Современная электроника №4/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 47 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2020 представленного графика, увеличение дисперсии случайной фазы приводит к некоторому снижению амплитуд спек- тральных составляющих расщеплён- ного спектра за счёт сопутствующей модуляции случайными процессами. При σ = 0,1 снижение произвольной составляющей спектра в окрестности частоты n × f 0 составит около 1,7 дБ. Для эффективного использования УД он должен быть явно выражен в ЦУ без маскирования случайным джитте- ром. Важным аспектом использования УД является то, что пределы изменения битового интервала не должны превы- сить границы, за которыми теряется стабильность функционирования ЦУ. Поэтому использование управляемого джиттера требует оценкихарактеристик остальных его составляющих с использо- ваниемсовременных средствизмерений, и в некоторых случаях его использова- ние будет невозможным в силу отсут- ствия достаточного запаса по джиттеру. Обобщение полученных результатов на сигналы непериодического характера Известно, что спектр непериодическо- го сигнала является сплошным и соот- ветствует огибающей линейчатого спек- тра этого же сигнала с периодическим повторением, что обусловлено слияни- ем его линий при предельном переходе к бесконечному периоду повторения [4]. В общем случае в картине помехоэмис- сии, формируемойЦУ, будут наблюдать- ся как широкополосные помехи, так и спектральные пики, вызванные пери- одическими тактирующими сигнала- ми. Исходя из принципа перехода к спектрам непериодических сигналов, использование управляемого джитте- ра будет приводить к снижениюобоих компонентов помехоэмиссии. Таким образом, если периодический цифро- вой сигнал с УД как последовательность нулевых и единичных бит представлен совокупностью спектральных составля- ющих вблизи частот n × f 0 , то огибающая спектра для битовой последовательно- сти произвольного характера уже не будет проходить через амплитудные значения гармоник (1), а будет нахо- диться на уровне | a n × J i ( m )| < | a n |, что и определяет снижение помехоэмиссии. Экспериментальная оценка эффективности использования УД для снижения эмиссии радиопомех, формируемых периодическими сигналами Объект исследований, оборудование и измерительная оснастка. Как следует из теории УД, его проявление возмож- но при наличии зависимости частоты формирования импульсов от некоторо- го управляющего воздействия. В каче- стве объекта исследований был выбран кварцевый генератор (КГ), предназна- ченный для использования в ЦУ с ком- понентами КМОП или ТТЛ в источнике тактирования. Линейка КГ выбранно- го типа включает образцы с номинала- ми частот от 1 до 100 МГц. Для прове- дения эксперимента был выбран КГ с номиналом тактовой частоты 80 МГц. В ходе предварительных исследова- ний было установлено, что у КГ рассма- триваемого класса проявляется слабая зависимость частоты выходного сиг- нала от напряжения питания. Взятый для измерений образец КГ продемон- стрировал практически линейное изме- нение выходной частоты на 2000 Гц ( k × f 0 = 1000 Гц) при увеличении напря- жения электропитания в интервале от 3,5 до 5,0 В при заявленном номиналь- ном его значении 5 ±0,5 В. Работа КГ вне установленного диапазона напря- жений питания в рамках проведён- ных экспериментов была обусловлена отсутствием в наличии КГ с управляе- мой частотой, хотя таковые, безуслов- но, на рынке имеются. При проведении измерений КГ и вспомогательные эле- менты размещались на макетной плате. Кварцевый генератор работал в одном из двух режимов электропитания: 1. постоянным напряжением при неиз- менной амплитуде выходного сигна- ла (режим 1); 2. напряжением, изменявшимся по си- нусоидальному закону с частотой 1 кГц в интервале значений от 3,5 до 5 В при соответствующем умень- шении амплитуды выходного сигна- ла КГ (режим 2). Схемы измерений, представленные на рисунке 6, включали в себя програм- мируемый источник постоянного тока R&S HMP2030, на котором было установ- Рис. 6. Схемы измерительной установки: а) при исследовании джиттера сигнала, формируемого КГ; б) при оценке уровня помехоэмиссии (13) (14) (15) (16) Генератор сигналов R&S HMF2550 Генератор сигналов R&S HMF2550 Усилитель (в составе генератора АНР-1041) Усилитель (в составе генератора АНР-1041) Источник электропитания R&S HMP2030 Источник электропитания R&S HMP2030 Коаксиальный кабель Коаксиальный кабель Режим 2 Режим 2 Ферритовое кольцо Пробник R&S RSE02 + + – – Режим 1 Режим 1 51 Ом 51 Ом КГ КГ Выход КГ Выход КГ К1 а б К1 Осциллограф R&S RTO2044 Осциллограф R&S RTO2044 F(Jitter) Ch1 FFT Ch2 К2 К2 К3 К3 К4 К4 Электропитание КГ Электропитание КГ