Метод автоматизованого синтезу цифрових радіотехнічних пристроїв з частотно-імпульсним кодуванням інформації

Abstract

Розглянуто метод синтезу цифрових радіотехнічних пристроїв з частотно-імпульсним кодуванням інформації. Відмінність методу полягає в тому, що базовими елементами для синтезу є фізичні схеми, які реалізують елементарні функції.

Для синтезу таких пристроїв запропоновано підхід, який ґрунтується на виконанні фізичними схемами перетворень елементар­них операцій в елементарні оператори, що реалізують частотно-ім­пульсні логічні функції.

Розроблено методику та алгоритм побудови таблиці функціонування цифрових радіотехнічних пристроїв з частотно-імпульсним кодуванням інформації для двійкового структурного алфавіту. Запропоновані аналітичні вирази розрахунку повних проміжних результатів для однозначно та неоднозначно залежних частотно-імпульсних логічних функцій.

З метою розрахунку кількості та значень допоміжних сигналів, використовуваних для побудови цифрових пристроїв, запропоновано розраховувати функції відхилення, які є різницею повних проміжних результатів і відповідного значення частотно-імпульсних логічних функцій. Кількість різних значень функцій відхилення відповідає кількості допоміжних сигналів, необхідних для реалізації пристрою, а різні значення функції відхилення є значеннями допоміжних сигналів.

Запропоновано алгоритм побудови функції належності, який опрацьовує значення функції відхилення та забезпечує фільтрацію.

Розроблена методика складання операторного опису, на базі якого будується структурна схема цифрових радіотехнічних пристроїв з частотно-імпульсним кодуванням інформації.

З використанням запропонованих алгоритмів розроблено програму структурного синтезу цифрових радіотехнічних пристроїв з частотно-імпульсним кодуванням інформації. Програма написана на мові програмування Java, 8 версія JRE SE. Для розробки програми використано платформу JavaFX 2.2. Фреймворк для автоматичного компонування jar пакету — Apache Maven. Додаткові бібліотеки: GSON, JFXtras.

Рассмотрен метод синтеза цифровых радиотехнических устройств с частотно-импульсным кодированием информации. Отличие метода состоит в том, что базовыми элементами для синтеза являются физические схемы, реализующие элементарные функции.

Для синтеза таких устройств предложен подход, базирующийся на исполняемых физическими схемами преобразовании элементарных операций в элементарные операторы, реализующие частотно-импульсные логические функции.

Разработана методика и алгоритм построения таблицы функционирования цифровых радиотехнических устройств с частотно-импульсным кодированием информации. Предложены аналитические выражения расчета полных промежуточных результатов для однозначно и неоднозначно зависимых частотно-импульсных логических функций.

С целью определения количества и значений вспомогательных сигналов, предложено рассчитывать функции отклонения, которые представляют собой разницу полных промежуточных результатов и соответствующего значения частотно-импульсных логических функций. Количество разных значений функций отклонения соответствует количеству вспомогательных сигналов, необходимых для реализации устройства, а разные значения функции отклонения являются значениями вспомогательных сигналов.

Предложен алгоритм построения функции принадлежности, который обрабатывает значение функции отклонения и обеспечивает фильтрацию.

Разработана методика составления операторного представления, на базе которого строится структурная схема.

С использованием предложенных алгоритмов разработана программа структурного синтеза цифровых радиотехнических устройств с частотно-импульсным кодированием информации. Программа написана на языке программирования Java, 8 версия JRE SE. Для разработки программы использовано платформу JavaFX 2.2. Фреймворк для автоматической компоновки jar пакета — Apache Maven. Дополнительные библиотеки: GSON, JFXtras.

The method of synthesis of digital radio engineering devices with pulse-frequency encoding of information is considered in the work. The distinction of the method is the basic elements for synthesis being physical circuits that implement elementary functions.

An approach based on the transformation of elementary operations performed by physical schemes into elementary operators that implement pulse-frequency logic functions is proposed for the synthesis of such devices.

A methodology and algorithm for constructing a table for the functioning of digital radio devices with pulse-frequency encoding of information for a binary structural alphabet is developed. Analytical expressions for calculating of complete intermediate results for uniquely and ambiguously dependent pulse-frequency logic functions are proposed.

To calculate the number and values of auxiliary signals used for constructing digital devices it is proposed to calculate the deviation functions which represent the difference between the total intermediate results and the corresponding value of pulse-frequency logic functions. The number of different values of the deviation functions corresponds to the number of auxiliary signals needed to implement the device, and the various values of the deviation function are the values of auxiliary signals.

An algorithm for constructing a membership function is developed which processes the value of the deviation function and provides filtering.

The method of drawing up the operator description is developed, on the basis which the structure diagram of digital radio engineering devices with frequency-pulse encoding of information is built.

A program for the structural synthesis of digital radio devices with frequency pulse encoding of information is developed using the proposed algorithms. The program is written in Java programming language, version 8 JRE SE. The JavaFX 2.2 platform was used to develop the program. The framework for automatic jar package layout is Apache Maven. Additional libraries are GSON, JFXtras.