Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 209 стр.

      Выбор разрядности АЦП зависит не только от динамического диапазо-
на входного сигнала, но и от способа цифровой обработки и формы пред-
ставления чисел (с фиксированной или плавающей запятой). Цифровую об-
работку можно выполнять и при однобитовом представлении информации,
т.е. при "жестком" ограничении сигнала. Но это ведет к ухудшению поме-
хоустойчивости. Потери в помехоустойчивости становятся приемлемыми
уже при представлении информации четырьмя битами, а обработку можно
считать линейной. Однако при этом не учитывается динамический диапазон
входного сигнала и точность выполнения арифметических операций в циф-
ровых процессорах обработки сигнала. Если динамический диапазон сигна-
ла на входе АЦП составляет 20 – 40 дБ, то достаточно семиразрядного АЦП
без учета знака. С другой стороны, если операции фильтрации и лучефор-
мирования выполняются нерекурсивными фильтрами, то эффекты усечения
и округления дают среднеквадратичную ошибку порядка [11]:

                           σ = Qн2 / 12 ,                         (12.10)
где Qн – величина шага квантования АЦП.
     Поэтому дополнительные шумы, вносимые арифметическими уст-
ройствами СПО, должны быть меньше уровня шумов, приведенных ко
входу системы. В конечном счете разрядность АЦП в основном определя-
ется условиями приема сигналов на фоне помех. Для РПА практическая
разрядность АЦП равна 8–10 бит, что достаточно для получения малых
шумов усечения и округления в цифровых СПО и вполне приемлемо при
условии сжатия динамического диапазона входного сигнала за счет пред-
варительной обработки в АПУ.
     Цифровые устройства временной обработки эхосигналов. В цифро-
вых системах временная обработка (ВО) сигналов может быть выполнена
как в частотной области, так и во временной. В частотной области фильт-
рация основывается на дискретном преобразовании Фурье (ДПФ) входно-
го сигнала, которое чаще всего выполняется с помощью быстрого преоб-
разования Фурье (БПФ). Результат преобразования, т.е. спектр сигнала
Х(k), умножается на комплексно-сопряженный сигналу коэффициент пе-
редачи системы:
                           Y(k) = X(k)H*(k).                      (12.11)
     Алгоритмы БПФ детально проработаны и дают выигрыш по сравнению
с ДПФ в объеме вычислительных и аппаратурных затрат. Число умножений,
являющихся самой трудоемкой операцией, может быть доведено до Nlog2N
вместо N2 при прямом ДПФ (N – длина преобразования). Однако известно,
что эффективность БПФ начинает проявляться при N ≥ 26. В РПА при дли-
тельностях сигналов единицы миллисекунд и дискретизации по спектру чис-
ло отсчетов N = 10–20. При такой длине преобразования использование алго-
ритма БПФ нецелесообразно. Поэтому в РПА в основном используется алго-
                                    207