Синхронизация и стабильность задержки сигналов в многофункциональной цифровой системе радиотелескопа

С. А. Гренков, Л. В. Федотов

Труды ИПА РАН, вып. 67, 14–23 (2023)

DOI: 10.32876/ApplAstron.67.14-23

Ключевые слова: радиотелескоп, цифровая система преобразования сигналов, синхронизация, аппаратная задержка сигналов, измерения

Аннотация

При проведении радиоинтерферометрических наблюдений в сигнальном тракте радиотелескопа необходимо учитывать аппаратную задержку. Стабильность этой задержки и возможные ошибки синхронизации сигналов играют существенную роль в обеспечении точности РСДБ-измерений. Одним из основных элементов сигнального тракта радиотелескопа является система преобразования сигналов. В настоящее время все радиотелескопы комплекса «Квазар-КВО» оснащаются новыми цифровыми многофункциональными системами преобразования сигналов, которые имеют расширенную (до 2 ГГц) рабочую полосу частот входных сигналов и соответственно — высокую скорость аналого-цифрового преобразования (4 Гбит/с). Задержка и синхронизация сигналов в такой системе требуют специального исследования. В работе изучено влияние стабильности аппаратной задержки сигнала на точность радиоинтерферометрических измерений, обоснованы требования к указанной стабильности. Подробно рассмотрена синхронизация сигналов в многофункциональной цифровой системе, приведены соответствующие временные диаграммы, показаны особенности и преимущества технических решений по синхронизации сигналов. Описана методика и приведены результаты экспериментальных исследований задержки и фазовой стабильности сигналов в многофункциональной цифровой системе преобразования. При этом использованы как предусмотренные в системе возможности анализа сигналов, так и внешние стандартные измерительные приборы. Исследования показали, что в отличие от использовавшихся ранее систем преобразования сигналов в новой многофункциональной системе процесс аналого-цифрового преобразования синхронизован с метками времени. Это позволяет исключить ошибки при синхронизации отсчетов входного сигнала внутри каждой секунды. Вносимая сигнальным трактом многофункциональной системы фазовая нестабильность на порядок меньше расчетной погрешности определения задержки сигнала при РСДБ-наблюдениях с использованием широкополосных каналов и практически не может влиять на результаты наблюдений. Величина задержки сигнала при его обработке в канале многофункциональной системы варьируется в широких пределах в зависимости от режима наблюдений и решаемых системой задач. Однако она остается вполне определенной и неизменной в течение сеанса наблюдений.

Цитирование