывода рабочего сигнала тактовой для прочих элементов, что позволит отказаться от использования рекомендованной производителем внешней цепи стабилизации опорной частоты.
Блок-схема выбранного микроконтроллера приведена на рисунке 3.4. Как видно из анализа блок-схемы, фундаментальным отличием архитектуры от 8-разрядных аналогов, предлагаемых конкурентами, является отказ от многобанковой организации регистров общего назначения и страничной адресации памяти программ и данных. Данная цель достигнута увеличением ширины команды до 16 бит, при этом программист имеет возможность получать за один такт доступ к любому из 32 регистров общего назначения, а также доступ к данным во внешней памяти без дополнительных задержек для выбора страницы.
Технические характеристики микроконтроллера ATxmega192A3 приведены в таблице 3.2.
Рисунок 3.4. Блок-схема микроконтроллера ATxmega192A3-MH
Таблица 3.2. Технические характеристики микроконтроллера ATxmega192A3
Показатель Характеристика Разрядность 8 Максимальная тактовая частота 32 МГц Количество портов ввода-вывода 12 Тип АЛУ AVR Объем ПЗУ 192+8 Кб Объем ОЗУ 16 Кб Макс. производительность До 1 MIPS/МГц Поддерживаемые интерфейсы USART, SPI, I2C, SMBus Напряжение питания 1.6.. 3.6 В Энергопотребление макс 25 мА Энергопотребление мин 0.3 мА
Учитывая, что микроконтроллер не поддерживает тип выходного интерфейса АЦП, для согласования необходимо использовать специализированную ИМС- драйвер приемника LVDS. Для проектируемого устройства, учитывая невысокую скорость передачи данных около 10 Мб/сек, подойдет для использования любая модель ИМС, соответственно, выберем модель с наименьшей стоимостью- это ADN4662.
Структурная схема и распиновка ADN4662 показана на рисунке 3.5. Для использования данной ИМС требуется использование дополнительных элементов в соответствии с типовой схемой подключения (рис. 3.6.).
Рисунок 3.5. Структурная схема и распиновка ADN4662
Рисунок 3.6. Схема включения ADN4662
3.2. Расчеты для электрической схемы и расчет характеристик приемника
3.3. Расчет надежности устройства
1. Афонский А. А., Дьяконов В. П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики. М.: СОЛОН-Пресс, 2009
2. Бобров Н.В. Расчет радиоприемника. М., Радио и связь, 1981
3. Воскресенский Д.И., и др., Антенны и устройства СВЧ.- М.: Радио и связь, 1981
4. Головин О.В. Радиоприемные устройства. Москва, Горячая линия - Телком, 2002
5. Давыдов М.Е. Анализаторы спектра реального времени. Tektronix - www.tektonix.com/rsa
6. Дьяконов В. П. Современные цифровые анализаторы спектра // Компоненты и технологии. 2010. № 5
7. Дьяконов В. П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6.7. Основы применения. 2-е изд., дополн. и перераб. М.: СОЛОН-Пресс, 2008
8. Дьяконов В. П. Современные методы Фурье-и вейвлет-анализа и синтеза сигналов // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2009. № 2
9. Дьяконов В. П. MATLAB — новые возможности в технологии осциллографии // Компоненты и технологии. 2009. № 10
10. Дьяконов В. П. Генерация и генераторы сигналов. М.: ДМК-Пресс, 2008
11. Дьяконов В. П., Круглов В. В. MATLAB 6.5 SP1/ 7/7 SP1/7SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики. М.: СОЛОН-Пресс, 2006
12. Дьяконов В. П. Вейвлеты. От теории к практике. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: СОЛОН-Р, 2004.
13. Лощилов А.Г. Анализ и оптимизация широкополосных устройств и антенн на основе нерегулярных структур. Автореф. дисс. КТН. Томск, 2008
Вопрос-ответ:
Что это за статья?
Эта статья посвящена разработке панорамного приемник-анализатора спектра для радио-диапазона.
Какие главы содержит статья?
Статья состоит из четырех глав: конструкторского раздела, расчетного раздела, экспериментального раздела, исследования.
Что рассматривается в конструкторском разделе?
В конструкторском разделе рассматривается синтез структурной схемы устройства, алгоритм функционирования устройства и основные требования к его схемотехнической реализации.
Что включает в себя расчетный раздел?
Расчетный раздел включает выбор основных узлов устройства, расчет согласующих цепей и описание работы устройства.
Что описывается в экспериментальном разделе?
В экспериментальном разделе описывается построение модели в MatLab и проведение исследования.
Какой алгоритм функционирования используется в панорамном приемнике-анализаторе спектра?
В панорамном приемнике-анализаторе спектра используется алгоритм сканирования диапазона частот с последующим измерением уровня сигналов в каждой точке сканирования. Полученные данные выводятся на дисплей в виде графика, позволяющего визуально оценить спектр радиосигналов.
Какие основные требования предъявляются к схемотехнической реализации устройства панорамного приемника-анализатора спектра?
Основные требования к схемотехнической реализации устройства включают низкий уровень паразитных помех, высокую точность измерений, широкий диапазон частот, возможность работы в реальном времени, компактность и удобство использования.
Какие основные узлы устройства выбираются при разработке панорамного приемника-анализатора спектра?
При разработке панорамного приемника-анализатора спектра выбираются основные узлы, такие как антенна для приема радиосигналов, предусилитель для усиления слабых сигналов, смеситель для смешивания высокочастотного сигнала с опорным сигналом, фильтры для отсечения нежелательных частотных компонентов, детектор для извлечения амплитудной информации из смешанного сигнала, усилитель и фильтры для повышения сигнал-шумового соотношения.
Какие согласующие цепи рассчитываются при разработке панорамного приемника-анализатора спектра?
При разработке панорамного приемника-анализатора спектра рассчитываются согласующие цепи, такие как антенная цепь, предусилительная цепь, цепь смесителя и детектора. Расчет этих цепей позволяет обеспечить оптимальное соединение различных элементов устройства и достичь максимальной эффективности работы.
Какими методами проводится исследование панорамного приемника-анализатора спектра в экспериментальном разделе?
В экспериментальном разделе проводится исследование панорамного приемника-анализатора спектра с помощью построения модели в MatLab и последующего анализа полученных данных. Это позволяет оценить работу устройства, проверить его функциональность и эффективность.