Введение
- Анализ технического задания и обоснование актуальности темы
- Анализ принципов построения виртуальных приборов
- Компьютерные методы и алгоритмы измерений параметров сигналов, представленных во временной облости
4.1. Методы цифровой обработки данных
4.2. Аналитические методы оценки амплитуды, частоты, и фазы сигнала
4.3. Стратегия выбора окон
4.4. Оценка среднеквадратического значения сигнала методом интегрирования
4.5. Оценка частоты сигнала методом многоуровневой интерполяции
4.6 Методика и алгоритмы определения параметров амплитудно-модулированного или амплитудно-манипулированного радиосигнала
4.7. Комплексный алгоритм определения параметров модуляции
- Расчет быстродействия виртуального прибора
- Раздел безопасности жизнедеятельности и экологичности
Заключение
Список литературы
В условиях стремительного развития вычислительной техники, в научной области все больше внимания отдается цифровой обработке сигналов, в отличие от аналоговой. Благодаря повседневному улучшению высокопроизводительных и быстродействующих микропроцессоров, программируемых логических интегральных схем, встраиваемых одноплатных компьютерных схем, появилась возможность решение многих задач при обработке сигналов с наименьшими затратами, а также повысить быстродействие и точность. По этой причине система контроля, испытаний и мониторинга задействует персональный компьютер (ПК) за аппаратную основу, которая оснащается встроенными и внешними инструментами расширения.
Популяризация компьютерных технологий в современных принципов построения виртуальных приборов объясняется:
- невысокой стоимостью встроенного и внешнего оборудования;
- наличием расширенного ассортимента периферийного оборудования;
- удобством объединения систем;
- возможностью легкого управления процессом эксперимента;
- осуществимостью удобной обработки, хранения и передачи результатов.
По этим причинам разработчикам технологии предоставляются большие возможности, которые могли бы дать автономные средства измерения.
При разработке таковых систем особое внимание уделяется многофункциональности, общедоступности, совместимости и реализуемости.
Данные требования полностью соблюдаются в комплексах виртуальных приборов, которые реализуют более качественные алгоритмические методы оценки параметров радиосигнала, охватывая стандартизированные аппаратные способы и специализированное программное обеспечение, адаптированное к определенной цели.
В основе работы виртуальных приборов лежит обработка данных на программном уровне, позволяющий выполнять исследования без применения аппаратных средств, в связи с этим главной задачей разработки СКИМ является алгоритмизация методов оценки параметров радиосигнала.
Значительный вклад для цифровой обработки данных внесли ряд отечественных и зарубежных ученых: Котельников В.А., Трифонов А.П, Оппегейн А.В., Рабинер Л.Р., Минц М.Я., Матвеев С.А., Чинков В.Н. и многие др. На данный момент вопросам цифровой обработке сигналов посвящено не мало теоретических и практических работ.
В сложившейся ситуации, в условиях постоянной конкуренции и совершенствования элементной базы, универсальных отечественных средств пока не существует, разработчик вынужден пользоваться зарубежным программным обеспечением и аппаратными средствами таких фирм как: National Instruments, Texas Instruments, Tektronix, Hewlett-Packard и др. Покупное зарубежное оборудование разработчику обходится дорого и не всегда совместимо с отечественным оборудованием. Также зарубежные компоненты иногда не имеют возможности получения отечественных сертификатов метрологической аттестации.
2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ТЕМЫ.
Спецификой виртуальных приборов является программный способ реализации более качественных алгоритмических методов оценки параметров сигнала. Платами расширения достигается решение таких задач, как преобразования сигнала, усиление и ослабление сигнала, развязку и фильтрацию сигналов, цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование и многие другие. Цифровые методы обеспечивают минимальную погрешность обработки, высокую достоверность выходных результатов, значительную помехоустойчивость и функциональную гибкость программно-аппаратных средств.
Целью данной работы является исследование вычислительных методов и алгоритмов определения параметров дискретизированного радиосигнала во временной области и их применение в виртуальных приборах.
Основными требованиями к методам оценки параметров радиосигналов являются многофункциональность, высокие быстродействие и точность. Данные требования взаимопротиворечивы, так как многофункциональность и повышение точности подразумевают наличие большого числа аппаратных и программных элементов, а высокое быстродействие предусматривает сокращение шагов обработки экспериментальных данных.
Программные средства должны обеспечивать решение таких задач как:
- обработка массива дискретных значений в соответствии с существующими алгоритмами и принятыми моделями;
- восстановление оцифрованных сигналов с минимальными искажениями и интерполяцией в промежуточных точках между отсчетами;
- комплексной оценки параметров сигналов, в том числе: частоты и СКЗ при анализе гармонических немодулированных сигналов; коэффициента (глубины) модуляции, частоты несущего и модулирующего сигналов при анализе АМ и АМн колебаний;
- принятия решения по результатам анализа.
