Метод коррекции нелинейных искажений, вносимых аналоговым ключом в зондирующие сигналы

Аннотация

Постановка проблемы: реализация потенциальных характеристик любых радиолокационных станций зависит
от стабильности параметров гетеродинных сигналов и методов их формирования. Для формирования зондирующих сиг-
налов с изменяемыми параметрами широко применяются цифровые синтезаторы частот зондирующих сигналов. Однако
при цифровом формировании сигналов возникают нелинейные искажения, обусловленные операциями цифро-аналогово-
го преобразования и преобразования в аналоговом ключе, которые приводят к образованию паразитных копий сжатого
сигнала при согласованной обработке зондирующих сигналов в приемнике, что, в конечном счете, ограничивает при-
менение цифровых синтезаторов частот зондирующих сигналов в специализированных и многофункциональных радио-
локационных станциях. Одним из эффективных путей решения данной проблемы является разработка метода коррекции
нелинейных искажений, вносимых аналоговым ключом в зондирующие сигналы. Результаты: исследования показали, что
во временной области динамические ошибки преобразования привязаны к моментам переключения разрядов сигнала
управления цифро-аналоговым преобразователем, соответственно, и к моментам переключения уровней квантования
выходного сигнала. Данная характерная черта динамических ошибок позволяет осуществить коррекцию нелинейных ис-
кажений при помощи стробирования. Особенность последнего заключается в том, что в моменты переключения уровней
квантования на время, равное длительности переходных процессов, цифро-аналоговый преобразователь отключается
с помощью аналогового ключа. Таким образом, динамические ошибки цифро-аналогового преобразования «вырезают-
ся» из зондирующего сигнала. Сигнал управления аналоговым ключом имеет задержку относительно тактового сигнала,
равную длительности переходных процессов в цифро-аналоговом преобразователе, и длительность стробирующего им-
пульса, не превышающую разности половины периода тактового сигнала и удвоенного значения длительности переходных
процессов. В свою очередь коррекция нелинейных искажений зондирующего сигнала, вносимых аналоговым ключом,
осуществляется за счет внесения предыскажений в формируемый сигнал при помощи цифрового корректора, передаточ-
ная функция которого является обратной передаточной функции аналогового ключа. Обобщенная передаточная функция
последовательно соединенных корректора и аналогового ключа представляется степенным рядом с новыми результиру-
ющими коэффициентами. Удерживая конечное число членов ряда и учитывая, что условием коррекции является равен-
ство единице результирующего коэффициента при линейном члене ряда и нулю при членах ряда с высшими степенями,
получено рекуррентное соотношение для определения коэффициентов корректора. Таким образом, предложенный метод
цифровой коррекции нелинейных искажений, вносимых в зондирующий сигнал аналоговым ключом, позволяет увеличить
реальный динамический диапазон цифрового синтезатора частот зондирующих сигналов и повысить качество синтезируе-
мых сигналов. Практическая значимость: метод может быть применен для коррекции нелинейных искажений в цифровых
синтезаторах частот, используемых в радиолокации, системах связи и высокоточной измерительной технике.