ОДНОТРАНЗИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ХАОСА СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ

April 15, 2012 by admin Комментировать »

Максимов Н. А., Панас А. И., Савельев С. В. Институт радиотехники и электроники РАН, Фрязинская часть 141190, Фрязино, пл. Введенского, 1, ФИРЭ РАН Тел.: (095) 526-90-04, e-mail: panas@ms.ire.rssi.ru

тх = 1,6, т2 = 0,1, q = 0,05 и g < 0,06. Уменьшение параметра инерционности от указанного выше значения приводит к входу в зону развитых хаотических колебаний. Вид аттрактора в фазовом пространстве системы определяется петлей седло – фокус с переходящим характерным движением вдоль седловой сепаратриссы. Это означает, что в системе присутствует амплитудная и фазовая неустойчивости генерируемых колебаний. Дифференциальный закон распределения плотности вероятности колебательного близок к нормальному, фурье – спектр достаточно ровный без выделения каких-либо регулярных составляющих, рис. 1. Однако удаление вглубь зоны хаотических колебаний приводит к нарастанию положительного эксцесса в распределении плотности вероятности до значения (р = 1,45. Это объясняется тем, что хаотические колебания системы имеют пичковый характер. При удалении от границы развитого хаоса система более долгое время проводит вблизи положения равновесия.

Эксперименты проводились в сантиметровом диапазоне длин волн. Регенеративный усилитель, переходящий в автогенераторный режим за счет изменения коэффициента усиления путем варьирования значений напряжений питания, был собран по планарной микрополосковой технологии на базе транзистора 2T 982 А-2, включенного по схеме с общей базой и согласованного по входу и выходу. Положительная обратная связь организовывалась только за счет внутренних емкостей транзистора. Напряжения питания коллектор-база и эмиттер-база предусматривали их раздельные регулировки, что позволяло добиться максимально возможного набора автоколебательных режимов системы. Диапазон напряжений -1,4В < 11Эб < -0,7В отвечал автогенера- торным режимам регенеративного усилительного каскада. Изменение значений напряжения в эксперименте 3,6В < Uкб < 17.5В в наибольшей степени соответствовало изменению параметров инерционности и ограничения системы. Значения параметров системы (1), при которых наблюдались развитые хаотические колебания, указывают, что сложные режимы колебаний в эксперименте можно наблюдать при работе транзистора в сильно перенапряженном режиме. Так на рис.2 приведен спектр хаотических колебаний регенеративного усилительного каскада СВЧ в генераторном режиме при U кб = 4,2В, икб = 1,35В.

Эффективная ширина спектра хаотических колебаний равна полосе усиления регенеративного усилительного каскада в недовозбужденном режиме. Расчетное значение параметра инерционности g <

0,      1. Спектр колебаний сплошной с малым перепадом спектральной плотности. Неравномерность спектральной плотности шума не превышала 2 дБ/мВт при относительной ширине полосы порядка 0,1 октавы. 90% мощности сигнала системы находилось в полосе частот усиления регенеративного усилителя.

Рис. 2.

Интегральная мощность сигнала составляла 5 – 7% от мощности сигнала системы в случае регулярного сигнала.

III.  Заключение

Предложенная методика позволяет производить построение адекватных динамических моделей транзисторных систем СВЧ. При использовании значений параметров реальных систем это позволяет моделировать динамику реальных устройств в процессе её разработки.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 03-02-16747).

IV.                               Список литературы

[1]     Анищенко В. С., Астахов В. В., Летчфорд Т. Е. //

ЖТФ. 1983. Т. 53. В 1. С. 152.

[2]     Анищенко В. С. // Письма в ЖТФ. 1984. Т. 10. В. 10.

С. 629.

[3]    Максимов Н. А.. Кислое В. Я. //Письма в ЖТФ. 1983. Т. 9. В. 16. С. 979.

[4]    Мясин Е. А.. Панас А. И. К вопросу о стационарном состоянии СВЧ-автогенератора широкополосных стохастических колебаний. РЭ. 1983. Т. 28. № 12. С. 2423.

[5]    Неймарк Ю. И. Ланда П. С. Стохастические и хаотические колебания. М.: Наука, 1987, 424 С.

[6]    Дмитриев А. С.. Кислое В. Я. Стохастические колебания в радиофизике и электронике. М.: Наука, 1989,

280 С.

[7]    Савельев С. В. Бифуркационные явления с аддитивным увеличением периода колебаний в одномодовой радиофизической системе. // РЭ. 1992. Т.37. № 6.

C.1064.

[8]    Кислое В. Я.. Савельев С. В. Переход порядок-хаос в системе двух связанных автогенераторов с выделенной инерционностью. // РЭ. 1994. Т.39. № 6. С.963.

[9]    N. A. Maksimov. S. V. Savel’ev. Bifurcation phenomena with additive increase in the oscillation period in a system with one and a half degrees of freedom. // Technical Physics Letters. 2003. Vol. 29. No. 9. Pp. 736.

SYNTHESIS OF THE CHAOTIC AND REGULAR DYNEMIC IN MICROWAVE TRANSISTOR SYSTEM

Maksimov N. A., Panas A. I., Savel’ev S. V. Institute of Radioengineering and Electronics RAS Fryazino, Russia e-mail: panas@ms.ire.rssi.ru

Abstract – Method of the create dynamical models of the MICROWAVE transistor systems is allow.

I.   Introduction

Systems with inertia, exhibiting regular and complicated dynamics, evolution of the autooscillation process depends both on the connection of inertial chain and on the type of dynamic characteristics of a nonlinear amplification element. Because these systems may to use dynamical models of the MICROWAVE transistor systems, which consist of the inertial and the nonlinearity.

II.   Main part

The system with one and a half degrees of freedom (representing a modified oscillator with inertia) demonstrates a sequence of period doubling bifurcations on the transition to chaos. These autooscillation system study in which the transition to chaos took place as a result of sequential increase in the oscillation period according to the natural scale law. An autooscillation system was experimentally studied in which the transition to chaos took place as a result of sequential increase in the oscillation period according to the natural scale law. A mechanism of the transition to chaotic oscillations show, what the form of an attractor in the phase space is determined by a double saddle-focus loop with a characteristic transient motion along the saddle separatrix.

III.   Conclusion

The above analysis shows that a global chaotization of oscillations in the system studied is preceded by a sequence of bifurcations according to the natural scale law, whereby the zones of stable motion alternate with the zones of chaotic motions.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты