Современная электроника №1/2024

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2024 ориентироваться на конкретный стан - дарт передачи данных , то следует учесть действующие для него ограничения по количеству следующих подряд единич - ных и нулевых бит . Например , стандарт USB 2.0 [9] предполагает отсутствие сме - ны сигнала в дифференциальной паре для единичных бит и определяет приме - нение битстаффинга – вставок нулевого бита на каждые шесть следующих под - ряд единичных бит во избежание поте - ри синхронизации . В произвольном случае для первич - ной работы с опциями , предназна - ченными для построения ГД , следует использовать битовые последователь - ности , в составе которых должны быть фрагменты , включающие не менее 4…7 следующих подряд единичных и нулевых бит . Сравнительно дол - гое отсутствие переходов между фик - сированными уровнями цифрового сигнала снижает стабильность рабо - ты петель обратной связи в рассмо - тренных выше схемах и увеличивает окно поиска . Если схемы восстановле - ния тактового сигнала работают нека - чественно , то наличие в тестовом сиг - нале указанных последовательностей приведёт к заметному ухудшению ГД и к усилению отображаемого джит - тера без видимых для этого причин . При необходимости в тестовую после - довательность можно вводить десятки и сотни следующих подряд нулевых и единичных бит , что легко позволяют делать генераторы сигналов на основе прямого цифрового синтеза . Одним из лучших вариантов для проведения тестирования как МВТС , так и опций для построения ГД являет - ся использование битовых последова - тельностей с большим периодом кор - реляции . Такие последовательности имеют острую автокорреляционную функцию ( АКФ ) и период , который может исчисляться сотнями тысяч бит , и хорошо имитируют цифровой сиг - нал с неповторяющейся передаваемой информацией . Как показала практика , ручное формирование длинных после - довательностей не только требует боль - ших затрат времени , но и отличается значительно худшими фактическими результатами , чем заслуживающие внимания строгие алгоритмы . Известно [10], что битовые после - довательности с большим периодом используются в составе дальномерных кодов в системах спутниковой нави - гации . В системе GPS для обеспече - ния стандартной точности позицио - нирования применяется код Голда , на основе которого наложением допол - нительного кодирования формируется C/ А - код , применяемый для модуляции навигационных сигналов . Принципы генерирования кода Голда для нави - гационных космических аппаратов с разными номерами широко осве - щены в литературе и стандарте GPS [11]. C/A- код является псевдослучай - ным , имеет периодичность 1023 бита и сравнительно легко поддаётся фор - мированию с использованием матема - тических пакетов , например , MatLAB. Далее он может быть воспроизведён с использованием генератора сигналов произвольной формы . На рис . 6 в качестве примера приве - дён соответствующий коду Голда гра - фик нормированной функции NS(t/T) , где T — битовый интервал , построен - ный для космического аппарата систе - мы GPS с первым номером и значений t/T = 0…40, т . е . для первых сорока бит . На рис . 7 показан график АКФ кода Голда , построенный на основе заме - ны единичных и нулевых бит на –1 и 1 соответственно . При битовом сме - щении S = 0 значение соответствую - щей функции A(S) равно 1023, т . е . дли - не кода , а при смещениях S = ±1 оно составляет –1. При S ≠ 0 значение A(S) лежит в пределах от –65 до 63, что под - тверждает псевдослучайный характер битовой последовательности . Острота АКФ кода Голда при нулевом смеще - нии и большой период его корреля - ции , а также некоторые другие свой - ства и позволяют рекомендовать его в качестве одного из лучших вариан - тов для отладки МВТС - систем и про - верки опций восстановления такто - вой частоты при построении ГД . При необходимости такая битовая после - довательность может быть дополнена вставкой из необходимого количества последовательных нулей и единиц . Особенности восстановления тактовой частоты и построения глазковых диаграмм на осциллографах Rigol серии MSO8000 Описываемые ниже результаты измерений были получены с исполь - зованием осциллографа Rigol серии MSO8000. Это классические прибо - ры лабораторного класса с полосой пропускания до 2 ГГц . Особенностью этого семейства являются сочетание высокой частоты дискретизации до 10 Гвыб /c, большой глубины памяти 500 млн выборок на канал , высокой скорости сбора данных до 600 тыс . осциллограмм в секунду и удобно - го интерфейса пользователя . Все эти особенности смогли быть реализованы в этой серии за счёт применения соб - ственных разработок компании Rigol: уникальной архитектуры UltraVision II и ASIC Phoenix. Именно примене - ние такой архитектуры и специальных интегральных плат и позволило реа - лизовать в этой серии осциллографов дополнительные функции по восста - новлению тактового сигнала в режиме реального времени , построению глаз - ковых диаграмм и анализу джиттера . Эти особенности делают осциллогра - фы Rigol серии MSO8000 отличным инструментом для анализа высоко - Рис . 6. График функции NS(t/T) для кода Голда для GPS Рис . 7. График АКФ для кода Голда