Підвищення точності та швидкодії інформаційно-вимірювальних систем для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Розробка методу коригування похибок комутатора. Шляхи та підходи підвищення точності та швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів.
Аннотация к работе
На точність та швидкодію інформаційно-вимірювальних систем (ІВС) опрацювання стрибкоподібних сигналів значний вплив здійснює розробка та подальший розвиток методів коригування статичних та компенсації динамічних похибок їх вимірювальних каналів (ВК). Основний зміст роботи складають результати наукових розробок та експериментальних досліджень, які здійснювались протягом 2002-2007 років згідно з науковим напрямком кафедри обчислювальної техніки Вінницького національного технічного університету, а також виконання науково-дослідних програм,,Дослідження принципів використання інформаційної надлишковості для підвищення точності та швидкодії 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). Метою дослідження є підвищення точності і швидкодії вимірювального каналу ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів за рахунок коригування статичних і компенсації динамічних похибок першого та другого роду, що досягається введенням до його структури АЦП із ваговою надлишковістю, що самокалібрується. · вдосконалення математичних моделей динамічних похибок другого роду, що виникають у вимірювальному каналі під час опрацювання стрибкоподібних сигналів; В роботах, опублікованих у співавторстві і наведених у списку опублікованих праць за темою дисертації, здобувачу належать такі ідеї і розробки: [1] - запропоновано підхід підвищення швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів, подальшого розвитку дістали математичні моделі динамічних похибок другого роду, розроблено моделюючу програму процесу компенсації даних похибок; [2] - запропоновано підхід підвищення точності комутатора та ІВС, розроблено системи для сейсморозвідки, акустичних вимірювань; [3,4] - розроблено математичні моделі стрибкоподібних сигналів; [5,6] - розроблено ІВС для опрацювання сигналів з точок акупунктури людини; [7] - розроблено рекомендації щодо структурної організації каналів ІВС; [8] - запропоновано спростити вимірювальний канал системи; [9] - розроблено програмне забезпечення для здійснення оцінювання параметрів стрибкоподібних сигналів, блок попереднього аналізу і вибору точок акупунктури; [10,11] - розроблено рекомендації для вибору аналогових вузлів вимірювального каналу.Так, наприклад, для підвищення швидкодії системи, до складу ВК можуть вводитися: блок контролю напруги, пристрій визначення полярності контрольної напруги, аналоговий суматор, блок керування та певна кількість схем порівняння. Розглянуто можливість підвищення точності та швидкодії систем шляхом побудови їх,,ядра” - ПІ на основі надлишкових позиційних систем числення (НПСЧ), включення його у контур коригування похибок, а також компенсації динамічних похибок першого та другого роду. IMG_d2b4b670-5bfd-4f81-82a2-6ff8df260932 у ВК ІВС залежить від швидкості змінення вхідного сигналу та похибок інших елементів каналу, зокрема комутатора (К), а саме похибок прямого проходження сигналу через закриті ключі К. Виходячи з описаних вище фрагментів, побудовано моделі, що описують появу похибок, повязаних із змінення вхідного сигналу, наприклад, для лінійного змінення вхідного сигналу при використанні НПСЧ (1,0) з основою АЦП із с/к - АЦП із самокалібруванням; ЦАП - калібрувальний; Кл - ключ; ПВЗ - пристрій вибірки і зберігання; БК - блок керування, Т - блок вимірювання температури (додатково вводиться до складу системи, він подає сигнал на здійснення самокалібрування при зміненні температури навколишнього середовища); Rді - опір давача; Rmi - масштабний резистор; Rцап - опір ЦАП; СЦОП - спеціалізований цифровий обчислювальний пристрій; Nвих - вихідний код; у1, у2 - сигнали керування.Результати дослідження є внеском у розвиток теорії ІВС, зокрема, у випадку їх застосування для опрацювання стрибкоподібних сигналів, оскільки доводять, що використання АЦП на основі вагової надлишковості як “ядра” вимірювального каналу та включення його у контур калібрування дозволяє підвищувати точність при отриманні відповідних вимірювальних даних шляхом коригування статичних, компенсації динамічних похибок, а також будувати зазначені ПІ на неточній елементній базі. Показано, що актуальним для досягнення потрібних метрологічних характеристик доцільно використовувати процедуру самокалібрування статичних похибок аналогових вузлів вимірювального каналу і компенсації динамічних похибок першого і другого роду. Вперше запропоновано метод коригування похибок комутатора вимірювального каналу ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів, що дозволяє зменшити її удвічі, а також загальну інструментальну похибку каналу та підвищити точність вимірювань. Вдосконалено метод підвищення точності ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів, який відрізняється від існуючих тим, що базується на введенні до структури вимірювального каналу системи як “ядра” - порозрядного АЦП із ваговою надлишковістю, що самокалібрується, та включенням йо