Наиболее важными характеристиками синтезаторов частот являются быстродействие, спектральная чистота выходного сигнала и разрешающая способность по частоте, а также габариты устройства. Синтезаторы частот на основе полностью цифровых систем фазовой автоподстройки частоты (ПЦС ФАПЧ) обладают лучшими значениями указанных показателей. Целью данной статьи является обзор достижений в области создания синтезаторов частот на основе ПЦС ФАПЧ. Для этого адаптированы материалы иностранных статей по указанной тематике, в которых содержится описание ряда структурных схем синтезаторов. В результате анализа предлагаемых схемных решений, их особенностей и технологий производства проведено сравнение характеристик различных полностью цифровых систем фазовой автоподстройки частоты. Показано, что выбор структуры синтезаторов частот на основе ПЦС ФАПЧ зависит от того, какие показатели являются наиболее критичными в тех или иных областях применения. Тем не менее установлено, что субдискретные (СД) полностью цифровые системы фазовой автоподстройки частоты с время-цифровым преобразователем (ВЦП) со стохастической флеш-памятью (СФ) являются наиболее перспективным вариантом для использования в рассматриваемых устройствах. Они обеспечивают широкий частотный диапазон от единиц до десятков гигагерц, низкий уровень джиттера и фазовых шумов и малую занимаемую площадь. Таким образом, у синтезаторов частот на основе ПЦС ФАПЧ имеются большие перспективы развития и применения в различных промышленных целях, в том числе и в космическом приборостроении.
Идентификаторы и классификаторы
Наиболее важными характеристиками синте-заторов частот являются быстродействие, спектральная чистота сигнала, разрешающая способность по частоте и габариты. Для построения таких устройств применяются два основных метода: некогерентный и когерентный синтез. При некогерентном синтезе используются несколько генераторов с кварцевой стабилизацией частоты, при когерентном один источник опорной частоты.
Список литературы
1. Макаренко В. В. Синтезаторы частоты прямого цифрового синтеза // Электронные компоненты и системы. 2004. №1. С. 3-7.
2. Макаренко В. В. Фазо-цифровые и частотно-цифровые синтезаторы частоты // Электронные компоненты и системы. 2012. №11 (77).
3. Levinger R. A 9 to 12.1 GHz Sub-Sampling ADPLL based on Stochastic Flash TDC and a DCO with a “Folded” Common-Mode Resonator Exhibiting less than 90 fs Jitter and a peak FoMj of -248 dB in 16 nm FinFet CMOS / R. Levinger [et al.] // Proc. of the 50th EuMC, 12-14 January 2021, Utrecht, Netherlands. P. 1190-1193. DOI: 10.23919/EuMC48046.2021.9338243
4. Du J. A Millimeter-Wave ADPLL with Reference Oversampling and Third-Harmonic Extraction Featuring High Fo Mjitter-N / J. Du [et al.] // IEEE Solid-State Circuits Letters, Vol. 4, 2021. P. 214-217. DOI: 10.1109/LSSC.2021.3124130
5. Hu Y. A low flicker noise 30 GHz class-F23 oscillator in 28 nm CMOS using implicit resonance and explicit common-mode return path / Y. Hu [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 53, №7, July 2018. P. 1977-1987. DOI: 10.1109/JSSC.2018.2818681
6. Zong Z. A low-noise fractional-N digital frequency synthesizer with implicit frequency tripling for mm-Wave applications / Z. Zong [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 54, №3, March 2019. P. 755-767. DOI: 10.1109/JSSC.2018.2883397 EDN: TQJTJB
7. Chang C.-C. A Low-Jitter ADPLL with Adaptive High-Order Loop Filter and Fine Grain Varactor Based DCO / C.-C. Chang [et al.] // IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 22-28 May 2021, Daegu, Korea. P. 1-5. DOI: 10.1109/ISCAS51556.2021.9401328
8. Staszewski R. B., Balsara P.T. All-Digital Frequency Synthesizer in Deep-Submicron CMOS. Wiley, 2006.
9. Chen Q. A Low-Power ADPLL with Calibration-Free RO-Based Injection-Locking TDC for BLE Applications / Q. Chen [et al.] // Electronics 2022, №11 (13), 1953, June 2022. P. 1-17. DOI: 10.3390/electronics11131953
Выпуск
Другие статьи выпуска
Показана сущность процессов электризации космических аппаратов в орбитальных условиях и характерих негативного влияния на надежность бортовой аппаратуры. Приведены основные положения и содержание расчетно-экспериментального метода оценки стойкости бортовой аппаратуры к воздействию электростатического разряда по результатам испытаний в наземных условиях. Представлены общие принципы и содержание мероприятий по электростатической защитебортовой аппаратуры космических аппаратов
Исследовано влияние радиационно-термической обработки на радиационную стойкость кремниевого микроконтроллера, изготовленного по технологическому процессу на основе комплементарных кремниевых структур металл-оксид-полупроводник с топологической нормой 0,18 мкм. Показано, что после проведения радиационно-термической обработки, включающей облучение электронами с энергией 6 МэВ дозой до 1000 кГр и последующий термический отжиг при температуре 190◦С в течение 2 ч, комплекс электрических параметров микроконтроллера сохраняется в рамках технических условий. Экспериментально установлено, что после радиационно-термической обработки происходит повышение стойкости микроконтроллера к тиристорному эффекту при воздействии высокоэнергетичных протонов с энергией 22 МэВ и 1000 МэВ, что выражается в уменьшении сечения тиристорного эффекта в 6-10 раз и амплитуды тока ионизационного отклика в 3,5 раза. Также приведены результаты подавления тока инжектированных носителей с помощью радиационной обработки на примере дискретных изделий: солнечных элементов, силовых диодов, оптронов.
В статье рассмотрены особенности формирования заданного амплитудно-фазового распределения поля на апертуре активной фазированной антенной решетки. Предложен алгоритм, который предполагает выполнение только амплитудных измерений в ближней зоне без использования высокоточного позиционера и коллиматора. Алгоритм применим к антеннам, которые могут иметь как геометрические искажения раскрыва, так и неучтенные разницы длин электрических путей сигналов в каналах. Алгоритм основан на анализе результатов пространственной интерференции электромагнитных волн от двухи более источников. Рассмотрены вопросы практической реализации стенда настройки. Анализ влияния точности установки активной фазированной антенной решетки в раскрыве на форму множителя решетки показал, что отклонение амплитудного распределения в раскрыве решетки не более 0,5 дБ по амплитуде и ±15 град по фазене оказывают существенного влияния на форму диаграммы направленности, определяемую в большей степени множителем решетки.
Обоснован способ расчета параметров движения перспективных группировок малоразмерных КА, применение которого обеспечивает возможность использования различных низкоорбитальных систем КА в качестве навигационных. Способ предусматривает выполнение следующих технологических операций: - выведение на орбиту нескольких КА для применения их в качестве эталонных навигационных ориентиров; - определение параметров орбиты таких эталонных КА (эталонных навигационных ориентиров) по сигналам наземных радиомаяков; - излучение навигационных сообщений эталонными КА в направлении нахождения малоразмерных КА; - прием малоразмерными КА навигационных сообщений, измерение по ним скорости относительного движения КА, определение эфемерид малоразмерного КА по сообщениям и измерениям скорости. Достоинства способа: возможность обеспечения высокоточной эфемеридной информацией любое количество КА; возможность выполнения всех технологических операций в автоматическом режиме работы; возможность частого уточнения эфемеридной информации; возможность применения программных и аппаратных средств, созданных при разработке навигационной спутниковой системы второго поколения; относительно низкие эксплуатационные затраты, связанные в основном с обеспечением работы наземных радиомаяков; возможность расширения области функционального назначения орбитальных группировок КА ДЗЗ или связи и применения их для излучения навигационных сигналов
Рассмотрена задача высокоточного абсолютного местоопределения потребителя по измерениям глобальных навигационных спутниковых систем с разрешением целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений. На основе теории S-преобразования предложено решение этой задачи, при котором ионосферные задержки не исключаются путем образования ионосферосвободных комбинаций измерений, а включаются в число оцениваемых переменных. Описаны преимущества такого подхода, его особенности. Разработана и описана общая модель измерений на исходных частотах, позволяющая совместно обрабатывать измерения по сигналам нескольких ГНСС как с кодовым разделением (КР), так и с частотным разделением (ЧР) при использовании процедуры разрешения целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений.
Растущая тенденция развития ракетно-космической промышленности требует увеличения объемов производстваи скорости обработки дефектов интегральных микросхем. С учетом импортозамещения и ужесточающихся требований по надежности аппаратуры в системе дефектоскопии необходимо повысить достоверность обработки дефектов. В связи с тем, что на сегодняшний день систему принятия решений в дефектоскопии выполняет оператор, необходимо сократить влияние человеческого фактора на показатели дефектоскопии интегральных структур. Цель работы заключается в выявлении степени влияния человеческого фактора на существующую систему анализа дефектов интегральных структур и возможности ее уменьшения. В статье приведено описание существующих методов анализа дефектов, которые способны сократить влияние человека на систему принятия решений в задаче дефектоскопии интегральных структур, а так же обеспечить экономическую выгодуот их применения. В результате исследований рассчитана экономическая выгода от замены оператора различными способами автоматизации, которая в зависимости от метода автоматизации и технологии изготовления составила от 6,3 до 16 %.
Одной из основных целей создания Государственной информационной системы обеспечения потребителей данными дистанционного зондирования Земли из космоса является повышение доступности данных ДЗЗ для пользователей. В статье описана реализация в указанной системе спецификации STAC, обеспечивающая гармонизацию всех метаданных спутниковых снимков и другой справочной информации о данных ДЗЗ. Спецификация STAC в настоящее время является открытым международным специализированным стандартом для структурирования и поиска геопространственных данных, поддерживаемым ведущими поставщиками данных ДЗЗ, а также рекомендована новым ГОСТ Р 70672-2023. Для строгого следования спецификации разработано специальное программное обеспечение и создан оперативно пополняемый каталог метаданных ДЗЗ, содержащий информацию обо всех доступных для потребителей продуктах, выпускаемых организациями Госкорпорации «Роскосмос». Приведены возможности использования спецификации STAC и реализующих ее программных пакетов для автоматизации многих видов задач как для поставщиков, так и для конечных пользователей данных ДЗЗ.
В статье рассматриваются особенности создания комплекса программных технологий, предназначенных для обеспечения базового функционала по приему космической информации от антенных станций, обработке, формированию и предоставлению потребителям информационных продуктов российских КС ДЗЗ вне программной и информационно-технологической инфраструктуры Единой территориально-распределенной информационной системы (ЕТРИС ДЗЗ). Приводится технологическая модель хранения, обработки и распространения, включая уровни обработки формируемых информационных продуктов. Рассматривается архитектура комплекса программных технологий, в том числе структурные программные компоненты: компонент первичной и потоковой обработки, компонент архивирования и каталогизации, компонент предоставления данных, компонент контроля качества, компонент контроля процессов обработки, компонент администрирования ресурсов. Демонстрируется программно-аппаратная инфраструктура, на базе которой развернут комплекс - сервер общего назначения, сервер потоковой обработки (оборудован двумя вычислителями NVidia T4), система хранения данных (емкостью 1ПБ), а также рабочие места для интерактивного контроля качества и формирования выходной продукции. В заключении приводятся результаты практической отработки комплекса программных технологий при обработке 27 маршрутов «Канопус-В» и 9 маршрутов «Метеор-М», отснятых на территорию южно-азиатского региона.
Издательство
- Издательство
- Российские космические системы
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111250, а/я 16, г. Москва
- Юр. адрес
- 111024, г Москва, р-н Лефортово, ул Авиамоторная, д 53
- ФИО
- Ерохин Геннадий Алексеевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- contact@spacecorp.ru
- Контактный телефон
- +7 (749) 5673943