Алгоритм обработки сигнала в автономном устройстве фиксации высоты

6 / 11

18 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2016. № 3
иметь частоту повторения г f в N раз больше, чем требуемая частота м F
пилообразного напряжения: г м 150 МГц. f NF   Поскольку отдельных
генераторов с такой высокой частотой не существует, необходимо ис-
пользовать специальный умножитель частоты — синтезатор PLL. Таким
образом, можно использовать генератор прямоугольных импульсов с
частотой г 15 МГц f  и умножить ее на 10, получив требуемую частоту
.
PLL f Далее следует создать цифровые отсчеты пилообразного напряже-
ния. Их можно считать из энергонезависимой памяти с предварительно
записанными данными отcчетами. Для получения требуемого значения
девиации частоты осуществляется регулировка масштаба и смещения.
С помощью цифроаналогового преобразователя с частотой преобразо-
вания, аналогичной частоте ,
PLL f получаем модуляционное напряже-
ние. При излучении сигнала с ЛЧМ и нулевым обратным ходом на вход
приемника поступает колебание вида
   
c c 0 Д с м Д c
1
( ) cos 2 sin 2 ,
m
m
e t E A F t B mF F t


 
            
 
 

где c E — амплитуда сигнала разностной частоты; 0 A — амплитуда
составляющей с частотой Д ; F c Φ — начальная фаза; m B — амплитуда
составляющей с частотой м Д. mF F
Посредством узкополосных фильтров выделяются требуемые гар-
моники. Тогда в каждом канале получим следующие сигналы:
 
3,4 c 3,4 м Д c ( ) sin 2π (3, 4) . e t E B F F t      
 
Сравнение амплитуд гармоник лучше проводить в цифровом виде,
так как меньше влияние шумов и помех. Для этого сигналы преобра-
зуются в цифровой вид, т. е. подаются на 12-битный аналого-цифровой
преобразователь (АЦП). Пусть частота дискретизации АЦП составляет
,
s F тогда ,
s t n F где 1, 2, ,   n N — номер отсчета. Получим сигнал
на выходе АЦП:
Д м
3,4 c 3,4 c ( ) sin 2π(3, 4) 2 .
s s
F F
u n E B n n
F F
 
    
 
 
Сигнал будет иметь единственную частоту — частоту Доплера —
при выполнении условия м .
s F F k При такой частоте дискретизации
будет оцифрован сигнал с частотой Доплера, т. е. по теореме Котельни-
кова. Следовательно, с учетом выражения (1) имеем Д м 2 0, 2 .
s F F F 
Значения частоты дискретизации составят м м м1, 2, 3,
s F F F F
м м4, 5. F F Выберем м 0,5 750 кГц.
s F F  При указанном значении