Криогенная система фазовой автоподстройки частоты для сверхпроводникового интегрального приемника

Исследование спектральных свойств интегрального приемника со сверхпроводниковым генератором гетеродина. Разработка режима удержания и подтягивания частоты генератора для криогенной системы фазовой частотной автоподстройки с интегрирующим фильтром.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 29.10.2018
Размер файла 246,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Одним из перспективных и активно развивающихся направлений современной сверхпроводниковой электроники является создание сверхчувствительных приёмных устройств миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн на основе туннельных переходов сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС-переходов). Благодаря высокой нелинейности вольт-амперных характеристик, низкому уровню собственных шумов и криогенным рабочим температурам стало возможным создание приемных устройств с рекордными параметрами. Среди когерентных приёмных устройств, приборы на СИС-переходах являются наиболее чувствительными во всём миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн. В настоящий момент уже созданы устройства с шумовой температурой лишь в несколько раз превосходящей квантовый предел, что на порядок ниже, чем, например, у приемников на основе диодов Шоттки.

В ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН была предложена концепция сверхпроводникового интегрального приемника (СИП). На одной микросхеме размещены приемная антенна, квантовый СИС смеситель на квазичастичной нелинейности туннельного перехода и сверхпроводниковый генератор гетеродина (СГГ) на распределенном джозефсоновском переходе. Туннельные переходы выполнены по технологии Nb/AlNx/NbN либо Nb/AlOx/Nb. Интегральные приемники крайне перспективны для радиоастрономии, мониторинга окружающей среды, осуществляемого с борта спутников, специальных самолетов или высотных аэростатов, а также медицинской диагностики и систем безопасности.

Для стабилизации частоты генерации СГГ необходимо использовать широкополосную систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Поскольку ширина автономной линии излучения СГГ может достигать нескольких мегагерц, а ширина полосы синхронизации существующих полупроводниковых системам ФАПЧ составляет порядка 10 МГц, то лишь ограниченная часть излучаемой СГГ мощности может быть синхронизирована, остальная же часть дает вклад в фазовые шумы. Чем шире полоса синхронизации системы ФАПЧ, тем большая часть мощности СГГ будет синхронизована.

Существует несколько причин, требующих существенно расширить ширину полосы синхронизации ФАПЧ для СГГ. При определенных рабочих частотах ширина линии СГГ превышает 10 МГц за счет эффекта джозефсоновской самонакачки и существующая полупроводниковая ФАПЧ, электронный блок которой расположен вне криостата при комнатной температуре, не может осуществить эффективную синхронизацию. Кроме того, дальнейшее развитие сверхпроводниковой электроники и продвижение в область терагерцовых рабочих частот невозможно без применения новых материалов с более высокими значениями критической температуры по сравнению с ниобием. В настоящее время наиболее подходящими кандидатами для этого являются структуры на основе плёнок NbN и NbTiN с использованием искусственных барьеров из AlN и MgO. Ожидается, что при использовании этой технологии за счет больших поверхностных потерь ширина линии СГГ может существенно превосходить величину 10 МГц. В этом случае для эффективной синхронизации СГГ необходимо существенное увеличение ширины полосы синхронизации системы ФАПЧ.

Использование СИП в интерферометрии требует крайне высокого уровня фазовой стабильности СГГ. Так, например, для проекта ALMA (интерферометр в Чили с базой 15 км) среднеквадратичный фазовый шум должен быть менее 75 фс (уровень флуктуаций сигнала, проходящего сквозь атмосферу). Достижение этого уровня требует крайне малой доли фазовых шумов в спектре СГГ, т.е. для его достижения нужно расширять полосу синхронизации ФАПЧ до 40 МГц вместо величины порядка 10 МГц для комнатной полупроводниковой системы.

Цель работы.

Целью данной диссертационной работы является:

· Исследование спектральных свойств СИП со сверхпроводниковым генератором гетеродина. Изучение спектральных характеристик фазовосинхронизованного СГГ (ФС СГГ) и их зависимости от параметров системы ФАПЧ.

· Разработка схемы криогенной системы ФАПЧ для СГГ, значительно уменьшающей фазовые шумы и улучшающей спектральное качество линии излучения ФС СГГ по сравнению с аналогом - полупроводниковой системой ФАПЧ, работающей вне криостата при комнатной температуре.

· Реализация криогенного фазового детектора (КФД), основанного на туннельном СИС-переходе. Исследование его электрофизических свойств, определение амплитудных и частотных характеристик, описание принципа его работы.

· Оптимизация согласования КФД и СГГ и схемы их совместного включения в состав криогенной системы ФАПЧ.

· Экспериментальная реализация криогенной системы ФАПЧ для СГГ, исследование её свойств. Реализация криогенной системы ФАПЧ с эффективной полосой синхронизации более 40 МГц.

Научная новизна

Изучены спектральные свойства сверхпроводникового интегрального приемника (СИП) на СГГ.

Предложен и исследован новый элемент сверхпроводниковой электроники - криогенный фазовый детектор на туннельном СИС - переходе. Изучены его фазовые, амплитудные и частотные характеристики, определены оптимальные режимы работы.

Построена модель, которая качественно и количественно описывает связь КФД и СГГ, эта модель успешно применена для оптимизации криогенной системы ФАПЧ.

Продемонстрирована принципиальная возможность реализации криогенной системы ФАПЧ для СГГ с шириной полосы синхронизации более 40 МГц.

Практическая ценность работы.

Определены спектральные свойства СИП на СГГ.

Реализован новый элемент криогенный фазовый детектор СИС-переходе, что расширяет элементную базу сверхпроводниковой электроники.

Разработана, впервые создана и запатентована криогенная система ФАПЧ для СГГ, основанная на использовании туннельного СИС-перехода в качестве фазового детектора и на размещении всех элементов петли в одном криостате с СГГ. Перспективным выглядит применение концепции криогенной системы ФАПЧ для фазовой синхронизации квантовых каскадных лазеров, разрабатываемых для терагерцовой спектроскопии и радиоастрономии, которые, как и распределенный джозефсоновский переход, работают при криогенных температурах.

Разработан эффективный метод определения базовых характеристик СИС - перехода в качестве КФД путем измерения ВАХ и зависимости тока накачки от мощности подаваемого на переход одного СВЧ-сигнала.

Увеличена ширина полосы синхронизации криогенной системы ФАПЧ до 40 МГц по сравнению с величиной порядка 10 МГц для полупроводниковой комнатной системы. Такая система позволяет синхронизовать СГГ с автономной линией генерации более 12 МГц, что было недостижимо для комнатной системы, и таким образом расширяет частотный диапазон СИП. В случае узких линий СГГ (менее 3 МГц) криогенная система ФАПЧ в 3 раза уменьшает долю фазовых шумов, что делает более перспективным использование СИП в интерферометрии.

Для криогенной системы ФАПЧ с интегрирующим фильтром реализован режим удержания частоты сверхпроводникового генератора без использования внешних частотных дискриминаторов.

Основные положения, выносимые на защиту

1) Спектральное качество фазовосинхронизированного сверхпроводникового генератора гетеродина (СГГ) является одним из основных параметров, определяющих спектральные свойства СИП.

2) Туннельный СИС-переход эффективно работает как криогенный фазовый (КФД) детектор. Амплитуда его выходного сигнала может достигать 0.5 мВ для СИС-перехода, изготовленного по технологии Nb/AlOx/Nb.

3) Криогенная система ФАПЧ, основанная на КФД, позволяет эффективно синхронизировать СГГ. Ее ширина полосы синхронизации может быть более 40 МГц.

Апробация работы.

Основные результаты проведённых исследований опубликованы в 19 работах, в том числе в 12 статьях в журналах (8 из рекомендованного списка ВАК), одном патенте и в 6 расширенных тезисах по докладам на международных конференциях (список публикаций приведён ниже), общий объем опубликованных по теме диссертации работ составил 84 мп. страницы.

Работы публиковались в ведущих специализированных изданиях: IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Superconductor Science and Technology, «Известия ВУЗов. Радиофизика», «Нелинейный Мир», «Радиотехника и Электроника». Публикации по материалам диссертации полностью отражают ее содержание; они хорошо известны специалистам, на них имеются ссылки в научной периодике. Результаты представленных в диссертации исследований докладывались на ведущих международных конференциях в области сверхпроводниковой электроники:

- Applied Superconductivity Conference (ASC 2004, 2006, 2008);

- European Conference on Applied Superconductivity (2005);

- International Superconductive Electronics Conference (ISEC'2005, 2009);

- International Symposium on Space Terahertz Technology (ISSTT-2006, ISSTT-2008, ISSTT-2009);

- 5 раз представлялись на конкурсах молодых ученых им. И.В. Анисимкина в ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН (2004 - 2008 г.г.).

- были представлены на международном конкурсе научных работ молодых ученых в области нанотехнологий в рамках первого международного форума по нанотехнологиям, 2008 г.

- докладывались на XLVII научной конференции МФТИ, 2005г.

Личный вклад автора.

Автором спроектирована и собрана экспериментальная установка, проведены экспериментальные исследования и численное моделирование свойств систем и их отдельных элементов, проведены расчеты и изготовление СВЧ элементов и схем.

1. Обзор областей применения криогенных приемников субмиллиметрового диапазона на квазичастичной нелинейности СИС-переходов, обладающих высокой чувствительностью

Описана концепция сверхпроводникового интегрального приемника (СИП), объединяющего на одной микросхеме приемную антенну, СИС-смеситель, сверхпроводниковый генератор гетеродина (СГГ) на основе распределенного туннельного перехода с вязким потоком джозефсоновских вихрей и гармонический смеситель, используемый для фазовой синхронизации СГГ. Синхронизация с внешним опорным генератором осуществляется при помощи полупроводниковой системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), размещенной вне криостата при комнатной температуре. Перечислены основные причины, требующие существенного расширения полосы синхронизации ФАПЧ для СГГ. Дано общее описание систем ФАПЧ, принципов их работы и основных характеристик, таких как полоса синхронизации и полоса удержания. Приведены способы измерения полосы синхронизации в эксперименте. Предложен принцип построения новой компактной системы ФАПЧ для СГГ, имеющей много больше, чем для полупроводниковой системы. Рассмотрены основные принципы работы СИС переходов в качестве активных элементов СВЧ приёмных устройств на основе квазичастичной нелинейности с целью их использования в качестве криогенного фазового детектора (КФД). В заключении сформулированы основные задачи исследования.

2. Изучение влияния особенностей спектра СГГ на спектральные свойства СИП, требования к параметрам этого спектра

Исследованы спектральные свойства фазовосинхронизированного СГГ (ФС СГГ) в зависимости от ФАПЧ и задержек в петле .

Показано, что если СГГ находится в режиме частотной стабилизации, то спектральное разрешение СИП равно ширине автономной линии и может достигать нескольких МГц в зависимости от рабочей частоты СГГ. При использовании же ФС СГГ спектральное разрешение СИП может достигать 10 КГц. Далее описаны методы восстановления принимаемого сигнала с учетом аппаратной функции СИП, определяемой спектром СГГ. Проанализированы методы деконволюции и разобран итерационный метод восстановления, предложенный автором. Показано, что особенность спектра ФС СГГ, а именно наличие центрального узкого пика, позволяет уверенно использовать метод простой деконволюции для восстановления спектра сигнала, измеренного с помощью СИП с усилением шума в спектре в 1/СК раз. Получено, что вклад неточности определения СК () в итоговую ошибку измерений после деконволюции не превышает величины .

Установлено, что комнатной полупроводниковой системы ФАПЧ ограничена групповой задержкой сигнала в петле системы . Описан эксперимент, показывающий влияние на работу комнатной системы ФАПЧ, в котором в петлю вносилась дополнительная задержка путем увеличения длины соединительных кабелей петли. Продемонстрировано, что с ростом происходит сужение полупроводниковой системы ФАПЧ и увеличение уровня фазовых шумов. Установлено, что ширина полосы синхронизации ФАПЧ обратно пропорциональна , причем зависимость -1() линейна и позволяет измерять системы ФАПЧ (см. рис. 1). Таким методом определена задержка петли комнатной ФАПЧ. Она равна 17 нс с точностью 0.5 нс, причем кабели петли дают основной вклад, равный 11.5 нс.

Экспериментально показано, что спектральное качество ФС СГГ растет с увеличением при уменьшении , причем зависимость СК() имеет характер, близкий к линейному и позволяет оценить, насколько должна быть уменьшена задержка петли для достижения требуемого уровня СК.

Рис. 1. Зависимость величины, обратной ширине полосы синхронизации ФАПЧ -1, от задержки в петле. Данные получены для трех различных ширин автономной линии СГГ (1.3 МГц; 2.2 МГц; 4.2 МГц)

В конце главы приведены выводы и дан анализ перспектив разработки криогенной системы ФАПЧ.

3. Изучение криогенного фазового детектора на туннельном СИС-переходе (КФД) с целью использования его в криогенной ФАПЧ для СГГ

Исследованы фазовые, амплитудные и частотные характеристики КФД.

В начале главы представлены перспективы использования СИС-перехода в роли КФД. Его ключевые преимущества, за счет которых существенно упрощается создание широкополосной криогенной системы ФАПЧ для СГГ, заключаются в том, что СИС-переход работает при температуре 4.2 К, и он практически не выделяет тепла (меньше 10-6 Вт). Эти свойства позволяют сблизить КФД с СГГ вплоть до интеграции их на один чип. Возможность такого сближения элементов петли способствует компактности криогенной системы ФАПЧ. Показано, что для полного описания КФД на СИС-переходе нужно определить форму его фазового отклика, изучить амплитудные и частотные характеристики.

Далее приведены предварительные оценки возможности использования туннельного СИС-перехода в роли КФД, основанные на анализе его вольтамперных характеристик (ВАХ), под действием СВЧ сигналов частотой порядка 1 ГГц. Ток накачки СИС-перехода растет с увеличением подаваемой на него мощности СВЧ сигнала. В случае синфазного задания двух сигналов суммарная приходящая мощность больше, и больше ток накачки, при подаче сигналов в противофазе - малая суммарная мощность вызывает меньший ток накачки (см. рис. 2а). Исследования показали возможность получения синусоидального фазового отклика КФД в зависимости от разности фаз СВЧ сигналов (см. рис. 2б).

Рис. 2. ВАХ СИС-перехода, измеренные при различных мощностях СВЧ сигналов (частота 5 ГГц) (а). Кривая 1 - автономная; кривая 2 - при подаче одного сигнала; кривая 3 - два сигнала, синфазный случай; кривая 4 - два сигнала, противофазный случай (разность фаз равна 180°); кривая 5 - разность значений токов для кривых 3 и 4. Синусоидальный фазовый отклик (б) (три случая разных мощностей входящих сигналов)

Рассмотрены частотные свойства КФД. Собственная емкость СИС-перехода микронного размера составляет порядка 0.1 пФ, поэтому можно уверенно сказать, что она не будет сказываться на его выходных амплитудно-частотных свойствах в диапазоне до 1 ГГц. Экспериментально подтверждено, что КФД имеет равномерный отклик до частот 750 МГц, что значительно превосходит требуемый для криогенной системы ФАПЧ диапазон 0…100 МГц. Измерено, что амплитудные характеристики СИС-перехода имеют качественно одинаковый характер для частот входных сигналов от 0.4 до 20 ГГц.

Для исследования амплитудных характеристик КФД на СИС-переходе, он рассматривается подключенным к сопротивлению R (рис. 3). Под действием входных СВЧ сигналов изменяется напряжение КФД, пропорционально которому меняется ток через сопротивление R. В дальнейшем, при включении КФД в криогенную ФАПЧ, этот ток будет проходить через контрольную линию СГГ (КЛ СГГ) и управлять его частотой генерации. Получена формула, описывающая зависимость амплитуда выходного сигнала КФД от разности фаз подаваемых СВЧ сигналов мощностью P1 и P2:

(1)

Из нее следует, что, измеряя ВАХ для получения дифференциального сопротивления rд и зависимость I(P) (ток накачки СИС-перехода от мощности подаваемого СВЧ сигнала) для вычисления производной , можно полностью охарактеризовать амплитудные свойства СИС-перехода как фазового детектора. По данной формуле были рассчитаны зависимости выходного сигнала от мощности подаваемых сигналов. Дополнительно были проведены прямые измерения таких зависимостей. Результаты, полученные обоими способами, имеют хорошее качественное и удовлетворительное количественное совпадение, что подтверждает правильность модели, приводящей к представленной формуле.

Рис. 3. СИС-переход с нагрузочным сопротивлением R

В работе показано, что выходной сигнал КФД на СИС-переходе площадью 2 мкм2 достигает величины -50 дБм, что соответствует амплитуде напряжения около 0.5 мВ и амплитуде тока порядка 10 мкА.

В следующем разделе проведен анализ ВАХ и зависимости I(Р), который указывает на генерацию мощных старших гармоник сигнала на СИС-переходе, за счет которых он работает в квантовом режиме накачки.

Рассмотрено влияние критического тока СИС-перехода на работу КФД. Получено, что критический ток значительно изменяет многие зависимости, важные для работы КФД, и для однозначной воспроизводимости параметров КФД его нужно полностью подавлять. Однако, практически при всех измерениях удавалось избежать сильного влияния критического тока подстройкой рабочего режима КФД. В завершении главы приведены выводы.

4. Создание и исследование криогенной системы ФАПЧ для СГГ, описание ключевых вопросов её проектирования

Основное внимание уделено концепции системы, ее схеме, описанию работы отдельных элементов петли и их соединению; в главе приведены также экспериментальные результаты для различных реализаций криогенной ФАПЧ.

В начале главы описана концепция криогенной системы ФАПЧ, направленная на достижение основной цели: сделать систему как можно более компактной, обеспечив минимальные задержки в петле, что в совокупности с уменьшением задержки в отдельных элементах петли приведет к увеличению . Далее приведена блок-схема криогенной системы ФАПЧ на КФД (см. рис. 4) и ее подробное описание.

Рис. 4. Блок-схема криогенной системы ФАПЧ

Рассмотрено соединение КФД с СГГ, схема приведена на рис. 3. Описано согласование КФД и СГГ. На основе формулы (1), полученной в главе 3, выведена формула, описывающая коэффициент передачи сигнала петли в цепи КФД - СГГ KКФД-СГГ, определяемый как отношение смещения частоты СГГ dfСГГ в зависимости от разности фаз СВЧ сигналов на входе КФД:

[Гц/рад].

KКФД-СГГ является также коэффициентом усиления разомкнутой петли и определяет полосу удержания системы ФАПЧ. Оценено, что полоса удержания криогенной ФАПЧ для СГГ, основанной на КФД с СИС-переходом площадью 2 мкм2, может достигать 250 МГц.

Приводится анализ групповой задержки в различных схемах. С учетом результатов этого анализа решено использовать заграждающий фильтр в петле криогенной ФАПЧ вместо фильтра нижних частот. Для улучшения криогенной системы ФАПЧ, а в частности, для уменьшения в заграждающем фильтре петли до 0.5 нс, рабочая частота системы была увеличена до 4 ГГц.

Описана разработка интегрирующего фильтра петли, который необходим для увеличения стабильности синхронизованного СГГ. Он позволяет реализовать режим подтягивания и удержания частоты СГГ. Это делает систему устойчивой к шумам и позволяет ей работать без дополнительной частотной стабилизации. Фильтр размещается между КФД и СГГ, которые работают при температуре 4.2 К и чувствительны к нагреванию, поэтому он выполнен на пассивных элементах: индуктивности и сопротивлениях. Показано, что интегрирующий фильтр существенно снижает уровень фазовых шумов ФС СГГ при отстройке частоты от несущей менее 100 кГц. Это важно для радиоастрономических применений СИП. Фильтр рассчитан так, что он не увеличивает групповую задержку, приводящую к уменьшению .

Решена задача оптимизации согласования КФД и СГГ, которая состоит в максимизации коэффициента передачи в петле в цепи КФД - СГГ KКФД-СГГ с учетом включения КФД и СГГ в петлю криогенной ФАПЧ. Рекомендуемая величина площади туннельного СИС-перехода в КФД составляет приблизительно 1 мкм2 при плотности тока около 5…10 кА/см2 , что дает в рабочей точке rд примерно 50 Ом. При этом оптимальное значение сопротивления R резистора, расположенного в цепи между КФД и СГГ, равно примерно 10 Ом.

Далее в главе писаны две конкретные реализации криогенной системы ФАПЧ. Приведены результаты синхронизации ими СГГ (рис. 5) и представлены их характеристики, которые представлены в итоговой таблице 1). Рассмотрен эксперимент по измерению задержки петли, аналогичный описанному в главе 2. В результате этого эксперимента для последней реализации криогенной ФАПЧ с длиной петли 50 см, получено, что общая задержка петли равна примерно 5.5 нс. Ширина полосы синхронизации этой системы достигает величины более 40 МГц. Для СГГ с шириной линии около 11 МГц такая система способна синхронизировать 63% мощности излучения, что более чем в три раза превосходит результат для полупроводниковой комнатной ФАПЧ. Приведен анализ того, как увеличение позволяет использовать больший коэффициент усиления петли и снизить общий уровень фазовых шумов.

Рис. 5. Преобразованные вниз по частоте спектры СГГ, синхронизованного: кривая«1» - второй криогенной системой ФАПЧ; кривая «2» - первой криогенной системой ФАПЧ; кривая «3» - комнатной системой ФАПЧ; кривая «4» - автономная частотно-стабилизированная линия СГГ шириной 2 МГц.

Проведен сравнительный анализ двух криогенных систем ФАПЧ и комнатной полупроводниковой системы, отраженный в таблице 1.

Таблица 1

Комнатная п/п ФАПЧ

Криогенная ФАПЧ 1

Криогенная ФАПЧ 2

Рабочая частота

0.4 ГГц

0.4 ГГц

4 ГГц

Длина петли, см

220

100

50

Задержка в кабелях, нс

11.5

5

2.5

Задержка в фильтре, нс

1.5

1.5

0.5

Задержка в элементах петли, нс

5.5

4

3

Полная задержка, нс

17

9

5.5

Ширина полосы синхронизации, МГц

12

25

40

СК для LW = 2 МГц

82 %

91 %

94 %

СК для LW = 7 МГц

40%

62 %

81%

СК для LW = 11 МГц

Около 20 %

45 %

63 %

В конце главы предложены пути дальнейшего развития криогенных систем ФАПЧ для СГГ, и приведены выводы главы.

Заключение

сверхпроводниковый генератор фазовый интегральный

Основные результаты диссертационной работы:

1. Предложен и исследован новый элемент сверхпроводниковой электроники - криогенный фазовый детектор (КФД) основанный на туннельном переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС). Изучены его амплитудные, частотные и фазовые характеристики. Амплитудно-частотная зависимость выходного сигнала КФД равномерна до 750 МГц, что почти на порядок больше величины, требуемой для синхронизации СГГ. Получена формула, описывающая зависимость амплитуды выходного сигнала КФД от его параметров. Разработан эффективный метод определения базовых характеристик СИС-перехода в качестве КФД путем измерения ВАХ и зависимости тока накачки от мощности подаваемого на переход одиночного СВЧ-сигнала. Выходной сигнал КФД на СИС-переходе площадью 2 мкм2 достигает уровня -50 дБм. Определены оптимальные режимы работы КФД.

2. Построена модель, которая качественно и количественно описывает согласование КФД и СГГ и их совместное включение в криогенную систему ФАПЧ, эта модель успешно применена для проектирования и оптимизации системы.

3. Разработана схема криогенной системы ФАПЧ, основанная на использовании туннельного СИС-перехода в качестве фазового детектора, что приводит к минимизации перепадов температур в петле обратной связи и для наиболее компактному расположению элементов.

4. Экспериментально реализовано несколько конфигураций криогенной системы ФАПЧ для СГГ. Проведено их детальное изучение и анализ работы. Для криогенной системы ФАПЧ с опорной частотой 4 ГГц, общая задержка петли которой составляет около 5.5 нс, получена полоса синхронизации системы более 40 МГц. Для СГГ с шириной линии около 11 МГц такая криогенная система ФАПЧ способна синхронизировать 63% мощности, что более чем в три раза превосходит показатель для полупроводниковой комнатной ФАПЧ.

5. Для криогенной системы ФАПЧ с интегрирующим фильтром реализован режим удержания и подтягивания частоты генератора. Это делает систему устойчивой к шумам и позволяет ей работать без дополнительной частотной стабилизации. Интегрирующий фильтр позволяет существенно снизить уровень фазовых шумов фазовосинхронизованного СГГ при отстройке частоты от несущей менее 100 кГц, что важно для радиоастрономических применений СИП.

Литература

1. А.В. Худченко, М.Ю. Торгашин, В.П. Кошелец, «Влияние ширины автономной линии генерации ФФО на разрешение сверхпроводникового интегрального приемника», труды XLVII научной конференции МФТИ, т.5, стр. 28-30, 2004.

2. V.P. Koshelets, S.V. Shitov, A.B. Ermakov, O.V. Koryukin, L.V. Filippenko, A. V. Khudchenko, M. Yu. Torgashin,P. Yagoubov, R. Hoogeveen, O.M. Pylypenko, “Superconducting Integrated Receiver for TELIS”, “IEEE Trans. on Appl. Supercond.”, vol. 15, pp. 960-963, 2005.

3. В.П. Кошелец, П.Н. Дмитриев, А.Б. Ермаков , Л.В. Филиппенко, О.В. Корюкин, М.Ю. Торгашин, А.В. Худченко, «Интегральный сверхпроводниковый спектрометр для мониторинга атмосферы.», Известия ВУЗов «Радиофизика», т. XLVIII, № 10-11, стр. 947-954 2005.

4. V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, A.B. Ermakov, L.V. Filippenko, O.V. Koryukin, A.V. Khudchenko, M.Yu. Torgashin, P.A. Yagoubov, R. W.M Hoogeveen, and W. Wild, “Super-conducting Submm Integrated Receiver with Phase-Locked Flux-Flow Oscillator for TELIS”., p108. Conference Proceedings ISSTT 2005, p. 276 - 271, 2005.

5. В.П. Кошелец, А.В. Худченко, «Исследование спектральных характеристик сверхпроводникового интегрального приемника», «Радиотехника и электроника», т.15, №5, с 633-640, 2006.

6. А.В. Худченко, «Исследование спектральных характеристик сверхпроводникового интегрального приемника», «Нелинейный Мир», т.4, №6, с 339-340, 2006.

7. P. Yagoubov, R. Hoogeveen, M. Torgashin, A. Khudchenko, V. Koshelets, N. Suttiwong, G. Wagner, M. Birk, "550-650 GHz spectrometer development for TELIS", Paris, May 2006, Conf. Proceedings ISSTT 2006, report FR3-3.

8. V.P. Koshelets, A.B. Ermakov, L.V. Filippenko, A.V. Khudchenko, O.S. Kiselev, A.S. Sobolev, M.Yu. Torgashin, P.A. Yagoubov, R.W.M. Hoogeveen, and W. Wild, “Integrated Submillimeter Receiver for TELIS”, “IEEE Trans. on Appl. Supercond.”, vol. 17, pp. 336-342, 2007.

9. A.V. Khudchenko, V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, A.B. Ermakov, P.A. Yagoubov, and O.M. Pylypenko, “Cryogenic Phase Detector for Superconducting Integrated Receiver“, “IEEE Trans. on Appl. Supercond.”, vol. 17, pp. 606-608, 2007.

10. В.П. Кошелец, Л.В.Филиппенко, В.Б. Борисов, П.Н.Дмитриев, А.Б. Ермаков, О.С. Киселёв, И.Л.Лапицкая, А.С. Соболев, М.Ю. Торгашин, А.В. Худченко, П.А. Ягубов, «Интегральный сверхпроводниковый бортовой спектрометр для мониторинга атмосферы.», Известия ВУЗов «Радиофизика», т. L, № 10-11, стр. 935-940, 2007.

11. Патент на изобретение №2319300 "Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора" с приоритетом от 21.11.2006, авторы: Кошелец В.П., Худченко А.В., Дмитриев П.Н. Зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 10.03.2008.

12. А.В. Худченко, В.П. Кошелец, П.Н. Дмитриев, А.Б. Ермаков, О.М. Пилипенко, «Криогенная система фазовой автоподстройки частоты», «Нелинейный Мир», т.5, №5, с 343-344, 2007.

13. А.В. Худченко, В.П. Кошелец, П.Н. Дмитриев, А.Б. Ермаков, О.М. Пилипенко, «Криогенный фазовый детектор», «Нелинейный Мир», т.6, №4, с 284-285, 2008.

14. А.В. Худченко, В.П. Кошелец, П.Н. Дмитриев, А.Б. Ермаков, «Криогенный фазовый детектор», «Радотехника и электроника», т.53, №5, с 624-629, 2008.

15. A.V. Khudchenko, V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, A.B. Ermakov, O.M. Pylypenko, and P.A. Yagoubov, “Cryogenic Phase Locking Loop System for Flux-Flow Oscillator”, ISSTT-08, vol 2, pp. 511-515, 2009.

16. V.P. Koshelets, A.B. Ermakov, P.N. Dmitriev, L.V. Filippenko, A.V. Khudchenko, N.V. Kinev, O.S. Kiselev, A.S. Sobolev, M.Yu. Torgashin, “Phase-locked Local Oscillator for Superconducting Integrated Receiver”, Proceedings of the ISSTT-08, vol 1, pp. 211-220, 2009.

17. А.В. Худченко, В.П. Кошелец, П.Н. Дмитриев, А.Б. Ермаков, «Криогенная система фазовой автоподстройки частоты для сверхпроводникового генератора гетеродина», «Нелинейный Мир», т.7, №3, с 222-223, 2009.

18. A.V. Khudchenko, V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, A.B. Ermakov, O.M. Pylypenko “Cryogenic Phase Locking Loop System for Flux Flow Oscillators”, Extended Abst. ISEC'2009, HF-P17, Fukuoka, Japan, June 2009.

19. A.V. Khudchenko, V.P. Koshelets, P.N. Dmitriev, A.B. Ermakov, P.A. Yagoubov and O.M. Pylypenko, “Cryogenic Phase Locking Loop System for Superconducting Integrated Receiver”, Superconductor Science and Technology, vol. 22, No8, 2009.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Основное преимущество метода фазовой плоскости. Элементы фазового портрета. Анализ траекторий в окрестности особых точек. Исследование системы с переменной структурой. Построение временного процесса по фазовой траектории. Сущность метода припасовывания.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.08.2015

  • Основы теории линейных операторов, необходимые для освоения методов решения операторных уравнений. Понятие спектра для интегрального оператора. Понятие неразложимости. Спектральный радиус интегрального оператора для операторных уравнений с операторами.

    дипломная работа [498,3 K], добавлен 07.08.2008

  • Исследование режима работы основных элементов электрической цепи: источника (генератора), приемника и линии электропередачи на примере цепи постоянного тока. Влияние тока в цепи или сопротивления нагрузки на параметры режимов работы элементов цепи.

    лабораторная работа [290,8 K], добавлен 22.12.2009

  • Понятие поперечно-магнитных и поперечно-электрических волн, решение для этих типов. Описание величин характеристик направляющей системы и распространяющихся в ней волн. Определение фазовой и групповой скорости, особенности их зависимость от частоты.

    курсовая работа [918,1 K], добавлен 07.12.2010

  • Исследование перспективности способа измерения импеданса ЭХС с предварительной компенсацией сопротивления электролита и емкости двойного электрического слоя. Определение значения константы Варбурга. Построение соответствующих графиков годографов.

    курсовая работа [274,1 K], добавлен 20.10.2017

  • Понятие дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Классическая теория дисперсии. Зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. Разложение белого света дифракционной решеткой. Различия в дифракционном и призматическом спектрах.

    презентация [4,4 M], добавлен 02.03.2016

  • Частота переменного электрического тока как один из показателей качества электрической энергии. Устройства автоматической частотной разгрузки, их работа в условиях дефицита активной мощности. Ограничение повышения частоты, расчет мощностей нагрузки.

    курсовая работа [483,0 K], добавлен 11.05.2010

  • Трехфазные электротехнические устройства. Соединения источника энергии и приемника по схемам звезды и треугольника. Активная и реактивная мощности трехфазной симметричной системы. Сравнение условий работы цепей при различных соединениях фаз приемника.

    контрольная работа [812,5 K], добавлен 16.01.2011

  • Связь баланса активной мощности и частоты. Оценка влияния частоты на работу электроприемников. Статические характеристики и способы регулирования частоты. Автоматическая частотная разгрузка: принцип действия, категории и основные требования к ней.

    презентация [101,9 K], добавлен 30.10.2013

  • Моделирование системы автоматического управления - электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Определение переходной, амплитудно-фазовой частотной и логарифмической характеристик. Построение полученных структурных одноконтурных схем.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 09.10.2011

  • Электрические характеристики кремниевого интегрального n-канального транзистора. Расчет порогового напряжения транзистора. Малосигнальная эквивалентная схема и ее параметры. Корректировка порогового напряжения с учетом эффектов короткого и узкого канала.

    курсовая работа [864,3 K], добавлен 17.12.2014

  • Законы Ома и Кирхгофа. Определение частотных характеристик: функции передачи электрической цепи и резонансной частоты. Нахождение амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристики для заданной электрической цепи аналитически и в среде MicroCap 8.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.08.2013

  • Основные элементы трехфазных электрических цепей, а также напряжение между фазными выводами. Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схеме "звезда" с нулевым проводом. Соединение приемника по схеме "треугольник".

    презентация [742,4 K], добавлен 22.09.2013

  • Баланс активных и реактивных мощностей в энергосистеме. Нормальное отклонение частоты переменного тока. Связь между изменениями частоты и напряжения с изменениями генерируемой активной и реактивной мощностями. Изменение реактивной мощности на входе.

    презентация [601,5 K], добавлен 26.10.2013

  • Определение напора и расхода воды для гидроэлектростанции, диаметра рабочего колеса, частоты вращения турбины, высоты всасывания и подбор генератора. Расчет энергетических и конструктивных параметров комбинированной ветроэлектрической энергоустановки.

    курсовая работа [166,2 K], добавлен 26.12.2015

  • Изучение современного состояния электропривода переменного тока. Разработка лабораторного стенда с преобразователем частоты АП-100. Проведение монтажа и наладки лабораторной установки. Методика исследования электропривода с преобразователем частоты.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 10.05.2015

  • Обоснование применения частотно-регулируемого электропривода для питателя сырого угля. Выбор силовой схемы электропривода и частоты; расчёт параметров электродвигателя. Исследование динамических и статических свойств и нелинейной системы регулирования.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 28.05.2014

  • Общие положения теории люминесценции. Разгорание и затухание люминесценции. Зависимость интегральной и мгновенной яркости электролюминесценции от напряжения, частоты, температуры. Действие на люминофоры инфракрасного излучения. Электрофотолюминесценция.

    дипломная работа [51,1 K], добавлен 05.04.2008

  • Графическое представление движения объектов, участвующих в соударении (абсолютно упругий и неупругий удары). Исследование движения шарика при различных вариантах поведения платформы с использованием программного обеспечения. Создание листинга программы.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.08.2012

  • Поля и излучения низкой частоты. Влияние электромагнитного поля и излучения на живые организмы. Защита от электромагнитных полей и излучений. Поля и излучения высокой частоты. Опасность сотовых телефонов. Исследование излучения видеотерминалов.

    реферат [11,9 K], добавлен 28.12.2005

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.