Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Оно измеряется в 'Дф~~бфлах отношения мощности наибольшей мешающей спектраль- ''~)~составляющей к мощности несуцьей. кады усиления и преобразования частоты вносят дополнитель,"-„'.„'~Мухудшение в шумовые характеристики опорного источника из-за кфир!Майных или регулярных вариаций фазового сдвига, поскольку ,:.".-Гривенная вариация частоты выхолного сиенала пропорциональна "тч!))й))гюгсти изменения фазового сдвига в промежуточном каскаде. Осо",-;,'',~~тцй опасными в этом плане являются изменения фазового сдвига, .':,",--',~!)))езр)знные случайными вариациями внешних дестабилизирующих ;„',~Г)айтпров -- температуры, давления, влажности, уровня радиации, ;гловвггаийческих воздействий.
Поэтому влияние промежуточных каска- 7',.":.~~)цВ:.на результирующую стабильность частоты существенно зависит 'Я~~;:МОиструктивно-технологических решений. 25 111Зм~ вьш кокпюпсп ~ ы завит~мое и 5,(~1 тгалопшпо ко.:~бшш, на часто1е Г~, оез учета собственно~о шума каскалов преобразования частоты пересчитываются к выходной частоте /~ умножением значе ний границ соответствуюгцих зон !белого фазового шума, флнккернгях составлтоших фазового и частотного шума, белого частот.ного шума) иа отношение частотЯ!:Д. Кроме топц каждый каскад схемы переноса стабильности частоты в другой диапазон может вносить собственные шумовые и дискретные составляюшие„ухутдшаюшие в определенной мере основную характеристику качества опорного сигнала -- чистоту его спелтра.
Поэтому выбор структурнои схемы хронизатора, вида и парамегров эталонного генератора, компонентной базы н параметров электронных узлов является многокритериальнои задачей, которая решается исходя из совокупности требований к конкретной радиосистеме, характеристик доступной компонентной базы и технико-экономических показателей. Источники опорных колебаний 112 — !4) включают в себя: автоколебательную схему, построенную на том или ином акишвном элементе; схему обеспечения заданной фазовоя стабильности; схечу коррекции частоты или фазы для физовой гинхровязпйпп по колебаниям внешнего источника с более высокой стабильностью, принимаемого в качестве стандарта частоты и времени.
В качестве активно~о элемента автогенераторов применяют электровакуумные приборы СВЧ-диапазона (триоды, тетроды, отражательные клистроны, магнетроны, митроны, лампы обратной волны и др.), биполярные и полевые транзисторы, диоды Ганна. туннельные или лавинно-пролетные диоды, широкополосные усилительные и логические микросхемы. В квантовых генераторах используются автоколебательные конструкции, основанные на создании ииверснои населенности энергетических уровней в определенных материалах и когерентного перехода квантовых частиц на нижний энергетический уровень, сопровождаюшегося когерентным излучением в оптическом или радиодиапазоне.
Кратковременная нестабильность частоты автоколебаний примерно обратно пропорциональна квадрату добротности колебательной системы автогенератора. Так, типовая схема транзисторного автогенератора с колебательной системой в виде АС-контура с эквивалентной добротностью около 20 имеет кратковременную неста- 3 бильность частоты около 5 10 . Для создания на его базе источника опорных колебаний с относительной нестабильностью частоты .! порядка ! млн ' применяют дополнительные высокодобротные резо. наторы, связанные с основной колебательной системой 115, 16] йц»борзее»ьоно»н,'чгг ~ и и ~санин*'ски к1кэгк~нвными ока и.
~игь хо» 1фФ. ~~'-~вйзе~~ы иа основе пьезоэффекта юющю кварцевые рггкчгаторы "зя'.;:,':Ввэгсимостн от их размеров, формы кристалла и молы распределс-.',"~щ.Механических деформации в процессе генерирования исполгпуют ;;~фрцевые генераторы с выходной часто~ой ф от 1 к~ ц до 50 МГц, !м»меюшне кратковременную относительную нестабильность частоты :;,;~~"б" 10' до 1 10 '«'.,.Использование высокоззобро~ных зизлектрнческих резонаторов ;",.~,.„'Металлизированных керамических материалов позво" яст увели- ",~~.рабочую частоту опорных автогенсраторов до 2 — 6 ГГ'и нрн 5 „'-'~~фееительной нестабильности ~астоты не более 5 1О Г~".',:.„.,'''.'Известны резонаторы С ВЧ-диапазона из сапфира, имеющие зквн~~~~11ь»итную добротность в несколько миллионов на частотах диана .;;е~~11»в сантиметровых волн, а также объемные ре юнаторы с использоффиегл металлов в состоянии сверхпроводимости.
Однако помимо уфййко-зкономических н конструктивных затруднений их пассом)ф1ау, применению препятствуют проблемы обеспечения заданного '.~~~Минала рабочей частоты, коррекции частоты автоколебаний и др. ' З:;::,:Квантово-механические сисземы используются либо в составе ~~~$йгенераторов с нрецизионно малыми отклонениями частоты оз уста„Ф~Фуенного значения, либо в качестве дискриминатора отклонений »»ф~4'Оты генерации друтого, например подстраивасмою, кварцевого 4~~1~огенератора от частоты атомного перехода.
В них обеспечивае.гся фу~дельно малая кратковременная относительная нестабильность Ы 15 '~таты порядка!0 --1О . Стандарты частоты и времени выпол- ся на основе именно таких устройств. Однако значения частоты 1»~», йц»льзуемых атомных переходов нескольких известных материалов -ьзЗТупго фиксированы, а их допустимая высокочастотная мощность пе у 11р»йвышает единиц микроватт, Поэтому квантовые генераторы и дис минаторы необходимо дополнять такими схемами переноса ста ~!~живости частоты в другие диапазоны, функционирование которых :~~34олжно приводить к значительному ухудшению результирующей :"-1»!ьявбильности частоты источника колебаний ."».;'-;:!~":Узлы переноса стабильносзи частоты в диапазон СВЧ вьнюлня!!.;,':~Юрася на основе систем фазавой ганхротыачпи в виде микросхем сис;.»4~$йьг фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) транзисторного автор'генератора мого диапазона по высокостабильному опорному ь»'-:.:,,"ви»гналу с гораздо более низкой рабочей частотой. "~~"~:,,';:Таким образом, при создании схем хронизаторов необходимо 'я1йпользовать ряд функциональных узлов, выполняющих вычисли- гельпыс операции над частото~й принимая ме)~ы и тому, чтобы дополнительные щумовьш несз абильностн и появляьлцнеся сосредо.
1оченные спектральные составляющие не нарущалн требований к создаваемой рашюснстеме, 1.4. Формирование сигналов СВЧ с модуляцией фазы и амплитуды Сигналы с фазовой модуляцией (ФМ) по определенному ~акону хорошо известны в радиотехнике (б). Перспективные системы передачи информации !2 — 51 используют модуляцию с дискретными значениями изменяемых параметров, которую иногда называют.ианилу7лйией. Идеализированный манипулированный по фазе сигнал (ФМн) представляет собой последовательность прямоугольных радиоимпульсов (злементарных посылок) с олннаковыми амплитудой Уо и частотой заполнениями, начальные фазы которых меняются скачком от одного импульса к другому. Такой сигнал описывается выражением и(г) — Госоз(2)У~г ь Ф„(г) + а(г)], 0 < г < Лт, (1.13) где Фь(г) — — ступенчатая кодирующая фунлция изменения фазы; с(г) --- погрешность технической реализации заданного закона фазовой манипуляции; л — номер посылки; Ж вЂ” — количество радиоимпульсов кодированного сигнала; т -- тактовый интервал следования кодированных радиоимпульсов.
Дискретные значения фазы Ф„(г) обычно равномерно распределены на интервале 2я радиан (360') Ф„(г) = 2лл/М, (1, 14) а их количество М кратно целой степени числа 2, При М=- 2 модуляция называется двоичной (2ФМ, В)пату Рпазе-ЯЫ Кеу)пй--- ВРВК), при М = 4 --- четырехпозиционной (4ФМ, 1.)па1егпагу Ржаве Яигг Кеу!п8 — ()РБК), при М = 8 — восьмипозиционной 8ФМ (8РЯК), в общем случае --- М-позиционной фазовой манипуляцией (Мц!г)р!е Ржаве-БЬ111 Кеу!пй — МРАК). Одной из основных характеристик ФМн-снгнала является скорость передачи 8 = ! 'т, под которой понимается количество двоичных информационных бит (посылок, радиоимпульсов), проходящих через систему в елиницу времени. Простейшая манипуляция фазы по двоичному (бинарному) закону 2ФМ может быть произведена переключением прямого и инвертированного колебаний несущей ралиочастоты~о с помощью быстродей- """'~в'Ющс»» СВН ю>«»з Г>сновн»е»пн;и>;ы появ;»»ия >з»ппчгс>.п ~рещностен рсазиза;ии такого моду.>ятора следую>цне ;:::",::,Ф.".-::г>язбаланс ус тшовившихся 3 аче> а, лн удь> ралн >с н.на:а для >'.-,',.-",:"з>мтг>олов «пульн и «единшьзв, -':.~2 ''О)>>зичие установившихся значений фазы от заданных значений, -"':::,'затягивание фронта переключения фазы и немонотонность закона "З>~~~,")(>зь>енения на фронте, „"~..'-'„:,';-'.'й>реоб>разованис манипуляции фазы сигнала в вариации ампли:,: ~~ь>>'выходного си> нала ,'„;~,'::,.:,Синхронн >ация положения фронтов манипуляции фазы с опре-е ;;,)мтв)зиыь>и значеш>ями фазы радиочастотного несущего колебания не =„"-',~~~дательна, если в радиоприемном устройстве устойчиво функцио.;,~фрум тактовая синхронизация, а демодуляция производится коте ым способом.
Вместе с тем указанная синхронизация жела ' 'ада для снижения уровня технических погрешностей реализации, л "Минных неопределенностью текущего значения фазы несущего очастозного колебания в момен» манипуляции, ч>о мо>кег привор(Ь к нежелательным переходным процессам и снижению помехо""; йчивости системы перелачи информ;шии. Такая синхронизация, ю очерель, требует кратности несущей час >оты и часто>ы следо- ''ия информационных бит, з.е.
усложнения структуры хронизагора '"' рных частот. в жл .,;;-":,';:,'Фазовые модуляторы (! 7, ! 8! могут выполняться на основе различ :,;","Яфх>)>правзяющих»лемензт>в. В аналоговых схемах модуляторов часто »$~6)>>тьзуется варикап в качестве управляемой реактивности, меняю. .ф~ФМ фазовый сдвиг в резонансном каскаде. Значение девиации фазы ~ф допустимом уровне пара»изной амплитудной модуляции может установлено от нуля ло значений порядка 30; умножение час,'„',*.г.--':,"ы в последующих каскадах тракта увеличит девиацию фазы до >>>ям)ув)ных значений. Однако в таких схемах неизбежная погрешносгь ;,:)>>~~уайовки исходного значения девиации фазы умно кается на выходе ",ф~(2>пгта в число раз, равное козффициенту умножения частоты. '~~~'.;,",,'„,,Сигнал с многоуровневой манипуляцией фазы может быть сфор..';-",~~~зрцван в ква>)раптрнон нод»п>торе по схеме, показанной на .равд)(Мс' !.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
