Дипломный проект « Математическое моделирование и анализ характеристик системы частотной автоподстройки частоты при совместном действии сигнала и шума. - презентация

1 Дипломный проект « Математическое моделирование и анализ характеристик системы частотной автоподстройки частоты при совместном действии сигнала и шума » студент : Малышев А. В. Группа : ЭР Научный руководитель : Евсиков Ю. А.

2 Цели и задачи работы Цель работы: Составление фортран программы и анализ характеристик системы частотной автоподстройки частоты при совместном действии сигнала и шума. Задачи, решаемые в ходе работы: Изучение методов моделирования радиотехнических устройств и систем на функциональном этапе проектирования. Разработка математической модели, описывающей работу системы частотной автоподстройки частоты с частотным дискриминатором, контуром и фазовращателем. Составление фортран-программы моделирования системы ЧАП. Получение эпюр напряжений, соответствующих переходным процессам в системе для заданных параметров модели.

3 Назначение системы ЧАП. Функциональная схема Системы частотной автоподстройки (ЧАП) применяются в радиоприемных устройствах, доплеровских системах измерения скорости подвижных объектов, устройствах частотной селекции сигналов.

4 Элементы и математическое описание системы ЧАП

5 Дискриминационная характеристика

6 Зависимость частоты подстраиваемого генератора от управляющего напряжения, поступающего с выхода ФНЧ систе­мы, называют регулировочной характеристикой. Структурная схема системы ЧАП Структурная схема является, формой представления математического описания системы и весь­ма удобна для ее анализа.

7 Использование метода комплексных амплитуд при моделировании РЭУС Метод комплексных амплитуд широко применяется для математического описания работы высокочастотных трактов и отдельных радиозвеньев. Сущность моделирования методом комплексных амплитуд сводится к замене реальных радиозвеньев математическими моделями в виде низкочастотных эквивалентов с комплексными амплитудами выходных и входных сигналов. Задача моделирования сводится к отысканию алгоритмов перехода от описания радиозвена мгновенными значениями сигналов к описанию их комплексными амплитудами.

8 Базис простейших функциональных элементов При использовании метода КА достаточно ограничить­ся шестью простейшими функциональными элементами, обра­зующими базис: узкополосный линейный фильтр, звено «нелинейный безынерционный элемент полосовой фильтр», идеальный Фазовращатель, идеальное звено задержки, иде­альный смеситель и идеальный амплитудно-фазовый детек­ тор.

9 Функциональная схема исследуемой системы ЧАП СМ – смеситель ; УПЧ – усилитель промежуточной частоты ; АО – сглаженный амплитудный ограничитель ; Ф – полосовой фильтр ; ФВ – Фазовращатель на 90 о ; АФД – амплитудно - фазовый детектор ; ФНЧ – фильтр нижних ; ПГ – перестраиваемый генератор ;

10 Математическая модель системы на основе метода комплексных амплитуд Идеальный смеситель (СМ)

11 Математическая модель системы на основе метода комплексных амплитуд

12 Дискретная модель системы ЧАП

13 Результаты цифрового моделирования результаты цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе частотного дискриминатора 1.положительная расстройка и отсутствие шума. 3.положительная расстройка и наличие шума. 2.отрицательная расстройка и отсутствие шума. 4.отрицательная расстройка и наличие шума.

14 Результаты цифрового моделирования результаты цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе частотного дискриминатора при изменении коэффициента неидеальности слаженного амплитудного ограничителя 1.Положительная расстройка, Am=0,012.Положительная расстройка, Am=0,35 3.Положительная расстройка, Am=0, 45 4.Отрицательная расстройка, Am=0, 4

15 Результаты цифрового моделирования результаты цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе частотного дискриминатора при изменении крутизны регулировочной характеристики в отрицательной области 1.Положительная расстройка, Sp= -1 2.Положительная расстройка, Sp= Положительная расстройка, Sp= -2

16 Результаты цифрового моделирования Сравнение результатов цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе ЧД и на выходе ФНЧ 1. Выход ЧД, Am=0,01, Sp= Выход ФНЧ, Am=0,01, Sp= Выход ЧД, Am=0, 4, Sp= Выход ФНЧ, Am=0, 4, Sp= Выход ЧД, Am=0, 45, Sp= -2 с шумом6. Выход ФНЧ, Am=0, 45, Sp= -2 с шумом

17 Результаты цифрового моделирования результаты цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе ФНЧ при изменении крутизны регулировочной характеристики 1.Положительная расстройка, Sp= -1 2.Положительная расстройка, Sp= -3 3.Положительная расстройка, Sp= -5 4.Положительная расстройка, Sp= -7

18 Входное воздействие в виде сигнала с линейной частотной модуляцией и шумом

19 Результаты цифрового моделирования результаты цифрового моделирования в замкнутой системе частотной автоподстройки частоты на выходе ФНЧ при входном воздействии сигнала с линейной частотной модуляцией 1.Отсутствие шума, Um=10, Am=0,01, Ak=0 2.Наличие шума, Um=5, Am=0,01, Ak=1 3.Наличие шума, Um=5, Am=0,2, Ak=2 Где Um- скорость изменения частоты сигнала Am- параметр, определяющий степень близости амплитудного ограничителя к идеальному Ak- коэффициент, позволяющий изменять спектральную плотность шума

20 Практическая ценность проделанной работы Фортран - программы моделирования частотной автоподстройки частоты и результаты цифрового моделирования можно использовать в дисциплине « Математическое моделирование радиосистем и устройств »

21 Спасибо за внимание