ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМОВОГО СИГНАЛА НА СВЧ-ГЕНЕРАТОР ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ НА Si–Ge ТРАНЗИСТОРЕ∗
Образец для цитирования:
Цель данной работы – показать возможность хаотизации колебаний при воздействии низкочастотным (0.1...3.0 MHz) шумовым сигналом на цепь питания транзистора в одночастотном транзисторном генераторе. Предполагается подтвердить высказанное ранее предположение о том, что этот эффект, впервые обнаруженный нами в ЛПД-генераторе, может иметь место в любых генераторах с полупроводниковым активным элементом, имеющим хотя бы один p–n-переход. Метод. Для решения этой задачи был создан транзисторный СВЧ-генератор Колпитца упрощённой структуры. В качестве активного элемента в нём использовался биполярный Si–Ge n–p–n-транзистор. Тот же генератор низкочастотного шумового сигнала (0.1...3.0 MHz), что и в эксперименте с ЛПД-генератором, был использован для воздействия на его цепь питания. Вначале были исследованы режимы детерминированных колебаний СВЧ-генератора Колпитца (одночастотный и двухчастотный). Затем исследовано воздействие низкочастотного шумового сигнала на цепь питания его транзистора и проведено сравнение спектров СВЧ-генерации без воздействия шумового сигнала и с ним. Это сравнение впервые показало, что спектры детерминированных колебаний в СВЧ-генераторе Колпитца при воздействии низкочастотного шумового сигнала на цепь питания транзистора трансформируются в спектры шумовых колебаний. Результат эксперимента полностью подтвердил наше предположение. Поэтому такой способ хаотизации колебаний может быть использован для любых полупроводниковых генераторов с активным элементом, имеющим хотя бы один p–n-переход, точнее, его нелинейную вольт-амперную характеристику.
1. Мясин Е.А., Кислов В.Я., Богданов Э.В. Способ генерирования электромагнитных шумовых колебаний. А.С. No1125735, опубл. 23.11.1984. БЛ No43 с приоритетом от 22.06.1967 г.
2. Кислов В.Я. Теоретический анализ шумоподобных колебаний в электронноволновых системах и автогенераторах с запаздыванием и сильной нелинейностью // РЭ. 1980. Т. 25, No8. С. 1683.
3. Дмитриев А.С., Ефремова Е.В., Максимов Н.А., Панас А.И. Генерация хаоса / Под общей редакцией д.ф.-м.н. А.С. Дмитриева. Сер. «МИР физики и техники». М.: Техносфера, 2012. 424 с.
4. Tamasevicius A., Bumeliene S., Lindberg E. Improved chaotic Colpitts oscillator for ultrahigh frequencies // Electron. Lett. 2004. Vol. 40. P. 1569–1570.
5. Li J.X., Wang Y.C., Ma F.C. Experimental demonstration of 1.5 GHz chaos generation using an improved Colpitts oscillator // Nonlinear Dyn. 2013. Vol. 72. P. 575–580.
6. Максимов Н.А., Панас А.И. Твердотельная хаотическая автоколебательная система микроволнового диапазона упрощённой структуры // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43, вып. 3. С. 88–94.
7. Misawa T., Kenyon N.D. An oscillator circuit with cap structure for millimeter wave IMPATT diodes // IEEE Trans. MTT. 1970. MTT-18. P. 969.
8. Kenyon N.D. A circuit design for mm-wave IMPATT oscillators // IEEE GMTT International Microwave Symposium Digest. 1970. P. 300–303.
9. Мясин Е.А., Котов В.Д. Широкополосные диодные генераторы шума миллиметрового диапазона волн // Радиотехника. 2005. No 3. С. 46–50.
10. Мясин Е.А., Котов В.Д. Генератор СВЧ шумовых колебаний. Патент No 2614925 РФ, по Заявке No 2015154277 от 17.12. 2015. Опубл. 30.03.2017. Бюл. No 10.
11. Котов В.Д., Мясин Е.А. Воздействие низкочастотного шумового сигнала на генератор одночастотных колебаний миллиметрового диапазона волн на лавиннопролётном диоде // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43, вып. 22. С. 68–74.
12. Verdier J., Liopis O., Plana R., Graffeuil J. Analysis of noise up-conversion in microwave field-effect transistor oscillators // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. August 1996. Vol. 44. no. 8. P. 1478–1483.
13. Hiroshi Okamoto, Mutsuo Ikeda. Injection-locked ultra-high frequency solid-state oscillator. Patent US 4099144 A. 26.04.1976. Publication date 04.07.1978.
14. Кальянов Э.В., Иванов В.П., Лебедев М.Н. Принудительная и взаимная синхронизация генераторов при наличии внешнего шума // РЭ. 1990. Т. 35, вып. 8. С. 1682–1687.
15. Лебедев М.Н., Иванов В.П. Генераторы с хаотической динамикой // Приборы и техника эксперимента. 2002. No 2. С. 94–99.
BibTeX
author = {Евгений Анатольевич Мясин and Николай Андреевич Максимов and Виктор Дмитриевич Котов},
title = {ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМОВОГО СИГНАЛА НА СВЧ-ГЕНЕРАТОР ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ НА Si–Ge ТРАНЗИСТОРЕ∗},
year = {2018},
journal = {Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика},
volume = {26},number = {3},
url = {https://old-andjournal.sgu.ru/ru/articles/vozdeystvie-nizkochastotnogo-shumovogo-signala-na-svch-generator-determinirovannyh},
address = {Саратов},
language = {russian},
doi = {10.18500/0869-6632-2018-26-3-99-108},pages = {99--108},issn = {0869-6632},
keywords = {СВЧ-генератор Колпитца,транзистор,воздействие,низкочастотный шумовой сигнал (0.01...3.0 MHz),хаотизация колебаний,ЛПД-генератор,p–n-переход},
abstract = {Цель данной работы – показать возможность хаотизации колебаний при воздействии низкочастотным (0.1...3.0 MHz) шумовым сигналом на цепь питания транзистора в одночастотном транзисторном генераторе. Предполагается подтвердить высказанное ранее предположение о том, что этот эффект, впервые обнаруженный нами в ЛПД-генераторе, может иметь место в любых генераторах с полупроводниковым активным элементом, имеющим хотя бы один p–n-переход. Метод. Для решения этой задачи был создан транзисторный СВЧ-генератор Колпитца упрощённой структуры. В качестве активного элемента в нём использовался биполярный Si–Ge n–p–n-транзистор. Тот же генератор низкочастотного шумового сигнала (0.1...3.0 MHz), что и в эксперименте с ЛПД-генератором, был использован для воздействия на его цепь питания. Вначале были исследованы режимы детерминированных колебаний СВЧ-генератора Колпитца (одночастотный и двухчастотный). Затем исследовано воздействие низкочастотного шумового сигнала на цепь питания его транзистора и проведено сравнение спектров СВЧ-генерации без воздействия шумового сигнала и с ним. Это сравнение впервые показало, что спектры детерминированных колебаний в СВЧ-генераторе Колпитца при воздействии низкочастотного шумового сигнала на цепь питания транзистора трансформируются в спектры шумовых колебаний. Результат эксперимента полностью подтвердил наше предположение. Поэтому такой способ хаотизации колебаний может быть использован для любых полупроводниковых генераторов с активным элементом, имеющим хотя бы один p–n-переход, точнее, его нелинейную вольт-амперную характеристику. }}