Two-tone RF signal phase drift measurement system
Nowoczesne układy elektroniczne projektowane do różnorodnych zastosowań, takich jak: telekomunikacja, systemy radarowe czy eksperymenty w fizyce wysokich energii, wymagają coraz wyższej stabilności fazowej sygnałów wielkiej częstotliwości (zmiany czasu propagacji) w systemach dystrybucji referencji fazy. Wymagania te są często na poziomie milistopni lub pojedynczych femtosekund – przy częstotliwościach rzędu setek MHz lub GHz. W związku z tym długoterminowe pomiary zmian fazy stają się coraz trudniejsze i bardziej wrażliwe na zjawiska, które wcześniej nie były uwzględniane w systemach pomiarowych. Wymusza to potrzebę opracowania nowych, bardziej precyzyjnych technik pomiaru i kompensacji dryfu fazowego.
W niniejszej pracy przedstawiono koncepcję nowatorskiego systemu pomiaru dryfu fazy sygnałów w. cz., opartego na unikalnej dwutonowej metodzie analizy sygnałów. Podejście to umożliwia dokładne śledzenie zmian fazy i stanowi alternatywę dla tradycyjnych metod pomiarowych. Proponowane rozwiązanie może być wykorzystywane w systemach wykorzystujących cyfrowe przetwarzanie sygnałów pomiarowych.
W systemie w. cz. wprowadzany jest pomocniczy (drugi) ton sygnałowy, który pozwala na wyodrębnienie zmian fazy wprowadzanych przez poszczególne elementy systemu. W pracy wyjaśniono zasady działania systemu, w tym podstawy matematyczne, a następnie zaprezentowano szczegółowy opis przykładowego systemu, pokazującego, jak koncepcję można wdrożyć w praktyce.
Zmierzone parametry testowanego układu wykazały współczynnik temperaturowy opóźnienia propagacji sygnału na poziomie zaledwie 0,67 fs/°C przy częstotliwości RF wynoszącej 162,5 MHz. Artykuł kończy się omówieniem wydajności systemu oraz wskazaniem jego mocnych stron i ograniczeń. Autorzy przedstawiają również kierunki dalszych badań i potencjalne ulepszenia opracowanego rozwiązania.
Artykuł:
Measurement
Autorzy z PW:
Krzysztof Marek Czuba, Maciej Grzegrzółka, Andžej Šerlat
Rok wydania: