Аналитический обзор устройств обработки сигналов

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Анализ состояния вопроса

Последнее десятилетие можно назвать десятилетием коренных изменений в элементной базе устройств обработки сигналов. В 1990-1991 годах реально существовали 2-5 наименований цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), простейшие программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), небольшая номенклатура аналого-цифровых преобразователей (АЦП), классические операционные усилители (ОУ). Сегодня по каждой из упомянутых позиций существуют десятки, а то и сотни предложений, стоимость компонентов упала более чем на порядок, появились новые принципиально новые классы устройств. К действительно революционным изменениям, произошедшим за последние годы, следует отнести следующие события:

·  появление высокопроизводительных цифровых сигнальных процессоров, как с фиксированной, так и с плавающей точкой;

·  появление ПЛИС емкостью до 10⁶ и более вентилей;

·  появление современных ОУ с полосой в сотни мегагерц;

·  появление АЦП с быстродействием до 100 МГц при разрядности
10-16 бит;

·  появление принципиально новых компонентов – цифровых квадратурных преобразователей с понижением частоты, чипсетов для цифровых радиоприемных устройств, БИС-интерфейсов, программируемых аналоговых интегральных схем и т.п.;

·  появление недорогих массовых микроконтроллеров, позволяющих легко реализовать функции управления и интерфейса системы;

·  широкое распространение поверхностного монтажа и технологий межсоединений с высокой плотностью;

·  широкое применение средств САПР электронной аппаратуры, включающих в себя как средства проектирования печатных плат, так и средства моделирования и проектирования аналоговых и цифровых устройств, средства разработки микропроцессоров и т.д.;

·  появление идеологии разработки SOC (System on chip, “системы на кристалле”).

Трудно переоценить всю важность разработки новой, более совершенной элементной базы для РЭА, но не надо забывать и о том, что для того, чтобы получить выгоду от постоянно совершенствующейся элементной базы, необходимо ее еще и применять в новых разработках. Наблюдается один негативный фактор, ставший приметой целого десятилетия: отставание в области подготовки специалистов от потребностей реального рынка в нашей стране. Например, курсы схемотехнического проектирования и конструирования аппаратуры обработки сигналов, читаемые в ВУЗах, зачастую остаются практически неизменными с середины 80-х годов. Это приводит к тому, что Россия оказывается неспособной не только конкурировать с иностранными государствами в области новых разработок радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), но даже с трудом может использовать иностранные разработки. Этому способствует и политика некоторых иностранных государств, ставящая ограничение на передачу технологий другим странам (например, ряд разработок фирмы Analog Devices поставляется только при наличии лицензии Госдепартамента США, получение которой может занять более полугода). Существуют и другие трудности, связанные с освоением новой техники. Все это приводит к тому, что Россия занимает очень незавидное положение в области высоких технологий, находясь в числе отсталых стран. Именно поэтому просто необходимо пользоваться современными, пусть даже иностранными, разработками, позволяющими получать более лучшие параметры РЭА, но по возможности все же используя отечественные разработки (при условии получения требуемых параметров законченного изделия).

С развитием информатизации общества возрастает и его потребность в передаче различного вида данных как на близкие, так и на дальние расстояния. В общем случае для этого используется модем, который способен передавать различные виды информации.

Все доступные средства связи можно разделить на две группы: беспроводные и проводные. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но беспроводная связь зачастую оказывается единственно возможным методом связи, например, при построении сетей передачи информации в труднодоступных (сложность в проведении проводной связи), малонаселенных (возможная нерентабельность) местах, или в случае организации связи с подвижным абонентом. В последнем случае вариант использования проводной связи просто неуместен.