Исследование возможности создания высокостабильной генерирующей структуры на основе объединения автогенераторов с запаздыванием и томсоновского типов

Стабильность частоты автогенераторов, входящих в состав устройств приёма, передачи и обработки информации, в значительной мере определяет их важнейшие предельные эксплуатационные характеристики, такие как чувствительность, разрешающая способность, скорость обработки информации. По мере освоения миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн трудности создания высокостабильных генерирующих систем резко возрастают. Одной из принципиальных проблем является сложность использования в целях стабилизации частоты объёмных резонаторов, поскольку последние практически не поддаются миниатюризации, нетехнологичны и мало пригодны для использования в интегральных устройствах функциональной микроэлектроники. Поэтому чрезвычайно актуальной является задача поиска новых схемотехнических подходов к решению задачи стабилизации частоты источников автоколебаний, используемых в устройствах микроэлектроники.
Известен класс автоколебательных систем, называемых автогенераторами с запаздыванием [1]. Требуемая стабильность частоты в таких системах достигается за счёт включения в цепь положительной обратной связи активного элемента с избирательной системой дополнительного узла, выполняющего функцию временной задержки. На базе современных технологий имеется возможность получения монолитных, хорошо совместимых с интегральными устройствами линий задержки на объёмных, поверхностных и магнитостатических волнах.
Однако широкому внедрению автогенераторов с запаздыванием в устройства функциональной микроэлектроники сверхвысоких частот препятствуют почти непреодолимые трудности, связанные с селекцией требуемых типов колебаний. Суть проблемы заключается в том, что с ростом запаздывания резко увеличивается число потенциальных колебательных режимов. Кроме одночастотных возникают полигармонические и хаотические типы колебаний [1-5]. Совершенно непредсказуемыми становятся переходы между возможными стационарными состояниями при малейшем варьировании начальных условий и малых изменениях параметров...

В настоящей работе были исследованы автогенераторы с запаздыванием и томсоновского типов и создан программный комплекс, позволяющий вычислять временные реализации, рассчитывать амплитуду и частоту исследуемых процессов, строить бифуркационные диаграммы и фазовые портреты. Программный комплекс был протестирован на структурах с известными характеристиками и показал совпадение с теоретическими результатами.