Рассмотрены акустоэлектронные фурье-процессоры на основе ЛЧМ-пре-образования, имеющие по сравнению с цифровыми процессорами, реализующими быстрое преобразование Фурье, преимущества по быстродействию, стоимости, габаритным размерам и потребляемой мощности. Оценено современное состояние элементной базы, используемой при построении процессоров.
Приведены сведения о модификациях и предельных возможностях аку-стоэлектронных фурье-процессоров, а также сведения об их практических применениях: синтезе частот; программируемой и согласованной фильтра-цияк; анализе спектров; преобразовании временного масштаба сигналов; кепстральной обработки сигналов, интегральных преобразованиях на ними и т. д.
Кроме того, рассмотрены комбинированные фурье-процессоры, в которые наряду с акустоэлектронными входят цифровые устройства и приборы с зарядовой связью. Даны примеры использования таких фурье-ироцессоров в панорамных приемниках, в радио- и гидролокаторах и ряде других устройств обработки цифровой и аналоговой информации.
Для научных работников, специализирующихся в области обработки 1
ПРЕДИСЛОВИЕ
Многие задачи обнаружения, идентификации и обработки сигналов решаются с применением цифровых процессоров, обладающих высокой точностью, большим динамическим диапазоном и универсальностью. С увеличением полосы обрабатываемых частот их точность и динамический диапазон снижаются, а масса, габаритные размеры, истребляемая мощность, стоимость возрастают. Эти факторы в настоящее время ограничивают возможности создания цифровых процессоров для обработки сигналов с полосой в несколько десятков мегагерц в стационарной и в несколько мегагерц в бортовой аппаратуре. Названные ограничения вновь возродили интерес к аналоговым устройствам обработки сигналов, и прежде всего к дисперсионным линиям задержки, конвольверам и транс-версальным фильтрам на поверхностных акустических волнах, имеющим по сравнению с цифровыми процессорами в задачах обработки сигналов преимущества по быстродействию, стоимости, габаритным размерам и потребляемой мощности. Уже сейчас названные и другие акустоэлектронные приборы широко применяются в связных и радиолокационных системах, где их число иногда достигает десятков и даже сотен.
В последнее время упомянутые устройства обработки сигналов все чаще используются в акустоэлектронных фурье-процессорах, которые функционально заменяют цифровые процессоры быстрого преобразования Фурье при умеренных требованиях к точности и динамическому диапазону. Об интересе к этому классу устройств свидетельствует значительное число публикаций в периодической печати по результатам их исследования и практического использования (только за рубежом до 1983 г. было опубликовано не менее 300 работ). Вместе с тем книги по этой тематике отсутствуют.
Настоящая книга посвящена акустоэлектронным фурье-процес-сорам, работающим на основе алгоритма так называемого ЛЧМ-преобразования или его разновидностей. Она содержит сведения о модификациях и предельных возможностях такого рода акустоэлектронных фурье-процессоров, фактический материал о современном состоянии используемой при их построении элементной эазы, а также сведения о возможных практических применениях: синтезе частот, программируемой полосовой и согласованной
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ................. • 3
Список основных сокращений и условных обозначений ..... 5
Глава 1. Обработка сигналов в спектральной области ..... 10
1.1. Введение ................ 10
1.2. Виды аналоговых фурье-процессоров ........ 12
1.3. Технологическая база аналоговых фурье-процессоров на основе ЛЧМ- и ЛЧМг-преобразований .......... 18
Глава 2. Функциональные узлы акустоэлектронных фурье-процессоров 22
2.1. Дисперсионные линии задержки на ПАВ ....... 22
2.2. Конвольверы ............... 28
2.3. Генераторы ЛЧМ-сигналов ........... 31
2.4. Перемножители .............. 37
Глава 3. Фурье-процессоры на основе алгоритма ЛЧМ-преобразования 41
3.1. Алгоритмы ЛЧМ- и ЛЧМ2-преобразований ...... 41
3.2. Режимы работы фурье-процессоров типа П — С — П .... 45
3.3. Динамический диапазон ........... 52
3.4. Точность преобразования ........... 50
3.5. Разновидности фурье-процессоров типа П — С— П ..... 62
3.6. Фурье-процессоры типа С — П— С ......... 65
3.7. Асинхронные фурье-процессоры ......... 67
3.8. Конвольверные фурье-процессоры ......... 70
3.9. Температурная стабилизация акустоэлектронных фурье-процессоров ................. 72
3.10. Практическая реализация акустоэлектронных фурье-процессоров 75
Глава 4. Основные операции, выполняемые с использованием акусто-
электронных фурье-процессоров ......... 81
4.1. Синтез частот ............... 81
4.2. Демодуляция частотно-манипулированных сигналов .... 86
4.3. Спектральная обработка сигналов ......... 92
4.4. Программируемая согласованная фильтрация ...... 101
4.5. Кепстральная обработка сигналов ......... 104
4.6. Интегральные преобразования Гильберта, Меллина, Френеля . . 107
4.7. Преобразование временного масштаба ........ 112
4.8. Задержка сигналов ............. 117
Глава 5. Комбинированные фурье-процессоры ........ 120
5.1. Сравнительный анализ характеристик акустоэлектронных фурье-процессоров, цифровых схем и ПЗС . . . . ..... 120
5.2. Анализаторы спектра ............. 123
5.3. Процессоры с увеличенным числом точек преобразования . . 127
5.4. Панорамные приемники ............ 133
5.5. Комбинированные процессоры для обработки цифровой и .аналоговой информации ............. 139
5.6. Фурье-процессоры на основе PRIME-алгоритма . . . . . 143
5.7. Доплеровские процессоры __ ........... Н5
5.8. Процессоры для обработки гидролокационных сигналов . . . 150 Послесловие ................. 158
итеьГ\ЯТ\ТПЫ
Цена: 150руб.
