НИЗКОЧАСТОТНАЯ УСИЛИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

LOW-FREQUENCY AND AMPLIFYING EQUIPMENT POSSIBLE WAYS TO IMPROVE ITS FUNCTIONING

Alexander Soloviev

candidate of Science, employee Academy FSO Russian Federation,

Russia, Orel

Maxim Aseckiy

cadet Academy FSO Russia,

Russia, Orel

Roman Kindenov

cadet Academy FSO Russia,

Russia, Orel

Evgeny Kukharenko

cadet Academy FSO Russia,

Russia, Orel

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены вопросы функционального назначения низкочастотной усилительной аппаратуры в технологическом процессе радиомониторинга. Предложен вариант оценки качества функционирования усилителей низкой частоты встроенным микроконтроллером с арифметико-логическим устройством (АЛУ) непосредственного формирования.

ABSTRACT

The problems of a functional purpose the low-frequency amplifying apparatus in the process of radio monitoring. A version of the low-frequency amplifiers evaluate the functioning of the quality built-in microcontroller with an arithmetic logic unit (ALU) directly form.

Ключевые слова: радиомониторинг; низкочастотная усилительная аппаратура; антенные системы; ситуационный центр.

Keywords: radiomonitoring; low-frequency amplifying equipment; antenna systems; situational center.

Активное развитие служб телекоммуникаций требует совершенствования методов по управлению радиочастотным ресурсом, к важнейшим составляющим которого относится радиомониторинг [3].

В процессе радиомониторинга происходит качественное преобразование сигналов, принимаемых антенными системами, до уровня информационных отчетов (целеуказаний), поэтому этот процесс может быть отнесен к информационному технологическому процессу, который характеризуется структурной и функциональной распределенностью.

Структурная распределенность определяется территориально расположенными радиолокационными станциями с антенными системами, ситуационным центром мониторинга, региональными или местными центрами (станциями) радиомониторинга, замыкающиеся на него, каналами связи, а функциональная распределенность процесса радиомониторинга обусловлена процессами преобразования электромагнитных волн, радиоприема, обработки и доставки. Такая распределенность технологического процесса позволяет наиболее эффективно осуществлять сбор информации о наземной или подводной обстановке в реальном масштабе времени, проводить идентификацию источников излучений, проверку соответствия характеристик и параметров излучения требованиям норм и разрешений, обобщение, хранение информации, анализ и формирования целеуказаний.

Антенные системы радиолокационных станций непосредственно «контактируют» с электромагнитными волнами в огромном количестве невидимо распространяющимися в пространстве различных излучений и выделяют нужные из всего этого многообразия.

Ситуационные центры предназначены для сбора, комплексной обработки данных мониторинга обстановки, поддержки принятия решения, оперативного управления силами и средствами.

Основными задачами центров радиомониторинга являются обеспечение надлежащего использования радиочастот и соответствующих радиоэлектронных средств (РЭС) на выделенной территории и осуществление контроля за излучениями РЭС и высокочастотных устройств (радиоконтроля).

Каналы связи предназначены для передачи информации между несколько взаимодействующими между собой устройствами (контроллеры, микро-ЭВМ и др.), которые разнесены на десятки, сотни, иногда даже на тысячи метров, и должны обеспечивать высокое быстродействие и высокую достоверность передаваемых сигналов.

Состав и основные функции участков, обеспечивающих функциональную распределенность технологическому процессу радиомониторинга приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Состав и основные функции участков технологического процесса радиомониторинга

Время формирования информационных отчетов (целеуказаний) на выходе функционального технологического процесса существенно определяется (зависит) от времени функциональных преобразований на каждом участке технологического процесса радиомониторинга.

На участке антенных систем сокращение времени формирования информационных отчетов возможно за счет автоматизации функций элетромагнитного доступа, когда в автоматизированном режиме формулируется диаграмма направленности антенн радиолокационных станций для приема нужных сигналов из всей возможности допустимых, распределенного приема сигналов от различных объектов в соответствии с частотным диапазоном.

На участке обработки автоматизация может обеспечиваться применением автоматизированных комплексов обработки информации по заложенным в их базу данных признакам отбора.

Автоматизация четвертого участка может заключаться в использовании высокоскоростных каналов связи, позволяющих передавать в кратчайшие сроки требуемые объемы информации между структурными участками технологического процесса радиомониторинга.

Несмотря на важность автоматизации отмеченных участков техно­логического процесса мониторинга, наиболее чувствительным по временным показателям остается второй участок приемных устройств, основу которого составляют функционально-законченные модули (компоненты), состоящие из фильтров, детекторов, коммутаторов и усилителей и др.

Время формирования информационных отчетов существенно определяется (зависит) от правильного функционирования всех компонентов второго участка данного технологического процесса. Но, несмотря на важность всех компонентов второго участка технологического процесса мониторинга радиоэлектронной обстановки, наиболее чувствительной и вносящей наибольший вклад в формирование показателя качества, т. е. во время формирования информационных отчетов является низкочастотная усилительная аппаратура [4]. Именно она, выполняет функцию усиления слабых колебаний низкой частоты, поступающих на ее вход до величины, необходимой для работы аппаратуры участка обработки или до величины качественной обработки сообщений на слух оператором [2].

Это означает, что низкочастотная усилительная аппаратура обеспечивает естественное звучание сообщений, при этом воспроизводимые звуки как можно меньше будут отличаются от звуков, которые были воспроизведены на передаче. Очевидно, что это является определяющим фактором, чтобы не пропустить и качественно обработать принимаемую информацию.

Традиционно функция оценки качественного звучания низкочастотной усилительной аппаратуры возложены на человека-оператора. Путем контроля за коэффициентами усиления по мощности, напряжению и току, напряжением на выходе усилителя, коэффициентами гармоник и нелинейных искажений, амплитудно-частотной и амплитудной характеристиками, уровнем шума, динамическим и рабочим диапазоном частот, коэффициентом шума и переходной характеристикой оператор может оценить техническое состояние усилителей.

Очевидно, что низкочастотная усилительная аппаратура, определяя качество функционирования участка приемных устройств, определяют и качество функционирования системы мониторинга. При этом измерение параметров и характеристик усилителей низкой частоты (УНЧ) может проводится по-разному: с использованием традиционной измерительной аппаратуры (КИА) или встроенными устройствами оценки качества.

В любом из этих случаев происходит переложение усилий человека по оценке качества функционирования низкочастотной усилительной аппаратуры на вычислительную технику, а, значит, не допуская перехода УНЧ в неработоспособное состояние, возможно сокращение времени оценки процесса фиксирования отклонения от требуемого функционирования УНЧ и сокращение времени формирования информационных отчетов.

Практическое воплощение процесса оценки качества функционирования УНЧ осложняется необходимостью обработки больших объемов, измеренных данных, касающихся состояния структурных элементов тестируемого усилителя, в минимальное время.

В традиционных микроконтроллерах время выполнения операций практически пропорционально количеству разрядов, представляемых операндами, участвующими в операции. В последние десятилетия появились проработки по созданию методов быстродействующего вычисления, среди которых идея непосредственного формирования результата и построения соответствующего АЛУ непосредственного формирования обладает свойством обеспечения методически максимального быстродействия, а предложенная структура цифрового контурного регулятора (О.В. Захарова, 2013 [1]) (рис. 1) – может удовлетворить потребности устройства оценки качества функционирования УНЧ.

Рисунок 1. Структура нового контурного регулятора [5] на базе АЛУ непосредственного формирования

Таким образом, низкочастотная усилительная аппаратура играет важную роль в технологическом процессе радиомониторинга. Без ее присутствия в структуре технологического процессе радиомониторинга невозможно вести качественную обработку сообщений на слух и обеспечить работу аппаратуры участка обработки.

Оценку качественного состояния низкочастотной усилительной аппаратуры предпочтительно проводить встроенными средствами контроля с использованием микроконтроллеров с АЛУ непосредственного формирования, обеспечивающих методически максимальное быстродействие вычислений и тем самым сокращающих время оценки качества функционирования УНЧ.

Список литературы:

1. Захарова О.В. Программный инструментарий для моделирования вычислительных средств управления: дис. канд. техн. наук. – Орёл, 2013. – 315 с.
2. Малинин Р.М. Усилители низкой частоты. – М.: Энергоатомиздат, 2005. – 68 с.
3. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг – задачи, методы, средства. – М.: Горячая линия-Телеком, 2010. – 624 с.
4. Соловьев А.М. Методика моделирования и оперативной оценки качества функционирования усилителей низкой частоты в технологическом процессе мониторинга радиоэлектронной обстановки // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://www.science-education.ru/113-11787 (Дата обращения 12.12.2012).