Синтезатор прямого цифрового синтеза в микроволновой спектроскопии

Abstract

Приведены результаты исследования возможности применения синтезатора прямого цифрового синтеза (ПЦС) в качестве опорного источника в спектрометре миллиметрового диапазона. Показано, что при комбинации ПЦС и узкополосной фазовой автоподстройки частоты можно получать высокую кратность умножения частоты (вплоть до 600) выходного сигнала синтезатора ПЦС без влияния его побочных спектральных компонент. Разработанный синтезатор успешно применен в спектрометре для исследования вращательных спектров молекул. Спектральная чистота несущей оценена по записям молекулярных спектров и оказалась не хуже, чем при использовании прямого аналогового синтеза, при этом значительно уменьшились размеры, масса и энергопотребление синтезатора.

Наведено результати дослідження можливості застосування синтезатора прямого цифрового синтезу як опорного джерела у спектрометрі міліметрового діапазону. Показано, що комбінуючи прямий цифровий синтез та вузькосмугову фазову автокорекцію частоти можна отримати високу кратність множення частоти (до 600 та вище) вихідного сигналу синтезатора прямого цифрового синтезу без впливу його побічних спектральних компонент. Розроблений синтезатор успішно застосовано у спектрометрі для дослідження обертальних спектрів молекул. Спектральна чистота вихідного сигналу оцінювалась за записами молекулярних спектрів і виявилась не гіршою, ніж із застосуванням прямого аналогового синтезу, при цьому значно зменшились розміри, маса та енергоспоживання синтезатора.

The results of investigation of the possibility of application of a direct digital synthesizer (DDS) as a reference source in a millimeterwave spectrometer are shown. It is also shown that combining the direct digital synthesis with the narrow-band phase lock loop will allow to reach a large factor of frequency multiplication (up to 600) of the DDS output signal. The new synthesizer is successfully applied as a reference source for a millimeter-wave spectrometer which is intended for investigation of rotational spectra of molecules. The spectral purity was estimated by molecular spectra records and had shown to be not worth than that of the synthesizer of direct analog synthesis. At the same time, a new synthesizer has much more smaller size, weight, and power consumption.