Программа управления и контроля параметров СПС Р1002М

Программа управления системы преобразования сигналов (СПС) Р1002М позволяет проводить настройку и подготовку аппаратуры к наблюдениям, а также контролировать основные параметры сигнала. Часть параметров СПС контролируется оперативно, другая часть параметров проверяется на этапах пуско-наладки и подготовки сеанса наблюдений.

В оперативном режиме осуществляется:

• контроль уровней мощности широкополосных сигналов ПЧ на всех входах системы;
• отображение частоты настройки гетеродинов всех 16 видеоконверторов СПС Р1002М, а также наличие или отсутствие синхронизации гетеродинов сигналом опорной частоты;
• контроль среднеквадратического значения напряжения сигнала в полосе пропускания видеоконвертора на выходах верхней (ВБП) и нижней боковых полос (НБП);
• контроль наличия и синхронизации сигнала 1PPS.

Оперативно контролируемые параметры отображаются в окне управляющей программы SPS_R1002_Ctrl, установленной на компьютере. Для отображения параметров СПС используется интерфейсное окно программы управления. Опрос параметров настройки каналов производится периодически каждые 2 секунды.

Основные функции настройки видеоконверторов Р1002М (выбор входа ПЧ, установка частоты настройки гетеродина, выбор полосы частот регистрации) наглядны и интуитивно понятны. Далее рассмотрены дополнительные функции программы управления и контроля.

Контроль и установка мощности в полосе промежуточных частот.

Функция измерения мощностей встроена в распределитель ПЧ Р6312 СПС Р1002М. Уровни мощности широкополосных сигналов ПЧ на входах СПС отображаются в нВт в поле «Мощности входных сигналов». Опрос уровней мощности по каждому из четырех входов ПЧ осуществляется в автоматическом режиме периодически и в случае их выхода за установленные границы индицируется красным цветом. С помощью управляемых аттенюаторов распределителя Р6312В задается необходимое ослабление сигнала ПЧ по каждому из входов. Доступные значения ослабления: 0, 6, 12, 18, 31 дБ.

Контроль частоты настройки и синхронизации гетеродинов

Контроль частоты настройки и синхронизации гетеродинов видеоконверторов осуществляется в оперативном режиме. Программа осуществляет периодический опрос параметров настройки видеконвертора и считывает данные о наличии синхронизации в канале. Частоты настройки видеоконверторов отображаются в поле «Частота гетеродина». Наличие синхронизации гетеродина каждого видеоконвертора отображается зеленым индикатором напротив номера канала, при отсутствии – цвет индикатора меняется на красный.

Контроль среднеквадратического значения напряжения сигнала

Контроль среднеквадратического значения напряжения сигнала встроен в аппаратно-программные возможности каждого видеконвертора Р1205М и не требует специальных подключений. Уровни сигналов в полосе пропускания отображаются в поле «Уровень ВБП» и «Уровень НБП». Выход указанных параметров за границы оптимальной работы квантователей, а также сбои в программе управления индицируются специальными значками около номера канала, а также надписями в поле вкладки «Ошибки и предупреждения» в интерфейсном окне. При необходимости можно произвести сброс ошибок, нажав на соответствующую кнопку в этом поле.

Проверка статистики распределения квантованных сигналов

Проверка статистики распределения квантованных сигналов осуществляется по запросу при нажатии на кнопку «Запрос статистики» на вкладке «Расчёт статистики и запись в файл». При нормальных условиях работы (на входе СПС шум с нормальным распределением) статистика распределения квантованных сигналов для каждого канала в % соответствует: (--)16 (-)34 (+)34 (++)16. Значительные отклонения от этих цифр (более чем на ±3%) свидетельствуют о неправильной работе канала, наличии помехи в канале на данной частоте настройки или неправильно установленном ослаблении уровня сигнала в распределителе ПЧ или в видеоконверторе.

Графическое отображение

Графическое представление на экране монитора управляющего компьютера корреляционных функций и их спектров позволяет оператору оперативно контролировать работоспособность каналов СПС и оценивать форму амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) каждого канала при подготовке сеанса наблюдений. Окно отображения корреляционной функции и её спектра находится на вкладке «Графическое отображение», а управление коммутацией каналов встроенного в СПС коррелятора расположена на вкладке «Корреляция каналов»

Для вычисления корреляционных функций используются проходящие через плату Р3304 двухбитовые потоки квантованных сигналов от каждого из видеконверторов. В зависимости от настроек выбираются два любых потока с подключенных каналов, по которым ПЛИС XC3S400A вычисляет 128 точечную, усредненную за интервал в 4 мс. Корреляционная функция передается в управляющий компьютер, где происходит коррекция её фазы с последующим отображением исходного и результирующего графиков.

При выборе боковой полосы (верхней или нижней) одного и того же канала при правильной работе видеконвертора максимум корреляционной функции должен быть равен 1 и находиться точно на нулевом значении N. Пик корреляции между верхней и нижней боковыми полосами одного и того же канала должен быть меньше 0,3.

Корреляционный пик между соответствующими боковыми полосами разных каналов, подключенных к одному входу и настроенных на одну частоту должен быть близок к 1 (не менее 0,9). Пик корреляции меньше 0,9 при соблюдении условия одинаковой настройки свидетельствует о наличии обрыва в соединительном кабеле или неполадках в одном из выбранных конверторов.

Контроль наличия и синхронизации сигнала 1PPS

Контроль наличия и синхронизации сигнала 1PPS осуществляется в оперативном режиме с помощью индикаторов и числового поля выводятся данные о наличии сигнала 1PPS на входе, наличии привязки вырабатываемого в СПС сигнала 1PPS к переднему фронту секунды, приходящей от системы точного времени и частоты радиотелескопа, а также разность в числе тактов между ними.

При правильной работе устройства после проведения синхронизации величина delta PPS должна быть равна 0 и оставаться в этом состоянии на протяжении всего сеанса.