В данной работе рассматривается алгоритм определения числа участков и значений корректирующих констант для таблично-алгоритмических преобразователей, с трансформацией кода аргумента по целым степеням двойки при воспроизведении элементарных функций.

Запропоновано метод обчислення та відтворення у технічних пристроях ступінчастих функцій одного класу з цілочисловою формою зображення аргументу, оптимальний з точки зору точності та часу обчислення. На основі запропонованого методу для прикладу розроблено математичні, операторні, структурно-функціональні моделі та алгоритми функціонування ступінчатих апроксиматорів для обчислення та відтворення дробово-ірраціональних, дробово-раціональних, ступеневих та гіперболічних функцій; цифрових пристроїв, виконуючих арифметичні дії над частотно-імпульсними сигналами, і багатофазових генераторів імпульсів. Наведена оцінка похибок запропонованих технічних рішень, частотних можливостей та надана інженерна методика їх розрахунку.

На основі переходу до методів кодування в базисі Галуа розроблено методики АЦ перетворення із скануванням вимірюваного сигналу, з разрідженою ідентифікацією рівнів квантування і слідкуючим перетворенням. Це дозволило підвищити регулярність структур АЦ перетворювачів і швидкодію; спростити вихідний шифратор, зменшити кількість вихідних інформаційних шин; підвищити технологічність виробництва і, як наслідок, знизити вартість продукції.

Розглянуто основні переваги використання надлишкових позиційних систем числення (НПСЧ) для зниження технологічних вимог до виготовлення аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Проаналізовано функціонування самокаліброваного АЦП з перерозподілом заряду, побудованого на базі НПСЧ. Наведено схеми конденсаторних alpha-ЦАП різних типів, які є базою АЦП. Доведено переваги використання підсилювачів струму в складі АЦП з перерозподілом заряду у порівнянні з підсилювачами напруги. Запропоновано рекомендації щодо проектування схеми порівняння напруг, реалізованої на базі підсилювача струму, буферного та порогового елементів. Показано, що для підвищення швидкодії в підсилювачах струму доцільно використовувати нелінійний зворотний зв'язок.

Проаналізовано можливості підвищення точності високопродуктивних конвеєрних АЦП, побудованих на низькоточних аналогових вузлах, від рівня інформаційної надлишковості. Одержано залежність необхідного рівня інформаційної надлишковості від заданої граничної статичної похибки формування ваг розрядів.

Наведено результати подальшого дослідження у галузі розробки аналого-цифрових перетворювачів (АЦП). Вдосконалено принципи побудови високоточних швидкодіючих АЦП з 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 з перерозподілом заряду шляхом введення інформаційної надлишковості. Запропоновано методи зменшення підсумкової методичної похибки, обумовленої процесом самокалібрування ваги розрядів. Проведено дослідження динамічних параметрів АЦП з перерозподілом заряду. Визначено умови, за яких тривалий триекспоненціальний перехідний процес вироджується у швидкий одноекспоненціальний 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.

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.

Розроблено декілька нових структур конвеєрних аналого-цифрових перетворювачів та алгоритмів самокалібрування, які дозволяють підвищити точність перетворювачів відносно існуючих структур конвеєрних АЦП та алгоритмів самокалібрування. Зроблено пошук структур конвеєрних самокаліброваних АЦП, які мають найменшу структурну надлишковість.

Побудовано моделі статичних похибок конвеєрних аналого-цифрових перетворень (АЦП), що дозволяє в подальшому дослідити впливи кожної окремої похибки одержати їх числове значення розв'язати систему рівнянь під час проведення процедури самокалібрування. Розглянуто самокалібровані конвеєрні АЦП на базі інформаційної надлишковості, кожний каскад якого є 1-бітним перетворювачем.

Розглянуто сучасні підходи до побудови високопродуктивних конвеєрних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП), область їх застосування, переваги та недоліки. Порівняно характеристики існуючих АЦП конвеєрного типу відомих у світі виробників.

Створено методики оптимізаційного проектування надлишкових аналогово-цифрових перетворювачів (АЦП) порозрядного врівноваження за критеріями швидкодії, алгоритмічної надійності та реалізаційних витрат. Розроблено взаємопов'язану сукупність математичних моделей та алгоритмів, методичне та програмне забезпечення аналітичного й імітаційного моделювань. Наведено інженерну методику оптимізаційного проектування надлишкових АЦП порозрядного врівноваження за алгоритмічною надійністю та реалізаційно-часовими витратами, яка реалізує розроблені моделі й алгоритми. Комплексне застосування аналітичного та імітаційного моделювань дозволяє створити ефективний програмний засіб для автоматизації прийняття проектних рішень.

Предложен способ преобразования кода системы остаточных классов в напряжение и приведен пример его аппаратной реализации.

Представлены теоретические и практические сведения по проектированию и построению устройств на основе КМОП и ТТЛ интегральных микросхем. Рассмотрены проблемы обеспечения их устойчивой работы. Приведены примеры типичных задач с решениями, а также задания для самостоятельного решения и анализа. Расмотрены проблемы сопряжения и взаимозаменяемости интегральных микросхем при их совместной работе. Разработаны рекомендации по выбору оптимальных вариантов схем цифровых устройств. Представлен англо-русский словарь терминов по цифровой микросхемотехнике.

Висвітлено основні положення нового напряму логарифмічного аналого-цифрового перетворення (ЛАЦП) на комутованих конденсаторах. Охарактеризовано базові вузли ЛАЦП. Запропоновано методику оцінки його динамічних властивостей. Наведено результати математичного та фізичного моделювання ЛАЦП.

Освещены основные положения нового направления логарифмического аналого-цифрового преобразователя (ЛАЦП) на комутированных конденсаторах. Охарактеризованы базовые узлы ЛАЦП. Предложена методика оценки его динамических свойств. Приведены результаты математического и физического моделирования ЛАЦП.

  Скачати повний текст

Проаналізовано інформаційні основи та принципи побудови структур і елементів аналого-цифрових інтерфейсів ЕОМ, які виконують функції узгодження аналогової та цифрової форм інформації та дозволяють взаємодіяти з ЕОМ різноманітним джерелам та користувачам інформації, що передається в аналоговій (безперервній) формі.

Проанализированы информационные основы и принципы построения структур и элементов аналого-цифровых интерфейсов ЭВМ, которые выполняют функции согласования аналоговой и цифровой форм информации и позволяют взаимодействовать с ЭВМ разнообразным источникам и пользователям информации, которая передается в аналоговой (беспрерывной) форме.

Запропоновано швидкодійний аналого-цифровий перетворювач паралельного типу на базі спектрального методу корекції фазових зсувів імпульсів дискретизації. Перетворювач характеризується високою швидкодією та динамічною точністю.

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.

Показано, що значення методичної похибки калібрування суттєво залежить від кількості "неточних" та додаткових розрядів, а також значення допоміжного сигналу. Запропоновано та досліджено різні підходи щодо зменшення методичної похибки.

Обгрунтовано переваги використання аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) порозрядного врівноваження з перерозподілом заряду, побудованих на комутованих конденсаторах. Наведено оригінальну структуру АЦП, який дозволяє більш ніж удвічі підвищити швидкість аналого-цифрового перетворення.