Криогенная система фазовой автоподстройки частоты для сверхпроводникового интегрального приемника

• Автор: Худченко, Андрей Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Список используемых сокращений и обозначений
1. Введение
1.1. Вступление
1.2. Сверхпроводниковый интегральный приемник (СИП)
1.3. Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)
1.4. Туннельный переход сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник
(СИС)
1.5. Постановка задачи
2. Спектральные свойства СИП
2.1. Спектральное разрешение СИП, основанного на
сверхпроводниковом генераторе гетеродина СГГ
2.2. Восстановление спектра сигнала источника при известном
спектре гетеродина
2.2.1. Деконволюция
2.2.2. Итерационный метод
2.2.3. Учет ошибки в определении спектрального качества СК
2.3. Ширина синхронизации полупроводниковой системы ФАПЧ для

2.4. Выводы главы
3. Криогенный фазовый детектор (КФД) на туннельном СИС-переходе
3.1. Введение
3.2. Анализ вольтамперной характеристики СИС-перехода. Форма
фазового отклика
3.3. Частотные характеристики КФД
3.4. Амплитудные характеристики КФД

3.5. Генерация гармоник опорного сигнала на СИС-переходе
3.6. Влияние критического тока
3.7. Выводы главы
4. Криогенная система ФАПЧ
4.1 Концепция, схема
4.2 Согласование КФД и СГТ
4.3 Фильтр петли
4.3.1. Групповая задержка
4.3.2. Заграждающий фильтр
4.3.3. Интегрирующий фильтр, фазовые шумы
4.4 Оптимизация цепи КФД-СГТ в составе криогенной системы ФАПЧ. Определение оптимальных параметров СИС-перехода для КФД
в криогенной системе ФАПЧ
4.5 Экспериментальные результаты
4.6 Обобщение результатов, перспективы развития криогенной
системы ФАПЧ
4.7. Выводы главы
Заключение
Благодарности
Работы автора по теме диссертации
Список литературы

Список используемых сокращений и обозначений
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика ВАХ -вольт-амперная характеристика
КЛ СГГ - контрольная линия сверхпроводникового генератора гетеродина
КФД - криогенный фазовый детектор
ПГ - перестраиваемый генератор
ПЧ - промежуточная частота
СГГ - сверхпроводниковый генератор гетеродина
СИС - сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник
СИП — сверхпроводниковый интегральный приемник
СК - спектральное качество
ФАПЧ - фазовая автоподстройка частоты
ФД — фазовый детектор
ФС СГГ - фазовосинхронизованный СГГ
Тсгг - частота СГГ [Гц]
1(Р) - зависимость тока КФД от мощности входящего СВЧ сигнала [А]
1ё - величина скачка квазичастичного тока на щели [А]
Код - коэффициент передачи фазового детектора [В/рад]
Ккфд - коэффициент передачи криогенного фазового детектора [В/рад] Хкфд-сгг - коэффициента передачи сигнала в петле системы ФАПЧ в цепи КФД-СГТ [Гц/рад]
Vg - напряжение квазичастичного скачка тока [В]
У0 - напряжение выходного сигнала КФД [В]
5 V- величина размытия щели [В]
Р, Рі - мощности СВЧ сигналов [Вт]
І? - сопротивление резистора [Ом]
Яв - нормальное сопротивление перехода [Ом]

Если к2/кх< 1, что соответствует случаю СК > 50%, то при п ->оо коэффициент при втором члене в этом выражении стремится к нулю. Так как о=Ё, в выражении (2) остается только искомый спектр сигнала £(/). В расчетах, например, при СК ~ 75%, для достаточной точности достаточно иметь л = 24 ...25, т.е. совершить 4-5 итераций.
Основным недостатком разработанного итерационного метода по сравнению с деконволюцией является ограниченность диапазона его применения: требуется ФС СГГ с СК>50%, кроме того, этот метод медленнее, т.е. в целом он уступает деконволюции. Однако, он имеет одно важное преимущество: метод не может привести к некорректно
поставленным задачам.
2.2.3. Учет ошибки в определении СК
При калибровке приемника спектр ФС СГГ может быть измерен
неточно, т.е. не соответствовать спектру СГГ, который был непосредственно
при измерениях приемником внешнего сигнала. Это приведет к
дополнительным ошибкам при восстановлении [А4]. В таком случае,
определяющий вклад в ошибку вносит неточность определения величины
мощности в центральном пике, т.е. величины СК. Оценки показывают, что
относительная ошибка интенсивности линии сигнала после деконволюции
ЛЯ Л Л/(/) АСК
у- лежит в пределах величины ду) СК ’ т’е' ПРИ Уменьшении СК
растет влияние неточности его определения на итоговую ошибку измерений. Чем шире измеряемая линия, тем меньше величина такой ошибки.