Введение к работе
1.1. Актуальность проблема
Задача повышения быстродействия синтезаторов частот является сегодня одной из важнейших для систем оперативного контроля покеховой радиообстановки ( ОКПО ) и технического анализа радиосигналов, для адаптивных систем связи, работающих в ремиме поиска свободного участка радиодиапазона. Для этого применяется различные технические реиения в рамках хорошо изученных синтезаторов частот на основе кольца ФЙПЧ с использованием детекторов 8ИЧФД и "выборка-запоминание", а тайме синтезаторов прямого синтеза. Однако постоянное ужесточение требований к синтезаторам частот приводит к тому, что первые из них не всегда могут обеспечить необходимое быстродействие при заданном маге сетки частот, а использование вторых ограничено недостаточным качеством выходного сигнала.
В связи с этим возникает необходимость в изучении и применении новых структур узлов синтезаторов частот. Одним из таких перспективных узлов «вляется разностно-кодовый фазовый детектор, применение которого требует проведения теоретических и практических исследований, разработки инженерных методик и рекомендаций.
1.2. Цель и задачи работы
Целью диссертационной работы является исследование и разработка синтезаторов частот для аппаратуры контроля помеховой радкообстанов-ки и технического анализа радиосигналов УКВ диапазона (в дальнейаем-аппаратура оперативного контроля помеховой обстановки (ОКПО)).
В соответствии с поставленной цельп в диссертации рассматривается еледущие задачи по теоретическому исследовании и
-V-
практической разработке синтезаторов частот.
-
Исследование методов и принципов построения синтезаторов частот для аппаратуры ОКПО. Выбор структурной схекы устройства на основании сравнительного анализа качественных характеристик СЧ.
-
Разработка математической модели системы ФЙПЧ с разностно-кодовым фазовым детектором (РКФД) и предварительным управляемым делителем в цепи обратной связи (ПД), позволявшей всесторонне исследовать количественные и качественные характеристики системы.
-
Исследование динамических характеристик СЧ с цифровым детектором, анализ устойчивости, определение времени переходных процессов в системе с различными типами фильтров нижних частот.
-
Исследование спектральных характеристик СЧ с РКФД и ПД в цепи обратной связи.
-
Исследование методов повышения качества спектральных характеристик СЧ при заданных динамических характеристиках.
-
Разработка методики инженерного расчета и проектирования системы ФЙПЧ с РКФД, ПД в цепи обратной связи и с переменной структурой ФНЧ.
-
Разработка на основании новых технических реиений опытных образцов СЧ.
-
Экспериментальное исследование созданных образцов СЧ с целые проверки теоретических положений диссертации и для последувцего их внедрения.
1.3. методы исследования
При решении поставленных в работе задач использованы методы теории непрерывных и импульсных линейных и дискретных систем автоматического регулирования, математический аппарат векторно-матричных дифференциальных уравнений, метод пространства состояний, теория обобщенных функций. Использованы также методы и алгоритмы
-$-
моделирования на ЭВМ нелинейных систем автоматического регулирования, гармонический анализ периодических сигналов.
1.4. Научная новизна работы заключается в еле дунем:
-
Впервые изучена математическая модель системы ФйПЧ с разностно-кодовым фазовым детектором и делителем с переменным коэффициентом деления в цепи обратной связи.
-
Аналитически определены условия устойчивости системы "в малом". Определена полоса захвата системы.
-
Разработана методика моделирования на ЭВМ систем. ФЙПЧ с РКФД и получены численные результаты спектральных и динамических характеристик на основе построенной системы разностных уравнений.
-
Получены аналитические выражения для расчета помех в линейной импульсной математической модели СЧ.
-
Проведен анализ способов улучаения спектральных и динамических характеристик СЧ.
-
Разработана методика моделирования на ЭВМ СЧ с коммутируемым Фильтром.
-
Сформулированы инженерные рекомендации для расчета и разработки СЧ. Предложены схемы детектора, управляемого предварительного делителя, коммутируемого фильтра.
1.5. Основные положения, выносимые на замиту
-
Обоснование математической модели системы ФЙПЧ с РКФД и предварительным делителем с переменным коэффициентом деления в цепи обратной связи и произвольным типом ФНЧ в цепи управления.
-
Зависимость области устойчивости и полосы захвата и удержания от параметров системы ФЙПЧ без Фильтра, с интегрирующим и пропорционально интегрирувщим фильтрами в цепи управления.
3. Зависимость длительности переходных процессов и спектральні
характеристик от параметров системы без фильтра, с интегрирующим
и пропорционально интегрирующим фильтрами в цепи управления.
-
Результаты исследования динамических характеристик с коммутируемым фильтром.
-
йналитические выражения для расчета спектральных характеристик системы. Результаты исследования спектральных характеристик СЧ.
-
Методика инженерного расчета СЧ на основе системы ФЙПЧ с РКФД. предварительным управляемым делителем с переменным коэффициентом деления и коммутируемым фильтром с учетом оптимально выбора коэффициентов, определявших значение выходной частоты СЧ.
-
Технические и конструктивные ревения, результаты экспериментальных исследований и рекомендации по разработке СЧ для систем ОКПО.
1.6. Практическая ценность работы
Теоретические исследования и расчет на ЗВИ, проведенные в диссертации, позволили сделать обоснованный выбор структуры СЧ, разработать методику и программу расчета параметров систем ФЙПЧ с РКФД, удовлетворявших заданным техническим характеристикам.
Полученные теоретические результаты использованы при разрабої опытных образцов СЧ на основе ФАПЧ для систем ОКПО. Полученные положительные результаты экспериментального исследования позволил) выбрать СЧ на основе системы ФЙПЧ с РКФД и делителем с переменным коэффициентом деления в цепи обратной связи в качестве базовой структуры для других систем связи с близкими техническими характеристиками.
1.7. Реализация в промышленности
Результатн диссертационной работы использованы при проведении НИР и ОКР с цельв создания новой аппаратуры ОКПО. Созданные опытные образцы СЧ на основе систем ФйПЧ внедрены при разработке и изготовлении специальных средств ОКПО, что подтверядается соответствующим актом внедрения, представленным в прилоаении к работе.
І.&. ЙПРООЗЦИЯ РЄЗУЛЬТЗТ0Я ' i-Г''Т!-'
Основные положения диссері з;;..н:ьіі і-; работы обсуядались и получили положительную оценку не. славних научно-технических конференциях и семинарах:
научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МИС СМТУШ в 1990-1ЭЭЗгг,
І? отраслевой научно-технической конференции "Системы и аппаратура свяьи с повыиенной поиех.мгтсйчивостьв" в Москве
в іаозг,
мелрегиенаііяой научной конференции Нормирование слояных сигналов" в Ростове Великом в 139І г,
7 иколе-совещании молодых ученых и специалистов "Стабилизация частоты и формирования сигналов радио и оптического диапазона" в 1Э92г в Новороссийске.
1.9. Публикации
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ [ 1-6 ].
1.10. Объем и структура работы
