Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 23

Достоинствами фальтров на ПАВ являются хорошая селективность, малые габариты, возможность изготовления методами интегральной технологии, отсутствие необходи­мости в регулировке. При массовом производстве обеспечивается хорошая воспроизводимость характеристик, относительно низкая себестоимость, высокая надежность, стабильность характеристик.

УПЧ с дискретными фильтрами реализуются в виде интеграль­ных   микросхем   или   микросборок.

Хорошие возможности для построения дискретных фильтров дают приборы с зарядовой связью (ПЗС). Основными элементами ПЗС служат МОП-конденсаторы, состоящие из металлического электрода и полупроводниковой подложки п- или р-типа, отделен­ных друг от друга тонким окисным слоем этого же полупровод­ника.

Фильтры на ПЗС являются трансверсальными фильтрами, в ко­торых линии задержки представляют собой последовательный на­бор МОП-1конденсаторов, сохранящих информацию в виде за­рядовых пакетов. Выборочные значения сигнала подаются на затворы МОП-транзисторов, на стоки которых поступают напря­жения, пропорциональные весовым коэффициентам. Взвешенные значения сигнала снимаются с истоков МОП-транзисторов и по­даются   на   сумматор.

Рассмотрим основные параметры фильтров на ПЗС. С помощью приборов на ПЗС возможна фильтрация на частотах от 1...2 кГц до 100 МГц. Динамический диапазон фильтра, состоящего из нескольких сотен последовательно соединенных ячеек, входных и выходных устройств, составляет около 40 дБ. Отдельные образ­цы схем имеют его величину до 90 дБ. Нижняя граница динами­ческого диапазона зависит от шумов ПЗС, источниками которых являются: флуктуационный шум передачи зарядов, термогенерация неосновных носителей, тактовые импульсы. Верхняя граница диапазона   ограничивается   увеличением   нелинейности   ПЗС.

Важным параметром ПЗС является тактовая частота f'T. Сам прибор может работать при f'T порядка нескольких десятков мега­герц. Однако относительно инерционные периферийные схемы (выходные каскады тактовых генераторов, усилители-сумматоры выходных сигналов и т. д.) снижают ее значение до 20 МГц, и соответственно,   полосу  обрабатываемых  сигналов  до   10  МГц.

Достоинствами ПЗС являются простота и малая стоимость их изготовления, небольшие масса, габаритные размеры, потребля­емая мощность, большая надежность, возможность работы в ши­роких   пределах   тактовых   частот.

2.4.2. Линии задержки

Линией задержки (ЛЗ) называют устройство, обеспечивающеезадержку электрических сигналов при допустимом искажении их формы. Линии задержки широко используются в устройствах об­работки   радиолокационных   сигналов.

В настоящее время наибольшее распространение получили электромагнитные, ультразвуковые, волоконно-оптические линии задержки и ЛЗ со статическим запоминанием, одним из типов которых   являются   линии     задержки   на   приборах  с  зарядовой

связью.

Линии задержки бывают с постоянной и переменной (регули­руемой)   величиной  задержки,   а  также  многоотводные.

Основными параметрами ЛЗ являются: время задержи , по­лоса пропускания П, диапазон рабочих частот, коэффициент пере­дачи по мощности Кр или напряжению Ки, коэффициент потерь L, добротность   Qлз,   определяемая   выражением

Добротность современных линий задержки колеблется от нескольких   десятков   до   104.

Принцип получения задержки основан на том, что скорость распространения сигналов конечна. Время задержки сигналов, прошедших   путь,   определяется   по   формуле

Электромагнитные линии задержки имеют широкую полосу про­пускания, просто/ту и высокую технологичность изготовления. Они могут выполняться на элементах с сосредоточенными и рас­пределенными   параметрами.

В линии задержки с сосредоточенными параметрами задержка обеспечивается последовательным соединением идентичных звеньев. Каждое звено представляет собой фильтр нижних частот (рис. 2.42,а) либо полосовой фильтр (рис. 2.42,б). Время задержки звена не превышает 1 мкс [5].

Для уменьшения фазовых искажений в линии задержки при­меняется емкостный, индуктивный и комбинированный способы коррекции   фазочастотной   характеристики   звеньев.

Конструктивно катушки индуктивности ЛЗ изготовляются на ферромагнитных сердечниках. Их добротность лежит в пределах 100...200.

В качестве емкостей применяют малогабаритные слюдяные, титановые и другие конденсаторы, отвечающие требованиям вы­сокой стабильности и малых потерь. Линии задержки на таких элементах обеспечивают получение большого времени задержки (до 30...50 мкс). Для создания линий задержки до 300 не индук­тивные и емкостные элементы изготовляют печатным способом.

Линии задержки с распределенными параметрами обычно вы­полняются на коаксиальных и полосковых линиях. Они строятся по схемам на проход и на отражение. Время задержки зависит от магнитной  и диэлектрической  проницаемости материала за­полнения  — для схемы на проход.

Для увеличения длины проводника, без увеличения габаритов, применяют коаксиальные кабели со спиральной намоткой.

Если в обычных кабелях задержка в среднем равна 0,005 мкс/м, то в кабелях со спиральной намоткой она примерно на два порядка больше.

Линии задержки с распределенными параметрами имеют боль­шую полосу пропускания и удобство согласования, а основной недостаток — большие габариты.

Ультразвуковые линии (УЛЗ) состоят из звукопровода, вход­ного   и   выходного   преобразователей.

Преобразователи обеспечивают преобразование электрического сигнала в ультразвуковые колебания и обратно. Звукопровод яв­ляется задерживающей средой. Поскольку скорость распростране­ния ультразвука в звукопроводе намного меньше скорости света и для различных материалов составляет величину 1500...6000 м/с, то величина задержки в УЛЗ может составлять 103 мкс и более. Добротность таких линий достигает  величины  Qлз = 103... 104.

Наибольшее распространение в качестве звукопроводов нашли алюминиевые и стальные ленты, магниевые сплавы и плавленный кварц.

Алюминиевые УЛЗ работают на частотах до 5 мГц, стальные на частотах (5...45) мГц, магниевые— (10..20) мГц, кварцевые — (30...40)    мГц.