Аннотации:
Рассмотрены принципы построения современных широкодиапазонных устройств обработки и формирования радиосигналов. Установлено, что ключевыми компонентами широко-диапазонных радиоэлектронных систем являются быстродействующие программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП)
преобразователи радиосигналов. Приведены характеристики интегральных микросхем ПЛИС, АЦП и ЦАП отечественного производства. Показано, что отечественные быстродействующие ПЛИС, АЦП и ЦАП по своим технических характеристикам во многом уступают своим зарубежным аналогам. Это затрудняет их прямое использование в цифровых широкодиапазонных
устройствах обработки и формирования радиосигналов. Например, максимальная тактовая частота быстродействующих отечественных АЦП не превышает 125 МГц. В то же время в зарубежных быстродействующих АЦП максимальная тактовая частота достигает 1000…5000 МГц. В отечественных ПЛИС отсутствуют специализированные блоки цифровой обработки информации (например, последовательные каналы передачи цифровых данных, обеспечивающие пропускную способность в несколько гигабит в секунду). Зарубежные ПЛИС располагают десятками таких специализированных блоков. Проанализированы проблемы определения частоты радиосигналов в широком частотном диапазоне и согласования скоростей цифровых потоков между интегральными микросхемами ПЛИС и ЦАП отечественного производства. Показано, что применение специальных технических решений и алгоритмов обработки радиосигналов позволяет строить широкодиапазонные цифровые устройства обработки и формирования радиосигналов на отечественной элементной базе. Например, применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов позволяет проводить оценку частоты радиосигнала в широком диапазоне частот при минимальных требованиях к применяемым цифровым интегральным микросхемам. The article describes the principles of modern broadband devices for processing and generating
radio signals. It found that the high-speed programmable logic integrated circuits (FPGA), analog-todigital (ADC) and digital-to-analog (DAC) converters are the key components of broadband radio
electronic systems. Specifications of the Russian FPGA, ADC and DAC are given. It is shown that the Russian high-speed FPGA, ADC and DAC are inferior to their foreign analogs in many ways. This hampers their direct use in digital broadband devices for processing and generating radio signals.
For example the maximum clock frequency of high-speed Russian ADC doesn't exceed 125 MHz. At the same time the maximum clock frequency of foreign ADC is up to 1000…5000 MHz. Specialized blocks for digital signal processing (e.g. serial digital data transmission channels with a bandwidth
of several gigabits per second) miss from the Russian FPGA. Foreign FPGA have tens of such specialized blocks. Problems of measuring the frequency of radio signals over a wide frequency range and rate matching digital streams between Russian FPGA and DAC are analyzed. It is shown that the application of special technical solutions and algorithms allows to build the broadband digital
device for processing and generating radio signals on the Russian element base. For example the
use of monobit digital technology allows to evaluate the frequency of the signal over a wide frequency
range at the minimum requirements to the applied digital chips.
Описание:
Карманов Юрий Трофимович, д-р техн. наук, профессор, директор НИИ цифровых систем обработки и защиты информации, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; karmanovyt@susu.ac.ru.
Николаев Андрей Николаевич, старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных технологий, заместитель директора НИИ цифровых систем обработки и защиты информации, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; Andrew.N@rambler.ru.
Поваляев Сергей Валентинович, старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных технологий, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; svp.drts@gmail.com. Yu. T. Karmanov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
karmanovyt@susu.ac.ru, A.N. Nikolaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, Andrew.N@rambler.ru,
S.V. Povalyaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
svp.drts@gmail.com