Контрольные вопросы

1. В чём преимущества и недостатки пассивных синтезаторов частот?

2. Как связаны шаг перестройки и длительность переходного процесса в пассивном синтезаторе частот?

3. Как выбирается полоса пропускания фильтра нижних частот в схеме синтезатора сетки частот с фильтрацией дискретных компонент системой фазовой автоподстройки частоты?

4. Как оценивается время перестройки частоты на соседнее дискретное значение в синтезаторе с делителем частоты в кольце ФАПЧ?

5. За счёт чего в синтезаторе сетки частот с дробным делителем частоты уменьшается шаг сетки частот?

6. Как выбираются численные значения коэффициентов деления частоты в синтезаторах с ФАПЧ?

7. Какие меры предпринимаются для снижения уровня паразитных спектральных компонент на выходе дробного синтезатора частот?

8. Для чего используются в синтезаторах стабильных частот широкополосные умножители и делители частоты?

9. Какие меры предпринимаются для уменьшения времени перестройки синтезатора с ФАПЧ с одной частоты на другую?

10. В какой зоне отстроек от несущей частоты СЧ с ФАПЧ снижает СПМ фазовых шумов ГУН?

11. От чего зависит отношение полосы захвата к полосе удержания?

12. Какие функциональные возможности предусмотрены в серийных интегральных СЧ с ФАПЧ?

Глава 6. Формирование модулированных колебаний со стабильными параметрами

6.1. Требования к параметрам сигналов с угловой модуляцией

При решении измерительных, локационных, навигационных задач, при передаче информации в узкополосных системах используется модуляция параметров - амплитуды U(t), частоты F(t) и/или фазы Ф(t) - гармонического колебания с несущей частотой f_нес и начальной фазой ₀, которое можно с этом случае записать в виде

. (6.1)

В результате модуляции спектр Фурье процесса (6.1) будет содержать основную модуляционную часть шириной 2_м и внеполосные модуляционные излучения (ВМИ) за границами занимаемой полосы частот. Исходя из требований электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС) максимальный уровень ВМИ нормируется международными соглашениями и национальными регламентами в области распределения электромагнитного спектра. Для модулированного сигнала величина 2_м мала по сравнению с несущей частотой, так что выполняется условие

2f_м << f_нес. (6.2)

В настоящее время расширяется использование сверхширокополосных (СШП) радиосигналов, для которых условие узкополосности (6.2) не выполняется. Устройства формирования таких сигналов рассматриваются в главе 6.

Различают амплитудную (в том числе, импульсную) и угловую модуляцию. Различие между модуляцией частоты F(t) и модуляцией фазы состоит лишь в том, какой параметр колебания (6.1) пропорционален передаваемому сообщению – фаза Ф(t) или интеграл от неё . Допустимые погрешности сформированного сигнала по фазе (t) однозначно связаны с частотной погрешностью . В дальнейшем говоря о частотно-модулированных (ЧМ) сигналах будем подразумевать обобщённую угловую модуляцию. Если информационный параметр меняется скачкообразно, то говорят о манипуляции параметров колебания, то есть о формировании фазоманипулированных (ФМн) или частотно-манипулированных (ЧМн) сигналов.

Технические требования к параметрам устройств формирования модулированных колебаний определяются компромиссом между: а) показателями функционирования согласованной с передатчиком системы приёма и обработки данных с учётом условий распространения радиосигнала и помеховой обстановки в месте приёма и б) уровнем помех другим РЭС, использующим эту же полосу частот.

Допустимый уровень погрешностей формируемого сигнала, приведённых к отклонениям от нужного закона изменения фазы зависит от базовых параметров использованного сигнала и способа его обработки. Пусть, например, формируется сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), фаза которого изменяется по закону, близкому к квадратичному

, (6.3)

где f₀ – начальная частота, ₀ = 2W/T – скорость модуляции частоты, W – девиация частоты, Т – длительность модуляции. Если при приёме использована согласованная дисперсионная обработка такого сигнала, то искажения выходного сигнала приёмника будут незначительными, если абсолютные фазовые отклонения при формировании не превосходят 10⁰. Это означает, что допустимая относительная фазовая погрешность формирования (t)_доп обратно пропорциональна базе сигнала

. (6.4)

Если при этом база сигнала составляет В = 10³, то допустимая фазовая погрешность не превосходит нескольких единиц 5-го десятичного разряда (t)_доп ≤ 510^-5.