Теорія аналізу та синтезу число-імпульсних функціональних перетворювачів

Доведено, що ГПІП на основі лінійного конгруентного методу мають статистичні характеристики, ближчі до теоретичних порівняно з ГПІП, в яких використовуються М-генератори. Однак останні мають значно вищу швидкодію, що дозволяє істотно розширити діапазон середніх частот вихідного сигналу.

Сьомий розділ присвячено розробці, дослідженню та впровадженню у виробництво пристроїв, виконаних на основі проведених теоретичних досліджень.

Подано результати використання ЧІФП і ГПІП для побудови, налагодження і перевірки дозиметричних пристроїв.

ЧІФП були застосовані для вирішення наступних задач: масштабування вихідного імпульсного потоку дозиметричних детекторів (ДзД) з метою отримання результату вимірювання в заданих одиницях; компенсації мертвого часу ДзД; корекції енергетичної характеристики ДзД; оптимізації часу вимірювання потужності експозиційної (еквівалентної) дози; оптимізації алгоритмів роботи дозиметричних пристроїв з блоками детектування низької чутливості; створення багатофункціональних дозиметричних пристроїв.

Усі сформульовані задачі, окрім корекції енергетичної характеристики ДзД, при вирішенні якої необхідно частково використовувати аналогову схемотехніку, можуть бути реалізовані апаратними чи програмними засобами - на ПЛІС чи з допомогою мікропроцесорної техніки. Кожна з цих реалізацій має свої переваги і недоліки, у зв'язку з чим, в деяких випадках, були запропоновані обидві альтернативи.

Інша група задач, що виникають при проектуванні, налагодженні і перевірці дозиметрів, пов'язана з необхідністю дослідження їх статистичних характеристик. При цьому також можуть бути використані апаратні і програмні методи створення пуассонівських імпульсних потоків. До таких задач належать: створення генераторів тестових імпульсних послідовностей; створення імітаційних моделей ДзД; аналіз, за допомогою імітаційних моделей, статистичних характеристик дозиметричних пристроїв.

На рис. 12 зображено один із розроблених варіантів структурних схем, призначених для відтворення вихідного сигналу ДзД з мертвим часом непродовжуючого типу.

На основі нових принципів організації ЧІФП, був створений імпульсний функціональний процесор, загальна структурна схема якого наведена на рис. 13. Метою розробки імпульсного функціонального процесора було створення універсальної елементної бази ЧІФП. Були визначені наступні пріоритетні властивості процесора: наявність оптимального набору базових вузлів в межах одного кристалу; можливість вибору будь-якої розрядності перетворювача в межах одного кристалу процесора; можливість нарощення розрядності шляхом комутації кількох кристалів процесора; можливість реалізації конкретного інтегруючого перетворювача в межах одного кристалу; можливість перепрограмування структури процесора з виконання одної функції на іншу.

Запропоновано нову структуру низькочастотного частотоміра, в основі функціонування якої є принцип змінної розрядності, що забезпечує перетворення в теоретично будь-якому заданому діапазоні значень вхідного ЧІК і дозволяє формувати результат перетворення як у двійковому так і у двійково-десятковому коді. Частотомір переважає існуючі аналоги за комплексними показниками своїх метрологічних характеристик, зокрема, коефіцієнти метрологічної доцільності використання розробленого і відомого частотомірів різняться приблизно в 30 разів у діапазоні (510^-1 - 110^-8) МГц вимірюваної частоти.

Запропоновано структури цифрових дворівневих синтезаторів частоти, побудованих на основі нових базових елементів ЧІФП, що вигідно відрізняються від відомих можливістю керування кроком зміни частоти вихідних імпульсів. Поєднання цієї властивості з конвеєрним способом організації структури дозволяє суттєво розширити діапазон їх вихідних частот. Наприклад, за умови, що конвеєр забезпечується на рівні дворозрядних нагромаджувальних суматорів, затримка формування вихідних сигналів визначається затримкою кількох логічних елементів, а крок зміни частоти визначається виразом , де m - кількість двійкових розрядів, D - керуючий код.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється в удосконаленні комплексних критеріїв метрологічної і технологічної ефективності функціональних перетворювачів ЧІК; створенні теорії синтезу ЧІФП із змінною розрядністю; удосконаленні методів аналізу метрологічних характеристик перетворювачів; розвитку методів проектування і оцінки якості ГПІП. Вирішення даної проблеми дозволило створити нові структури ЧІФП для обчислювальних засобів, вимірювальних і формуючих перетворювачів, що забезпечило побудову на їх основі конкурентоспроможних пристроїв вимірювання частотно-часових параметрів сигналів, пристроїв для опрацювання вихідних сигналів дозиметричних детекторів і імітації їх вихідних сигналів, цифрових синтезаторів частоти, імпульсного функціонального процесора.

В ході виконання досліджень було отримано такі результати:

1. Створено теорію синтезу ЧІФП із змінною розрядністю, як таких, що забезпечують найбільш ефективне розширення динамічного діапазону за вхідним ЧІК. Методики, що є складовими теорії, дозволяють синтезувати перетворювачі з використанням різних типів цифрових інтеграторів, як для двійкової, так і для двійково-десяткової систем числення. Введення в теорію синтезу критеріїв метрологічної і технологічної доцільності дозволяє оптимізувати технічні характеристики пристроїв.

2. Розвинуто теорію комплексної оцінки метрологічної доцільності використання ЧІФП, що дозволяє: визначати технічні характеристики вимірювального каналу, до складу якого входять пристрої для квантування і ЧІФП, при різних частотах квантування; порівнювати різні ЧІФП з комплексним урахуванням їх точності і швидкодії; кількісно оцінювати метрологічні втрати, що виникають при застосуванні певного типу ЧІФП, порівняно з найефективнішими, стосовно швидкодії і точності, засобами перетворення.

3. Запропоновано методику оцінки технологічної ефективності релізації ЧІФП, що ґрунтується на визначенні кількості елементів різних типів, необхідних для побудови перетворювачів залежно від основних метрологічних характеристик.

4. На основі запропонованих нових принципів побудови ЧІФП із змінною розрядністю реалізовані: логарифмічні перетворювачі із змінною основою логарифма, обернено-пропорційні перетворювачі, дільники ЧІК на паралельний код, пристрої добування квадратного кореня. Доведено, що незалежно від відтворюваної залежності, пристрої на базі НС істотно переважають пристрої на базі ДП за точністю перетворення, а пристрої, в яких використовується ВЗЗ чи ДЗЗ, є близькими за цим показником.

5. Запропоновано методику аналізу точності НС і ДП з різними типами імпульсних зворотних зв'язків, що ґрунтується, зокрема, на розбитті множин значень вхідного, вихідного і проміжних ЧІК на певні підмножини, і дозволяє знаходити екстремальні значення похибок перетворення для практично будь-якої кількості розрядів.

6. Удосконалено методику проектування ГПІП на основі генераторів М-послідовностей і лінійних конгруентних генераторів, з метою оптимізації їх структур на відповідність запропонованим критеріям якості, що ґрунтується на групі статистичних тестів.

7. Нові підходи до синтезу структур ЧІФП дозволили розробити універсальний імпульсний функціональний процесор, в якому переналагодження з однієї функції на іншу відбувається за допомогою програмування внутрішніх зв'язків.

8. Розроблено структуру низькочастотного частотоміра, в основі функціонування якої є принцип змінної розрядності, що забезпечує перетворення в теоретично будь-якому заданому діапазоні значень вхідного ЧІК і дозволяє формувати результат перетворення як у двійковому так і у двійково-десятковому коді. Частотомір переважає існуючі аналоги за комплексними показниками своїх метрологічних характеристик.

9. Запропоновані структури ЧІФП дозволяють комплексно покращити метрологічні характеристики дозиметричних пристроїв: проводити масштабування вихідного імпульсного потоку дозиметричних детекторів з метою отримання результату вимірювання в заданих одиницях; компенсувати мертвий час детекторів; здійснювати корекцію їх енергетичної характеристики; оптимізувати час вимірювання потужності експозиційної (еквівалентної) дози; створювати багатофункціональні дозиметричні пристрої.

10. Створені на основі нових методів побудови ГПІП імітаційні моделі джерел іонізаційного випромінювання і дозиметричних детекторів, з врахуванням їх мертвого часу, дозволяють досліджувати статистичні характеристики дозиметрів різних типів. Вони також можуть бути основою апаратних засобів для налагодження і перевірки дозиметрів в процесі їх виготовлення.

11. Цифрові дворівневі синтезатори частоти, побудовані на основі нових базових елементів ЧІФП, вигідно відрізняються від відомих можливістю керування кроком зміни частоти вихідних імпульсів. Поєднання цієї властивості з конвеєрним способом організації структури дозволяє суттєво розширити діапазон їх вихідних частот.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Максимович В.М.. Двійково-десятковий обернено пропорційний перетворювач число-імпульсного коду // Міжвідомчий збірник наукових праць. Відбір і обробка інформації. - 2006. - 24. - С. 71-76.

2. Максимович В.М.. Логарифмічний перетворювач число-імпульсного коду, що працює у двох системах числення // Віснику Тернопільського державного технічного університету. - 2006. - 3. - С. 128-134.

3. Дудикевич В.Б., Баран Р.Д, Максимович В.М., Мороз Л.В. Використання обернено пропорційних перетворювачів із змінною розрядністю для вимірювання частоти // Вісник ДУ “Львівська політехніка” - “Радіоелектроніка та телекомунікації”. - 2000. - 387. - С. 212-216.

4. Клименко В.В., Лопачак О.М., Максимович В.М. Оцінка швидкодії число-імпульсних функціональних перетворювачів // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2001. - 420. - С. 57-66.

5. Баран Р.Д., Вітер О.С., Максимович В.М. Використання принципу змінної розрядності для побудови логарифмічних перетворювачів із заданою основою // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. Збірник наукових праць, м. Хмельницький. - 2001. - Випуск 8. - С. 126-131.

6. Дудикевич В.Б., Максимович В.М. Обернено пропорційний перетворювач число-імпульсного коду на нагромаджуючих суматорах із змінною розрядністю // Вісник ДУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 1999. - 370. - С. 116-120.

7. Максимович В.М. Логарифмічні перетворювачі число-імпульсного коду на нагромаджуючому суматорі із змінною розрядністю // Вісник ДУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 1999. - 366. - С. 107-112.

8. Дудикевич В.Б., Баран Р.Д, Максимович В.М. Пристрій для ділення, що працює в двох системах числення // Вісник ДУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2000. - 389. - С. 131-136.

9. Максимович В.М., Гарасимчук О.І., Голюка Б.М., Сурмач І.І. Пристрої для добування кореня квадратного з число-імпульсного коду, що працюють в двійково-десятковому коді. Вісник ДУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології” // 2000. - 392. - С. 12-16.

10. Дудикевич В.Б., Вітер О.С., Максимович В.М., Тхір Р. Ітераційні число-імпульсні перетворювачі // Збірник наукових праць Української академії друкарства - Комп'ютерні технології друкарства. - 2000. - 4. - С. 9-13.

11. Баран Р.Д., Вітер О.С., Максимович В.М. Число-імпульсні перетворювачі для реалізації функцій двійкового і десяткового логарифмів // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 2001. - 433. - С. 33-37.

12. Лопачак О.М., Максимович В.М., Сторонський Ю.Б. Пристрої для компенсації мертвого часу детекторів іонізуючого випромінювання // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 433. - С. 41-47.

13. Баран Р.Д., Вітер О.С., Гаранюк І.П., Максимович В.М. Логарифмічний перетворювач із заданою основою, змінною розрядністю і з додатним зворотним зв'язком // Комп'ютерні технології друкарства. Збірник наукових праць. - 2002. - 7. - С. 152-158.

14. Лопачак О.М., Максимович В.М. Корекція енергетичної характеристики напівпровідникових детекторів в дозиметричних пристроях // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2002. - 445. - С. 83-86.

15. Лопачак О.М., Максимович В.М., Сторонський. Багатофункціональний дозиметричний пристрій // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. Збірник наукових праць. м.Хмельницький. - 2002. - Випуск 9. Том1. - С.179-183.

16. Лопачак О.М., Максимович В.М. Алгоритм роботи дозиметричних пристроїв з блоками детектування низької чутливості // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 2002. - 450. - С. 161-165.

17. Гарасимчук О.І., Максимович В.М. Генератори псевдовипадкових чисел, їх застосування, класифікація, основні методи побудови і оцінка якості // Захист інформації, Київ. - 2003. - 3. - С. 29-36.

18. Гарасимчук О.І., Максимович В.М. Алгоритм формування пуассонівського імпульсного потоку // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2003. - 475. - С. 21-25.

19. Максимович В.М., Стахів Р.І. Дворівневий синтезатор частоти // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 2002. - 468. - С. 29-34.

20. Стахів Р.І., Максимович В.М. Оцінка швидкодії дворівневого цифрового синтезатора частоти на накопичувачі з мультиплексуванням керуючих кодів // Комп'ютерні технології друкарства. Збірник наукових праць. - 2004. - 11. - С. 59-67.

21. Стахів Р.І., Максимович В.М. Аналіз похибок дворівневого синтезатора частоти // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 2003. - 496. - С. 17-22.

22. Гарасимчук О.І., Максимович В.М. Оцінка якості алгоритмів формування пуассонівського імпульсного потоку // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 496. - С. 162-167.

23. Баран Р.Д., Вітер О.С., Максимович В.М., Мороз Л.В.. Порівняльний аналіз способів розширення динамічного діапазону ЧІФП з додатним зворотним зв'язком // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2004. - 500. - С. 88-95.

24. Гарасимчук О.І., Максимович В.М. Генератори пуассонівського імпульсного потоку на основі генераторів М-послідовностей // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерна інженерія та інформаційні технології”. - 2004 521. - С. 17-23.

25. Гарасимчук О.І., Дудикевич В.Б., Максимович В.М., Смук Р.Т. Генератори тестових імпульсних послідовностей для дозиметричних пристроїв // Вісник НУ “Львівська політехніка” - Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - 2004. - 506. - С. 187-193.

26. Стахів Р.І., Максимович В.М. Цифровий дворівневий синтезатор на накопичувачі на двох комбінаційних суматорах з усуненням нерівномірності вихідних імпульсів // Збірник наукових праць Української академії друкарства - Комп'ютерні технології друкарства. - 2005. - 13 - С. 227-234.

27. Дудикевич В.Б., Максимович В.М., Смук Р.Т. Імітаційні моделі дозиметричного детектора з мертвим часом непродовжуючого типу // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2005. - 530. - с. 46-52.

28. Максимович В.М., Сторонський Ю.Б.. Аналіз статистичних характеристик дозиметричного пристрою з апаратною компенсацією мертвого часу детектора // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Автоматика, вимірювання та керування”. - 2006. - 551. - с. 8-12.

29. Максимович В.М. Можливість побудови двійково-десяткового перетворювача число-імпульсного коду на базі двійкового перетворювача // Збірник наукових праць Української академії друкарства - Комп'ютерні технології друкарства. - 2006. - 15. - С. 201-207.

30. Дудикевич В.Б., Гарасимчук О.І., Максимович В.М. Кількісне оцінювання генератора пуассонівської імпульсної послідовності побудованого на основі конгруентного генератора // Вісник Східно Українського національного університету ім. Даля. Науковий журнал. Луганськ. - 2006. - 9 (103). Частина І. - С. 53-58.

31. Дудикевич В.Б., Максимович В.М. Узагальнений аналіз точності двійкових помножувачів з імпульсними зворотними зв'язками. Збірник наукових праць Української академії друкарства - Комп'ютерні технології друкарства. - 2006. - 16. - С. 115-121.

32. Дудикевич В.Б., Максимович В.М., Смук Р.Т., Сторонський Ю.Б. Аналіз статистичних характеристик мікропроцесорних дозиметричних пристроїв з розширеним динамічним діапазоном // Вісник НУ “Львівська політехніка” - Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. - 2006. - 561. - С. 47-51.

33. Максимович В.М., Смук Р.Т., Сторонський Ю.Б. Дослідження статистичних характеристик блоку дозиметричного детектора з відновленням імпульсного потоку // Вісник НУ “Львівська політехніка” - “Комп'ютерні науки та інформаційні технології”. - 2006. - 565. - С. 13-18.

34. Гарасимчук О.І., Дудикевич В.Б., Максимович В.М. Кількісне оцінювання генератора пуассонівської імпульсної послідовності побудованого на основі генератора М-послідовності // Вісник ДУІКТ. - 2006. - 4, том 4. - С. 251-258.

35. Вітер. О.С., Дудикевич В.Б., Максимович В.Б. Визначення похибок нагромаджуючого суматора з модифікованим додатним зворотним зв'язком // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. Збірник наукових праць, м. Хмельницький. - 1999. - випуск 3. - С. 80-86.

36. Дудикевич В., Лагун А., Максимович В. Алгоритм и программа структурного синтеза число-импульсных функциональных преобразователей кодов // Metody i systemy komputerowe w automatyce i elektrotechnice. Srodkowoeuropejska III konferencja naukovo-techniczna. Czestochowa-Poraj. - 1999. - Czesc 2. - С. 298-300.

37. Dudykevych V., Lopachak O., Maksymovych V., Storonsky Y. The use of dependent count method in dosimeters design // Metody i technika przetwarzania sygnalow w pomiarach fizycznych. Materialy IX miedzynarodowego seminarium metrologow, Rzeshow. - 2002. - С.51-55.

АНОТАЦІЯ

Максимович В.М. Теорія аналізу та синтезу число-імпульсних функціональних перетворювачів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.

У дисертації наведено нове вирішення наукової проблеми розвитку теорії аналізу та синтезу число-імпульсних функціональних перетворювачів (ЧІФП) призначених для опрацювання число-імпульсних кодів (ЧІК) в реальному масштабі часу. Розвинуто теорію оцінки метрологічної доцільності використання ЧІФП, яка дозволяє комплексно враховувати точність, швидкодію і динамічний діапазон ЧІФП. Запропоновано методику оцінки технологічної ефективності реалізації ЧІФП, що ґрунтується на визначенні кількості елементів різних типів, необхідних для побудови перетворювачів, в залежності від основних метрологічних характеристик. Створено теорію синтезу ЧІФП із змінною розрядністю, як таких, що забезпечують ефективне розширення динамічного діапазону за вхідним ЧІК. На основі запропонованих нових принципів побудови синтезовані ЧІФП для реалізації логарифмічних, обернено-пропорційних і інших функцій. Запропоновано методику аналізу точності базових елементів ЧІФП в статичному режимі їх роботи. Удосконалено методику проектування генераторів пуассонівських імпульсних послідовностей з метою оптимізації їх структур на відповідність запропонованим критеріям якості. Отримані наукові результати використані при розробці низькочастотного частотоміра, цифрових блоків дозиметричних пристроїв, моделей джерел іонізаційного випромінювання і вихідних сигналів дозиметричних детекторів, цифрового дворівневого синтезатора частоти, імпульсного функціонального процесора.

Ключові слова: функціональні перетворювачі, число-імпульсний код, цифрові інтегратори, генератори псевдовипадкових імпульсних послідовностей, частотоміри, дозиметри, синтезатори частоти.

АННОТАЦИЯ

Максимович В.Н. Теория анализа и синтеза число-импульсных функциональных преобразователей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.05 - элементы и устройства вычислительной техники и систем управления. - Национальный университет “Львівська політехніка”, Львов, 2007.

В диссертации представлено новое решение научной проблемы развития теории анализа и синтеза число-импульсных функциональных преобразователей (ЧИФП) предназначенных для обработки число-импульсных кодов (ЧИК) в реальном масштабе времени.

Получила дальнейшее развитие теория оценки метрологической целесообразности использования ЧИФП которая позволяет: определять, при разных частотах квантования, технические характеристики измерительного канала, в состав которого входят устройства для квантования и ЧИФП; сравнивать разные ЧИФП, комплексно учитывая их точность и быстродействие; количественно учитывать метрологические потери, возникающие при использование определенного типа ЧИФП, в сравнении с наиболее эффективными по быстродействию и точности средствами преобразования. Разработана методика оценки технологической эффективности реализации ЧИФП, основанная на определении количества элементов разных типов, необходимых для построения преобразователей в зависимости от основных метрологических характеристик.

Создана теория синтеза ЧИФП с переменным количеством разрядов, которые позволяют наиболее эффективным образом расширять динамический диапазон по входному ЧИК. Методики, составляющие данную теорию, позволяют синтезировать преобразователи с использованием разных типов цифровых интеграторов в двоичной и двоично-десятичной системах счисления. Введение в теорию синтеза критериев метрологической и технологической целесообразности использования ЧИФП позволяет оптимизировать технические характеристики устройств.

На основе предложенных новых принципов построения ЧИФП с переменным количеством разрядов синтезированы: логарифмические преобразователи с переменным основанием логарифма, обратно-пропорциональные преобразователи, делители ЧИК на параллельный код, устройства для извлечения квадратного корня. Доказано, что, независимо от реализуемой функциональной зависимости, устройства на базе накапливающих сумматоров существенно превосходят устройства на базе двоичных умножителей по точности преобразования, а устройства, в которых используются отрицательные или положительные импульсные обратные связи, близки по этому показателю.

Предложена методика анализа точности накапливающих сумматоров и двоичных умножителей с разными типами импульсных обратных связей. Методика основана, в частности, на разбиении множеств значений входного, выходного и промежуточных ЧИК на определенные подмножества, и позволяет находить экстремальные значения погрешностей преобразования для практически любого количества разрядов.

Усовершенствована методика проектирования генераторов пуассоновских импульсных последовательностей, построенных на основе генераторов М-последовательностей и линейных конгруэнтных генераторов, цель которой состоит в оптимизации их структур на соответствие предложенным критериям качества, которые основаны на группе статистических тестов.

Разработана структура низкочастотного частотомера, работа которой основывается на принципе переменной разрядности, что обеспечивает преобразование в теоретически любом заданном диапазоне значений входного ЧИК и позволяет формировать результат преобразования, как в двоичном, так и в двоично-десятичном коде. Частотомер превосходит существующие аналоги по комплексным показателям своих метрологических характеристик.

Созданные, на основе новых методов построения генераторов пуассоновских импульсных последовательностей, имитационные модели источников ионизирующего излучения и дозиметрических детекторов, учитывающие их мертвое время, позволяют исследовать статистические характеристики дозиметров разных типов. Они также могут быть основой для создания аппаратных средств настройки и проверки дозиметров в процессе их изготовления.

Цифровые двухуровневые синтезаторы частоты, построенные с использованием новых базовых элементов ЧИФП, позволяют управлять шагом изменения частоты выходных импульсов, чем выгодно отличаются от известных аналогов. Соединение этого свойства с конвейерным способом организации структуры позволяет существенно расширить диапазон их выходных частот.

Новые подходы к синтезу структур ЧИФП позволили создать универсальный импульсный функциональный процессор, в котором процесс перестройки с одной функции на другую происходит с помощью программирования внутренних связей.

Ключевые слова: функциональные преобразователи, число-импульсный код, цифровые интеграторы, генераторы псевдослучайных импульсных последовательностей, частотомеры, дозиметры, синтезаторы частоты.

ABSTRACT

Maksymovych V.M. Theory of analysis and synthesis of number pulse functional converters. Manuscript.

Thesis for a doctor of technical sciences degree in speciality 05.13.05 - Elements and Devices of Computer Technique and Control Systems. Lviv Politechnic National University, Lviv, 2007.

The thesis is dedicated to development of analysis and synthesis theory of number pulse functional converters (NPFC) designed for number pulse codes (NPC) real-time processing. A theory of NPFC metrological expedience estimation is developed that allows aggregate account of accuracy, speed and NPFC dynamic range. The method is proposed to estimate NPFC technological efficiency based on determining the amount of elements of different types necessary to construct converters depending on basic metrology characteristics. A theory of synthesis of NPFC with a bits variability is created, as such that ensuring the most effective expansion of input NPC dynamic range. On the basis of the new proposed principles of NPFC construction, logarithmic, reciprocal and other functions are synthesized. A method is offered to analyze the accuracy of NPFC base elements for their static work mode. The design technique of puasson pulse sequence generators is improved with the purpose to optimize their structures in accordance to the criteria quality proposed. The scientific results obtained were used to develop a low frequency frequency-meter, digital blocks of dosimeter devices, models of ionization radiation sources and output signals of dosimeter detectors, a digital two-level frequency synthesizer, pulse functional processor.

Keywords: functional converters, number pulse code, digital integrators, generators of pseudorandom pulse sequences, frequency-meters, dosimeters, frequency synthesizers.

Размещено на Allbest.ru