Синтезаторы прямого цифрового синтеза частоты: возможности и ограничения для микроволновой спектроскопии

Abstract

На основе анализа переходных процессов в системах фазовой автоподстройки частоты показано, что широкодиапазонный спектрометр с быстрым сканированием частоты может быть построен с применением синтезаторов прямого цифрового синтеза частоты. Скорость записи молекулярных спектров при этом может быть сопоставима с получаемой с помощью спектрометра FASSST. Вид и длительность переходных процессов позволяют обеспечить высокоточную частотную модуляцию, что в свою очередь позволяет минимизировать искажения формы спектральных линий и, следовательно, ошибки при измерениях частот. Вместе с тем применение синтезаторов прямого цифрового синтеза не дает никаких преимуществ для спектроскопии когерентного спонтанного излучения.

На основі аналізу перехідних процесів у системах фазового автопідстроювання частоти показано, що широкодіапазонний спектрометр зі швидким скануванням частоти може бути побудований іззастосуванням синтезаторів прямого цифрового синтезу частоти. Швидкість запису молекулярних спектрів при цьому може бути порівняна з отримуваною за допомогою спектрометру FASSST. Вигляд і тривалість перехідних процесів дозволяють забезпечити високоточну частотну модуляцію, що у свою чергу дозволяє мінімізувати спотворення форми спектральних ліній і, як наслідок, помилки у вимірюванні частот. Разом з тим застосування синтезаторів прямого цифрового синтезу не має жодних переваг у спектроскопії когерентного спонтанного випромінювання.

Based on the analysis of transients in the phaselocked loop, it is shown that a wide-range spectrometer with fast frequency scan may be constructed using direct digital synthesizers. Speed of record of molecular spectra in this case may be comparable with that of the FASSST spectrometer. Shape and duration of transients allow to provide highaccuracy frequency modulation that leads to minimal distortion of line shape and hence to minimal frequency determination errors. At the same time, application of the direct digital synthesizer does not give any advantage for spectroscopy of coherent spontaneous emission.