Двотактні підсилювачі постійного струму для багаторозрядних цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів, що самокалібруються - Автореферат

Незважаючи на це, значна кількість провідних фірм світу, зокрема, Analog Device, Elantec, Texas Instruments, National Semiconductor, серійно випускають двотактні підсилювачі постійного струму. Дисертаційне дослідження здійснювалося здобувачем протягом 2006-2010 років відповідно до наукового напрямку кафедри обчислювальної техніки Вінницького національного технічного університету, зокрема, у ході виконання науково-дослідних програм «Розробка теорії швидкісного порозрядного аналого-цифрового перетворення на основі вагової надлишковості» (номер державної реєстрації 0105U002439), «Теорія побудови пристроїв та елементної бази прискореного високоточного аналого-цифрового перетворення» (номер державної реєстрації 0108U000664) та координаційного плану науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України (наказ №37 від 13.02.1997 р.) за напрямком - “Перспективні інформаційні технології, прилади комплексної автоматизації, системи звязку”. Розглянути відомі структури і принципові схеми однотактних та двотактних підсилювачів постійного струму, а також проаналізувати вплив їх статичних і динамічних характеристик на похибки перетворення багаторозрядних ПФІ. 2.Дослідити запропоновані метод структурно-функціональної організації двотактних підсилювачів постійного струму із введенням внутрішніх контурів вибіркового зворотного звязку і компенсаторів струму у проміжні каскади підсилювача, а також метод параметричної компенсації неідентичної статичних характеристик транзисторів різного типу провідності у проміжних каскадах двотактних ППС. Методи дослідження: основи теорії електронних схем та елементи теорії похибок використано для аналізу статичних і динамічних характеристик підсилювачів постійного струму; математичний апарат спеціальних функцій, зокрема, повних еліптичних інтегралів першого та другого роду застосовано для оцінювання коефіцієнту нелінійних спотворень базової схеми двотактного ППС; за допомогою математичного апарату лінійної квадратичної апроксимації оцінено нелінійність статичної передатної характеристики двотактного підсилювача струму; основи теорії багаторозрядних ПФІ системного призначення застосовано для визначення коригованих і некоригованих складових похибок перетворювального каналу АЦП, в якому використовуються ДСППС; компютерне моделювання із використанням сучасних пакетів прикладних програм схемо технічного аналізу використано для дослідження статичних і динамічних характеристик двотактних підсилювачів постійного струму.У другому розділі здійснено аналіз двох запропонованих методів структурно-функціональної організації двотактних симетричних підсилювачів постійного струму з покращеними статичними і динамічними характеристиками: 1) із параметричною компенсацією неідентичності колекторних струмів із переведенням вхідного двотактного каскаду в «мікрорежим» на рівні базових струмів проміжних підсилювальних каскадів; Недоліком такого підходу є деяке зменшення швидкодії підсилювача порівняно зі схемами, що працюють у номінальних режимах робочої точки. Такий підхід дозволяє вирівняти канальні коефіцієнти передачі по струму і автоматично задати через КСІ та КСІІ відповідні робочі точки схеми. Найпростіший двонаправлений відбивач струму з давачами на транзисторах у діодному вмиканні, принципову схему якого показано на рис. При цьому залежно від приростів, що виникають І?=ІР DI? і І?=ІР-DI? у парах проміжних підсилювальних каскадів, струм ІДВС буде визначатися за співвідношенням де І0 - початковий тепловий струм транзистора, , - напруги у відповідних вузлах, JT - термопотенціал.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

За темою досліджень опубліковано 46 наукових праць, основними з них є: 1. Моделі АЧХ і ФЧХ інтегральних біполярних транзисторів на основі схем заміщення з керованими генераторами струму / О. Д. Азаров, С. Ш. Кацив, В. А. Гарнага та інш. // Проблеми інформатизації та управління. - 2009. - №4(28). - С. 5-15.

2. Гарнага В. А. Похибки лінійності двотактного симетричного підсилювача постійного струму/ О. Д. Азаров , В. А. Гарнага // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2008. - №1 (11). - С. 124-132.

3. Гарнага В. А. Математичка модель передатної характеристики двотактного підсилювача постійного струму/ О. Д. Азаров, В. А. Гарнага // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2008. - №2 (12). - С. 5-11.

4. Гарнага В. А. Методи задання робочих точок проміжних каскадів двотактних підсилювачів постійного струму / О. Д. Азаров, В. А. Гарнага // Проблеми інформатизації та управління. - 2009. -№1(25). - С. 6-14.

5. Гарнага В.А. Методи симетрування коефіцієнтів передачі проміжних каскадів двотактних підсилювачів постійного струму / О. Д. Азаров, В. А. Гарнага // Електронне наукове фахове видання “Наукові праці Вінницького національного технічного університету”. - Вінниця, 2009. - №3. -[Електронний ресурс]. Режим доступу до журналу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/VNTU/2009-3/2009-3.htm.

6. Гарнага В. А. Нелінійні спотворення у двотактних симетричних підсилювачах постійного струму / О. Д. Азаров, В. А. Гарнага // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. - 2007. - №2(14). - С. 26-33.

7. Пат. на винахід 91923 Україна, МПК (2006) H03K 5/22, H03F 3/26, Двотактний симетричний підсилювач струму / Азаров О. Д., Богомолов С. В, Гарнага В. А. // заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № a200900486 заявл. 26.07.2007 опубл.10.09.2010, бюл. № 17.

8. Пат. на корисну модель 18466 Україна, МПК (2006) H03F3/26. Підсилювач постійного струму / Азаров О. Д., Лукащук О. О., Гарнага В. А., Решетнік О. О., заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200604582 заявл. 25.04.2006; опубл. 15.11.2006 Бюл. №11. - 7 с.

9. Пат. на корисну модель 18599 Україна, МПК (2006) H03F3/26. Двотактний симетричний підсилювач струму / Азаров О. Д., Лукащук О. О., Гарнага В. А., Решетнік О. О., заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200605299 заявл. 15.05.2006; опубл. 15.11.2006 Бюл. №11. - 7 с.

10. Пат. на корисну модель 19370 Україна, МПК (2006) H 03 K 5/22, G 05 B 1/00. Підсилювач постійного струму / Азаров О. Д., Гарнага В. А., Решетнік О. О., Тарасова О. М.; заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200606551 заявл. 13.06.2006; опубл. 15.12.2006; Бюл. №12. - 7 с.

11. Пат. на корисну модель 19728 Україна, МПК (2006) H 03 K 5/22, G 05 B 1/00. Підсилювач постійного струму / Азаров О. Д., Лукащук О. О., Богомолов С. В., Гарнага В. А., Решетнік О. О.; заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200608586 заявл. 31.07.2006; опубл. 15.12.2006; Бюл. №12. - 7 с.

12. Пат. на корисну модель 21954 Україна, МПК (2006) H 03 K 5/22, G 05 B 1/00. Буферний елемент / Азаров О. Д., Богомолов С. В., Гарнага В. А., Лукащук О. О., Решетнік О. О.; заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200611431 заявл. 30.10.2006; опубл. 10.04.2007; Бюл. №4. - 7 с.

13. Пат. на корисну модель 26495 Україна, МПК (2006) H 03 K 5/22, G 05 B 1/00. Двотактний симетричний підсилювач струму / Азаров О. Д., Богомолов С. В., Гарнага В. А., Решетнік О.О., заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u200705196 заявл. 11.05.2007; опубл. 25.09.2006 Бюл. №15. - 9 с.

14. Пат. на корисну модель 51958 Україна, МПК (2006) H 03 K 5/22, G 05 B 1/00, Двотактний симетричний підсилювач струму / Азаров О. Д., Богомолов С. В, Гарнага В. А., Кириленко Д. О. // заявник та патентовласник Вінницький нац. техн. ун-т. - № u201000906 заявл. 29.01.2010; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 15. - 5 с.

15. Гарнага В. А. Вирівнювання коефіцієнтів передачі проміжних каскадів двотактних підсилювачів постійного струму / О. Д. Азаров, В. А. Гарнага // Методи та засоби кодування, захисту й ущільнення інформації: міжнар. наук.-техн. конф., 22-24 квіт. 2009 р.: тези допов. - Вінниця, 2009. - С. 176-177.

16. Гарнага В. А. Моделі АЧХ і ФЧХ двотактних підсилювачів струму на основі схем заміщення транзисторів у форматі SPICE / Азаров О. Д., Гарнага В. А., Теплицький М. Ю. // Інформаційні технології та комютерна інженерія: міжнар. науч.-техн. конф., 19-21 трав. 2010 р.: тези допов. - Вінниця, 2010. - С. 360-361.