автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Улучшение спектральных характеристик и повышение быстродействия синтезаторов частот с использованием метода частотно-фазового регулирования

На правах рукописи

ТИХОМИРОВ МИХАИЛ НИКОЛАЕВИЧ

УЛУЧШЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПОВЫШЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ЧАСТОТНО-ФАЗОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Воронеж 2006

Работа выполнена в организации ОАО «КОНЦЕРН «СОЗВЕЗДИЕ».

Научный руководитель: - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Романов Станислав Константинович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Попов Павел Александрович.

Ведущая организация - ОАО Воронежский НИИ «Вега»

Защита состоится «16» мая 2006 года в 15°° часов на заседании диссертационного совета К 203.004.01 при Воронежском институте МВД России по адресу 394065, г. Воронеж, Проспект Патриотов 53, ауд. № 329.

Автореферат разослан « 15 » апреля 2006 г.

- кандидат технических наук, доиент Ююкин Николай Алексеевич

С.А. Шерстюков

ЛрОбЯ ¿¿09

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время жесткие требования предъявляются к таким характеристикам радиоэлектронных устройств как стабильность частоты и фазы колебаний в широком диапазоне рабочих частот, быстрая перестройка и высокая чистота выходного спектра. В технике средств радиосвязи это связано с проблемой электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств и систем, а также рационального использования радиочастотного спектра. Применение частотных синтезаторов позволяет улучшить оперативно-технические характеристики средств радиосвязи, так как они позволяют выбирать рабочий канал в широком диапазоне частот. Однако время переключения с одной частоты на другую и чистота спектра выходного колебания не всегда удовлетворяют современным требованиям из-за известного противоречия между динамическими и фильтрующими характеристиками синтезаторов частот (СЧ), построенных на основе технологии импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) или сокращенно СЧ-ИФАГГЧ. Дальнейшее совершенствование систем радиосвязи ведет к значительному ужесточению требований к качественным показателям СЧ-ИФАПЧ. Однако выполнение поставленных требований часто оказывается не под силу системам ИФАПЧ, разработанным широко известными методами. Ситуация осложняется также тем фактом, что требования к современным системам ИФАПЧ являются противоречивыми, взаимно исключающими друг друга. Поэтому в конкретных разработках все чаще находят применение нестандартные методы построения СЧ-ИФАПЧ, например, используются управляющие устройства, реализующие форсированный пропорционально-интегральный закон управления. Во многих случаях это приводит к улучшению систем ИФАПЧ более простым, а иногда и единственно возможным способом. Кроме того, желательно, чтобы элементы контура ИФАПЧ, такие как частотно-фазовый детектор (ЧФД) и фильтр нижних частот (ФНЧ) могли активно изменять характеристики системы и поддерживагь её параметры на требуемом качественном уровне, который должен быть максимально приближен к теоретически предельному уровню.

Из анализа отечественных и зарубежных публикаций известно несколько различных типов СЧ на основе астатических систем ИФАПЧ. На практике наиболее часто используются СЧ-ИФАПЧ с частотно-фазовым детектором (ЧФД) с тремя устойчивыми состояниями и зарядовой накачкой (ЗН). Такие синтезаторы не всегда позволяют в определенной степени ослабить противоречие между фильтрующими и динамическими свойствами системы стабилизации частот. Поэтому возникает необходимость в поисках новых технических решений, позволяющих существенно улучшить спектральные и динамические характеристики однокольцевых СЧ-

ИФА ГГЧ, что является актуальной научно-техн

-тчедкфи чя лячей.

РОС. НАЦИОНАЛЬНА* I БИБЛИОТЕК л I

Цели и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является улучшение спектральных характеристик и повышение быстродействия синтезаторов частот с частотно-фазовым регулированием Для достижения поставленной цели в работе необходимо рассмотреть следующие задачи по теоретическому исследованию и практической разработке СЧ-ИФАПЧ:

1. Обосновать применение в составе системы ИФАПЧ ЧФД с тремя состояниями и зарядовой накачкой как наиболее перспективный путь улучшения динамических и спектральных характеристик синтезаторов частот.

2. Разработать расчетную структурную схему СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН для исследования динамических и спектральных характеристик.

3. Провести сравнительную оценку специальных методов уменьшения времени перестройки синтезаторов частот с частотно-фазовым регулированием.

4. Разработать методику расчета параметров системы ИФАПЧ для оптимизации режима ускорения динамических процессов в СЧ.

5. Провести инженерное проектирование и экспериментальное исследование динамических и спектральных характеристик СЧ-ИФАПЧ

Методы исследований. При решении поставленных в диссертации задач использованы методы теории дискретных систем автоматического регулирования, математический аппарат линейных разностных уравнений, дискретное и модифицированное преобразование Лапласа, а так же теория фильтрации в импульсных системах управления. Методы машинного моделирования с использованием математического пакета программ для инженерных и научных расчетов МайЬаЬ, МайГаё и системы проектирования А1>82002.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной и выносимые на защиту:

1. Обоснована перспективность применения ЧФД с тремя состояниями и ЗН в системе ИФАПЧ для улучшения динамических и спектральных характеристик синтезаторов частот.

2. Разработана расчетная структурная схема СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН, позволяющая исследовать динамические и спектральные характеристики.

3. Проведена сравнительная оценка специальных методов ускорения переходных процессов в синтезаторах частот с частотно-фазовым регулированием.

4. Разработана методика расчета параметров системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием раздельного пропорционального и интегрального регулирования в канале управления.

5. Проведена экспериментальная проверка быстродействия и качества спектральных характеристик образцов СЧ-ИФАПЧ.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что результаты теоретических исследований позволяют разработчикам, во-первых, производить оценку качества спектральных характеристик проектируемых СЧ-ИФАПЧ по полученным конкретным выражениям, во-вторых, рассчитывать параметры системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием двух зарядовых накачек, в-третъих, использовать на практике теоретические результаты для реализации образцов СЧ.

Реализация и внедрение результатов. Результаты диссертации использованы в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах ОАО «Концерн «Созвездие», внедрены в проекты, выполняемые в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Созвездие». Использование результатов работы в НИОКР и научных проектах подтверждено актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих научно-технических семинарах и конференциях:

— 56-я Научная сессия, посвященная Дню радио (Москва, 16-17 мая 2001 г.)

— Всероссийская научно-практическая конференция "Охрана и безопасность 2001" (Воронеж, 25-26 октября 2001 г.)

— Всероссийская научно-практическая конференция "Современные проблемы борьбы с преступностью" (Воронеж, 15-16 мая 2002 г.)

— 9-я международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 22-24 апреля 2003 г.)

— 58-я Научная сессия, посвященная Дню радио (Москва, 14-15 мая 2003 г.)

— Научно-технический семинар "Синхронизация, формирование и обработка сигналов" (Ярославль, 3-5 июля 2003 г.)

— Международная научная конференция "Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А. Котельникова" (Москва, 29-30 октября 2003 г.)

— 10-я международная научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 13-15 апреля 2004 г.)

— Научно-технический семинар "Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания" (Самара, 27-28 июня 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа, включающая 2 раздела и 2 приложения монографии, 5 статей, из них 1 статья в издании, рекомендованном Высшей аттестационной комиссией, 11 мате-

риалов, опубликованных в сборниках Международных и Всероссийских конференций и 1 патент РФ. Работа [18] написана без соавторов, в работах [1-7, 11, 20] вклад соискателя является определяющим. В остальных работах вклад соискателя равен вкладу соавторов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 148 страницах машинописного текста, иллюстрированного 44 рисунками и содержащего 10 таблиц. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 108 наименований, и трех приложений на 13 страницах, в которые вынесены описания программ и документы о внедрении результатов работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определена научно-техническая проблема, решению которой посвящена работа, обосновывается ее актуальность с учетом ширины фронта исследований, проводимых отечественными и зарубежными учеными в области систем фазовой синхронизации. Формулируется цель диссертационной работы и ставятся соответствующие задачи исследования. Показано в чем заключается научная новизна работы. Кратко излагается содержание диссертационной работы и перечисляются основные новые научные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проведён обширный обзор отечественных и зарубежных литературных данных, характеризующих современное состояние проблем проектирования и разработки синтезаторов частот на основе использования метода ИФАПЧ. Отмечены основные этапы и переломные периоды в развитии научной мысли методов анализа и исследования систем синтеза дискретного множества частот с использованием колец ИФАПЧ. Дана критическая оценка имеющихся по данной тематике работ.

На основе анализа существующих методов частотно-фазового регулирования предложена классификация систем ИФАПЧ с ЧФД с различными вариантами использования схем ЗН и ФНЧ (см. рис.1).

Глубокий анализ различных вариантов построения этих схем позволил выделить использование частотно-фазового детектора в астатической системе ИФАПЧ, как наиболее эффективный, универсальный и простой способ повышения качественных характеристик синтезаторов частот, построенных на основе частотно-фазового регу-

Б.гл 1

лирования. Отмечается, что несмотря на значительное количество публикаций по этой тематике, проведение всесторонних исследований по улучшению динамических и спектральных характеристик астатических систем ИФАПЧ является достаточно сложной и актуальной задачей на современном этапе развития теории и практики синтеза частот.

Отмечается, что значительный вклад в развитие и исследование СЧ с частотно-фазовым регулированием внесли: В.И Борисов, В.В. Шахгиль-дян, В.А. Левин, С.К. Романов, В.Н. Малиновский, A.B. Пестряков Л.Н. Казаков, Ю.И. Алёхин, В.И. Горюнов, Н.М. Тихомиров и другие.

В результате обзора в качестве объекта исследований выбрана структура СЧ на основе метода ИФАПЧ с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и ЗН. На рис.2, приведена структурная схема СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и ЗН, в котором реализуется частотно-фазовое регулирование по пропорционально-интегральному закону.

Обычно зарядовая накачка и петлевой фильтр реализуются в виде изодромного звена, обеспечивающего пропорциональное и интегральное регулирование. При этом суммируются два параметра сигнала рассогласования: усиленный Рис- сигнал собственно рассогласо-

вания (пропорциональный параметр) и составляющая, пропорциональная интегралу рассогласования (интегральный параметр). При замкнутой петле частотно-фазового регулирования пропорциональная составляющая меняется в сторону уменьшения величины рассогласования со скоростью, соответствующей мгновенной величине ошибки, а интегральная составляющая - накопленное рассогласование - способствует медленному снижению величины рассогласования (эта составляющая обеспечивает тенденцию ошибки стремиться к нулю). Интегральной компоненте системы регулирования присуща задержка во времени. Сочетание этих двух составляющих способно обеспечить очень точное и устойчивое регулирование.

По результатам проведенного анализа сделаны выводы и сформулированы главная цель и основные задачи работы в соответствии с выбранным объектом исследований.

Вторая глава посвящена анализу спектральных характеристик синтезаторов частот с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и зарядовой накачкой. Так как одной из основных целей диссертационной работы является разработка СЧ-ИФАПЧ с высокими спектральными характеристиками выходного сигнала, была разработана шумовая модель системы ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН, представленная на рис. 3.

j*rw

J4>

Eb

T

J Фот

-Ф-

T T!

Рис. 3.

Использование разработанной шумовой модели позволило провести исследование спектральных характеристик СЧ-ИФАПЧ с учётом вклада функциональных элементов кольца, а также учесть влияние токов утечки в канале управления ГУН на спектральные характеристики выходного сигнала. На рис. 3 обозначено:

• фл - фазовые шумы делителя ДФКД;

■ Фчфд - фазовые шумы ЧФД с ЗН;

• Ффнч - фазовые шумы ФНЧ;

• фм - фазовые шумы делителя ДПКД (ДДПКД);

• Фог, Фгун - фазовые шумы опорного генератора и генератора, управляемого напряжением соответственно;

• Фвых - фазовые шумы выходного сигнала;

■ 1ут(0 - токи утечки в канале управления ГУН.

Анализируя комплексную амплитудно-частотную характеристику замкнутой системы ИФАПЧ

G,(«)=-

ФНЧ (S)

ФНЧ (S)

(1)

и комплексную амплитудно-частотную характеристику замкнутой системы ИФАПЧ по ошибке

G0(s)=

1^>ГУН +®ЧФД (s) • G®H4 (S)

(2)

можно сделать вывод, что для шумов ОГ, делителей частоты, ЧФД с ЗН и шумов элементов ФНЧ система ИФАПЧ представляет собой фильтр нижних частот, а для шумов ГУН - фильтр верхних частот. Исходя из этого получено выражение

Чы*(ш)=55»™ (*НОоИ+К (ю^ (со))• М1 • |О30<0)|2 +

, ; нчо3 ич^)2 (3)

С2ЧФД + К2

для оценки уровня спектральной плотности мощности (СПМ) фазовых шумов выходного сигнала СЧ-ИФАПЧ с учетом вклада основных источников шума в петле.

Сигнал с частотой 2 2 ГГц

Сигнал с частотой 2 2 ГГц

нШ-

Т П П(П -4 4-1 М 1*М -

а иича -

т ПТ11ГЛ ■4 4-1 «1Ж

Ш

Л «ыеоко* быстродайетеиа

I Г+4.ИН1 низкое юывстао аюпршгъиых»рвггврмсти*__

" I 11III) I I (ИНН I МПШ Ч I (МИН

'»Т1ПНГ Т ПП11Ч -1-1Т1ГП1Г -Т Г1Т11П1 -14-1Й»»'-—+ +1Ж11- ц 4-1-Н1Ш

Л1Ш1 Л 1'111Ш Л

Л1 Ши_ 1 и1!!' _1 ¿.Ч"!!' М ИМИ III мни "* I П1№н I I 114111 "1Т1Г11Г 1 "ПТЬГО ~Г1Т|ГГ«н\"Г Т1П11Т1 -1Г1ГП1Г т пшя -|-1Т1гп1г ^{чтпт -14-1 Ж№- -4 М441Н1 -1-1+1 ЮМ- -4 +-Г+ЦШ

1111

> VIIни мало»быстродействие

Г( Г»ПА ~Г| ГиТН! Т Г| ПиТ1 п П1Ш -'Ьптг т ппи

^ ^ • аысоюа качество спактрагъиых характеристик"»

"1 Г11П1Г Т ПГГНП

"Г П1П11- Т П РП1Я Ы1Н11- 4- И 1-М1И

J и гш_ 1 иипи 1 ии«_ | м ми» ЧГпии Т ИМ1Н1 " Ачя^ г п ГГ11Г1

-I пти-^т п тт ■4 Ы1МН- 4- ^-Н^Ш I ПИЩ I I 111111)

■4 4-1 ШШ -

и. ниШ1 -

_1 1.1 НИИ _ 1 I I НИИ

1 гтнл ~

-г Г1П1Ш -•4 ИН1Ш -

I I пищ

-I ишн_ I ииЦ11 . _1 мин1_ и

I I НИИ I I 1ПИИ "I ГпТиГ Т П П((П -I лтгг т п пи

+ И Н1Н4

иш

ПМ1|

Л111|_

Отстройка от несущей

а)

Частота Гц

Отстройка ог несущей

Частота Гц

б)

Рис. 4.

Я».) |пзн|

При этом установлено, что ЧФД и ЗН являются преобладающими источниками шумов в полосе кольца ИФАГГЧ.

На рис. 4 приведены графики СПМ фазовых шумов выходного сигнала СЧ для различных значений частоты среза кольца ИФАПЧ. Варьируя частотой среза кольца ИФАПЧ (быстродействием СЧ) и шумовыми параметрами ОГ, ГУН, ЧФД с ЗН и делителей частоты можно смоделировать такой шумовой профиль выходного сигнала, который бы удовлетворял требованиям по спектральным характеристикам (рис. 4а). Как правило, синтезаторы с высокими шумовыми характеристиками обладают малым быстродействием. Поэтому необходимо провести исследование возможности ускорения переходных процессов в СЧ-ИФАПЧ при смене частот с последующим сохранением высоких спектральных характеристик в установившемся режиме.

Третья глава посвящена использованию специальных методов для повышения быстродействия СЧ-ИФАПЧ при перестройке с одной рабочей частоты на другую. Дается их сравнительная оценка.

Для проведения анализа реализуемости и эффективности этих методов была разработана обобщённая структурная схема СЧ-ИФАПЧ для различных механизмов ускорения переходных процессов, которая приведена на рис. 5.

На основе этой структуры была построена имитационная модель системы ИФАПЧ с коммутируемыми во времени ЗН и ФНЧ с использованием пакета программ \latLab.

Сравнительный анализ методов ускорения переходных процессов показал, что наилучший выигрыш в быстродействии даёт метод использования двух зарядовых накачек в канале управления ГУН СЧ-ИФАПЧ.

'_Гддпкд

Ктиутт» }

И

Г.

-I ^

Злзусч

Рис. 5.

Кроме того, этот метод наиболее просто реализуем практически и не создает помех при коммутации элементов ФНЧ.

На рис. б представлена разработанная схема СЧ-ИФАПЧ с пропорциональной ПЗН и интегральной ИЗН зарядовыми накачками в цепи управления ГУН.

Для практического использование этой схемы была разработана методика расчета параметров системы ИФАПЧ, которая заключается в следующем:

■|гун|-р1 — в режиме ускорения необходимо рассчитывать параметры СЧ-ИФАПЧ с использованием показателя колебательности М; — в режиме после ускорения необходимо рассчитывать параметры СЧ-ИФАПЧ

ЕН-Е

|->|чол[

к

-|дпкжддпкд[

01°

саг_1-

ФНЧ

Рис. 6.

с использованием показателя колебательности 14м.

Найдены выражения комплексной амплитудно-частотной характеристики разомкнутой системы ИФАЧ в режиме ускорения

2я(С, +С2)^03(1 + Т^(0)

^ПЗНу ^ИЗН

(4)

и после режима ускорения

оиаш)=:

2л(С,+С2)-]ш(1+Т^сй) где: Т^К.С,; Т2=К,С,С2/(С,+С2);

■(1 + Т,]ш)

(5)

Из (4) и (5) следует, что в режиме ускорения увеличивается коэффи-

циент усиления ФНЧ и уменьшается постоянная времени Т,

I

ПЗНу

^ПЗНу + ^ИЗН

что благоприятно сказывается на запасе устойчивости по фазе системы ИФАПЧ. Или:

О Ц(0)=Кег(1+Т,>)

(4')

где КР1 ^

^ПЗНу + ^ИЗН

2л(С, + С,) N Ки (1+7,^(0)

т =т

ПЗНу

^ПЗНу ^изн

оР2аш)=

0ю)2(1+Т^о))

(5')

где КР2 =-Ьвн--^гун., т =т

Р2 271(0, +С2) N '2 1

Запишем для режима ускорения уравнения, связывающие Кр|, постоянные времени Ть Т12 и М:

Т(8)

" шБ1 Ш-1 2 <вБ1 М+1

где (оЕ|=^/КР1 - базовая частота. После режима ускорения:

. ^ , (9)

где шв2=Л/к^'.

Используя (8) и (9) и опуская промежуточные выкладки получим:

^изн _ " М(М - Ям)

1пзн (Км-«2(М+1)2 .

^ПЗНу _ ^М ' М

(10)

1пзн (Им-1)(М + 1) (11)

Таким образом, задавая М и Ям и, например, юБ2, можно определить все параметры астатической системы ИФАПЧ синтезатора частот: Ть Тн; Т2; Крь Крг; 1изнЯпзн'> 1пзн/1пзн-

1 1 ! 1 1 ' ! - еу((), В, |1ов( ДГГуН )|, <р£ (1), рад - -1 ! ! 1 ., 1..... ! I _]...

1 1 ! |

' 1 ® ' 1

• .¿Г;..... 1

! ! : 1 ! ; г

а) б)

Рис.7

Результаты моделирования систем, рассчитанных по этой методике, показывают, что за счёт изменения величин тока зарядовых накачек при использовании раздельного пропорционального и интегрального ускоренного регулирования удается получить выигрыш по быстродействию более

чем в два раза. На рис. 7а приведен график переходного процесса в СЧ-ИФАПЧ с режимом ускорения, на рис. 76 без режима ускорения (1 - еу(г); 2 - |log(ДfryH)|, здесь Д<гУН ошибка по частоте на выходе ГУН; 3 - сре(О, разность фаз на выходе цифровой части ЧФД).

В четвертой главе на основе проведённых теоретических исследований и разработанных методик проводится инженерное проектирование и экспериментальное исследование синтезаторов частот с требуемыми качественными характеристиками

Orrler Рамвг -13?<№» Rtttn *Ю Eil -76 tMc/Hz 1Ш 1

<s/

Mtt 4 «j "'?f, чН? Carrier Ронвг -3 e? dBm

i H ífi -iB'/M* Reí -7Й ЙМВс/Чг

f ií.ee

№?4 K J

r ::Tlff

Frwiicy

Karkef Trac«

""Frequency Offset

Marter Trac*

Typ*

Iptt f'tl

а)

Carrier Ронвг -Э И (tön М -7« ttkWH--1«* ' 46/

Atten вЛв dB

-144ЭВ dBc-'H?

Marter Trace

б)

Рассматриваются основные задачи разработки прототипов и образцов высокоэффективных синтезаторов частот. Отмечается процесс выбора параметров элементов синтезатора для получения низкого уровня шумов в установившемся состоянии и ускоренной перестройки в переходном режиме. Обсуждаются вопросы практической реализации синтезаторов частот, описывается схема разработанного СЧ-ИФАПЧ и приводятся результаты экспериментальных исследований разработанного синтезатора.

Разработанный СЧ-ИФАПЧ работает в диапазоне 2160 - 2260 МГц с шагом сетки частот 125 кГц. Использование ПЗН и ГОН позволило получить быстродействие порядка 500 мкс при достаточно высоком качестве спектральных характеристик. На рис. 8 представлены результаты измерения СПМ фазовых шумов выходного сигнала синтезатора для трех частот рабочего диапазона Уровень СПМ фазовых шумов составляет: -83 дБн/Гц при отстройке 1 кГц; -100 дБн/Гц при отстройке 10 кГц; -123 дБн/Гц при отстройке 100кГц и -143 дБн/Гц при отстройке 1МГц от несущей.

Ггвдшлжу Off Bat

В) Рис. 8.

Экспериментальное исследование показало, что результаты теоретического моделирования достаточно точно совпадают с результатами практических измерений. Использование двух зарядовых накачек в цепи управления ГУН позволяет повысить быстродействие СЧ-ИФАПЧ при одновременном сохранении высоких спектральных характеристик выходного сигнала.

В заключении кратко подведены итоги работы, перечислены основные наиболее значимые результаты, а также намечены перспективы дальнейшего развития рассмотренного в диссертации научно-технического направления.

В приложении 1 приводится исходный код разработанной в среде МаАЬаЬ программы расчета динамических и спектральных характеристик СЧ-ИФАПЧ. Программа позволяет определять параметры ФНЧ нелинейной непрерывной системы ИФАПЧ, производить поиск частоты среза, определять спектр и интегральные спектральные характеристики выходного сигнала. Так же определяется время переходного процесса в нелинейной непрерывной системе ИФАПЧ, строятся диаграммы Бодэ, рассчитываются корни характеристического уравнения. Даются краткие комментарии, поясняющие структуру и объясняющие работоспособность этого программного продукта.

В приложении 2 приводится компьютерная модель системы ИФАПЧ в программе БшшИпк (Ма&аЬ) с коммутируемыми во времени ЗН и ФНЧ для исследования специальных методов ускорения переходных процессор.

В приложении 3 представлены акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых изложены в диссертации, можно сделать ряд обобщающих выводов и рекомендаций.

1. Улучшение спектральных характеристик и повышения быстродействия синтезаторов частот можно успешно осуществлять с помощью метода частотно-фазового регулирования.

2. На основе исследования различных схем построения СЧ разработана рас четная структура СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН, позволяющая всесторонне исследовать спектральные и динамические харак-теристаки.

3 На основании сравнительной оценки специальных методов ускорения переходных процессов в СЧ с частотно-фазовым регулированием вы-

бран метод использования двух зарядовых накачек, как наиболее легко реализуемый и не создающий помех от коммутации ФНЧ.

4. Расчет параметров системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием раздельного пропорционального и интегрального регулирования в канале управления показал, что возможно получение выигрыша в быстродействии более чем в два раза.

5. Экспериментальный анализ показал, что практические результаты в достаточно точной степени повторяют результаты теоретических исследований.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Пример расчёта 4M синтезатора частот с детектором с тремя устойчивыми состояниями. В кн. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой / М.: Радио и связь, 2004, - С. 148-153. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.К. Романов, A.B. Леныпин.

2. Практическая реализация элементов 4M синтезатора. В кн. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой / М.: Радио и связь, 2004, - С. 148-153. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.К. Романов, A.B. Леньшин.

3. Рекомендации по применению интегральных микросхем для 4М-СЧ. В кн. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой / М.: Радио и связь, 2004, - С. 148-153. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.К. Романов, A.B. Леньшин.

4. Проектирование мощных широкополосных ЧМ-возбудителей для радиопередатчиков. В кн. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой 1М.: Радио и связь, 2004, - С. 148-153. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.К. Романов, A.B. Леньшин.

5. Использование пропорционально-интегрального регулирования в синтезаторах частот с фазовой автоподстройкой II Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. "Приборостроение". 2005. №1(58), - С. 73-82. / Соавт. С.К. Романов, Н.М. Тихомиров.

6. Разработка и исследование малошумящего быстродействующего синтезатора частот для панорамного приёмника // Вестник ВИ МВД России. - №3 (15). - Воронеж. ВИ МВД России, 2003. - С. 168-173. / Соавт. Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин.

7. Некоторые вопросы построения однопетлевых синтезаторов частот // Вестник Воронежского института МВД России,- Воронеж, 2004, № 1(16), - С. 153-158. / Соавт. Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин.

8 Влияние эффекта абсорбции диэлектрика в конденсаторах ФН4 на переходной процесс синтезаторов частот. // Материалы 10-ой междуна-

родной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", 13-15 апреля 2004 г., Воронеж: ВНИИС, ВГУ, т.1. - С. 615-618. / Соавт. Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин, С.Г. Зародин.

9. Применение прямого цифрового синтеза в комбинации с системами фазовой автоподстройки. // Материалы 10-ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", 13-15 апреля 2004 г., Воронеж: ВНИИС, ВГУ, т.1. - С. 610-614. / Соавт. Н.М. Тихомиров, Д.Н. Рахманин, A.B. Леньшин.

10. Использование метода сигма-дельта модуляции для реализации угловой модуляции в синтезаторах частот. // Материалы 10-ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", 13-15 апреле 2004 г., Воронеж: ВНИИС, ВГУ, т.1. - С. 354-359. / Соавт. Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин, С.Г. Зародин.

11. Использование дельта-сигма синтезаторов с дробным делением в системе GSM-900 // Всероссийская научно-практическая конференция "Охрана и безопасность - 2003": Сборник материалов. - Воронеж: ВИ МВД России, 2003. - С. 119-120. / Соавт. Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин.

12. Построение малошумящих синтезаторов частот СВЧ диапазона с высоким быстродействием // Материалы 9-ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", 22-24 апреля 2003 г., Воронеж: ВНИИС, ВГУ, т. 1 - С. 653-659. / Соавт. Н.Мю Тихомиров, С.К. Романов, С.Г. Зародин.

13. Построение быстродействующих синтезаторов частот на основе квазиоптимальных систем ИФАПЧ // Труды 56-ой Научной сессии, посвя-щённой Дню радио. - Том 2. - 2001. - С. 369-371. / Соавт. Н.М. Тихомиров.

14. Формирование 4M сигналов в возбудителях с малой инерционностью перестройки частоты // Труды 58-ой Научной сессии, посвящённой Дню радио. - Том 2. - 2003. - С. 45-47. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.Г. Зародин, A.B. Ерошин.

15. Использование ФНЧ высокого порядка в цепи управления генераторов в системах ИФАПЧ синтезаторов частот / Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А. Котельникова // Международная научная конференция: Программа и тезисы докладов. - М.: Издательство МЭИ, 2003. - С. 55-57. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.Г. Зародин, A.B. Леньшин.

16. Перспективный способ широкополосной частотной модуляции в синтезаторах с фазовой автоподстройкой / Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А. Котельникова // Международная научная конференция: Программа и тезисы докладов. - М.: Издательство МЭИ, 2003 - С. 54-55. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.Г. Зародин, Д.Н. Рахманин.

17. Реализация малошумящих быстродействующих синтезаторов частот для базовых станций \VCDMA стандарта // Синхронизация, формиро-

8309

синтезаторов час... ______________________ _______________ ______r лгазация, формирование и обработка сигналов. Материалы научно-технического семинара. -Ярославль, 3-5 июля 2003 г. - С. 119-122. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.Г. Зародин.

18. Проектирование тактовых генераторов с малым уровнем фазового дрожания // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания. Материалы научно-технического семинара. - Самара, 27-28 июня 2005. - С. 70-74.

19. Малошумящий быстродействующий синтезатор частот для приёмного устройства аппаратуры автоматизированного контроля // Теория и техника специальной радиосвязи: Научн.-техн. сб. / ВНИИС. - Воронеж, 2003. - Вып. 3 - С. 129-136. / Соавт. Н.М. Тихомиров, С.К. Романов, С.Г7 Зародин.

20. Сравнительный анализ динамических и спектральных характеристик синтезаторов для аппаратуры радиопротиводействия // Теория и техника специальной радиосвязи: Научн.-техн. сб. / ВНИИС. - Воронеж, 2005. - Вып. 3-С. 102-106. / Соавт. A.B. Леньшин.

21. Патент № 2267860 (РФ) Синтезатор частот с переменным усилением и полосой пропускания кольца фазовой автоподстройки / A.B. Гармо-нов, С.К. Романов, М.Н. Тихомиров и др. - № 2003126504/09; Заявл. 21.02.2005; Опубл. 10.01.2006-Бюл. № 1.

Подписано в печать 13 апреля 2006 г. Усл.печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Формат 60х84,/)6. Тираж 110 экз. Заказ №120 Типография Воронежского института МВД России 394065 Воронеж, проспект Патриотов, 53

Р Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

• 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ С

ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

1.1. Принципы построения, классификация и технические характеристики синтезаторов частот на основе технологии ИФАПЧ.

1.2. Особенности применения частотно-фазовых детекторов с тремя устойчивыми состояниями в астатических системах ИФАПЧ.

1.3. Выводы. Цели и задачи дальнейших исследований.

2.УЛУЧШЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИНТЕЗАТОРОВ С ЧФД С ТРЕМЯ УСТОЙЧИВЫМИ

СОСТОЯНИЯМИ

2.1. Обобщенная структурная схема и компьютерная мо, ;ль синтезаторов с частотно-фазовым регулированием.

I 2.2. Анализ шумовых характеристик функциональных элементов астатической системы ИФАПЧ синтезаторов.

2.3. Влияние токов утечки в канале управления СЧ-ИФАПЧ на спектральные характеристики выходного сигнала.

2.4. Выводы.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ

• ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ СЧ-ИФАПЧ

С ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

3.1. Анализ механизмов повышения быстродействия СЧ-ИФАПЧ в режиме перестройки частоты.

3.2. Сравнительная оценка эффективности специальных методов уменьшения времени перестройки по частоте СЧ-ИФАПЧ.

3.3. Параметрический синтез астатических систем ИФАПЧ для оптимизации режима ускорения динамических процессов.

3.4. Выводы.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ^ ИССЛЕДОВАНИЕ СИНТЕЗАТОРОВ ЧАСТОТ.

4.1. Основные задачи разработки прототипов и образцов синтезаторов частот.

4.2. Практическая реализация синтезаторов частот и результаты экспериментальных исследований.

4.3. Выводы.

Актуальность темы. В настоящее время жесткие требования предъявляются к таким характеристикам радиоэлектронных устройств как стабильность частоты и фазы колебаний в широком диапазоне рабочих частот, быстрая перестройка и высокая чистота спектра выходного спектра. В технике средств радиосвязи это связано с проблемой электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств и систем, а также рационального использования радиочастотного спектра. Современные устройства связи требуют постоянного совершенствования для решения перспективных телекоммуникационных задач, При этом влияние радиоканала на работу систем связи в целом весьма значительно. Потенциальные возможности использования и перспективы развития различных систем во многом определяются техническими характеристиками радиооборудования, входящего в их состав.

Следует выделить следующие основные технические характеристики, существенно влияющие на работу систем связи в целом: нестабильность радиочастоты, уровни побочных дискретных и шумовых составляющих в выходном спектре сигнала, а также скорость изменения выходных рабочих частот.

Применение частотных синтезаторов позволяет улучшить оперативно-технические характеристики средств радиосвязи, а так как они позволяют выбирать рабочий канал в широком диапазоне частот. Однако время переключения с одной частоты на другую и чистота спектра выходного колебания не всегда удовлетворяют современным требованиям из-за известного противоречия между динамическими и фильтрующими характеристиками синтезаторов частот (СЧ), построенных на основе технологии импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) или сокращенно СЧ-ИФАПЧ.

Дальнейшее совершенствование систем радиосвязи ведет к значительному ужесточению требований к качественным показателям устройств СЧ-ИФАПЧ. Однако выполнение поставленных требований часто оказывается не под силу системам ИФАПЧ, синтезированным широко известными методами.

Ситуация осложняется также тем фактом, что требования к современным системам ИФАПЧ являются противоречивыми, взаимно исключающими друг друга. Поэтому в конкретных разработках все чаще находят применение нестандартные методы построения СЧ-ИФАПЧ, например, используются управляющие устройства, реализующие форсированный пропорционально-интегральный закон управления [1]. Во многих случаях это приводит к улучшению технических характеристик систем ИФАПЧ более простым, а иногда и единственно возможным способом. Кроме того, желательно, чтобы функциональные элементы контура автоподстройки, такие как частотно-фазовый детектор (ЧФД), делители частоты и фильтр нижних частот (ФНЧ) могли активно изменять свои характеристики и поддерживать параметры системы в динамическом и статическом режимах на требуемом качественном уровне, который должен быть максимально приближен к теоретически оптимальному предельному уровню.

Из анализа отечественных и зар> оежных публикаций известно несколько различных типов СЧ на основе астатических систем ИФАПЧ [1, 2, 3]. На практике наиболее часто используются СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и зарядовой накачкой (ЗН). Такие синтезаторы с частотно-фазовым регулированием позволяют в определенной степени ослабить противоречие между фильтрующими и динамическими свойствами системы стабилизации частот. Наибольший вклад в исследование систем ИФАПЧ с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и зарядовой накачкой в разные годы внесли: В. А. Левин, С.К. Романов, В.Н. Малиновский, Л.Н. Казаков, Ю.И. Алёхин, В.И. Горюнов, Н.М. Тихомиров и другие.

При исследовании подобных систем стабилизации, как правило, используются приближенные методы, основанные на сведении дискретной модели астатической системы ИФАПЧ к её непрерывному аналогу [2]. Однако подобный подход не позволяет выявить специфику работы астатических систем ИФАПЧ и получить удовлетворительные по точности результаты в широкой области возможных параметров СЧ-ИФАПЧ. В существующей литературе практически отсутствуют исследования по вопросам функционирования систем ИФАПЧ в предельных режимах, оптимизации динамических процессов и обеспечения высокой надежности в условиях резкого изменения параметров системы. Все это требует знаний поведения системы в сугубо нелинейных режимах, характеризующихся сложной динамикой.

Основным во всех системах автоматического регулирования (САР), к которым следует отнести СЧ, построенные на кольцах ИФАПЧ, является поведете системы в неустановившихся режимах. Это вынуждает уделять большое внимание вопросам изучения протекания и анализа качества переходных процессов данных систем, так как время установления синхронизма в петле ИФАПЧ - один из основных показателей эксплуатационно-технических характеристик, реализованных на их основе СЧ. Основной задачей построения современных синтезаторов частот является нахождение разумного компромисса по преодолению трёх антагонистических требований: скорость перестройки, чистота спектра выходного сигнала и широкий диапазон перестройки по частоте. При этом актуальными становятся вопросы функционирования СЧ в предельных режимах, вопросы оптимизации динамических процессов и обеспечения высокой надежности в жестких эксплуатационных условиях.

Анализ астатических систем с частотно-фазовым регулированием - достаточно сложная задача далее при использовании в петле простейших фильтров нижних частот, так как требует применения сложного математического аппарата и вычислений. Поэтому постоянное повышение технических требований к радиоаппаратуре вынуждает менять подходы к построению СЧ, выполненных на основе астатических систем ИФАПЧ.

Основными вопросами, стоящими перед разработчиками перспективных синтезаторов частот, является: теоретическое обоснование и исследование новых методов построения и особенностей функционирования астатических колец ИФАПЧ; анализ и синтез технических характеристик СЧ-ИФАПЧ; разработка новых технических решений, использующих современную технологию. Поэтому, весьма актуальной является задача исследования астатических СЧ-ИФАПЧ на основании их дискретных нелинейных моделей и разработки точной научно обоснованной методики для расчёта основных показателей качества и совершенствования технических характеристик синтезаторов дискретного множества частот.

Цели и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является улучшение спектральных характеристик и повышение быстродействия синтезаторов частот с частотно-фазовым регулированием. Для достижения поставленной цели в работе необходимо рассмотреть следующие задачи по теоретическому исследованию и практической разработке СЧ-ИФАПЧ:

1. Обосновать применение в составе системы ИФАПЧ ЧФД с тремя состояниями и зарядовой накачкой как наиболее перспективный путь улучшения спектральных и динамических характеристик синтезаторов частот.

2. Разработать расчетную структурную схему СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН для исследования спектральных и динамических характеристик.

3. Провести сравнительную оценку специальных методов уменьшения времени перестройки синтезаторов частот с частотно-фазовым регулированием.

4. Разработать методику расчета параметров системы ИФАПЧ для режима ускорения динамических процессов в СЧ.

5. Провести инженерное проектирование и экспериментальное исследование спектральных и динамических характеристик СЧ-ИФАПЧ.

Методы исследований. При решении поставленных в диссертации задач использованы методы теории дискретных систем автоматического регулирования, математический аппарат линейных разностных уравнений, дискретное и модифицированное преобразование Лапласа, а так же теория фильтрации в импульсных системах управления. Методы машинного моделирования с использованием математического пакета программ для инженерных и научных расчетов Ма^аЬ, Ма1Са(1 и системы проектирования А082002.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной и выносимые на защиту:

1. Обоснована перспективность применения ЧФД с тремя состояниями и ЗН в системе ИФАПЧ для улучшения спектральных и динамических характеристик синтезаторов частот.

2. Разработана расчетная структурная схема СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН, позволяющая исследовать спектральные и динамические характеристики.

3. Проведена сравнительная оценка специальных методов ускорения переходных процессов в синтезаторах частот с частотно-фазовым регулированием.

4. Разработана методика расчета параметров системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием раздельного пропорционального и интегрального регулирования в канале управления.

5. Проведена экспериментальная проверка качества спектральных характеристик и быстродействия образцов СЧ-ИФАПЧ.

Практическая ценность, диссертационной работы состоит в том, что результаты теоретических исследований позволяют разработчикам, во-первых, производить оценку качества спектральных характеристик проектируемых СЧ-ИФАПЧ по полученным конкретным выражениям, во-вторых, рассчитывать параметры системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием двух зарядовых накачек, в-третьих, использовать на практике теоретические результаты для реализации образцов СЧ.

Реализация и внедрение результатов. Результаты диссертации использованы в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, ОАО «Концерн «Созвездие», внедрены в проекты, выполняемые в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Созвездие». Использование результатов работы в НИОКР и научных проектах подтверждено актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих научно-технических семинарах и конференциях:

• 56-я Научная сессия, посвященная Дню радио (Москва, 16-17 мая 2001 г.)

• Всероссийская научно-практическая конференция "Охрана и безопасность - 2001" (Воронеж, 25-26 октября 2001 г.)

• Всероссийская научно-практическая конференция "Современные проблемы борьбы с преступностью" (Воронеж, 15-16 мая 2002 г.)

• 9-я международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 22-24 апреля 2003 г.)

• 58-я Научная сессия, посвященная Дню радио (Москва, 14-15 мая 2003 г.)

• Научно-технический семинар "Синхронизация, формирование и обработка сигналов" (Ярославль, 3-5 июля 2003 г.)

• Международная научная конференция "Современная радиоэлектроника в ретроспективе идей В.А. Котельникова" (Москва, 29-30 октября 2003 г.)

• 10-я международная научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь" (Воронеж, 13-15 апреля 2004 г.)

• Научно-технический семинар "Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания" (Самара, 27-28 июня 2005)

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа, включающая 2 раздела и 2 приложения монографии, 5 статей, из них 1 статья в издании, рекомендованном Высшей аттестационной комиссией, 11 материалов, опубликованных в сборниках Международных и Всероссийских конференций и 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 148 страницах машинописного текста, иллюстрированного 44 рисунками и содержащего 10 таблиц. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 108 наименований, и трех приложений на 13 страницах, в которые вынесены описания программ и документы о внедрении результатов работы.

Основные результаты по обоснованию методов совершенствования технических характеристик СЧ-ИФАПЧ с частотно-фазовым регулированием, проведенным в диссертационной работе, следующие:

1. Улучшение спектральных характеристик и повышения быстродействия синтезаторов частот можно успешно осуществлять с помощью метода частотно-фазового регулирования.

2. На основе исследования различных схем построения СЧ разработана расчетная структура СЧ-ИФАПЧ с ЧФД с тремя состояниями и ЗН, позволяющая всесторонне исследовать спектральные и динамические характеристики.

3. На основании сравнительной оценки специальных методов ускорения переходных процессов в СЧ с частотно-фазовым регулированием выбран метод использования двух зарядовых накачек, как наиболее легко реализуемый и не создающий помех от коммутации ФНЧ.

4. Расчет параметров системы ИФАПЧ для режима ускорения переходных процессов с использованием раздельного пропорционального и интегрального регулирования в канале управления показал, что возможно получение выигрыша в быстродействии более чем в два раза.

5. Экспериментальный анализ показал, что практические результаты в достаточно точной степени повторяют результаты теоретических исследований

123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе с единых позиций на основе метода частотных характеристик решаются задачи анализа и параметрического синтеза астатических систем ИФАПЧ, в результате чего разработаны основные принципы построения малошумящих быстродействующих СЧ. Предлагаемые в работе инженерные методы расчета являются обобщением и развитием частотных методов расчета для класса систем с нелинейной широтно-импульсной модуляцией. Совокупность результатов, полученных в работе, является теоретическим исследованием и решением одной из научных проблем в области теории импульсных систем с частотно-фазовым регулированием.

Получены экспериментальные результаты и теоретические оценки основных характеристик СЧ с ЧФД с тремя устойчивыми состояниями и проведено их сопоставление с аналогичными характеристиками СЧ с другими типами детекторов.

1. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации. 2-е изд., доп. и перераб. / Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Связь, 1989. - 320с.

2. Левин В.А. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки частоты./ В.А.Левин, В.Н. Малиновский, С.К.Романов М.: Радио и связь, 1989. - 232с.

3. Шапиро Д.Н. Основы теории синтеза частот. / Д.Н.Шапиро, A.A. Паин -М.: Радио и связь, 1981. 264с.

4. Левин В. А. Стабилизация дискретного множества частот. / В.А. Левин -М.: Энергия, 1970. 328с.

5. Рыжков А.В.Синтезаторы частот в технике радиосвязи./ А.В.Рыжков, В.Н.Попов М.: Радио и связь, 1991. - 264с.

6. Пестряков A.B. Проектирование синтезаторов частот: Учебное пособие. / A.B. Пестряков М.: МТУ СИ, 1988. - 44с.

7. Резвая И.В. Исследование и разработка синтезатора частот с частотно-фазовым управлением. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. / М.: МТУ СИ, 1997.-242с.

8. Козлов А.Л. Анализ динамических характеристик импульсных систем ФАПЧ в режиме прерываний / А.Л. Козлов, A.B. Пестряков // Электросвязь. -1988. -№ 11.-с. 40-44.

9. Другов М.И. Импульсно-фазовый детектор / М.И. Другов, В.В. Заболоцкий, H.H. Степанов // Средства связи. 1982. - Вып. 3. - С. 46-47.

10. Кулешов В.Н. Сравнительный анализ и экспериментальное исследование естественных шумов импульсно-фазовых детекторов / В.Н. Кулешов, О.Л. Калмыкова, A.B. Попов // В кн.: Межведомств, сб. тр. №64,- М.: Моск. энерг. ин-т,- 1985,- С. 98-103.

11. Левин В.А. Сравнительный анализ динамических и фильтрующих свойств астатической системы ИФАПЧ при различных запасах устойчивости. / В.А. Левин, Н.М. Тихомиров // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1985. -Вып.7. - С.77-82.

12. Underhill M.J. Wide range frequency synthesizers with improved dynamic performance. // The Radio and Electronic Engineer. June. - 1980. - Vol.50. - №6. - P.291-296.

13. Underhill M.J. and Jordan P.A. The split Loop method for a wide range frequency synthesizer with good dynamic performance. // Electronics Letters. 15, 21st June. - 1979. -№13. - P.391-393.

14. Резвая И.В. Исследование дискретной нелинейной модели импульсной ФАПЧ с частотно-фазовым детектором / И.В. Резвая // Электросвязь. 1997. -№2.-с. 38-41.

15. Балтарагис И.Г. Оптимизация по быстродействию частотно-фазовых детекторов для цифровых синтезаторов частот / И.Г. Балтарагис // Техника средств связи. Сер. РИТ. 1982. - Вып. 4. - с. 92-101.

16. Прохладил Г.Н. Двойной Т-образный мост в синтезаторе частот / Г.Н. Прохладин // Радиотехника. 1990. - № 11. - с. 19-21.

17. Алёхин Ю.Н. Фазовые детекторы с непериодической характеристикой / Ю.Н. Алёхин // Техника средств связи. Сер. РИТ. 1978. - Вып. 1.-е. 72-76.

18. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. / В.А. Бесекерский М.: Наука, 1976. - 576с.

19. Бесекерский В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. / В.А. Бесекерский М.: Наука, 1970. - 576с.

20. В. Drakhlis Calculate Oscillator Jitter By Using Phase-Noise Analysis // Microwaves&RF. January. - 2001. - P.21 -26

21. Демьянченко А.Г. Кратковременная нестабильность частоты и методы её измерения / А.Г. Демьянченко, В.И. Кулешов Москва МЭИ, 1978.

22. Bar-Giora Goldberg, Analog and Digital Fractional-n PLL Frequensy Synthesis: A Survey and Update. // Applied Microwave and Wireless. June. - 1999. -P.91-96

23. V.F. Kroupa Noise Properties of PLL Systems. // IEEE Transactions on communications. vol. com-30. - №10. - October 1982.

24. Thomas E. Stichelbout Ph. D. System simulation of a fractional PLL with MatLab. Division of Digital Signal Processing // Alaborg University.

25. Левин В.А. Методы измерения фазовых и частотных шумов радиосигналов / В.А. Левин // Электросвязь №12, 1996.

26. Левин В.А. Двухсигнальный когерентный метод измерений фазовых и частотных шумов радиосигналов / В.А. Левин // Электросвязь №9, 1998.

27. Шахгильдян В.В. Общие принципы построения быстродействующих синтезаторов частот на основе систем фазовой синхронизации. / В.В. Шахгильдян, А.В. Пестряков, А.И. Кабанов // Электросвязь. 1983. №10. С.36-42.

28. Малиновский В.Н. Применение метода оптимального управления в задаче повышения быстродействия переключения частот синтезатора с кольцом ИФАПЧ. / В.Н. Малиновский, С.К. Романов // Техника средств связи. Техника радиосвязи, 1980, вып. 7(25)

29. Гордонов А.Н. Астатическая система ИФАПЧ, оптимизированная по длительности подстройки / А.Н. Гордонов, И.В. Резвая // Радиотехника. 1992. - № 4. - с. 48-52.

30. Романов С.К. Коммутация полосы пропускания в синтезаторах частот со счётчиковыми делителями в цепи обратной связи / С.К. Романов, Д.Н. Рахманин // Теория и техника радиосвязи: Научн.-техн. сб. / ВНИИС. -Воронеж, 2002. Вып. 2. - С. 118-128.

31. Кетков Ю.Л. MatLab 7: программирование, численные методы. / Ю.Л. Кетков, A.IO. Кетков, М.М. Шульц. Спб.: БХВ-Петербург, 2005. - 752 С.

32. Директор С. Введение в теорию систем. / Р. Директор, Р. Рорер М.: «Мир», 1974.-464 С.

33. Романов С.К. Использование пропорционально-интегрального регулирования в синтезаторах частот с фазовой автоподстройкой / С.К. Романов, М.Н. Тихомиров, Н.М. Тихомиров // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. "Приборостроение". 2005. №1(58), С. 73-82.

34. Тихомиров Н.М. Построение быстродействующих синтезаторов частот на основе квазиоптимальных систем ИФАПЧ / Н.М. Тихомиров, М.Н. Тихомиров // Труды 56-ой Научной сессии, посвященной Дню радио. Том 2. -2001.-С. 369-371.

35. Gardner F.M. Charge-Pump Phase-Lock Loops. // IEEE. Transactions on Communications. Vol. com-28. - №11. - November- 1980. - P. 1849-1858.

36. RF PLL Frequency Synthesizers ADF4110/ADF4111/ADF4112/ADF4113. Analog Devices Incorporated. Data Sheet. 2000.

37. SA7026 1.3GHz low voltage fractional-N dual frequency synthesizer. Philips Semiconductors. Data Sheet. 1999.

38. SA8028 2.5 GHz sigma delta fractional-N / 760 MHz IF integer frequency -synthesizers. Philips Semiconductors. Data Sheet. 2002.

39. Романов С.К. Моделирование переходных процессов в синтезатора частот с коммутируемой полосой пропускания / С.К. Романов, Д.Н. Рахманин // Теория и техника радиосвязи: Научн.-техн. сб. / ВНИИС. Воронеж, - 2001. Вып. 2.-С. 103-109.

40. Патент № 2267860 (РФ) Синтезатор частот с переменным усилением и полосой пропускания кольца фазовой автоподстройки / А.В. Гармонов, С.К. Романов, М.Н. Тихомиров и др. № 2003126504/09; Заявл. 21.02.2005; Опубл. 10.01.2006 -Бюл.№ 1.

41. Тихомиров Н.М. Некоторые вопросы построения однопетлевых синтезаторов частот / Н.М. Тихомиров, A.B. Леньшин, М.Н. Тихомиров // Вестник Воронежского института МВД России,- Воронеж, 2004, № 1(16), С. 153-158.

42. Помехозащищённость систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью. // В.И. Борисов, В.М. Зинчук, А.Е. Лимарев, Н.П. Мухин, Г.С. Нахмансон; Под ред. В.И. Борисова. М.: Радио и связь, 2003. - 640с.

43. Шахгильдян В.В. Перспективные направления развития динамической теории дискретных систем фазовой синхронизации для устройств синтеза и стабилизации частот / В.В. Шахгильдян, A.B. Пестряков // Электросвязь. -1993.-№ 11.-с. 38-42.

44. Левин В.А. Сравнительный анализ динамических и фильтрующих свойств астатической системы ИФАПЧ при различных запасах устойчивости. / В.А. Левин, Н.М. Тихомиров // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1985. -Вып.7. - С.77-82.

45. Романов С.К. Исследование системы автоподстройки частоты с широтно-импульсным частотно-фазовым детектором и счетчиковым делителем частоты в цепи обратной связи. / С.К. Романов // Техника средств связи. -Сер. ТРС. 1979. - Вып.7(24). - С.84-94.

46. Романов С.К. Анализ системы автоподстройки частоты с широтно-импульсным частотно-фазовым детектором и фильтром второго порядка. / С.К. Романов // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1980. Вып.7(25). - С.71-77.

47. Романов С.К. Определение времени переключения частот в цифровом синтезаторе с импульсным частотно-фазовым детектором с тремя состояниями. / С.К. Романов // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1983. - Вып.7. - С.74-82.

48. Романов С.К. Расчет цифровых синтезаторов частоты с широтно-импульсным частотно-фазовым детектором. / С.К. Романов, В.Н. Малиновский, И.Н. Корнюшин//Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1980. -Вып.7(25). -С.86-95.

49. Романов С.К. О расчете характеристик цифрового синтезатора частоты с импульсно-фазовым детектором с тремя устойчивыми состояниями. / С.К. Романов,

50. B.Н. Малиновский //Радиотехника. 1982. - Т.37. - №4. - С. 15-20.

51. Малиновский В.Н. Динамические процессы в цифровом синтезаторе частоты с импульсным частотно-фазовым детектором. / В.Н. Малиновский,

52. C.К. Романов // Электросвязь. 1983. - №6. - С.50-54.

53. Малиновский В.Н. Влияние изменения параметров системы ИФАПЧ с широтно-импульсным частотно-фазовом детектором на ее динамические характеристики. / В.Н. Малиновский // Техника средств связи. Сер. ТРС. -1982,- Вып.7. -С.60-67.

54. A.c. 1287251 СССР. Частотно-фазовый детектор / В.П. Микнюнас, И.А. Ульянычев, В.Л. Бурняцкая, Р.П. Науекас (СССР). № 3897385/24-21; Заявл. 15.05.85, опубл. в БИ 30.01.87 № 4. МКИ. Н 03 К 5/22.

55. Пат. 4027262 США. Phase detector employing quadruple memory elements / Claude A. Sharpe (США). № 663181. Заявл. 2.03.76, опубл. 31.05.77.

56. Przedpelski A.B. Suppress phase-lock-loop sidebands without introducing instability. //Electronic Design 19. September 13. - 1979. - P.142-144.

57. Brown J.I. A digital phase and frequency-sensitive detector, Proc.//IEEE. -Vol.59. Apr. - 1971. - P.717.

58. Sharpe C.A. A 3-State phase detector car improve your next PLL design. -END, 1976, № 20. P. 55-59.

59. Wakayama Myles H., Abidi Asad A. A 30-MHz low-jitter high linearity CMOS voltage-controlled oscillator. // IEEE J. Solid-state Circuits 1987 - v.22 -№6, p. 1074-1081.

60. Ranger Michael H.; NCR Corp. Low jitter phase-locked loop: Пат. 4818950 США, МКИ 4 H 03 К 5/13, Заявл. 24.04.87, № 41907, опубл. 04.04.89 НКИ 328/155

61. Пат. 6044124 США. МКИ H03D Delta Sigma PLL with low jitter / Peter Monahan, Declan Farrely, Nial O' hEarcain, John G. Ryan, Mark Symth (США). № 08/916619. Заявл. 22.08.97, опубл. 28.03.00.

62. Жалуд В., Кулешов В.Н. Шумы в полупроводниковых устройствах. / Под ред. А.К. Нарышкина. Совместное советско-чешское издание. М.: Сов. радио, 1977.-416с.

63. Пестряков А.В. Расчёт спектральных характеристик синтезаторов частот, использующих дискретные кольца ФАПЧ / А.В. Пестряков // Электросвязь. 1986. -№3. - с. 51-55.

64. Кабанов А.И. Флуктуации фазы в синтезаторах частоты на основе кольца ФАПЧ / А.И. Кабанов // Электросвязь. 1986. - № 11. - с. 26-27.

65. Рыжков А.В. Формирование спектрально-чистых и высокостабильных колебаний в синтезаторах частоты и возбудителях СВЧ / А.В. Рыжков, Ю.В. Кремнев, Н.Н. Нечаева и др. // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1981. -Вып. 8.-С. 116-125.

66. Царапкин Д.П. Методы генерирования СВЧ колебаний с минимальным уровнем фазовых шумов. Автореферат дисс. на соиск. ученой степени доктора технических наук. М.: МЭИ (ТУ)-2004, 40с.

67. Калмыкова O.JI. Флуктуационные характеристики устройств с импульсно-фазовой АПЧ. Автореферат дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук,- М.: МЭИ,- 1983.- 19с.

68. Макаров А.К. Исследование фильтрующих свойств импульсной ФАПЧ / А.К. Макаров // Радиотехника, т.ЗО, №8, 1975.-С.37-45.

69. Губернаторов О.И. Фильтрующая способность цифровых синтезаторов частоты / О.И. Губернаторов // Известия ВУЗов СССР Радиоэлектроника, т.21, №11, 1978.-С.41-49.

70. Калмыкова O.JI. О фильтрации помех в импульсной системе ФАПЧ / O.JI. Калмыкова, В.Н. Кулешов // Радиотехника, т.36, №12, 1981.-С.5-9. 19.

71. Горюнов В.И. О спектральной чистоте выходного сигнала цифрового синтезатора частот / В.И. Горюнов, В.Н. Ерусланов // Техника средств связи, сер. ТРС. 1980. Вып. 9. - С. 33-39.

72. Пат. 4745372 США. Phase-Locked-Loop Circuit Having A Charge Pump / Makoto Miwa (Япония). -№ 919474. Заявл. 16.10.86, опубл. 17.05.88.

73. Пат. 5047733 США. PLL Synthesizer Providing Rapid Frequency Changeover / Kazuyki Nonaka, Takehiro Akiyama, Kouzi Takekawa (Япония). № 454589. Заявл. 21.12.89, опубл. 10.09.91.

74. Пат. 4562411 США. Prepositioning Circuit For Phase Lock Loop / David P. O'Rourke, Richard O. Yeager (США). № 566833. Заявл. 29.12.83, опубл. 31.12.85.

75. Пат. 4714899 США. Frequency Synthesizer / Gary Kurtzman, Joseph P. Heck, Kennet A. Hansen, Ralph Enderby, Boris Vidugiris (США). № 913426. Заявл. 30.10.86, опубл. 22.12.87.

76. Пат. 4330758 США. Synchronized Frequency Synthesizer With High Speed Lock / Scott N. Swisher (США). № 122929. Заявл. 20.02.80, опубл. 18.05.82.

77. Пат. 4980653 США. Phase Locked Loop / Wayne P. Shepherd (США). № 402715. Заявл. 5.09.89, опубл. 25.12.90.

78. Пат. 4546330 США. Phase-Locked Loop Circuit / Toshiro Okada (Япония).-№462112. Заявл. 28.01.83, опубл. 8.10.85.

79. Пат. 4587496 США. Fast Acouisition Phase-Lock Loop / Dan H. Wolaver. (США).-№649677. Заявл. 12.10.84, опубл. 06.05.86.

80. Пат. 5095288 США. Phase-locked loop having a variable bandwidth / Paul W. Dent (Швеция). -№611523. Заявл. 13.11.90, опубл. 10.03.92.

81. Пат. 4167711 США. Phase detector output stage for phase locked loop / George W. Smoot (США). № 910056. Заявл. 26.05.78, опубл. 11.09.79.

82. Пат. 5180993 США. Method and arrangement for frequency synthesis / Paul W. Dent (Швеция). -№ 804609. Заявл. 10.12.91, опубл. 19.01.93.

83. A.c. 1287251 СССР. Частотно-фазовый детектор / В.П. Микнюнас, И.А. Ульянычев, В.Л. Бурняцкая, Р.П. Науекас (СССР). № 3897385/24-21; Заявл.ф 15.05.85, опубл. в БИ 30.01.87 № 4. МКИ. Н 03 К 5/22.

84. W. Rhee, "Design of high-performance CMOS charge pumps in phase locked loops. Part 2 ", in Proc. IEEE Int. Symp. Circuits and Systems, 2000, pp. 457-463.

85. Burbidge M.J., Lechner A., Bell G., Richardson A.M.D. Motivations towards BIST and DFT for embedded charge-pump phase-locked loop fr. Synth.//IEE Proc.

86. Circuits,Devices and Syst.2004.151 .№ 4.-P.337-348.

87. Майкл Ф. Блэк. Улучшение характеристик схемы ФАПЧ с помощью внешних ОУ. // Электроника. 1983. - №9. - С.65-66.

88. Ватанабэ Сигэпори, Сэкитани Массао. Цепь дискретной фазовой авкоподстройки,- Пат. 56-49498 Япония.- Заявл. 13.05.76.- №51-54746, опубл. 21.11.81 МКИ H03L7/08, H03L7/18.

89. Тихомиров М.Н. Пример расчёта 4M синтезатора частот с детектором с тремя устойчивыми состояниями / В кн. Тихомирова Н.М., Романова С.К., Леньшина A.B. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой, М.: Радио и связь, 2004, С. 142-148.

90. Тихомиров М.Н. Практическая реализация элементов 4M синтезатора / В кн. Тихомирова Н.М., Романова С.К., Леньшина A.B. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой, М.: Радио и связь, 2004, С. 148153.

91. Тихомиров М.Н. Рекомендации по применению интегральных микросхем для 4М-С4 / В кн. Тихомирова Н.М., Романова С.К., Леньшина A.B. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой, М.: Радио и связь, 2004,-С. 176-184.

92. Тихомиров М.Н. Проектирование мощных широкополосных 4М-возбудителей для радиопередатчиков / В кн. Тихомирова Н.М., Романова С.К., Леньшина A.B. Формирование 4M сигналов в синтезаторах с автоподстройкой, М.: Радио и связь, 2004, С. 185-199.

93. Тихомиров Н.М. Разработка и исследование малошумящего быстродействующего синтезатора частот для панорамного приёмника / Н.М. Тихомиров, A.B. Леныпин, М.Н. Тихомиров и др. // Вестник ВИ МВД России. -№3 (15). Воронеж. ВИ МВД России, 2003. - С. 168-173.

94. Тихомиров Н.М Использование метода сигма-дельта модуляции для реализации угловой модуляции в синтезаторах частот. / Н.М. Тихомиров, A.B.

95. Леныпин, М.Н. Тихомиров и др. // Материалы 10-ой международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", 13-15 апреля 2004 г., Воронеж: ВНИИС, ВГУ, т.1. С.354-359.

96. Тихомиров Н.М. Формирование 4M сигналов в возбудителях с малой инерционностью перестройки частоты / Н.М. Тихомиров, С.Г. Зародин, М.Н. Тихомиров и др. // Труды 58-ой Научной сессии, посвящённой Дню радио. -Том 2. 2003. - С. 45-47.

97. ГОСТ 19896-84. Синтезаторы частот для радиосвязи и радиовещания. Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений.