Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 43

2.4 Генераторы шумовых сигналов

Они предельно не относятся к гармоническим, но принцип их действия во многом аналогичен. Шумовые генераторы вырабатывают флуктуационные напряжения с определенными (заданными) вероятностными характеристиками. Структурная схема генератора имеет следующий вид:

Рис. 11. Шумовой СВЧ генератор.

ЗГ - задающий генератор; Пр - преобразователь: Атт – аттенюатор .

Задающий генератор должен иметь равномерную спектральную плотность мощности по всей требуемой полосы частот(практически это белый шум). В ЗГ используется физические явления, при которых возникают достаточно интенсивные шумы со статическими характеристиками и параметрами, поддающимися достаточно несложному математическому анализу. В качестве образцового источника шума может служить нагретый проволочный резистор, действующие значение напряжения которого на котором рассчитывается по формуле:

,    где

k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура резистора, R- сопротивление резистора; - полоса пропускания.

Конструктивно резистор выполняется в виде вольфрамовой спирали, намотанной на металлический каркас, температура которой поддерживается постоянной. Источники теплового шума используются в качестве образцовых генераторов шумовых систем, т.к расчетные данные хорошо совпадают с практическими результатами. В шумовых генераторах также используются фотоэлектронные умножители, газоразрядные трубки, шумовые диоды, ЛБВ и т.д. В качестве преобразователей шума применяются усилители, фильтры, ограничители, генераторы подстраиваемой частоты- в зависимости от того, какое преобразование спектра требуется. Калиброванный аттенюатор обеспечивает одинаковый коэффициент деления во всей полосе частот шума.

Для контроля уровня выходной мощности в схему генератора встраивается вольтметр действующего напряжения термоэлектрической емкости.

Сейчас в качестве шумовых генераторов используются детерминированные системы низкого порядка, которые могут генерировать детерминированный шум. Это стало возможным благодаря работам проведенным в 70- е годы прошлого столетия под руководством Кислова В.Я., создавшего хаос – генератор ЛБВ. Тем самым было опровергнуто бытовавшее мнение, что колебания автогенераторов могут быть только периодическими, а шум только случайным (недетерминированным). К настоящему времени известно большое число генераторов хаоса, которые отличаются структурой и характеристиками колебаний имеют как вакуумную, так и твердотелую реализацию и способны генерировать хаотические сигналы от самых низких частот до оптического диапазона.

Хотя инженерная теория генераторов хаотических колебаний пока не создана, уже известно, что хаотические колебания возникают в обычных генераторах в которых нелинейный резистор с отрицательным сопротивлением имеет вольт  - амперную характеристику, например, такие как показано ниже.

В научно-технической литературе (Кеннеди, 1994, Ститберг, 1997) приводится схема трехточечного АГ (рис.1), в которых, по утверждению авторов, существуют области параметр генератора ()

где он демонстрирует хаотическое поведение в низкочастотном диапазоне. Позднее такая возможность была установлена и в радиодиапазоне.

Специфической особенностью генератора является широкополосность возникающих в нем хаотических колебаний. При этом спектр мощности «расползается» вокруг центральной частоты  в сторону низких и высоких частот.

ЛЕКЦИЯ 16. Возбудители передатчиков.

Основные характеристики возбудителей и требования, предъявляемые к ним. Особенности формирования радиосигналов в возбудителях. Характеристики синтезаторов частот. Методы построения синтезаторов. Интерполяционный метод получения высокостабильных колебаний. Особенности синтезатора на основе двойного преобразователя частоты. Синтезатор на основе метода прямого синтеза с цифровым накоплением фазы. Особенности синтезаторов, построенных по методу косвенного синтеза. Цифровой синтезатор. Синтезаторы частоты на основе квантовых синтезаторов частоты.