Послідовність Баркера в математиці - це числова послідовність, де кожен елемент дорівнює +1 або -1. Сам код може бути 2-х, 3-х, 4-х, 5-ти, 7-ми, 11-ти та 13-ти позиційним.
Методика формування ФКМ радіосигналу
За основу приймемо найдовший з ФКМ - 13-ти позиційний прямий код Баркера: 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1. Нехай ми маємо сигнал з тактового генератора, частота якого дорівнює проміжній частоті каналу обробки (АЦП, з перенесенням) або без перенесення спектру, не вдаватимемося в подробиці) або відрізняється від неї деяку величину (кількість дискретів), що виражається відомим ефектом Допплера (зсувом частоти). Але не суть. Кожна позиція у послідовності Баркера матиме задану тривалість (мінімальна кількість дискретів, тактів генератора). Позитивне значення позиції (+1) задаватимемо прямою фазою тактових імпульсів з генератора, а негативне (-1) у протифазі. Таким чином, вся послідовність буде нарізкою імпульсів сигналу тактової частоти і заданої тривалості. Для імітації кінцевого радіосигналу, тобто. подальшої подачі його на вхід АЦП, достатньо на відповідний налаштований вихід ПЛІС навісити звичайний резистивний дільник напруги і далі навантажити на коаксіальний кабель. Дільник послаблюватиме логічні рівні до допустимого рівня по входу каналу прийому-обробки, а ємність коаксіалу буде свого роду фільтром, що згладжує.
Структурно розіб'ємо на такі блоки:
- Генератор заданої тривалості позиції у послідовності Баркера – NTI
- Тригер-засувка на D-тригері
- Схема затримки початку видачі послідовності Баркера
- Формувач кодограми на лічильнику та помножувачах
- Змішувач сигналу тактової частоти на AND
- Формувач фаз тактів (звичайні інвертори)
Після приходу імпульсу запуску IZ позитивної полярності замикається тригер, що дозволяє рахунок тактових імпульсів схемою затримки початку видачі Баркера. Схема затримки початку видачі послідовності Баркера здійснює зсув початку кодограми від імпульсу запуску на заданий інтервал, і реалізована на класичному лічильнику та Flip-Flop тригері з асинхронним скиданням. По спрацьовування тригера дається дозвіл працювати формувача кодограммы, який формує тривалість кожного імпульсу (біта) в кодограмі після приходу (фронту) тактових імпульсів NTI. Період тактових імпульсів NTI підібраний у розрахунку на тривалість однієї позиції в коді Баркера, що дорівнює 834 ns, і прив'язаний по скидання до сигналу запуску IZ для синхронності.
Формувач кодограми є нічим іншим, як перетворювачем паралельного коду в послідовний
Принцип роботи цього перетворювача дуже простий - по заданій комбінації з лічильника виробляється логічне множення заданого коду заданий сигнал (поодинокий біт), тобто. для кожного з 0...12 бітів задана відповідна комбінація коду з лічильника, далі всі сигнали складаються по OR. Таким чином, для кожного моменту часу на виході схеми додавання буде присутній "свій біт" з паралельного коду.
Фраза "свій біт" у лапках тому, що насправді на змішувач подається сфазований або розфазований сигнал тактової частоти згідно з 13-позиційним кодом Баркера.
Для того, щоб в інші моменти часу за межами початку та кінця кодограми на виході формувача кодограми був присутній нульовий рівень, дозвіл проходження реалізується схемою AND з виходу макроблоку DIV-SUM. За кодом 13 = 00001101 схемою дешифратора по AND формується загальне скидання всіх макроблоків і лічильника для закінчення (заборони) кодограми, і тригер, що перекидає в початковий стан до приходу наступного імпульсу запуску. Для перемикання між прямим 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 та зворотним 13-ти позиційним кодом Баркера 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 використані буферники BUFT, з можливістю переведення в Z-стан, комутують фазу по 1,3,7 і 5,9 і 11 біт послідовності.
Постскриптум