ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОЙ АРУ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ


https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-5-12

Полный текст:


Аннотация

Введение. Системы связи на сегодняшний день в основном являются цифровыми. Одной из задач автоматической регулировки усиления в цифровых приемниках является поддержание аналоговых сигналов на уровне, не допускающем насыщения аналого-цифрового преобразователя. Большинство численных алгоритмов основаны на арифметике с плавающей точкой, а полностью цифровая автоматическая регулировка усиления обычно реализуется с помощью устройств, работающих на арифметике с фиксированной точкой, таких, как микросхемы программируемой логики и сигнальные процессоры. Вследствие использования арифметики с фиксированной точкой и аппаратного ограничения выходные значащие биты должны быть корректно усечены. Хотя во многих исследованиях упоминается цифровая автоматическая регулировка усиления, ее характеристики подробно не рассматривались в условиях конечной разрядности вычислителей.

Цель работы. Анализ динамических характеристик цифровой автоматической регулировки усиления для реализации на вычислителе при операциях над числами с фиксированной точкой.

Материалы и методы. В рамках исследования разработана математическая модель цифровой автоматической регулировки усиления в математическом пакете MATLAB и ее реализация на микросхеме программируемой логики.

Результаты. Показаны отличие характеристик и особенности работы цифровой автоматической регулировки усиления при операциях над числами с фиксированной точкой. Произведена оценка влияния сигналов с фиксированной точкой на стабильность работы цифровой автоматической регулировки усиления. Проведен анализ причин возникновения паразитных колебаний управляющего сигнала.

Заключение. В результате данного исследования предложен алгоритм компенсации колебаний управляющего сигнала за счет коррекции опорного уровня цифровой автоматической регулировки усиления. В дальнейшем требуется проверка предложенного алгоритма на реальных сигналах. Результаты этой работы актуальны в задачах разработки цифровых приемников для систем связи различного назначения. 


Об авторе

А. А. Прасолов
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича
Россия
инженер по специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение" (2004), старший преподаватель кафедры радиосвязи и вещания


Список литературы

1. Digital Enterprise and Information Systems // Intern. Conf., DEIS 2011, London, UK July 20–22, 2011. Proc.; ed. by E. Ariwa, E. El-Qawasmeh. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 766 p.

2. Sigismondi P. The digital globalization of entertainment: New paradigms in the 21st century global mediascape. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2012. 138 p. (The Economics of Information, Communication and Entertainment. Vol. 3).

3. Narieda S. AGC and ADC effects on receiver performance in FDM based narrowband wireless systems // 2013 IEEE 10th Consumer Communications and Networking Conf. (CCNC), Las Vegas, NV, USA, 11–14 Jan. 2013. Piscataway: IEEE, 2013. P. 449–454. doi: 10.1109/CCNC. 2013.6488482

4. Pan H. Y. M., Larson L. E. Improved Dynamic Model of Fast-Settling Linear-in-dB Automatic Gain Control Circuit // 2007 IEEE Intern. Symp. on Circuits and Systems. New Orleans, LA, USA, 27–30 May 2007. Piscataway: IEEE, 2007. P. 681–684. doi: 10.1109/ISCAS.2007.377900

5. Huang C., Yan X., He L. A high-precision all-digital automatic gain control algorithm for broadband realtime spectrum analyzer // 2013 Intern. Conf. on Com-munications, Circuits and Systems (ICCCAS). Chengdu, China, 15–17 Nov. 2013. Piscataway: IEEE, 2013. Vol. 1. P. 240–244. doi: 10.1109/ICCCAS.2013.6765225

6. Yan X., Wang Q., Qin K. A new signal capture method based on real-time multi-domain trigger in communication analyzer // 2009 IEEE Circuits and Systems Intern. Conf. on Testing and Diagnosis. Chengdu, China, 28–29 April 2009. Piscataway: IEEE, 2009. P. 1–4. doi: 10.1109/CAS-ICTD.2009.4960757

7. Vucic M., Butorac M. All-digital high-dynamic automatic gain control // 2009 IEEE Intern. Symp. on Circuits and Systems. Taipei, Taiwan, 24–27 May 2009. Piscataway: IEEE, 2009. P. 1032–1035. doi: 10.1109/ISCAS.2009.5117935

8. Optimized digital automatic gain control for DVB-S2 system / Y. Zhang, J. Cao, C. Wu, J. Han, X. Zeng // 2010 Wireless Telecommunications Symp. (WTS). Tampa, FL, USA, 21–23 April 2010. Piscataway: IEEE, 2010. P. 1–5. doi: 10.1109/WTS.2010.5479628

9. Implementation of automatic gain control in OFDM digital receiver on FPGA / L. Liang, J. Shi, L. Chen, S. Xu // 2010 Intern. Conf. on Computer Design and Applications. Qinhuangdao, China, 25–27 June 2010. Piscataway: IEEE, 2010. Vol. 4. P. V4-446–V4-449. doi: 10.1109/ICCDA.2010.5540895

10. Ju C., Ma J. Finite word length analysis and design of digital automatic gain control system for mobile TV applications // 2009 Intern. SoC Design Conf. (ISOCC). Busan, South Korea, 22–24 Nov. 2009. Piscataway: IEEE, 2009. P. 270–273. doi: 10.1109/SOCDC.2009.5423800

11. Прасолов А. А., Шпак С. А. Моделирование переходного процесса цифровой автоматической регулировки усиления // Информационные технологии моделирования и управления. 2013. №. 1. С. 40–45.

12. Raj A. A. B. FPGA-Based Embedded System Developer's Guide. Boca Raton: CRC Press, 2018. 804 p.

13. Bouganis C. S., Constantinides G. A. Synthesis of DSP algorithms from infinite precision specifications // High-Level Synthesis. Dordrecht: Springer, 2008. P. 197-214.

14. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления. СПб.: Профессия, 2003. 752 с.

15. Pat. USA 6,292,120. Int.Cl. H03M 1/18 (2006.01.01). Automatic gain control for input to analog to digital converter / D. Painchaud, L. J. Wachter. Publ. 09/18/2001.

16. Azou S., Luca M. B., Burel G. Automatic gain control in a Kalman filter based synchronization chaotic receiver // Proc. of IEEE Communications Conf., Bucharest, Romania, June 3–5, 2004. Piscataway: IEEE, 2004. P. 1–4.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Прасолов А.А. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОЙ АРУ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019;(2):5-12. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-5-12

For citation: Prasolov A.A. CHARACTERISTICS OF DIGITAL AGC IN FIXED-POINT OPERATIONS. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019;(2):5-12. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-2-5-12

Просмотров: 65

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)