Високопродуктивні аналого-цифрові перетворювачі із змінними тривалостями тактів порозрядного наближення з ваговою надлишковістю - Автореферат

Використання вагової надлишковості у вигляді систем числення з ваговою надлишковістю (СЧВН) дає можливість значного (на порядок і більше) підвищення продуктивності порозрядного аналого-цифрового перетворення за рахунок компенсації динамічних похибок першого і другого роду, що виникають у процесі врівноваження вхідного аналогового сигналу компенсуючим сигналом АЦП. Використання змінних тривалостей тактів порозрядного наближення в процесі аналого-цифрового перетворення з ваговою надлишковістю дозволяє в декілька разів підвищити продуктивність процесу аналого-цифрового перетворення. У ПФІ з ваговою надлишковістю та постійними тривалостями тактів врівноваження є можливість у комплексі разом із підтриманням точності на неточних елементах підвищувати швидкодію АЦП порозрядного кодування в 5-10 разів за рахунок компенсації динамічних похибок, що виникають під час врівноваження. Удосконалити математичні моделі динамічних похибок АЦП на основі рівнянь балансу, що складаються за умови використання операції порівняння з регульованою чутливістю і відповідно враховують специфіку перехідних процесів під час формування компенсуючого сигналу при прискореному порозрядному врівноваженні з ваговою надлишковістю. Методи дослідження базуються на використанні: теорії аналого-цифрового перетворення з ваговою надлишковістю для побудови математичних моделей процесу врівноваження вхідного аналогового сигналу компенсуючим сигналом; теоретичних основ електронних схем для дослідження аналогових вузлів АЦП; теорії лінійних інтегральних схем для дослідження аналогових вузлів АЦП; теорії цифрових автоматів для синтезу схем керування та обчислення результату перетворення; теорії вимірювань для дослідження процесу перетворення; теорії ймовірності для дослідження похибки квантування при аналого-цифровому наближенні; математичного аналізу для аналізу математичних моделей; теорії обєктно-орієнтованого програмування, паралельного програмування та теорії системного програмування для розробки програмного забезпечення для моделювання процесу аналого-цифрового перетворення.У першому розділі проаналізовано динамічні характеристики сучасних АЦП порозрядного наближення, визначено поняття продуктивності стосовно аналого-цифрових перетворювачів та методи підвищення цієї продуктивності для АЦП порозрядного наближення з ваговою надлишковістю. Причому останній (наймолодший такт) має тривалість, порівняну з тривалістю такту при перетворенні з постійними тривалостями тактів із ваговою надлишковістю. Проте використання вагової надлишковості дає змогу компенсувати похибки, що виникають на старших «неточних» тактах. До складу АЦП порозрядного наближення з ваговою надлишковістю зі змінними тривалостями тактів врівноваження повинна входити спеціальна схема порівняння аналогових сигналів з регульованою чутливістю, швидкодія та чутливість якої змінюється на кожному такті врівноваження (рис. У порозрядному АЦП зі змінними тривалостями тактів врівноваження відбувається компенсація динамічних та статичних похибок за рахунок вагової надлишковості.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Решетнік О. О. Підсилювач з регульованою чутливістю для схеми порівняння струмів / О. Д. Азаров, О.О. Решетнік, С.М. Захарченко // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2005. - N2. - С. 5-13.

2. Формування нерозривних передатних характеристик ЦАП і АЦП на основі вагової надлишковості / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік, С. М. Захарченко, [та інші] // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2006. - N3. - С. 7-15.

3. Решетнік О. О. АЦП із змінною тривалістю тактів врівноваження на основі надлишкових позиційних систем числення / О. О. Решетнік // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2008. - N6. - С. 126-129.

4. Системи числення з ваговою надлишковістю для швидкодіючих АЦП послідовного наближення і ЦАП, що самокалібруються [Електронний ресурс] / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік, С. В. Богомолов // Наукові праці Вінницького національного технічного університету. - 2008. - N3. - Режим доступу до журн: http://nbuv.gov.ua/e-journals/VNTU /2008-3/2008-3.files/uk/08odafsc_ua.pdf

5. Решетнік О. О. Математичні моделі динамічних похибок І-го роду для швидкодіючих порозрядних АЦП із ваговою надлишковістю / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік, Л. В. Крупельницький // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2009. - N2. - С. 7-13.

6. Решетнік О. О. Похибки усталення при аналого-цифровому перетворенні з прогресуючими тривалостями тактів порозрядного врівноваження з ваговою надлишковістю / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік, М. Ю. Шабатура // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2009. - N3. - С. 5-12.

7. Решетнік О. О. Модель операції порівняння при порозрядному аналого-цифровому перетворенні з прогресуючим набором тривалостей тактів урівноваження / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік, В. А. Гарнага // Інформаційні технології та компютерна інженерія. - 2008. - N3. - С. 5-13.

8. Решетнік О. О. Математична модель компаратора з регульованою чутливістю для швидкодіючого багаторозрядного АЦП із ваговою надлишковістю [Електронний ресурс] / О. Д. Азаров, О. О. Решетнік // Наукові праці Вінницького національного технічного університету. - 2008. - №1. - Режим доступу : 9. Патент на корисну модель №26771 Україна, МПК (2006): H03K 5/22, G05B 1/00. Двотактний симетричний підсилювач струмів / Азаров О. Д., Богомолов С. В., Решетнік О. О., [та інші]; заявник та патентовласник Вінницький національний технічний університет. - №u200704476; заявл. 23.04.2007 ; опубл. 10.10.2007, Бюл. №16.

10. Патент на корисну модель №25471 Україна, МПК (2006): H03K 5/22, G05B 1/00. Вхідний пристрій схеми порівняння струмів / Азаров О. Д., Решетнік О. О., Кадук О. В., [та інші]; заявник та патентовласник Вінницький національний технічний університет. - №u200703563; заявл. 02.04.2007; опубл. 10.08.2007, Бюл. №12.

11. Патент на корисну модель №23999 Україна, МПК (2006): H03K 5/22, G05B 1/00. Підсилювач постійного струму / Азаров О. Д., Решетнік О. О., Лукащук О. О., [та інші]; заявник та патентовласник Вінницький національний технічний університет. - №u200702059; заявл. 26.02.2007; опубл. 11.06.2007, Бюл. №8.

12. Патент на корисну модель №21954 Україна, МПК (2006): H03K 5/22, G05B 1/00. Буферний елемент / Азаров О. Д., Решетнік О. О., Лукащук О. О., Богомолов С. В., Гарнага В. А.; заявник та патентовласник Вінницький національний технічний університет. - №u200611431; заявл. 30.10.2006; опубл. 10.04.2007, Бюл. №4.

13. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №26840 ПА. Україна. “ Програма моделювання процесу порозрядного аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних систем числення” / Азаров О. Д., Решетнік О. О., Гарнага В. А. - Дата реєстрації 9.12.2008.

14. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №33507 ПА. України. “Програмне забезпечення для дослідження динамічних похибок першого роду в швидкодіючих порозрядних АЦП з ваговою надлишковістю та прогресуючим набором тактів врівноваження” / Азаров О. Д., Решетнік О. О., Шабатура М. Ю. - Дата реєстрації 31.05.2010.