8. Структури фільтрів на пах

Нормована АЧХ фільтра, утвореного аподизованим та неаподизованим ЗШП, визначається за виразом:

Ĥ_ф(f)= Ĥ_a(f)|H_н(f)|,

де H_н(f) – ЧХ неаподизованого ЗШП.

H_н(f) =sinc[N_нπ(f-f₀)/2f₀],

де N_н – число електродів неаподизованого ЗШП.

N_н =1,77/ΔF,

де ΔF=Δf/f₀.

Нормована АЧХ фільтра, утвореного аподизованими ЗШП, визначається за

виразом: Ĥ_ф(f)= Ĥ_a²(f),

Нормована АЧХ фільтра в логарифмічному виконанні: H_ф(f), дБ=20lg Ĥ_ф(f).

Мал. №4

9. Генератори на пах

Генератори гармонійних коливань – базові елементи багатьох електричних схем. Використання ліній затримки (ЛЗ) та резонаторів на ПАХ як елементів, що задають частоту генерації, забезпечує мікроелектронне виконання генераторів в діапазоні частот приблизно 10 МГц – 1 ГГц. Вагома перевага таких генераторів – мала чутливість до механічного впливу.

На малюнку показана структурна схема генератора на ПАХ, де в якості елемента, що задає частоту, у колі зворотного зв'язку (ЗЗ) використовується ЛЗ на ПАХ.

Мал. №5

Для високо стабільних коливань необхідний високий нахил фазочастотної

характеристики на ПАХ. Робоча довжина ЛЗ повинна складати сотні або навіть тисячі довжин хвиль. Можливі частоти генерації утворюють гребінчастий спектр з інтервалом між окремими частотами, що визначаються співвідношенням: Δf=ν/L. При цьому на довжині L відкладеться ціле число довжин хвиль ПАХ на частоті генерації.

10. Одномодовий режим генерації

Для одномодового (одно частотного) режиму генерації необхідно, щоб коефіцієнт підсилення у колі ЗЗ був меншим від одиниці для всіх частот, крім обраної частоти генерації. Ця умова досягається введенням додаткової селективності за рахунок достатньо протяжного ЗШП.

Мал. №6

АЧХ неаподизованого ЗШП - функція |sincx|,

де x=Νπ(f-f₀)/2f₀; Ν – кількість електродів, f₀ – середня частота.

Нулі характеристики відповідають значенням: x=±mπ,

де m – ціле число.

Частотні інтервали між нулями Δf=2f₀/Ν. З іншого боку, Δf=ν/L,

де ν – швидкість ПАХ, L – відстань між центрами вхідного і вихідного ЗШП. Отже, отримуємо: L=νΝ/2f₀=Νλ₀/2. Тому, для забезпечення одномодового режиму необхідно, щоб відстань між центрами ЗШП дорівнювала довжині вузькосмугового ЗШП.

11. Стабільність частоти генератора

Стабільність частоти генератора визначається тепловими і електронними шумами, випадковими флуктуаціями температури, зміною самого робочого середовища. Короткочасна стабільність (за секунду і менше) майже цілком визначається шумами. Припустимо, що фаза в підсилювачі змінилася на δφ. Тоді частота зміниться на δf: 2π(f₀+δf)Νλ₀/2ν-δφ=πΝ (одномодовий режим).

Після перетворень отримуємо: δf/f₀=δφ/πΝ=δφ/Q, де Q – приведена добротність. Таким чином, короткочасну стабільність визначає приведена добротність.

12. Перестроювання частоти генератора

Мірою ширини спектра Δf_с сигналу генератора є час когерентності, що дорівнює τ_с ≈ 2/Δf_с. Час когерентності τ_с прямо пропорційний (Q/D)², де D – коефіцієнт втрат, що враховує всі втрати в колі зворотного зв’язку.

Якщо в петлю зворотного зв’язку ввести елемент, що забезпечує керування зсувом фаз, то генератор буде перестроюваним. На малюнку наведено структурну схему перестроюваного генератора з двоканальним вихідним ЗШП, канали якого взаємно зсунуті на величину λ₀/4. За рахунок регулювання резистором амплітуд сигналів у каналах фаза сумарного сигналу на частоті f₀ змінюється на π/2. Частота генерації відповідає балансу фаз.

Мал. №7

Акустична лінія зв’язку, перестроюваного генератора на ПАХ, є двоканальною, f₁ і f₂ – частоти каналів. Перестроювання частоти здійснюється зміною напруги керування U_кер на p-i-n діодах, що працюють в ключовому режимі.