Дудин И.В.

Рязанский Государственный Радиотехнический университет, Россия

Конструкция цифрового имитатора линии задержки

Имитатор отраженных сигналов, входящий в состав автоматизированного рабочего места (АРМ), предназначен для использования на заводе с целью проверки работоспособности изделия вертолетной БРЛС как на соответствие требованиям технических условий, так и для тестирования как разрабатываемых, так и эксплуатируемых РЛС в целях:

¾ проверки технических решений при разработке и производстве новых радиолокационных систем с любыми видами зондирующих сигналов (в том числе со сложномодулированными), которые используются в когерентных и некогерентных РЛС;

¾ проведения заводских и натурных испытаний РЛС при их установке и использовании в штатном режиме;

¾ проведения на РЛС ремонтных и регламентных работ.

Имитатор состоит из 4 основных блоков:

1. ЭВМ со встроенной цифровой линией задержки

2. задающий генератор

3. аттенюатор

4. рупорная передающая антенна

Цифровая линия задержки предназначена :

1) для формирования сигнала D_∑зад из D_∑ (импульс, задающий временное положение и длительность выходных СВЧ сигналов БРЛС ) и D_πзад из D_π (импульс, задающий внутриимпульсную фазокодовую манипуляцию. Временное положение, длительность, период повторения «привязаны» к импульсу D_Σ. ) c заданной задержкой;

2) для изменения задержки в зависимости от скорости;

3) для выдачи в ПЭВМ кода текущей дальности;

4) для трансляции тактовых импульсов из тактовых импульсов .

Цифровая линия задержки представляет собой цепочку из элементарных ячеек - триггеров задержки. Принцип действия триггера задержки сводится к следующему: двоичный сигнал, поступивший в некоторый тактовый момент времени на его вход, появится на его выходе не мгновенно, а только в очередной тактовый момент. Общее время задержки в линии тем больше, чем больше триггеров задержки включено в цепочку, и тем меньше, чем меньше тактовый интервал (чем больше тактовая частота).

С помощью сдвиговых регистров можно обеспечить задержку любого входного сигнала на целое число тактов. Правда, надо учитывать, что длительность входного сигнала (и любого его элемента) будет также передаваться по линии задержки с точностью до одного такта. Такие линии задержки могут применяться для сравнения нескольких последующих тактов входного сигнала, для выполнения арифметических операций с несколькими тактами входного сигнала и для других подобных целей. Работа линии задержки на регистре сдвига иллюстрируется на рисунке 2.4.

Рис. 2.4. Линия задержки входного сигнала на регистре сдвига

Сдвиговые регистры могут также использоваться для формирования импульсов заданной длительности, причем длительность импульса может задаваться управляющим кодом, то есть быть программно управляемой.

Основными параметрами цифровой линии задержки являются:

1 максимальное и минимальное время задержки импульса, которое можно запрограммировать

2 дискретность (т.е. минимальный интервал, с которым можно изменять время задержки)

3 разрядность регистров и счетчиков

4 объем занимаемой памяти (в данном случае исходя из него будет выбираться та или иная микросхема ПЛИС)

Цифровая линия задержки реализована в виде модуля, устанавливаемого в слот расширения шины PCI стандартного компьютера. Схема электрическая принципиальная приведена далее.

Реализация модулем той или иной желаемой функции достигается при помощи соответствующего конфигурирования внутренней структуры ПЛИС. Сигналы, оцифрованные АЦП, подаются на ПЛИС. Далее эти сигналы записываются в микросхему RAM, а по прошествии заданного периода времени (задержки) считываются из памяти и подаются на ЦАП. Максимальная длительность сигнала, задерживаемого модулем, составляет 64К слов, что на частоте дискретизации 40 МГц составляет 1.6 мс. Поскольку, тактовая частота ЦАП равна 20 МГц, целесообразно и частоту дискретизации АЦП выбирать 20 МГц. В этом случае максимально достижимая задержка составляет 3.2 мс. Минимальная задержка сигнала составляет 1.1 мкс и обусловлена аппаратной задержкой сигнала в ЦАП. Максимальный размах выходного сигнала ±1 В. Линия задержки может работать в двух режимах: с использованием внешнего запускающего импульса (неавтономный режим) и без него (автономный режим). Во втором случае ЦЛЗ работает как любая аналоговая: сигнал, поданный на ее вход, через заданный промежуток времени появляется на выходе. При наличии импульса запуска появляется возможность реализации различных вариантов временной обработки сигнала. Например, в случае использования ЦЛЗ в имитаторе для настройки РЛС при запуске ее от импульса запуска РЛС можно автоматически изменять коэффициент передачи, имитируя ослабление сигнала в зависимости от дальности и т. п.

Рис.1 Схема электрическая принципиальная цифровой линии задержки.

Законченная конструкция модуля имитатора будет иметь следующий вид:

Рис.2 Печатная плата модуля имитатора.