Забезпечення ефективної автономної роботи задаючих кварцових генераторів систем тактової синхронізації цифрових мереж зв’язку на основі модуляційного методу

Abstract

UA: Дисертація присвячена питанням досліджень по забезпеченню ефективної автономної роботи (стабілізації частоти) задаючих кварцових генераторів систем синхронізації цифрових мереж зв’язку на основі використання модуляційного методу. Основна увага при цьому приділена вивченню модуляційних характеристик кварцових генераторів, на основі яких формуються сигнали ангармонійних датчиків, що використовуються для управління основною частотою. Розроблені рекомендації по використанню складних схем управління частотою, до складу яких входять лангаситові п’єзофільтри. Основні результати роботи знайшли промислове застосування при проектуванні нових зразків кварцових генераторів.

RU: Диссертация посвящена вопросам исследований по обеспечению эффективной работы (стабилизации частоты) задающих кварцевых генераторов систем синхронизации цифровых сетей связи на основе использования модуляционного метода кварцевой стабилизации частоты. Основное внимание при этом уделено теоретическому и экспериментальному изучению динамических (ДМХ) и статических модуляционных характеристик кварцевых генераторов со сложными цепями управления, на основе которых формируются сигналы ангармонических датчиков, используемые для управления основной частотой. При этом исследовались модуляционные характеристики кварцевых генераторов построенных по схеме Батлера и Колпитца. Получена модель КГ с учетом влияния внутренних и внешних шумов, включая шумы схемы управления частотой, позволяющая анализировать поведение ДМХ в полосе ангармонического контура, а также статистическая математическая модель динамических модуляционных характеристик в полосе ангармонического контура, с учётом параметров конкретной схемы прецизионных кварцевых генераторов и их флуктуаций, представленная в виде нелинейных функциональных преобразований узкополосного случайного процесса, действующего с выхода ангармонического контура на вход нелинейного устройства. Показано, что теоретически рассчитанные ДМХ кварцевого автогенератора и измеренные в физической модели генератора с такими же параметрами практически совпадают для соответствующих ангармоник, что говорит об адекватности разработанных теоретических положений реальным процессам, происходящим при модуляции на частоте ангармоник. Разработаны рекомендации по использованию сложных схем управления частотой. При этом показано, что наилучшей схемой, с точки зрения независимости управления, является схема, содержащая пьезофильтры в цепях основного и ангармонического колебаний. Была исследована возможность использования лангаситовых пьезофильтров для фильтрации сигналов основного и ангармонического колебаний и даны соответствующие рекомендации. Результаты исследований показали, что возможно на основе данного пьезоэлектрика реализовать пьезоэлектрические фильтры с добротностью от сотен единиц до десятков тысяч единиц на частотах в несколько мегагерц. Основные результаты работы нашли промышленное применение при проектировании новых образцов высокостабильных кварцевых генераторов.

EN: Dissertation is dedicated to the research in direction of providing of effective autonomous operation (frequency control) of slave quartz oscillators of digital communication network of time synchronization systems based on the modulation method. Major attention is given to study of the modulation model of crystal oscillators and to form on this base the anharmonic sensor intended for the frequency control. The recommendations are given for the frequency control circuits use with langasite piezofilters for effective sensor signal filtering. It is shown that the major results have been used while industrial production of precision crystal oscillators and standards.