А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Фазова синхронізація

Фазова синхронізація добре відома в радіотехніці, наприклад як ефект загарбання частоти генератора частотою зовнішнього сигналу.

Фазової синхронізацією (ФС) називається відповідність фаз прийнятого і переданогосигналів.

Дифузія фази в моделі Лоренца. Аттрактор показаний сірим кольором, (а Безліч початкових умов (чорні точки вибрано на січної поверхні (змінна z максимальна, всі фази при цьому дорівнюють нулю. Еволюція цієї безлічі наводиться на (Ь і (с. (Ь Позакінчення часу t (середній час повернення деякі точки відстають, а деякі йдуть вперед, фази розподілені в кінцевому інтервалі, меншому 2тг. (з Після подальшої еволюції протягом часу t траєкторії розподіляються по аттрактору, що означає, що фазирозподілені приблизно рівномірно від 0 до 2тг. | Та ж модель Лоренца, що і на, але з періодичною силою (безрозмірна частота якої дорівнює. (а Початкові умови такі ж, як на а. (Ь Після одного періоду сили фази більш сконцентровані навколо середнього значення. відміну відЬ, втім, мало. Тим не менш, ефект накопичується і після наступних 50 періодів сили відмінність явно видно на графіку (с. Велика частина точок обертається синхронно з силою, хоча деякі точки не захоплені. Описана вище фазова синхронізація хаотичних автоколиваньспостерігається при середніх амплітудах зовнішньої сили.

Схема установки для визначення модуля G. Пристрій фазової синхронізації містить генератор, частоту якого попередньо встановлюють близькою до передбачуваної частоті крутильних коливань випробуваногозразка.

Можливість фазової синхронізації коливань від нерівності ременя і неврівноваженості ротора може бути пояснена наступним чином.

У разі фазової синхронізації спектральні уявлення далеко не настільки очевидні, і це іноді призводить допомилкових висновків. Іноді вважають, що тут може і не бути перемежения спектрів, так як вихідна частота генератора довільна. Тим часом одназначно зв'язок між спектральними та часовими характеристиками сигналів дозволяє апріорно стверджувати, що властивістьавтокомпенсації піднесе, яким би шляхом воно ні досягалося, має супроводжуватися перемежением спектрів. Доведемо це важливе положення, розрахувавши спектр піднесе при фазової синхронізації, і підтвердимо тим самим єдність цього методу з методом частотноїсинхронізації.

При досягненні фазової синхронізації виконується умова f mfrin. Номер гармоніки визначається шляхом вимірів частоти гетеродина в режимі фазової синхронізації на сусідніх двох гармоніках. Для безпосереднього відліку вимірюваної частоти на таблоЕСЧ час рахунку частоти гетеродина збільшується в m разів за допомогою набору необхідної величини на кодовому перемикачі. Основною перевагою таких переносників є широкий частотний діапазон - 8 октав, рівномірна чутливість в робочій смузі частот,напівавтоматичний режим роботи, простота структурної схеми, малі габаритні розміри і маса.

Для підтримки частотної та фазової синхронізації між несучим і опорним коливаннями використовуються системи, що стежать фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ),розгляд яких виходить за рамки тематики даної книги.

Якість оцінки параметра затримки. | Якість оцінки параметра затримки. Відновлення несучої і фазова синхронізація є двома темами, які постійно опрацьовувалися за останні тридесятиліття.

Одне із завдань фазової синхронізації полягає у створенні потужних, вельми стабільних по частоті генераторів високочастотних коливань.

Так як режим фазової синхронізації виникає при більш слабкому зв'язку, ніж режим узагальненої синхронізації, мивважаємо, що аналіз, заснований на ідеї фазової синхронізації, більш чутливий.

При a 6 фазової синхронізації не відбувається. Існує ряд можливостей усунути останній ефект. Наприклад, можна змусити систему вібрувати або безладно коливатися.

Представляється доречним описати фазову синхронізацію хаотичних автоколивань в загальному контексті явища захоплення частоти. На рис. 5.9 порівнюються періодичні, шумові і хаотичні коливання. Захоплення фази періодичних автоколивань - повний, він може бутиреалізований при скільки завгодно малій амплітуді сили. Для захоплення фази шумових і хаотичних коливань необхідно придушити дифузію фази, тому в цих випадках зазвичай є поріг синхронізації по амплітуді сили. Відзначимо також, що захоплені коливання залишаютьсяшумовими або хаотичними: сила вносить в рух деякий порядок (ідеальний ритм), але не робить його повністю регулярним.

Такий режим називається фазовою синхронізацією хаотичних систем.

Передбачається рівноймовірно передача сигналів та ідеальначастотна і фазова синхронізація. Відзначимо, що ефект погіршення достовірності внаслідок відомого фіксованого зсуву можна обчислити, використовуючи аналітичні вирази, дані в тексті глави.

Другий метод Ляпунова в теорії фазової синхронізації.

Принцип дії приладу заснований на фазової синхронізації сигналу кварцового генератора 5 МГц за сигналом квантового водневого генератора. При першому роді робіт здійснюється настройка водневого генератора (ВГ) на вершину спектральної лінії. При цьому сигналиобох ВГ частот 1420405 МГц через коаксіальний перемикач, ручка управління якогоРод роботи виведена на передню панель приладу, через коаксіальний трійник (розгалужувач Е6 - 11) надходить на вхід блоку синхронізації.

Fujigaki and Shimada[1997]використовують термін фазовасинхронізація в іншому сенсі.

Тут важливо те, що при фазової синхронізації залежність амплітуди сигналу від часу може бути досить складною і демонструвати хаотична поведінка, разом з тим характерний часовий масштаб коливань буде визначатисякеруючим сигналом.

Схема проходження імпульсів і структурна схема установки для вимірювання швидкості звуку методом імпульсної інтерференції. Викладений метод можна вдосконалити, застосувавши фазову синхронізацію, яка використовує когерентне радіоімпульс.Система АПЧ в якості керуючого сигналу використовує напруга з виходу квадратурного фазового детектора, на вхід якого надходить відбитий імпульс. Застосування в даному випадку фазового детектування робить систему нечутливою до змін амплітудивідбитих імпульсів. Вимірювання в цій системі зводяться до стеження за частотою безперервного генератора і обчисленню відповідного значення швидкості звуку.

В області НВЧ застосовують більш складні схеми фазової синхронізації. Найбільш широко поширені схемиз послідовним перетворенням частоти синхронізувати генератора і множенням частоти високочастотного синтезатора системою імпульсно-фазового автопідстроювання частоти.

Несучу частоту ІМ коливань вимірюють при розімкнутої петлі фазової синхронізації помаксимальному відхиленню стрілки індикатора настройки.

Явище синхронізації лежить в основі різноманітних і численних систем фазової синхронізації. Такі системи широко використовуються в зв'язку і вимірах.

Рівняння (10.49) є необхідною, але недостатньою умовою фазової синхронізації. Це можна перевірити, вивчивши діаграму фазової площини на рис. 10.7. На даному малюнку відображені результати ділення обох частин рівняння (10.48) на Ко. Спочатку розглянемо точку а.

Номер гармоніки визначається шляхомвимірювань частоти гетеродина в режимі фазової синхронізації на сусідніх двох гармоніках. Для безпосереднього відліку вимірюваної частоти на табло ЕСЧ час рахунку частоти гетеродина збільшується в m разів за допомогою набору необхідної величини на кодовому перемикачі.Основною перевагою таких переносників є широкий частотний діапазон - 8 октав, рівномірна чутливість в робочій смузі частот, напівавтоматичний режим роботи, простота структурної схеми, малі габаритні розміри і маса.

Відомо 3 основнихметоду отримання поднесущей для перемежения спектрів: частотна синхронізація, фазова синхронізація та комутація фази.

При зміні в ході випробувань резонансної частоти зразка з'являється фазовий зсув сигналів пристрою фазової синхронізації щодосигналів вихорострумового датчика, обумовлений кінцевим коефіцієнтом підсилення пристрою фазової синхронізації і вносить відповідну похибку при визначенні істинної частоти резонансних коливань зразка.

Жорстка зв'язок (кратність) між еталоннимиподнесущими і частотою рядків досягається методом фазової синхронізації - ударним збудженням генераторів 5 і 6 рядковими імпульсами. Це забезпечує сталість фази на початку кожного рядка. Цей імпульс додається в суммирующем каскаді 9 до відеосигналів, причомунабагато перевершує його по амплітуді.

Схема установки для визначення модуля G. При зміні в ході випробувань резонансної частоти зразка з'являється фазовий зсув сигналів пристрою фазової синхронізації щодо сигналів вихорострумового датчика,обумовлений кінцевим коефіцієнтом підсилення пристрою фазової синхронізації і вносить відповідну похибку при визначенні істинної частоти резонансних коливань зразка.

Для створення працездатних систем необхідно задати спрямований рухзаряду, наприклад, за допомогою фазової синхронізації.

Це пов'язано з тим, що в даній точці поднесущая виявляється непарній кратній половини рядкової частоти, фазова синхронізація не вносить в неї фазових стрибків і її розкладання в ряд Фур'є втрачає сенс.

Аналізтехнічних принципів, на яких базуються системи синхронізації, показав, що їх правомірно розділити на фазову синхронізацію, частотну і тимчасову. Значна увага при аналітичному підході, заснованому на математичному моделюванні, в літературі приділеноФС-системам. Мабуть, це пов'язано з тим, що деякий час тому саме пристрої ФС були основним із джерел нестабільності синхросигналу. Серед аналітичних підходів до задачі НД в даний час має практичну цінність метод синхронізаціїцифрових послідовностей з перевірки гіпотези про відповідність прийнятого випадкового процесу переданим мітках синхронізації, що отримав назву методу циклової синхронізації. Вибір методу ЦС з ряду широко вживаних залежить від технічних особливостей яксистеми передачі, так і обладнання.

Серед лазерів різних типів ЛОС з їх широкими смугами генерації в багатомодовому режимі особливо придатні для отримання ультракоротких світлових імпульсів при фазової синхронізації мод, здійснюваної шляхом внесення врезонатор лазера втрат, промодулірованних по амплітуді з періодом, рівним часу одного повного циклічного пробігу випромінювання в резонаторі. Тривалість формованих імпульсів пов'язана з числом мод випромінювання з синхронізованими фазами.

У найбільш загальній моделі,найчастіше використовуваної для мно-гомодового лазерного випромінювання, приймається, що коливання мод незалежні і відбуваються без помітної фазової синхронізації. Але такою моделлю слід користуватися з великою обережністю. Якщо флуктуації фази обумовлені коливаннямиграничних дзеркал лазера, то ясно, що флуктуації різних мод будуть статистично залежними. Крім того, якщо фазові флуктуації є невід'ємною частиною механізму коливань, то лазер є суттєво нелінійним приладом п в результаті цих нелінійностейможе виникати значна зв'язок між модами. Наприклад, деяка фазова синхронізація має місце, якщо частотна компонента, що генерується за рахунок нелінійної взаємодії між двома модами, збігається з частотою певної третьої моди. Такі ефекти особливоістотні в лазері, працюючому значно вище порога, де нелінійності особливо великі.

Так як режим фазової синхронізації виникає при більш слабкому зв'язку, ніж режим узагальненої синхронізації, ми вважаємо, що аналіз, заснований на ідеї фазової синхронізації,більш чутливий.

При зміні в ході випробувань резонансної частоти зразка з'являється фазовий зсув сигналів пристрою фазової синхронізації щодо сигналів вихорострумового датчика, обумовлений кінцевим коефіцієнтом підсилення пристрою фазовоїсинхронізації та вносить відповідну похибку при визначенні істинної частоти резонансних коливань зразка.

Аналогічно можна показати, що при де-тектжрованпі з фазами 120 і 240 виділяються сигнали C7g yg ц Uft YS - Таким чином, виходячи із сучасних понять, миможемо трактувати описану точкову систему як систему, де передається яскравості-ниі сигнал UYS і всередині його спектру шляхом амплітудної модуляції трьох компонентів піднесе, зрушених на 120 передаються сигнали UR, UQ і t /g, які за рахунок перехресних спотворень виділяються вприймачі вже як різницеві сигнали UR - ys & TG - yg, UB YS - Якщо згадати, що фазова синхронізація піднесе зі зрушенням на 180 від рядка до рядка веде до частотного перомеженію її спектра із спектром сигналу яскравості (гл. Залишається лише різниця в техніці виконання .

Оскільки джерело вельми віддалений від щілин, промені, що посилаються будь-яким атомом до обох щілинах, майже паралельні і їх шляху майже рівні.

У досвіді, поставленому в 1963 р., вдалося домогтися настільки злагодженої роботи двох незалежних лазерів як синхронізованих пофазі джерел світла, що можна було спостерігати інтерференційні смуги, абсолютно аналогічні інтерференційної картині, створюваної двома незалежними генераторами хвиль в хвильової кюветі. При гарній фазової синхронізації не вдавалося, проте, домогтися точногорівності довжин хвиль, що призводило до швидкого переміщенню середньої смуги по екрану, зовсім аналогічно зсуву інтерференційної-ої картини в хвильової кюветі при невеликій різниці частот генераторів. Лазерні інтерференційні смуги були настільки рухливі, щодля їх моментального фотографування у фіксованому положенні доводилося вдаватися до телевізійній техніці.

Для цього достатньо взяти великий інтервал часу г і порахувати число максимумів N (r) змінної z на цьому інтервалі (або порахувати число іншихподій, обраних для побудови відображення Пуанкаре); відношення r /7V (r) дасть середній період. Основна ідея фазової синхронізації хаотичних автоколивань полягає в можливості захоплення цієї частоти періодичної зовнішньої силою або ж у можливості її підстроювання дочастоті іншого хаотичного осцилятора в результаті їх взаємодії. Для більш детального опису процесу корисно визначити фазу хаотичних автоколивань.

При розгляді взаємодії хаотичних систем ми розрізняємо кілька стадій синхронізації.У цьому контексті термін фазова синхронізація (phase synchronization) використовується для позначення такого стану, при якому встановлюється тільки співвідношення між фазами взаємодіючих систем, в той час як амплітуди залишаються хаотичними і можуть бути практичнонекоррелірованнимі. Це стан, як і у випадку періодичних коливань, може бути описане в термінах захоплення фаз і частот, і слова фазова синхронізація використовуються лише для того, щоб відрізнити цей режим від повної синхронізації, коли хаотичні процеси стають ідентичними. Останнє стан називають також ідентичною (complete, full, identical) синхронізацією.

У цьому розділі ми описуємо властивості синхронізації хаотичних систем, для яких фаза добре визначена і може бути безпосередньо обчислена. Отже, синхронізація (звана фазової синхронізацією, щоб відрізняти її від інших типів синхронізації в хаотичних системах, розглянутих у частині III) може прямо характеризуватися як захоплення фаз і частот.

Генератор Г4 - 107 використовується для повірки, контролю і настройки апаратури метрового діапазону. Може застосовуватися у вимірювальних схемах з фазової синхронізацією частоти.

При досягненні фазової синхронізації виконується умова f mfrin. Номер гармоніки визначається шляхом вимірів частоти гетеродина в режимі фазової синхронізації на сусідніх двох гармоніках. Для безпосереднього відліку вимірюваної частоти на табло ЕСЧ час рахунку частоти гетеродина збільшується в m разів за допомогою набору необхідної величини на кодовому перемикачі. Основною перевагою таких переносників є широкий частотний діапазон - 8 октав, рівномірна чутливість в робочій смузі частот, напівавтоматичний режим роботи, простота структурної схеми, малі габаритні розміри і маса.

Установка, використана в першому експерименті, в якому була доручена генерація другої гармоніки. Пучок рубінового лазера (X 0694 мкм фокусується на кристалі кварцу, що призводить до генерації (слабкого пучка при Л /20347 мкм. Потім два пучки розділяються призмою і реєструються на фотоплівці. Застосування більш ефективних матеріалів, лазерів великої потужності і методів фазової синхронізації дозволило отримати за останні кілька років ефективності перетворення, що наближаються до одиниці. Всі ці можливості ми і обговоримо нижче в даному розділі.

Структурна схема вимірювання частоти приймачем-компаратором з компенсацією. Схема вимірювання частоти наведена на рис. 7.20. Спосіб заснований на фазової синхронізації кварцового генератора з сигналом зразкової частоти і подальшим порівнянням частот сигналів на компараторі фаз. Зміна різниці фаз призводить до зміни шпаруватості, яка реєструється стрілочним приладом або на стрічці самописця.