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 К_р или напряжению К_и, коэффициент потерь L, добротность   Q_лз,   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  Q_лз = 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.