МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КВАДРАТУРНОГО СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Аннотация

Работа относится к области радиосвязи и посвящена анализу функционирования квадра- турного стробоскопического преобразователя частоты, который в настоящее время широко применяется в системах программно-определяемого радио, реализованных по принципу приемника прямого преобразования. Такая структура приемника сочетает в себе ряд важных для практиче- ской реализации достоинств, таких как высокая адаптивность, простота изменения конфигура- ции демодулятора, простота аппаратной части приемника и низкая стоимость компонентов. Несмотря на сравнительно широкое распространение квадратурных стробоскопических преобра- зователей, вопросы их теоретико-сигнального анализа и оптимизации параметров по критериям, характерным для типовых задач радиосвязи, недостаточно освещены в открытых источниках. Известные сложности имеются также и в выборе терминологии, в связи с чем в работе приво- дится несколько наиболее распространенных в литературе наименований устройств рассматри- ваемого типа. В основной части работы предлагается достаточно простая математическая модель квадратурного стробоскопического преобразователя частоты, основанная на ряде упро- щающих допущений. В то же время, указанные допущения не уменьшают общности полученных результатов. На основе предложенной модели выполняется оценка коэффициента передачи пре- образователя частоты. Помимо исследования идеализированной математической модели, в ко- торой переключения считаются мгновенными, производится исследование влияния конечного вре- мени коммутации на коэффициент передачи преобразователя частоты. Для выполнения анализа используется математический аппарат теории сигналов. Предложенная в работе модель стро- боскопического преобразователя частоты допускает дальнейшее усложнение и использование для исследования влияния дополнительных факторов на характеристики радиотехнических систем, имеющих рассматриваемую архитектуру. В частности, возможно исследование влияния кратко- временной нестабильности (джиттера) периода переключений ключа, а также влияния неиден- тичности параметров квадратурных каналов. Полученные аналитические выражения и приведен- ные графики исследованных зависимостей могут быть полезны при проектировании систем ра- диосвязи различного назначения, в которых используется квадратурный стробоскопический пре- образователь частоты.