Високоточні порозрядні АЦП, що самокалібруються, з ваговою надлишковістю для систем цифрової реєстрації і обробляння аналогових сигналів - Автореферат

Використання ж вагової надлишковості у формі надлишкових позиційних систем числення (НПСЧ) дозволяє комплексно вирішувати питання як підвищення точності, так і швидкодії. Дослідження, результати яких наведено в цій дисертаційній роботі, проводились здобувачем протягом 2000-2004 років згідно з науковим напрямком кафедри обчислювальної техніки Вінницького національного технічного університету, а також як виконавцем у рамках науково-дослідних програм „Дослідження принципів використання інформаційної надлишковості для підвищення точності та швидкості аналого-цифрового перетворення” №58-Д-201 (номер держ. реєстрації 0199U003435) та „Розробка теорії високоефективних вимірювальних та обчислювальних засобів на базі надлишкових позиційних систем числення” №58-Д-247 (номер держ. реєстрації 0102U002265). Методи дослідження - базуються на використанні: теорії АЦ-перетворення для аналізу шляхів підвищення точності порозрядних АЦП, що самокалібрується; теорії похибок для розробляння моделей статичних похибок; компютерному моделюванні для аналізу процесу А-Ц перетворення, зокрема, самокалібрування ваг розрядів й оцінювання рівня інструментальних і методичних похибок, а також для перевірки отриманих теоретичних положень; евристичний синтез - для розробки структур порозрядних АЦП системного застосування, що самокалібруються. Вдосконалення математичних моделей аналого-цифрових перетворювачів для аналізу (в тому числі статистичного) похибок, що виникають як під час виконання основної функції, так і під час самокалібрування ваг розрядів, за умови, що принцип побудови компенсуючого ЦАП передбачає як безпосередній, так і приведений баланс інструментальних похибок. Дістали подальшого розвитку методи підвищення точності порозрядних АЦП на основі інформаційно-вагової надлишковості, побудованих на низькоточній елементній базі і виготовлених за спрощеною технологією, шляхом цифрового калібрування ваг розрядів, для випадків, коли принцип побудови компенсуючого ЦАП передбачає як безпосередній, так і приведений баланс інструментальних похибок.Показано, що застосування лише цих методів не дозволяє досягти довгострокової точності перетворювача на рівні більше ніж 14 розрядів. В результаті аналізу показано, перспективність методів підвищення точності на основі надлишкових позиційних систем числення, оскільки вони на відміну від більшості методів дозволяють підвищувати не тільки точність, а і швидкість аналого-цифрового перетворення. Зокрема, узагальнення методів самокалібрування, незалежно від типу паралельного ЦАП, що входить до складу АЦП, та проведення статистичного аналізу для оцінювання ефективності тих чи інших методів самокалібрування АЦП та визначення оптимальних параметрів цих методів. Кроки повторюються поки не буде сформовано система з n-s рівнянь (де s - параметр системи числення ), оскільки останні s розрядів не буде чим врівноважувати. Аналіз джерел методичних похибок самокалібрування показав, що в перших n-s 1 рівняннях, що складаються на основі результату врівноваження, серед похибок буде присутня лише похибка врівноваження, тобто похибка квантування (

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. Новий метод зменшення методичної похибки самокалібровки АЦП на основі надлишкових позиційних систем числення // Реєстрація, зберігання і обробка даних. - 2001. - том 3, №2. - С.78-83.

2. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. Метод самокалібрування похибок порозрядних АЦП з ваговою надлишковістю // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2002. - №6. - С.5-8.

3. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. Статичні похибки самокаліброваних АЦП порозрядного врівноваження з ваговою надлишковістю // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. - 2003. - випуск 58. - С.6-12.

4. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. АЦП порозрядного врівноваження з самокалібруванням за стратегією „згори-донизу” // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2003. - №6. - С.41-45.

5. Азаров О.Д., Архипчук О.А. Параметричний синтез точностних характеристик самокаліброваних АЦП // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. - 2004. - випуск 74. - С.409-415.

6. Пат. №53090А України, 7 Н03М1/42. Спосіб аналого-цифрового перетворення / О.Д. Азаров, О.А. Архипчук, С.М. Захарченко (Україна). - №2002031816; Заявл. 05.03.2002; Опубл. 15.01.2003, Бюл. №1.

7. A.Azarov, S.Zakharchenko, А.Arkhipchuk New method of reduction of a methodical error of self-calibration for ADC on the basis of redundant positional number systems // Optoelectronic Information Technologies. - 2000. - Vol. 4425. - P.22-26.

8. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. Зменшення методичної похибки самокалібрування АЦП на основі надлишкових позиційних систем числення // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Збірник наукових праць . - Хмельницький: ТУП. - 2002. - Випуск №9 том 2. - С.24-28.

9. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. Калібрування похибок АЦП з ваговою надлишковістю за стратегією „згори-донизу” //Збірник праць міжнародної НТК „Приборостроение - 2002” - Алупка. - 2002р. - С.12-15.

10. Азаров О.Д., Захарченко С.М., Архипчук О.А. АЦП порозрядного врівноваження з самокалібруванням за стратегією „згори-донизу” // Тези доповідей VII міжнародної науково-технічної конференції „Контроль і управління в складних системах” (КУСС-2003) - м. Вінниця, 8-11 жовтня 2003р. - С.101.