ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЦИФРОВЫМ УМНОЖИТЕЛЬНО-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ

  • Х. Нсуе Южный Федеральный Университет
  • В. П. Федосов Южный Федеральный Университет
  • С. В. Кучерявенко Южный Федеральный Университет
Ключевые слова: Среднеквадратическое отклонение, нестабильность частоты, умножительно-преобразовательные операции, случайные процессы, гармоническое колебание, дискретизация

Аннотация

Статья посвящена проблеме измерения параметров гармонического колебания ум-ножительно-преобразовательным методом. Моделирование выполнено при помощи про-граммной среды LabVIEW, с применением цифрового умножительно-преобразовательного метода, основные этапы которого представлены в виде развивающей цепочки: а) генери-рование гармонического колебания и случайных процессов; б) фильтрация помехи с исполь-зованием полосовых фильтров, настроенных на первую гармонику; в) параллельное сумми-рование результирующих процессов, г) возведение результатов суммирования в шестую и седьмую степень; д) повторная фильтрация случайного процесса, с помощью полосовых фильтров, настроенных на шестую и седьмую гармонику, е) применяется операция умно-жения к выделенным старшим гармоникам, ё) очередная фильтрация для комбинационной гармоники с помощью полосового фильтра, настроенного на первую гармонику, ж) полу-ченный сигнал подвергается преобразованию Гильберта. Преобразование Гильберта от аналитического сигнала дает комплексный сигнал с реальной и мнимой частью, з) получен-ный комплексный сигнал преобразуется в полярную или экспоненциальную форму для после-дующего извлечения фазы, и) получение информации о частоте, путем применения произ-водной к фазе. Полученная, после применения умножительно-преобразовательных опера-ций, закономерность изменения частоты сравнивается с исходной частотой и определя-ются параметры: математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение. По полученным расхождениям делается вывод о нестабильности частоты. В результате применения нелинейных преобразований колебаний идентичных по нестабильности гене-раторов и получения тем же методом колебания исходной частоты формируется кон-тролируемая нестабильность по частоте. Применяя этот метод многократно к колеба-ниям высокостабильных генераторов, можно сформировать колебание с увеличенной не-стабильностью, а затем измерить ее обычными измерительными приборами, не прибегая к большим затратам при выполнении этой операции. Затем рассчитать исходную неста-бильность по приведенным формулам.

Литература

1. Nsue Kh.M.B., Fedosov V.P., Tereshkov V.V. Otsenka nestabil'nosti chastoty s pomoshch'yu pokazateley vo vremennoy oblasti [Estimation of frequency instability using indicators in the time domain], Rostovskiy nauchnyy zhurnal: setevoy zhurnal [Rostov Scientific Journal: Net-work Journal], 2016, Vol. 4, Issue 6, pp. 5-15.
2. Nsue Kh.M.B., Fedosov V.P., Tereshkov V.V. Izmerenie nestabil'nosti chastoty vysoko-stabil'nykh generatorov s pomoshch'yu pokazateley vo vremennoy oblasti [The measurement of frequency instability of highly stable generators using indicators in the time domain], Rostovskiy nauchnyy zhurnal: setevoy zhurnal [Rostov Scientific Journal: Network Journal], 2016, Vol. 4, Issue 7, pp. 63-70.
3. Nsue Kh.M.B., Fedosov V.P. TSifrovoy algoritm izmereniya kratkovremennoy nestabil'nosti chastoty vysokostabil'nykh generatorov umnozhitel'no-preobrazovatel'nym metodom [A digi-tal algorithm for measuring the short-term frequency instability of highly stable generators by the multiplication-converting method], Tendentsii razvitiya nauki i obrazovaniya: Sb. nauch. trudov, po materialam XV mezhdunar. nauch. konf. 25 iyunya 2016 g. [Trends in the Devel-opment of Science and Education: Sat. scientific proceedings, according to the materials of the XV int. scientific conf. June 25, 2016]. Izd-vo NITS «L-Zhurnal», 2016. – Part 3, pp. 16-18.
4. Nsue Kh.M.B., Fedosov V.P., Kucheryavenko S.V. Izmerenie kratkovremennoy nestabil'nosti chastoty sverkhstabil'nykh kvazigarmonicheskikh signalov [Measurement of short-term fre-quency instability of superstable quasiharmonic signals], Inzhenernyy vestnik Dona [Engineer-ing Journal of the Don], 2018, No. 1.
5. Nsue Kh.M.B., Kucheryavenko S.V. Kratkovremennaya nestabil'nost' chastoty kvazigarmonicheskikh signalov [Short-term frequency instability of quasi-harmonic signals], Sb. trudov 18-oy Natsional'noy molodezhnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Fundamental'nye issledovaniya s primeneniem komp'yuternykh tekhnologiy v nauke, proizvodstve, sotsial'nykh i ekonomicheskikh protsessakh», g. Novocherkassk, 2018 [Proceedings of the 18th National Youth Scientific and Practical Conference "Fundamental Research Using Computer Technologies in Sci-ence, Production, Social and Economic Processes", Novocherkassk, 2018].
6. Fedosov V.P., Muravitskiy N.S., Kucheryavenko S.V. Povyshenie effektivnosti radiosvyazi v releevskom kanale na osnove antennykh reshetok [Improving the efficiency of radio commu-nication in the relay channel based on antenna arrays], Radiotekhnika [Radiotechnics], 2008, No. 11, pp. 195-204.
7. Kucheryavenko S.V., Ryzhov V.P. Ispol'zovanie tekhnologii National Instruments dlya modelirovaniya sluchaynykh protsessov i ikh preobrazovaniy [Use of National Instruments technology for modeling random processes and their transformations], Mater. Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii «Tekhnologii National Instruments v nauke, tekhnike i obrazovanii» [Materials of the International scientific conference "national Instruments Tech-nologies in science, technology and education"]. Taganrog: Izd-vo YuFU, 2006, pp. 15-17.
8. Fedosov V.P., Lomakina A.V., Legin A.A., Voronin V.V. Modeling of systems wireless data trans-mission based on antenna arrays in underwater acoustic channels, Proceedings of SPIE - The Inter-national Society for Optical Engineering Architectures, Algorithms, and Applications. Baltimore: The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE), 2016, pp. 98720G.
9. Fedosov V.P., Tarasov S.P., Pivnev P.P., Voronin V.V., Kucheryavenko S.V., Legin A.A., Lomakina A.V., Frants V.A. Seti svyazi dlya podvodnykh avtonomnykh robotizirovannykh kompleksov: monografiya [Communication networks for underwater autonomous robotic sys-tems, monograph]. Rostov-on-Don - Taganrog, 2018.
10. Kucheryavenko S.V. Spektry zvukovykh signalov v bazise Khaara [Spectra of sound signals in the Haar basis], Izvestiya TRTU [Izvestiya TSURE], 1999, No. 2 (12), pp. 43.
11. Kucheryavenko S.V. Svoystva simmetrii signalov i ikh otobrazhenie v razlichnykh bazisakh [Symmetry properties of signals and their display in various bases], Izvestiya TRTU [Izvestiya TSURE], 1998, No. 3 (9), pp. 14.
12. Mengali U., D’Andrea A. Synchronization Techniques for Digital Receivers. New York: Ple-num Press, 1997, 529 p.
13. Decina М., deJulio U. International Activities on Network Synchronization for Digital Com-munication, IEEE International Communications Conference, 1979.
14. Abate J.E., Brandenburg L.H., Lawson J.C., Ross W.L. The Switched Digital Network Plan, Bell System Technical Journal, September 1977, pp. 1297-1320.
15. Pierce J.R. Synchronizing Digital Networks, Bell System Technical Journal, March 1969, pp. 615-636.
16. Collins A.A. Pedersen R.D. Telecommunications, A Time for Innovation, Merle Collins Foun-dation, Dallas, Texas 1973.
17. Byrne C.J., Karafin B.J., Robinson D.B. Systematic Jitter in a Chain of Digital Repeaters, Bell System Technical Journal, November 1963, pp. 2679- 2714.
18. Gardner F.M. Phaselock Techniques. – 2nd ed., John Wiley & Sons, New York, 1979.
19. Sunde E.D. Self-Timing Regenerative Repeaters, Bell System Technical Journal, July 1957, pp. 891-938.
20. Duttweiler D.L. The Jitter Performance of Phase-Locked Loops Extracting Timing from Base-band Data Waveforms, Bell System Technical Journal, January 1976, pp. 37-58.
21. Impact of Jitter on the Second Order Digital Multiplex at 6312 kbit/s, AT&T Submittal to CCITT study group on jitter, Green Book, Vol. 3, pp. 861-869.
22. Muratani T. Saitoh H. Synchronization in TDMA Satellite Communications, IEEE Interna-tional Conference on Communications, 1979, pp. 11.4.1-11.4.6.
Опубликован
2020-01-23
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ I. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ