Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Для цитирования:

Давидович М. В. Повышение отношения сигнал/шум на выходе нелинейного усилителя в режиме стохастического резонанса // Известия вузов. ПНД. 1998. Т. 6, вып. 5. С. 43-55. DOI: 10.18500/0869-6632-1998-6-5-43-55

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 1998no5p043.pdf
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Прикладные задачи нелинейной теории колебаний и волн
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
621.372
DOI: 
10.18500/0869-6632-1998-6-5-43-55

Повышение отношения сигнал/шум на выходе нелинейного усилителя в режиме стохастического резонанса

Авторы: 
Давидович Михаил Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Аннотация: 

Приведены результаты численного моделирования нелинейных бистабильных четырехполюсников в режиме воздействия сигнала и сильного широкополосного шума. Показана возможность широкополосного усиления модулированных сигналов при собственном коэффициенте шума 1 — 2 дБ. Исследована возможность снижения коэффициента шума до величин менее 1 дБ в цепи из нескольких разветвлений с неидентичными четырехполюсниками указанного тина в её ветвях. Предложена и исследована блок-схема для выделения из шума квазигармонического сигнала в виде последовательности синусоидальных цугов с несущей частотой ω0. Особенностью схемы является выработка субгармонического сигнала с частотой ω0/3, пропорционального входному сигналу, а также нелинейное преобразование сигналов.

Ключевые слова: 
-
Благодарности: 
Автор выражает благодарность профессору В.С. Анищенко за постановку проблемы, исследованной в данной работе.
Список источников: 
  1. Benzi R, Sutera А, Vulpiani А. The mechanism of stochastic resonance. J. Phys. A: Math. Gen. 1981;14(11):L453-L457. DOI: 10.1088/0305-4470/14/11/006.
  2. Nicolis C, Nicolis G. Stochastic aspects оf climatic transitions — Additive fluctuations. Tellus. 1981;33(3):225-234. DOI: 10.1111/j.2153-3490.1981.tb01746.x.
  3. Nicolis C. Stochastic aspects of climatic transitions — responce to a periodic forcing. Tellus. 1982;34(1):1-9. DOI: 10.3402/tellusa.v34i1.10781.
  4. Fauve S, Heslot F. Stochastic resonance in а bistable system. Phys. Lett. А. 1983;97(1-2):5-7. DOI: 10.1016/0375-9601(83)90086-5.
  5. McNamara B, Wiesenfeld K. Theory of stochastic resonance. Phys. Rev. A Gen. Phys. 1989;39(9):4854-4869. DOI: 10.1103/physreva.39.4854.
  6. Presila C, Marchesoni F, Gammaitoni L. Theory of stochastic resonance. Phys. Rev. A Gen. Phys.  1989;40(4):2105-2113.
  7. Gammaitoni L, Menichella—Saetta E, Santucci S, Marchesoni Е. Extraction of periodic signals from a noise background. Phys. Lett. A. 1989;142(2-3):59-62. DOI: 10.1016/0375-9601(89)90159-X.
  8. Jung Р, Hanggi P. Resonantly driven Brownian motion: Basic concepts and exact results. Phys. Rev. А. 1990;41(6):2977-2988. DOI: 10.1103/physreva.41.2977.
  9. Zhou T, Moss F. Analog simulations of stochastic resonance. Phys. Rev. А. 1990;41(8):4255-4264. DOI: 10.1103/physreva.41.4255.
  10. Jung Р, Hangii P. Amplification оf small signals via stochastic resonance. Phys. Rev. А. 1991;144(12):8032-8042. DOI: 10.1103/physreva.44.8032.
  11. Anischenko VS, Safonova MA, Chua LO. Stochastic resonance in Chua’s circuits. Int. J. Bifurc. Chaos. 1992;2(2):397-401. DOI: 10.1142/S0218127492000379.
  12. Nicolis G, Nicolis C, McKernan D. Stochastic resonance in chaotic dynamics. J. Stat. Phys. 1993;70(1-2):125-139. DOI: 10.1007/BF01053958.
  13. Anishchenko VS, Safonova MA, Chua LО. Stochastic resonance in non-autonomous Chua’s circuits. J. Circuits Syst. Comp. 1993;3(2):553-578. DOI: 10.1142/S0218126693000344.
  14. Anischenko VS, Neiman AB, Safonova MA. Stochastic resonance in chaotic systems. J. Stat. Phys. 1993;70(1-2):183-196. DOI: 10.1007/BF01053962.
  15. J. Stat. Phys. Special issue. 1993;70(1/2).
  16. Анищенко B.C., Нейман A.Б., Сафонова M.A., Хованов И.А. Стохастический резонанс при многочастотном воздействии // РЭ. 1994. Т. 39, № 8/9. С. 2004.
  17. Jung P. Periodically driven stochastic systems. Phys. Rep. 1994;234(4-5):175-295. DOI: 10.1016/0370-1573(93)90022-6.
  18. Madan RN, editor. Chua’s Circuit: A Paradigm for Chaos. Singapore: Wold Scientific; 1993. 1088 p. DOI: 10.1142/1997.
  19. Dukman MI, Luchinsky DG, Mannella R, McCclintock PVE. Stein ND, Stocks NG. Stochastic Resonance and its Provenance. Изв. вузов. ПНД. 1995;3(3):56.
  20. Анищенко B.C., Хованов И.А., Шульгин Д.Э. Стохастический резонанс в цепи Чуа при взаимодействии различных типов аттракторов системы // Изв. вузов. ПНД. 1995. T.3, № 3. С. 91.
  21. Постнов Д.Э. Стохастический резонанс в автогенераторах с жестким возбуждением // Изв. вузов. ПНД. 1995. T.3, № 3. С. 100.
  22. Анищенко B.C., Постнов Д.Э., Хованов И.А., Шульгин. Б.В. Использование стохастического резонанса для повышения отношения сигнал/шум в радиотехнических системах // РЭ. 1994. Т. 39, № 12. С. 2004.
  23. Давидович М.В. Бистабильный усилитель на эффекте стохастического резонанса для малых входных отношений сигнал/пум // РЭ. 1996. Т. 41, № 11. С. 1332.
  24. Davidovich MV, Popova NF. Noisy signal amplification by nonlinear four— ports under stochastic resonance on microwaves. In: Proc. оf IEEE-Russia Conference 1997 «High Power Microwave Electronics: Measurements, Identification, Applications». 23-25 September 1997, Novosibirsk, Russia. P. 1-5.
  25. Davidovich M.V. Signal-to-noise ratio improvement in the е nonlinear amplifiers with bistable four—ports оn microwaves. In: Proc. оf 5-th Int. Workshop оn Integrated Nonlinear Microwave and Millimeterwave Circuits. 2nd October 1998, Gerhard—Mercator—University Duisburg. P. 204-208.
  26. СВЧ-устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет / Под ред. И.В. Мальского и Б.В. Сестрорецкого. М.: Сов. радио, 1969.580 с.
  27. Никитин. H.H., Резвиг ВД. Методы цифрового моделирования стохастических дифференциальных уравнений и оценка их погрешностей // ЖВМ. 1978. Т. 18, №1. С. 106.
  28. Хорстхемке B., Лефевр P. Индуцированные шумом переходы: Теория и применение в физике, химии, биологии / Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 400 с.
  29. Мун Ф. Хаотические колебания: Вводный курс для научных работников и инженеров/ Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 312 с.
  30. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1965. 424 с.
  31. Стратонович Р.Л. Избранные вопросы теории флуктуаций в радиотехнике. M.: Сов. радио, 1961. 560 c.
Поступила в редакцию: 
17.12.1997
Принята к публикации: 
09.12.1998
Опубликована: 
25.02.1999
  • 196 просмотров