Досліджено питання автоматизованого проектування цифрових фільтрів з використанням гіперкомлексних числових систем для представлення коефіцієнтів передавальних функцій. Проаналізовано методи побудови таких фільтрів та можливості автоматизації їх побудови. Узагальнено метод побудови цифрових фільтрів, для представлення наборів коефіцієнтів передавальних функцій яких використовуються різні гіперкомплексні числові системи. Визначено системи різних вимірностей, що є прийнятними для представлення коефіцієнтів передавальних функцій цифрових фільтрів. Побудовано передавальні функції цифрових фільтрів першого порядку, коефіцієнти яких належать даним гіперкомплексним числовим системам. Запропоновано підхід, що грунтується на властивостях ізоморфного переходу між різними гіперкомплексними числовими системами та дозволяє зменшити кількість операцій, необхідних для роботи цифрового фільтра з гіперкомплексними коефіцієнтами. Для практичної реалізації даних фільтрів запропоновано моделі рекурсивних цифрових фільтрів. Наведено підхід для зменшення на заданій смузі частот сумарної чутливості модуля передавальної функції цифрового фільтра з гіперкомлексними коефіцієнтами до зміни її коефіцієнтів.

  Скачати повний текст

Побудовано та досліджено математичну модель прямокутних плоских асиметричних біморфних випромінювачів п'єзокерамічних перетворювачів (АБВПП), розраховано їх основні коливальні та електроакустичні характеристики (резонансні частоти та чутливість) за різних видів закріплення. Запропоновано спрощений аналітичний метод визначення форми згинних коливань біморфного перетворювача з урахуванням дисипативних втрат, виражених через середнє значення логарифмічного декременту згасання. Досліджено електроакустичні характеристики (амплітудно-частотну, коефіцієнт передачі за напругою та діаграму спрямованості - ДС) трикутних, прямокутних, круглих та еліптичних АБВПП. Установлено оптимальні співвідношення площ п'єзоелементу та металевої пластини прямокутних, трикутних і еліптичних перетворювачів, що дають змогу одержати максимальну чутливість цих АБВПП. Уперше для розширення частотного діапазону АБВПП застосовано електромеханічний негативний зворотний зв'язок. Розвинуто теорію об'ємних п'єзокерамічних перетворювачів. Побудовано та досліджено математичну модель об'ємних АБВПП. Розроблено методику розрахунку звукових полів, одержано формули для опору випромінювання та коефіцієнта концентрації, проведено розрахунки ДС.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та засоби покращання характеристик п'єзокерамічних сканерів для зондових наномікроскопів і створено конкурентоспроможні зразки таких виробів. Розроблено метод покращання позиціонування п'єзокерамічних сканерів за рахунок зменшення зв'язку між актуаторами, яке досягнуто завдяки розділенню актуаторів один від іншого, а також за рахунок застосування плоских пружних пластин, що мають різну жорсткість за координатами X і Y. Побудовано та досліджено математичні та комп'ютерні моделі трубчатого п'єзокерамічного сканера, п'єзокерамічного сканера на основі планарних біморфних п'єзоелементів та п'єзокерамічного сканеру на основі біморфного планарного камертону. Побудовано комп'ютерні моделі для візуалізації переміщень розроблених п'єзокерамічних сканерів. Для вирішення поставлених завдань використано методи розрахунку п'єзоелектричних матеріалів, теорії електричних ланцюгів, методи електромеханічних аналогій, проведено експериментальні дослідження та комп'ютерне моделювання.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано метод підвишення продуктивності багаторозрядних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) послідовного наближення з ваговою надлишковістю шляхом підвищення швидкодії за збереження роздільної здатності за рахунок застосування змінних тривалостей тактів прискореного порозрядного врівноваження (ППВ) й автоматичного регулювання чутливості операції порівняння аналогових сигналів, що дозволяє скоротити загальний час перетворення. Удосконалено математичні моделі статистичних і динамічних похибок ППВ з ваговою надлишковістю на основі рівнянь балансу, під час складання яких враховано використання операції порівняння з регульованою чутливістю. Удосконалено математичну модель перехідних процесів операції порівняння за прискореного порозрядного аналого-цифрового перетворення з ваговою надлишковістю, у якій враховано змінення чутливості схеми порівняння під час врівноваження.

  Скачати повний текст

Наведено результати подальшого дослідження у галузі розробки аналого-цифрових перетворювачів (АЦП). Вдосконалено принципи побудови високоточних швидкодіючих АЦП із перерозподілом заряду. Показано, що характеристики АЦП із перерозподілом заряду можна покращити за рахунок використання інформаційної надлишковості у вигляді надлишкових позиційних систем числення (НПСЧ). Розроблено методи зменшення похибок аналого-цифрового перетворення в АЦП із перерозподілом заряду шляхом введення інформаційної надлишковості. Запропоновано методи зменшення підсумкової методичної похибки, обумовленої процесом самокалібрування ваги розрядів. Проведено дослідження динамічних параметрів АЦП із перерозподілом заряду. Визначено умови, за яких тривалий триекспоненційний перехідний процес вироджується у швидкий одноекспоненційний з незмінною постійною часу на всіх кроках врівноваження. Запропоновано спосіб підвищення швидкості аналого-цифрового перетворення, який базується на значному скороченні довжини такту врівноваження на старших розрядах.

  Скачати повний текст

Розроблено методи забезпечення відмовостійкості багаторозрядних цифроаналогових і аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП і АЦП) порозрядного кодування з ваговою надлишковістю (ВН). Запропоновано метод підтримання відмовостійкості багаторозрядних ПФІ з ВН на основі цифрового самокалібрування ваг розрядів і характеристики перетворення з виконанням багаторазових розгорток і подальшим осередненням одержаних результатів. Описано аналітичні вирази для оцінювання міжкалібрувального інтервалу, що допомагає підтримувати відмовостійкість роботи даних пристроїв протягом всього циклу експлуатації. Визначено співвідношення для оцінювання ефективності процедур самокалібрування, доцільність використання різних процедур під час проектування багаторозрядних ПФІ. Доведено, що характеристика квантування ПФІ на основі систем числення з ВН з природним базисом - нерівномірна, крок квантування - багатозначний. Встановлено, що набір кроків квантування обмежений і залежить від основи системи числення, що допомагає враховувати похибки квантування за оцінювання загальної похибки ПФІ.

  Скачати повний текст

Досліджено стійкість лінійних двовимірних цифрових фільтрів і двовимірних фільтрів з операцією заокруглення в арифметиці з фіксованою комою. Запропоновано алгоритм отримання в аналітичному вигляді імпульсних характеристик. Розроблено алгоритм знаходження області стійкості у просторі коефіцієнтів фільтра для систем з заокругленням до найближчого цілого та за його допомогою отримано область стійкості для певного класу фільтрів. Поширено другий метод Ляпунова про стійкість двовимірних фільтрів на клас кусково-нелінійних функцій, за допомогою якої отримано умови стійкості систем з заокругленням шляхом відкидання дробової частини. Числовим методом досліджено та класифіковано режими нестійкості для вимірних систем з заокругленнями, знайдено аналітичні умови їх виникнення. Розглянуто вплив операцій заокруглення у ході реалізації алгоритмів числового дослідження стійкості на правильність роботи цих алгоритмів. Надано рекомендації щодо вибору кількості розрядів для реалізації цих алгоритмів.

  Скачати повний текст

Розроблено нові методи та засоби побудови генераторів імпульсних послідовностей з пуассонівським законом розподілу. Проведено порівняльний аналіз їх характеристик та вибір групи тестів для оцінювання якості таких генераторів. Проведено імітаційне моделювання різних методів побудови генераторів псевдовипадкових чисел з рівномірним законом розподілу, які є базовими за реалізації генераторів пуассонівських імпульсних послідовностей (ГПІП). На підставі цього моделювання для цих генераторів вибрано оптимальні початкові параметри. Запропоновано нову структуру ГПІП, основною перевагою якої є можливість керування вихідною частотою слідування імпульсів. Наведено набір тестів для оцінки якості ГПІП і базових генераторів рівномірно розподілених чисел. Розроблено нові число-імпульсні структури ГПІП, які забезпечують реалізацію конгруентних методів і нові швидкодіючі структури ГПІП, побудовані з використанням генераторів M-послідовностей. Запропоновано математичний алгоритм генерування псевдовипадкових чисел з законом розподілу, наближеним до рівномірного, який ефективно може використовуватись за програмної реалізації ГПІП. Проаналізовано характеристики вихідного сигналу ГПІП за умов імітації вихідного сигналу дозиметричних пристроїв.

  Скачати повний текст

Знайдено конструктивний опис елементів послідовності псевдовипадкових чисел (ПВЧ) узагальнених генераторів в термінах поліномів від номеру елемента послідовності й її ініціального значення, що призводить до побудови нового доведення теореми про мінімальну довжину максимального періоду послідовності ПВЧ, а також дозволяє знайти покращені верхні оцінки та нові нижні оцінки дискрипантної функції. Введено поняття степеневої та норменої сум Клостермана над кільцем цілих гаусових чисел. Знайдено нетривіальні оцінки таких сум. Побудовано асимптотичні оцінки суматорної функції для функції числа дільників цілих гаусових чисел, які зважені спеціальними арифметичними функціями.

  Скачати повний текст

Розвинуто ідеологію дворівневої динамічної адресації для бістабільних холестеричних рідкокристалічних дисплеїв (ХРКД). Запропоновано метод апроксимації електрооптичних характеристик ХРКД, який дозволяє на порядок швидше, ніж у разі застосування стандартного експериментального дослідження, визначити характеристики майбутнього дисплею, а саме: швидкості адресації, яскравість та контраст зображення, величину напруг в електричних сигналах керування, максимальний рівень мультиплексування та допуску за неоднорідності товщини шару холестеричного рідкокристалічного матеріалу (ХРК-матеріалу) в дисплеї. Розроблено методи для визначення цього допуску, а саме: метод прямого вимірювання на клиноподібній комірці - метод "клину", та метод непрямого вимірювання - метод "динамічного гістерезису", який дозволяє проводити всі необхідні дослідження в автоматичному режимі на тестових зразках з фіксованою товщиною шару ХРК-матеріалу. Запропоновано методи побудови керувальних сигналів ("вдосконалений" та "2-з-5") та два алгоритми розгортки ("компенсаційний" і "швидкий"), які дозволили збільшити швидкість дворівневої динамічної адресації та вирішити проблеми залежності значення контрасту зображення від змісту інформації, що записується, та від координат елементів індикації на дисплейній матриці.

  Скачати повний текст

Сформульовано, досліджено і вирішено ряд науково-технічних завдань, які пов'язані з проектуванням пристроїв відображення інформації та вибором способу кодування і зображення даних у процесі розробки інформаційної моделі, а саме: розроблена методика багатокритеріальної оцінки характеристик засобів відображення інформації та методика визначення межових змінень параметрів оцінюваної функції, за якою проводиться настроювання параметрів експериментальних досліджень. Проводиться порівняння характеристик пристроїв відображення цифрової інформації.

  Скачати повний текст

Запропоновано використовувати вагову надлишковість для підвищення точності конвеєрного аналого-цифрового (АЦ) перетворення за умов застосування в пристроях, що розробляються, низькочастотної елементної бази. Вдосконалено метод формування нерозривної передатної характеристики конвеєрного АЦ-перетворення, який базується на використанні вагової надлишковості у вигляді надлишкових позиційних систем числення. Вдосконалено математичні моделі статичних похибок високопродуктивних конвеєрних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) із ваговою надлишковістю, на підставі їх аналізу визначено шляхи підвищення точності перетворення. Розвинуто методи калібрування ваг розрядів високопродуктивних конвеєрних АЦП з ваговою надлишковістю на низькоточних аналогових вузлах за стратегією "знизу-догори" і "всі одразу", що дозволяють підвищити точність перетворення у порівнянні з первинною точністю елементної бази без фізичного впливу на параметри аналогових вузлів та без зменшення швидкості АЦ-врівноваження. Розроблено методи побудови високопродуктивних високоточних конвеєрних АЦП з ваговою надлишковістю на низькоточних аналогових вузлах з використанням методів самокалібрування ваг розрядів за рахунок вагової надлишковості. Оцінено ефективність введення вагової надлишковості у високоточні високопродуктивні самокалібровані конвеєрні АЦП зі зниженими вимогами щодо первинних похибок елементної бази.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему створення цифрових регуляторів для систем телекомунікацій на базі найбільш перспективного методу цифрового регулювання з функціональним перетворенням команд управління. Розроблено алгоритм масштабування телекомунікаційних мереж, які дозволяють довести подібні функціональні перетворення до рівня структурних електричних схем. Обгрунтовано методи моделювання цифрових регуляторів як пристроїв управління імпульсними потоками, що дозволяють вирішити технічні суперечності між вимогами до швидкодії та точністю регулювання. Доведено, що метод "поодинокого накопичення" у процесі регулювання коефіцієнта передачі в телекомунікаційних пристроях дозволяє запобігти різким скидам режиму регулювання за умов цифрового управління, що допомагає здійснити автоматичне регулювання чутливості та потужності в каналах зв'язку в межах вибраного динамічного діапазону з самотестуванням на безвідмовну роботу регуляторів. Надано рекомендації щодо практичного використання розроблених пропозицій та рішень.

  Скачати повний текст

Створено високоефективні засоби забезпечення теплових режимів (ЗЗТР) перспективних пристроїв обчислювальної техніки та систем керування (ОТіК) на базі науково обгрунтованих шляхів конструктивно-технологічної реалізації двофазних технологій теплообміну, що забезпечує підвищення надійності пристроїв ОТіК і зниження енергоспоживання водяних систем тепловідводу. Науково обгрунтовано вдосконалення існуючих і створення нових ефективних конструктивних рішень елементів, пристроїв і систем на базі двофазних технологій для забезпечення теплових режимів основних типів перспективних засобів РТіК, а саме: складних обчислювальних комплексів з тепловою потужністю до 30 кВт в одній приладовій шафі, пристроїв електронно-обчислювальної техніки та комп'ютерного керування, інфрачервоної техніки, мікролазерних пристроїв. Одержано нові експериментальні дані щодо теплових характеристик запропонованих конструктивних рішень теплових труб (ТТ), пристроїв і систем на їх базі, що підтверджують їх високу ефективність. Розроблено й обгрунтовано нові технологічні рішення, які дозволяють здійснити виготовлення та впровадження запропонованих конструкцій ТТ для ЗЗТР сучасних і перспективних пристроїв ОТіК. Одержані наукові та практичні результати уможливлюють розширення функціональних можливостей пристроїв ОТіК на новій елементій базі з підвищеним питомим та інтегральним тепловиділенням і можуть бути використані в радіолектронній техніці, радіотехніці й електроніці.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі розбиття багаторозрядних перетворювачів кодів (ПК) арифметичного типу за методом накопичення еквіваленту, відповідно до якої різні етапи циклу проектування виконуються відповідними підсистемами. Створено методи автоматизованого проектування ПК за методом накопичення еквівалентів, зокрема, метод розрахунку кількості тактів перетворення багатоблокових ПК, метод розрахунку корпусів ІМС щодо реалізації формувачів еквівалентів (ФЕ) кожного блоку, та їх програмне забезпечення. Удосконалено двокритеріальний метод системного проектування багатоблокового ПК, що враховує внутрішні апаратурні витрати на ФЕ та зовнішні витрати на комбінаційні суматори. Розвинуто методи проектування: моделювання, синтез, реалізація програмування мікросхем, що здійснюються у єдиному середовищі. Це уможливлює верифікацію пристрою на всіх етапах проектування, що дозволяє знизити ймовірність виникнення помилок з застосуванням стандартизованої мови опису апаратури VHDL.

  Скачати повний текст

За результатами теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано нові структури та формальні методи синтезу керувальних автоматів з "жорсткою" логікою (АЖЛ). Показано, що оптимізація апаратурних витрат у схемах формування змінних може бути одержана у разі використання методу кодування наборів фрагмента змінних. Запропоновано застосовувати метод кодування наборів фрагмента змінних у структурах керуючого автомату Мілі з кодуванням наборів мікрооперацій та кодуванням рядків прямої структурної таблиці, а також у структурах керуючого автомата Мура з кодуванням наборів мікрооперацій та з кодуванням класів псевдоеквівалентних станів. Розроблено нові структури та методи синтезу для структур автоматів Мілі та Мура з кодуванням наборів фрагмента змінних. Використання запропонованих методів дозволяє зменшити апаратурні витрати у схемах автомата Мілі до 20 % та у схемах автомата Мура до 10 % у порівнянні з відомими структурами. Одержано результати аналітичного оцінювання ефективності запропонованих структур АЖЛ у аспекті апаратурних витрат як функції від параметрів граф-схеми алгоритму. За результатами дослідження визначено область ефективного використання запропонованих структур мікропрограмних автоматів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми підвищення якості, ефективності та завадостійкості визначених пристроїв обробки сигналів (зокрема, нерекурсивних та рекурсивних цифрових фільтрів, фільтрів на поверхневих акустичних хвилях, деконволюторів, антенних решіток). Запропоновано новий уніфікований методологічний підхід до оптимального синтезу таких пристроїв, який полягає у формулюванні критеріїв синтезу (відносної середньоквадратичної похибки та відношення сигнал/завада) за допомогою узагальненого відношення Релея, та подальшої оптимізації за допомогою розроблених процедур. Встановлено, що такий підхід може бути застосований при синтезі пристроїв для обробки сигналів в частотній, часовій та просторовій областях. Основні результати роботи використовувались при вирішенні задач обробки інформаційних сигналів, для проектування пристроїв на поверхневих акустичних хвилях.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз архітектур і області застосування спецпроцесорів, які використовуються у низових рівнях розподілених комп'ютерних систем. Обгрунтовано ефективність застосування для побудови спецпроцесорів, крім широковживаного базису Радемахера, який породжує двійкову систему числення, теоретико-числового базису Галуа. Запропоновано методи побудови конвеєрних спецпроцесорів на базі багатоканального аналого-цифрового перетворення (АЦП), інтегрально-імпульсної технології на базисі Галуа та двовимірних шумоподібних кодових послідовностей. Розроблено метод, алгоритм операції сумування у базисі Галуа й архітектуру паралельного суматора, швидкодія якого перевищує у 5 - 9 разів швидкодію паралельного суматора у базисі Радемахера. Розроблено теоретичні засади методів цифрового формування й обробки двовимірних широкосмугових послідовностей, які характеризуються перевагами завадозахищеності стосовно одновимірних. Розроблено функціональні схеми та принципові рішення компонентів спецпроцесорів у базисі Галуа.

  Скачати повний текст

За результатами теоретичних і експериментальних досліджень створено нові структури та формальні методи синтезу композиційних мікропрограмних пристроїв керування. Показано, що можна одержати оптимізацію апаратурних витрат у схемі формування адреси мікрокоманди за умов використання методів багаторівневої реалізації автоматів з "жорсткою" логікою, яких необхідно адаптувати до особливостей композиційних мікропрограмних пристроїв керування. Запропоновано використовувати методи кодування логічних умов, перетворення номерів переходів, кодів станів, кодів операторних лінійних ланцюгів та їх класів, а також адреси мікрокоманд. Розроблено нові структури та методи синтезу для всіх відомих композиційних мікропрограмних пристроїв керування. Показано, що використання запропонованих методів дає змогу зменшити апаратурні витрати в схемі автомата адресації на 12 - 42 % у порівнянні з відомими методами синтезу. Одержано аналітичні оцінки складності апаратурних витрат у схемах пристроїв керування як функції від параметрів граф-схеми алгоритму. На підставі результатів дослідження визначено область ефективного використання запропонованих структур композиційних мікропрограмних пристроїв керування.

  Скачати повний текст

Розглянуто задачу генерування відрізку прямою для 3D пристроїв відображення інформації (ПВІ) як задачу визначення множини вокселі, що апроксимують заданий відрізок. Набули подальшого розвитку підходи до вирішення завдання відображення методів воксельного розкладання відрізків прямої на паралельних обчислювачих графічних процесорів (архітектури CUDA). Запропоновано нову структуру та виконано оцінку часових характеристик спеціалізованого процесора для генерування 3D образів відрізків прямих у об'ємних ПВІ.

  Скачати повний текст