автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Формирование и измерение параметров сложных тестовых сигналов

004604847 На правах рукописи

МИШРА Пураджит

ФОРМИРОВАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СЛОЖНЫХ ТЕСТОВЫХ СИГНАЛОВ

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (электрические и магнитные величины)

1 о июн 2010

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2010

004604847

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» на кафедре «Радиотехника и радиоэлектронные системы».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Светлов Анатолий Вильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Султанов Борис Владимирович; кандидат технических наук, доцент Когельман Лев Григорьевич.

Ведущее предприятие - федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов» (г. Пенза).

Защита диссертации состоится 23 июня 2010 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет», с авторефератом - на сайте университета www.pnzgu.ru

Автореферат разослан 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Смогунов В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема совершенствования средств формирования и измерения параметров тестовых сигналов, несмотря на свою многолетнюю историю, остается актуальной и в современных условиях. От точности задания и стабильности параметров тестовых сигналов во многом зависят метрологические характеристики средств измерений и контроля параметров злектрорадиозлементов, электрических цепей и датчиков, а также средств тестирования узлов радиоэлектронного оборудования.

Значительный вклад в разработку методов и средств формирования и измерения параметров электрических сигналов внесли Л. И. Волгин, В. С. Гутников, В. Ю. Кнеллер, К. Л. Куликовский, Е. А. Ломтев, А. И. Мартяшин, П. П. Орнатский, В. М. Сапельников, П. П. Чураков, Э. К. Шахов, В. М. Шляндин и др.

При построении современных средств измерений, контроля и тестирования на первый план выдвигается задача интегрирования этих средств в автоматизированные информационно-измерительные и управляющие системы путем создания аппаратно-программных комплексов, обеспечивающих:

- программно управляемое выполнение серии тестовых испытаний с вариацией формы, амплитуды и частоты следования сигналов;

- измерение параметров выходных сигналов, их математическую обработку и представление результатов измерений;

- сопровождение процессов формирования и измерения параметров сигналов их математическим или схемотехническим моделированием с учетом реальных параметров элементной базы и внешних влияющих факторов.

Программно управляемое формирование тестовых сигналов позволяет:

- предельно упростить аппаратную часть комплекса, избавиться от сложных и громоздких коммутирующих устройств и тем самым существенно уменьшить габариты устройства;

- сократить время, необходимое для изменения режима работы;

- практически снять или существенно ослабить ограничения, накладываемые на форму тестового сигнала.

Последний фактор особенно важен при построении многофункциональных аппаратно-программных комплексов для измерения параметров многоэлементных электрических цепей различных конфигураций, поскольку подбор формы тестового сигнала позволяет со-

здавать оптимальные условия преобразования сопротивления электрических цепей в напряжение.

При решении ряда измерительных задач целесообразно применение сложных тестовых сигналов, позволяющих избавиться от паразитных выбросов напряжения большой амплитуды при воздействии тестовых импульсов на дифференцирующую измерительную цепь. При этом из схемы измерительного преобразователя исключаются вспомогательные цепи (в частности, ключи), предназначенные для подавления этих выбросов и являющиеся источниками дополнительных погрешностей. Однако возможности использования сложных тестовых сигналов при построении измерительных аппаратно-программных комплексов практически не исследованы, отсутствует методическое обеспечение применения таких сигналов, не разработаны методики их формирования и измерения параметров.

Цель работы - упрощение аппаратной реализации и повышение точности измерительных преобразователей параметров электрических цепей за счет использования сложных тестовых сигналов.

Основные задачи исследования:

1. Разработать методику формирования и расчета параметров сложных тестовых сигналов.

2. Синтезировать сложные тестовые сигналы, при воздействии которых на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды.

3. С целью развития методического обеспечения исследований измерительных преобразователей параметров электрических цепей разработать методику создания моделей сложных тестовых сигналов.

4. Исследовать особенности реализации узлов аппаратной части комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы математического анализа, теории электрических цепей, методы схемотехнического моделирования электронных схем. Основные теоретические результаты проверены и подтверждены экспериментальными исследованиями, а также путем математического и схемотехнического моделирования.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложена методика формирования и расчета параметров сложных тестовых сигналов, отличающаяся требованием непрерывной диф-

ференцируемости сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. Разработана методика создания Брюе-модели сигнала путем сложения результатов стробирования функций, моделирующих сигнал на заданных временных интервалах. Получены Брке-модели ряда сложных тестовых сигналов, предназначенных для работы с дифференцирующими измерительными цепями.

3. Предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения.

Практическая значимость.

Полученные в работе результаты составляют методическую основу использования сложных тестовых сигналов при построении аппаратно-программных комплексов для измерения параметров электрических цепей. Разработанные модели и методики моделирования сигналов и аппаратных средств их формирования расширяют возможности исследования средств измерений и контроля параметров электрических цепей и датчиков, а также средств тестирования электронных схем.

На защиту выносятся:

1. Методика формирования сложных тестовых сигналов и расчета их параметров, особенностью которой является требование непрерывной дифференцируемости сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. Результаты синтеза сложных тестовых сигналов с линейными измерительными интервалами и экспоненциальными или косинусои-дальными дополнительными интервалами, а также результаты исследования воздействия таких сигналов на дифференцирующую измерительную цепь.

3. Зрке-модели ряда сложных тестовых сигналов, при воздействии которых на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды.

4. Виртуальные приборы для формирования и измерения параметров тестовых сигналов.

Реализация результатов работы.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Радиотехника и радиоэлектронные системы» Пензенского государственного университета при проведении лекционных, прак-

тических и лабораторных занятий по курсам «Техническая диагностика РЭС», «САПР в схемотехнике», «Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС» в виде разделов лекционных курсов, методик проектирования и моделирования электронных схем, а также при курсовом и дипломном проектировании по специальности 210302.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены для обсуждения на международных научно-технических конференциях: «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации (Измерения-2008)» (Пенза, 2008 г.); «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» (Москва, 2007, 2008, 2009 гг.); «Надежность и качество» (Пенза, 2008,2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь работ, из них одна - в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 85 наименований и четырех приложений. Объем работы: 120 страниц основного машинописного текста, включающего две таблицы и 62 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна и практическое значение результатов работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор формирователей традиционно используемых тестовых сигналов, рассмотрены требования, предъявляемые к средствам и методике моделирования сигналов и их формирователей.

Показано, что при построении измерительных преобразователей параметров электрических цепей в напряжение целесообразно применение сложных тестовых сигналов, последовательно представляемых разными функциональными зависимостями на разных временных интервалах.

В качестве примера рассмотрена задача преобразования в напряжение индуктивности и активного сопротивления последовательной AL-цепи с подачей на исследуемую цепь импульсов линейно изменяющегося тока. Показано, что резкое изменение тока в катушке в конце измерительного интервала вызывает появление выбросов напряжения на катушке с амплитудой, значительно превышающей на-

пряжение на измерительном интервале. Уменьшить влияние этих выбросов можно с помощью аналоговых ключей (рисунок 1). Ключ 1 в течение нерабочей части периода закорачивает кагушку, ключ 2 отключает катушку от последующих каскадов, а ключ 3 обеспечивает задание нулевого уровня сигнала во время размыкания ключа 2.

Рисунок 1 - Структурная схема измерительного преобразователя параметров #£-цепи

В результате шунтирования катушки ключом Кл1 в течение нерабочей части периода амплитуда паразитного выброса напряжения уменьшается на порядок. Неполное устранение выброса и медленное установление нулевого напряжения на катушке (рисунок 2) обусловлены конечным значением сопротивления замкнутого ключа Кл1.

400 П.ыВ

200

0

-200

-400

-600

-800.

0 50 100 150 200 250 300 350 1.юх

Рисунок 2 - Временная диаграмма напряжения на катушке индуктивности (схема рисунка 1)

Предлагается для уменьшения амплитуды выбросов напряжения на катушке использовать сложный тестовый сигнал с линейным изменением во времени на измерительном интервале, экспоненциальным - в начале и конце измерительного интервала, экспоненциальным или косинусоидальным - на заключительном интервале при установлении нулевого уровня. При дифференцировании измерительной цепью такого плавно изменяющегося импульсного сигнала амплитуда выбросов напряжения уменьшится до значений, не опасных для последующих каскадов, в частности АЦП. Можно будет обойтись без вносящих дополнительные погрешности аналоговых ключей, будут устранены создаваемые выбросами большой амплитуды импульсные помехи по шинам питания и общему проводу.

Сформулированы принципы построения аппаратно-программного комплекса для формирования, измерения параметров и моделирования сложных тестовых сигналов:

1. Аппаратная реализация комплекса обеспечивает его многофункциональность путем программно управляемого изменения режимов работы при формировании и измерении параметров тестовых сигналов.

2. Программное обеспечение комплекса обеспечивает его гибкость и позволяет автоматизировать процессы подготовки и проведения измерительного эксперимента, математической обработки и представления результатов измерений, взаимодействия с аппаратной частью и пользователем.

3. Сопровождение подготовки и проведения измерительного эксперимента математическим и схемотехническим моделированием реальных сигналов в исследуемой цепи позволяет получить оценку ожидаемой погрешности измерения параметров этой цепи при выбранных условиях.

Показано, что широкое использование сложных тестовых сигналов для решения задач измерения и контроля параметров электрических цепей, а также тестирования электронных схем сдерживается отсутствием необходимого для этого методического обеспечения.

Во второй главе предложена методика формирования и расчета параметров сложных тестовых сигналов, предусматривающая следующие этапы.

1. Период сложного тестового сигнала разбивается на последовательность измерительных и дополнительных интервалов времени. Исходя из условий решаемой задачи измерения, контроля или тести-

рования, задаются число измерительных интервалов тестового сигнала, вид и параметры сигнала на каждом измерительном интервале, составляется его математическое описание.

2. Число дополнительных интервалов тестового сигнала, вид и математическое описание (в общем виде) сигнала на каждом дополнительном интервале выбираются исходя из следующих условий:

2.1. На общих границах измерительного интервала (на рисунке 3:

и интервалов, ему предшествующего (/</,_!) и следующего за ним (t'kt¡), сигнал должен быть непрерывно дифференцируемым, т. е. должны выполняться условия равенства значений функций и равенства значений первых производных функций на общих границах смежных интервалов:

>м (/,•_,) = Fi(/м) ; (О -(О ; Л

2.2. На общей границе дополнительных интервалов на

рисунке 3) требования могут быть менее строгими: сигнал может быть кусочно-гладким, т. е. функция непрерывна, а ее производная кусочно-непрерывна:

■^/+1 Ой-1) = -^¡+2 ('/+1) >

Л * Л

3. Составляется математическое описание сигнала и(/), последовательно описываемого функциями (/), ^ (?), ..., Р/ (?), ... , Рп (г) на п заданных интервалах времени:

' ^ Л

Рисунок 3 - Сложный сигнал

>!(*) при ;

при ;

"(0:

^ при ;

(3)

/¡•„(0 при .

4. На общей границе первого измерительного и предшествующего ему дополнительного интервалов составляется система уравнений, описывающих условия (1), а также особые условия разработчика (если таковые имеются). По известным (заданным) параметрам сигнала на первом измерительном интервале в результате решения полученной системы уравнений определяются параметры сигнала на предшествующем интервале.

5. Аналогичным образом составляется система уравнений на общей границе первого измерительного и следующего за ним дополнительного интервалов, в результате решения которой определяются параметры сигнала на этом интервале.

Дальнейшее повторение описанных действий позволяет определить параметры сигнала на всех последующих интервалах.

Предложенная методика позволяет синтезировать сложные тестовые сигналы, при воздействии которых на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов большой амплитуды. Практическая реализация данной методики рассмотрена на ряде примеров.

1. Сигнал с заданным линейным изменением напряжения на двух измерительных интервалах и экспоненциальным изменением напряжения на четырех дополнительных интервалах, описываемый математическими выражениями:

«й=

О при ,

'-'о

Ах(е 4 -1) при/0^£'1» Ц+Я^-*!) при

'-'2

(/2 + Л2(1-е

(4)

и3-А3(е -1) при Г3<Г<Г4, и4-$2(*-Ч) ПРИ t^йtйt5,

,«5

С/^ -^4(1-е 14 ) при /5

где , Л2, А3, А4, Т|, т2, Т3, т4 - амплитуды и постоянные времени экспоненциально изменяющихся составляющих напряжения на дополнительных интервалах; Щ, Щ, {/3, {/4, [/5 - значения напряжения в моменты времени Ц, /2, '3, '4, /5; , 52, (В/с) - значения

крутизны линейно изменяющихся составляющих напряжения на измерительных интервалах.

В рассмотренном примере (рисунок 4,а) на первом измерительном интервале (при ^ ^ / < ¿2 ) напряжение возрастает по линейному за-

ч В

кону с крутизной ^ =50-10 — и размахом ит = б В. На втором из-

с

мерительном интервале (при <(<($) напряжение убывает по такому же закону.

2. Сигнал с одним линейным измерительным интервалом и четырьмя экспоненциальными дополнительными интервалами.

3. Сигнал с одним линейным измерительным интервалом, двумя экспоненциальными и одним косинусоидальным дополнительными интервалами, описываемый математическими выражениями:

а) б)

Рисунок 4 - Временные диаграммы сложных сигналов, описываемых (4) и (5)

Показано, что при дифференцировании полученных сигналов не возникает выбросов большой амплитуды. Достоинством предложенной методики формирования сложных тестовых сигналов и расчета их параметров являются гибкость, возможность оперативного варьирования длительности временных интервалов, постоянных времени и других параметров сигналов.

О при

Т1

Аг(е 1 -1) при ¡0<(<(1, £/! + £• (*-*!> при

и2+А2-(\-е 2) при/2^^з> я

щ и2

—^ + —--сое 2 2 *4-/3

О при ti<,t<,t5.

•('-'з)

при <:t<t4,

Для формирования сигналов, описываемых математическими выражениями, задаваемыми пользователем на соответствующих временных интервалах, в среде LabVIEW создан виртуальный прибор, позволяющий производить настройку выходного канала устройства ввода-вывода для генерации последовательности импульсов в соответствии с заданным описанием. В качестве устройства ввода-вывода использована многофункциональная плата сбора данных М-серии N1 PCI-6251 производства фирмы National Instruments. Результаты экспериментальных исследований показали достоверное воспроизведение формы сложного тестового сигнала.

С целью использования результатов экспериментальных исследований для моделирования измерительных цепей со сложными тестовыми сигналами с применением Spice-совместимых программ схемотехнического моделирования (PSpice, OrCAD, MultiSim и другие) создан виртуальный прибор, преобразующий файл с описанием сигнала, оцифрованного АЦП, в текстовый документ в формате входного языка Spice-совместимых программ моделирования.

Третья глава посвящена исследованию измерительных преобразователей параметров электрических цепей со сложными тестовыми сигналами. Для этого разработана методика создания Spice-моделей сигналов, задаваемых произвольным математическим описанием на фиксированных временных интервалах.

Spice-модель сигнала - это составленное на входном языке Spice-совместимых программ задание на моделирование совокупности независимых и управляемых источников напряжения с их спецификациями, связями и вспомогательными цепями, соединенных в некоторую электрическую схему, на выходе которой формируется требуемый сигнал.

Предлагаемая методика предусматривает следующие этапы.

1. Сложный сигнал, последовательно описываемый математическими функциями Fj (t), F2 (t),..., Fj (t),..., Fn (г) на n заданных интервалах времени t\>t>: 0, /2 >t^.ti,..., /,- j,..., tn kt>tn_ j, моделируется с помощью совокупности управляемых источников напряжения, выходные сигналы которых задаются алгебраическими выражениями, зависящими от времени:

Е, 1 0VALUE={^1(T1ME)} Е2 2 О VALUE-{F2(TIME-T0}

n ( • • • i

Ei i 0 VALÜE={Fi (Т1МЕ-Ти)} ¿nOVALÜE^iFliTIME-T,,,)}

2. Осуществляется стробирование функций Fj (/), F2 (/),..., F( (/), ..., Fn (i) на заданных интервалах времени с применением стробирую-щих функций: Fci (t), Fc2 (/),Fc (/),..., Fcn (/). На начальном интервале времени от 0 до f ] стробирующая функция должна иметь вид

Стробирующие функции формируются с помощью стандартных функций, имеющихся в Бр^е-совместимых программах моделирования, одним из следующих способов:

а) в качестве стробирующей функции (/) предложено использовать кусочно-линейную функцию Р\¥Ь:

задаваемую списком координат соседних точек, соединяемых отрезками прямых линий. Огробирующая функция на соответствующих интервалах времени flöJökHä Иринкмать liyneßoe или единичное значение. Особенностью функции PWL является то, что минимальное время А/, за которое может произойти изменение значения функции PWL, равно шаху вывода данных, задаваемому в директиве TRAN, определяющей параметры расчета переходных процессов. Это является источником методической погрешности, проявляющейся в незначительном искажении формы сигнала.

(б)

На каждом последующем /-м интервале от tt_j до :

1, если tf_ 1 <t<, tj, О , если t < tj_i , t > tt.

(7)

PWL(/j Л /2 ... tn yn),

Еще одним недостатком данного способа формирования строби-рующей функции является то, что временные параметры 7j, Т2,..., 7/,..,, Тп и At в каждом описании функции PWL должны

иметь конкретные численные значения, что затрудняет автоматизацию составления заданий на моделирование;

б) в качестве стробирующей функции предложено использовать имеющуюся в Spice-совместимых программах моделирования стандартную функцию STP(x), принимающую единичное или нулевое

значения в зависимости от знака аргумента.

Совокупность управляемых источников напряжения, формирующих таким способом стробирующие функции на п заданных интервалах времени, на входном языке Spice-совместимых программ моделирования описывается следующим образом:

Ek+i k+1 О VALUE={STP(T, - TIME)}

Ek+2 k+2 0 VALUE= {STP(TIME - T,) - STP(TIME - T2)}

Ek+i k+i 0 VALUE= {STP(TTME - Ть1) - STP(TIME - Tj)}

Ek+n k+n 0 VALUE= {STP(TIME - Tn.,) - STP(TIME - Tn)}

Здесь k - номер, с которого начинается нумерация элементов и узлов в данном модуле задания на моделирование.

Временные параметры Ту, Т2,..., 7},..., Тп в тексте задания на моделирование могут быть записаны в буквенном виде, что создает предпосылки для автоматизации составления задания на моделирование с помощью внешних программ.

3. Модель результирующего сигнала F(t) создается путем сложения результатов стробирования функций на заданных интервалах времени F(t) = F\ (t) -Fcl (t) + F2 (t) ■ Fcl (t) + ...

... +Fn(t)-Fcn(t). (8)

Перемножение функций F^t) и Fci(t) осуществляется одним из следующих способов:

а) с помощью аналоговых функциональных блока VALUE;

б) с использованием стробирующих функций STP;

в) с помощью нелинейных зависимых источников, описываемых полиномиальной функцией нескольких переменных.

В результате сравнения разных способов формирования стробирующих функций и их перемножения с функциями, описывающими сигнал, показана целесообразность использования стробирующих функций STP, обеспечивающих наиболее компактную запись задания на моделирование.

С использованием предложенной методики получены Spice-модели сложных тестовых сигналов, рассмотренных в гл. 2. В результате проведенного моделирования показано, что применение сложных тестовых сигналов при построении измерительных преобразователей с дифференцирующими измерительными цепями позволяет предотвратить появление выбросов большой амплитуды на фронтах импульсов.

Например, при использовании сложного тестового сигнала, описываемого математическими выражениями (5), в схеме рисунка 1 без аналоговых ключей временная диаграмма падения напряжения на ка-

Рисунок 5 - Временная диаграмма напряжения на катушке индуктивности при использовании тестового сигнала, описываемого выражениями (5)

Как видно из этого рисунка, амплигуца выброса напряжения отрицательной полярности составляет всего 210 мВ, т.е. нет необходимости защищать от перегрузки последующие каскады, например, АЦП. Применение такого тестового сигнала позволяет обойтись без блока аналоговых ключей (см. рисунок 1), шунтирующих катушку и отключающих её от последующих каскадов после завершения измерительного линейного интервала тесто-

вого сигнала. Для сравнения: при использовании традиционного линейно изменяющегося тестового сигнала амплитуда выброса составляет 7,7 В, а при шунтировании галушки ключом - 720 мВ (см. рисунок 2). За счет использования сложного тестового сигнала (5) удалось уменьшил, амплшу-ду выброса соответственно в 36,6 и в 3,4 раза. Изменились также параметры затухающих колебаний в начале измерительного интервала, возникающих при подключении индуктивной нагрузки к выходу источника тока, построенного на операционных усилителях с двухполюсной АЧХ (с учетом входных емкостей). Амплитуда первого максимума затухающих колебаний уменьшилась с 90 мВ до 20 мВ, т. е. в 4,5 раза. Длительность интервала времени установления напряжения сократилась с 50 мкс до 30 мкс, т. е. в 1,6 раза. Это позволяет на 20 мкс уменьшить период тестового сигнала, т. е. повысить быстродействие преобразователя.

Отказ от аналоговых ключей, кроме упрощения аппаратной реализации измерительного преобразователя, позволяет устранить дополнительную составляющую погрешности преобразования, обусловленную неидеальностью ключей.

Варьирование параметров сложных тестовых сигналов предоставляет разработчику широкие возможности реализации приоритетных требований к средствам измерений, контроля и тестирования.

Четвертая глава посвящена исследованию аппаратной части комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов.

На основе быстродействующего прецизионного модуля PCI 5122 фирмы National Instruments разработан виртуальный прибор (рисунок 6) для измерения параметров тестовых сигналов, позволяющий детально исследовать их форму.

Для создания математической модели оцифрованного сигнала разработана программа аппроксимации его осциллограммы путем подбора параметров заданных на локальных участках функций известного вида; для создания Spice-модели сигнала - программа аппроксимации кусочно-линейной функцией PWL.

—> настройка виртуального прибора;

обработка измерительной информации; =£> обмен данными с платой PCI5122

Рисунок 6 - Структура виртуального прибора для исследования тестовых сигналов

С помощью разработанного виртуального прибора проведено исследование динамических погрешностей формирователя тестовых сигналов.

В качестве примера на рисунке 7 приведены полученные с помощью данного виртуального прибора временные диаграммы (в пределах длительности фронта импульса) выходного напряжения платы N1РС1-6251 при трех значениях частоты дискретизации.

Выбор частоты дискретизации ЦАП определяется формой выходных сигналов. При формировании синусоидальных, пилообразных и т.п. сигналов, скорость изменения во времени которых меньше максимальной скорости нарастания выходного напряжения ЦАП, целесообразно устанавливать максимально возможную частоту дискретизации. При формировании импульсов с минимально возможной (при данной аппаратурной реализации) длительностью фронтов период дискретизации должен быть больше времени установления выходного напряжения ЦАП, что подтверждает рисунок 7: неискаженное воспроизведение формы фронта импульса наблюдается только в одном из трех приведенных случаев - при частоте дискретизации 0,7 МГц.

Рисунок 7 - Временные диаграммы выходного напряжения платы NI PCI6251 при трех значениях частоты дискретизации: 2,8 МГц; 1,4 МГц; 0,7 МГц

Установлено, что при выборе периода дискретизации ЦАП оценка времени установления его выходного напряжения по паспортным данным является чрезмерно завышенной. Для обоснованного выбора частоты дискретизации ЦАП формирователя тестовых сигналов предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения. Методика основана на следующих положениях:

1. Выходное напряжение ЦАП в пределах фронта прямоугольного импульса представляется математической моделью в виде суммы линейно и экспоненциально изменяющихся составляющих (рисунок 8):

St при 0<t£tl =— -т;

.iza (9)

U-Sxe т при t>tx, где U~ амплитуда импульса;

«WH

£ - скорость нарастания линейно изменяющейся части фронта импульса;

х - постоянная времени его экспоненциально изменяющейся части. Параметры Я и т могут быть определены экспериментально с помощью виртуального прибора, показанного на рисунке 6.

2. Зависимость погрешности б установления напряжения от времени

и

, и(Л-и Л--г—

Л = -=--е т

и

и

(10)

3. Для установления напряжения с погрешностью, не превышающей заданного значения б , требуется время , равное

/Е=-^-т(1-2,31Е8) + 2,Зт18

и

_£х>

и,

(П)

Рисунок 8 - К методике оценки времени установления выходного напряжения ЦАЛ

На рисунке 9,а приведена зависимость погрешности б установления напряжения от длительности /, а на рисунке 9,6 - зависимость времени 1Е, необходимого для установления напряжения с погрешностью, не

превышающей заданного значения 8. В расчетах использованы значения параметров 5 = 17,38 В/мкс и т =0,2 мкс, полученные при оцифровке фронта импульсного сигнала при частоте дискретизации 0,7 МГц (период дискретизации соответственно равен 1,428 мкс).

I II ч и 14 15 к 1.7 II ».мм -«.45 -0.4 .-0.35 •-0.3 ■-0.25 -0.2 -0.15 -0.1 е,%

а) б)

Рисунок 9 — Зависимости погрешности и времени установления выходного напряжения ЦАП

Из графиков рисунка 9, в частности, можно определить, что при I = 1,4 мкс (что соответствует значению периода дискретизации) погрешность установления напряжения б = 0,1 %, что вполне приемлемо. По паспортным данным время установления выходного напряжения данного ЦАП составляет 2 мкс (погрешность установления, как правило, не оговаривается). Использование предложенной методики позволяет выбирать период дискретизации ЦАП с учетом его фактических параметров, что способствует получению более высокого разрешения при воспроизведении формы импульсных сигналов.

Предложены методика моделирования и макромодель выходного канала платы сбора данных, динамические параметры которого представляются встроенными макромоделями входящих в его состав операционных усилителей, а цифровые узлы и ключи представляются моделями идеальных аналоговых переключателей. Особенности методики рассмотрены на примере платы N1 РС1-6251, выходной канал шторой содержит умножающий параллельный 16-разрядный ЦАП с токовым выходом и операционные усилители для преобразования тока в выходное напряжение. Приемлемая сходимость результатов моделирования динамических свойств канала и экспериментальных исследований (рисунок 10) позволяет сделать вывод о допустимости использования предложенных методики и макромодели для моделирования динамических свойств выходного канала платы сбора данных.

Рисунок 10 - Сопоставление экспериментальных данных и результатов, полученных в результате моделирования выходного канала платы N1PCI-6251

Полученные результаты используются при разработке и исследовании аппаратно-программных комплексов для измерения параметров электрических цепей и сигналов на кафедре «Радиотехника и радиоэлектронные системы» и в «Региональном Центре технологий National Instruments» Пензенского государственного университета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. При построении измерительных преобразователей параметров электрических цепей могут применяться сложные тестовые сигналы, для формирования и расчета параметров которых предложена методика, отличающаяся требованием непрерывной дифференцируемости сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. В соответствии с предложенной методикой синтезированы сложные тестовые сигналы с линейными измерительными интервалами и экспоненциальными или косинусоидальными дополнительными интервалами. При воздействии таких сигналов на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды, что позволяет:

- упростить схему измерительного преобразователя, исключив из нее вспомогательные цепи (в частности, ключи), предназначенные для подавления этих выбросов;

- повысить точность измерений за счет исключения источников дополнительных погрешностей, обусловленных неидеальностью упомянутых вспомогательных цепей;

- устранить импульсные помехи по шинам питания и общему проводу, создаваемые выбросами напряжения на фронтах импульсов.

3. Для исследования измерительных преобразователей со сложными тестовыми сигналами разработана методика создания Spice-модели сигнала путем сложения результатов стробирования функций, моделирующих сигнал на заданных временных интервалах, и получены Spice-модели ряда сложных тестовых сигналов, предназначенных для работы с дифференцирующими измерительными цепями.

4. На примере преобразования параметров последовательной AL-цепи в результате проведенного моделирования с использованием разработанных моделей показано, что применение сложных тестовых сигналов позволяет:

- существенно уменьшить амплитуду выброса напряжения на катушке индуктивности (в рассмотренном примере в 36 раз);

- сократить время установления затухающих колебаний в начале измерительного интервала (в 1,6 раза);

- уменьшить амплитуду первого максимума затухающих колебаний (в 4,5 раза).

5. В среде Lab VIEW созданы виртуальные приборы:

- для формирования тестовых сигналов, задаваемых математическим описанием на временных интервалах;

- для измерения параметров тестовых сигналов.

6. На основании проведенного исследования динамических погрешностей формирователя тестовых сигналов:

- предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения;

- предложены методика моделирования и макромодель выходного канала платы сбора данных.

7. Полученные в диссертационной работе результаты используются при разработке и исследовании аппаратно-программных комплексов для измерения параметров электрических цепей и сигналов на кафедре «Радиотехника и радиоэлектронные системы» и в «Региональном Центре технологий National Instruments» Пензенского государственного университета.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статья, опубликованная в издании, рекомендованном ВАК РФ

1. Принципы построения аппаратно-программных комплексов для формирования и измерения параметров импульсных сигналов / П. Мишра, М. Ю. Паршуков, А. В. Светлов, И. В. Ханин // Известия высших учебных заведений, Поволжский регион. Технические науки. - 2009. - № З.-С. 102-112.

Публикации в других изданиях

2. Применение осциллографического модуля с высоким разрешением для создания Spice-модели импульсного сигнала / П. Мишра, М. В. Пучков, А. В. Светлов, И. В. Ушенина П Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments: VI Между-нзр. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2007. - С. 150 - 153.

3. Исследование импульсного сигнала, сформированного цифроаналоговым преобразователем / П. Мишра, В. А. Мартяшин, М. В. Пучков, А. В. Светлов // Надежность и качество: тр. Междунар. симп.: в 2 т. - Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2008. - Т. 1. - С. 60 - 62.

4. Виртуальный прибор для исследования формирователей импульсных сигналов / П. Мишра, М. В. Пучков, А. В. Светлов, И. В. Ушенина // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации (Измерения-2008): тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2008. - С. 105 -108.

5. Формирование импульсных сигналов сложной формы для измерителей параметров электрических цепей / П. Мишра, А. В. Светлов, М. Ю. Паршуков, М. В. Пучков // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: VII Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2008. - С. 183 - 185.

6. Мишра, П. Способ создания Spice-моделей импульсных сигналов для моделирования измерительных цепей / П. Мишра // Надежность и качество: тр. Междунар. симп.: в 2 т. - Пенза: Информ.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2009. - Т. 1,- С. 305, 306.

7. Программно управляемый формирователь импульсных сигналов для измерителей параметров электрических цепей / П. Мишра, М. Ю. Паршуков, М. В. Пучков, А. В. Светлов // Информационно-измерительная техника: межвуз. сб. науч. tp. - Пеюа: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. - Вып. 34. - С. 146 -152.

8. Мишра, П. Моделирование выходного канала платы сбора данных / П. Мишра, М. Ю. Паршуков, А. В. Светлов // Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments: VIII Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во РУДН, 2009. - С. 285 - 287.

Научное издание

Мишра Пураджит

Формирование и измерение параметров сложных тестовых сигналов

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (электрические и магнитные величины)

Редактор Т. Н. Судоечихина Технический редактор С. В.Денисова Корректор Ж. А. Лубенцова Компьютерная верстка С. В. Денисовой

Подписано в печать 28.05.10 .

Формат 60х841/16. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100. Заказ X» 236.

Издательство ПГУ. 440026, Пенза, Красная, 40.

Введение

Глава 1 Сложные тестовые сигналы и проблемы, связанные с их формированием, измерением параметров и моделированием

1.1 Формирователи традиционно используемых тестовых сигналов

1.2 Требования, предъявляемые к средствам и методике моделирования

1.3 Обоснование целесообразности применения сложных тестовых сигналов для преобразования сопротивления электрических цепей в напряжение

1.4 Принципы построения аппаратно-программного комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов

1.5 Обоснование необходимости разработки методик формирования и моделирования сложных тестовых сигналов

Выводы по главе

Глава 2 Методика формирования сложных тестовых сигналов и расчета их параметров

2.1 Цель и основные положения методики формирования сложных тестовых сигналов

2.2 Расчет параметров сигнала с двумя линейными измерительными интервалами

2.3 Расчет параметров сигналов с одним линейным измерительным интервалом

2.3.1 Сигнал с четырьмя экспоненциальными дополнительными интервалами

2.3.2 Сигнал с двумя экспоненциальными и одним косинусоидаль-ным дополнительными интервалами

2.4 Виртуальный прибор для формирования тестовых сигналов

Выводы по главе

Глава 3 Исследование измерительных преобразователей параметров электрических цепей со сложными тестовыми сигналами

3.1 Методика создания Spice-моделей сигналов по их математическому описанию на заданных временных интервалах

3.2 Модели сложных сигналов для Spice-совместимых программ схемотехнического моделирования

3.3 Исследование индуктивной измерительной цепи со сложным тестовым сигналом

Выводы по главе

Глава 4 Исследование аппаратной части комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов

4.1 Виртуальный прибор для измерения параметров тестовых сигналов

4.2 Определение параметров оцифрованного сигнала и создание его математической и Spice-моделей

4.3 Выбор частоты дискретизации ЦАП формирователя тестовых сигналов

4.4 Методика моделирования и макромодель выходного канала платы сбора данных

Выводы по главе

Проблема совершенствования средств формирования и измерения параметров тестовых сигналов, несмотря на свою многолетнюю историю, остается актуальной и в современных условиях. От точности задания и стабильности параметров тестовых сигналов во многом зависят метрологические характеристики средств измерений и контроля параметров электрорадиоэлементов, электрических цепей и датчиков, а также средств тестирования узлов радиоэлектронного оборудования.

Значительный вклад в разработку методов и средств формирования и измерения параметров электрических сигналов внесли JI. И. Волгин, В. С. Гутников, В. Ю. Кнеллер, К. JI. Куликовский, Е. А. Ломтев, А. И. Мартяшин, П. П. Орнатский, П. П. Чураков, Э. К. Шахов, В. М. Шляндин и др. [1 - 10].

В области генерации и измерения параметров электрических сигналов достигнуты значительные успехи. Хорошие характеристики (но и высокую стоимость) имеет промышленное генераторное и измерительное оборудование таких известных фирм, как Tektronix, Agilent Technologies, ROHDE&SCHWARZ.

При построении современных средств измерений, контроля и тестирования на первый план выдвигается задача интегрирования этих средств в автоматизированные информационно-измерительные и управляющие системы путем создания аппаратно-программных комплексов, обеспечивающих:

- программно управляемое выполнение серии тестовых испытаний с вариацией формы, амплитуды и частоты следования сигналов;

- измерение параметров выходных сигналов, их математическую обработку и представление результатов измерений;

- сопровождение процессов формирования и измерения параметров сигналов их математическим или схемотехническим моделированием с учетом реальных параметров элементной базы и внешних влияющих факторов.

Программно управляемое формирование тестовых сигналов позволяет:

- предельно упростить аппаратную часть комплекса, избавиться от сложных и громоздких коммутирующих устройств и, тем самым, существенно уменьшить габариты устройства;

- сократить время, необходимое для изменения режима работы;

- практически снять или существенно ослабить ограничения, накладываемые на форму тестового сигнала.

Последний фактор особенно важен при построении многофункциональных аппаратно-программных комплексов для измерения параметров многоэлементных электрических цепей различных конфигураций [11, 12], поскольку подбор формы тестового сигнала позволяет создавать оптимальные условия преобразования сопротивления электрических цепей в напряжение.

При решении ряда измерительных задач целесообразно применение сложных тестовых сигналов, позволяющих избавиться от паразитных выбросов напряжения большой амплитуды при воздействии тестовых импульсов на дифференцирующую измерительную цепь. При этом из схемы измерительного преобразователя исключаются вспомогательные цепи (в частности, ключи), предназначенные для подавления этих выбросов и являющиеся источниками дополнительных погрешностей. Однако возможности использования сложных тестовых сигналов при построении измерительных аппаратно-программных комплексов практически не исследованы, отсутствует методическое обеспечение применения таких сигналов, не разработаны методики их формирования и измерения параметров.

Цель работы - упрощение аппаратной реализации и повышение точности измерительных преобразователей параметров электрических цепей за счет использования сложных тестовых сигналов.

Основные задачи исследования:

1. Разработать методику формирования и расчета параметров сложных тестовых сигналов.

2. Синтезировать сложные тестовые сигналы, при воздействии которых на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды.

3. С целью развития методического обеспечения исследований изме рительных преобразователей параметров электрических цепей разработать методику создания моделей сложных тестовых сигналов.

4. Исследовать особенности реализации узлов аппаратной части комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы математического анализа, теории электрических цепей, методы схемотехнического моделирования электронных схем. Основные теоретические результаты проверены и подтверждены экспериментальными исследованиями, а также путем математического и схемотехнического моделирования.

Научная новизна.

1. Предложена методика формирования и расчета параметров сложных тестовых сигналов, отличающаяся требованием непрерывной дифференцируемое™ сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. Разработана методика создания Spice-модели сигнала путем сложения результатов стробирования функций, моделирующих сигнал на заданных временных интервалах. Получены Spice-модели ряда сложных тестовых сигналов, предназначенных для работы с дифференцирующими измерительными цепями.

3. Предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения.

Практическая значимость.

Полученные в работе результаты составляют методическую основу использования сложных тестовых сигналов при построении аппаратнопрограммных комплексов для измерения параметров электрических цепей. Разработанные модели и методики моделирования сигналов и аппаратных средств их формирования расширяют возможности применения программ схемотехнического моделирования при проектировании средств измерений и контроля параметров электрических цепей и датчиков, а также средств тестирования электронных схем.

На защиту выносятся:

1. Методика формирования сложных тестовых сигналов и расчета их параметров, особенностью которой является требование непрерывной дифференцируемости сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. Результаты синтеза сложных тестовых сигналов с линейными измерительными интервалами и экспоненциальными или ко синусоидальными дополнительными интервалами, а также результаты исследования воздействия таких сигналов на дифференцирующую измерительную цепь.

3. Spice-модели ряда сложных тестовых сигналов, при воздействии которых на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды. •

4. Виртуальные приборы для формирования и измерения параметров тестовых сигналов.

Реализация результатов работы.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре "Радиотехника и радиоэлектронные системы" Пензенского государственного университета при проведении лекционных, практических и лабораторных занятий по курсам "Техническая диагностика РЭС", "САПР в схемотехнике", "Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС" в виде разделов лекционных курсов, методик проектирования и моделирования электронных схем, а также при курсовом и дипломном проектировании по специальности 210302.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены для обсуждения на международных научно-технических конференциях: «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации (Измерения-2008)» (Пенза, 2008 г.); «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments» (Москва, 2007, 2008, 2009 гг.), «Надежность и качество» (Пенза, 2008, 2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 1 -в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 85 наименований и четырех приложений. Объем работы: 120 страниц основного машинописного текста, включающего 2 таблицы и 62 рисунка.

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна и практическое значение результатов работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор формирователей традиционно используемых тестовых сигналов, рассмотрены требования, предъявляемые к средствам и методике моделирования сигналов и их формирователей. Обоснована целесообразность применения сложных тестовых сигналов для преобразования сопротивления электрических цепей в напряжение. Сформулированы принципы построения аппаратно-программного комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов. Обоснована необходимость разработки методик формирования и моделирования сложных тестовых сигналов.

Во второй главе предложена методика формирования сложных тестовых сигналов и расчета их параметров. Рассмотрен ряд примеров практической реализации этой методики. Разработан виртуальный прибор для формирования тестовых сигналов.

В третьей главе рассмотрены вопросы исследования измерительных преобразователей параметров электрических цепей со сложными тестовыми сигналами. Предложена методика создания Spice-моделей сложных импульсных сигналов, задаваемых произвольным математическим описанием на фиксированных временных интервалах. Получены модели сложных сигналов для Spice-совместимых программ схемотехнического моделирования. Выполнено моделирование индуктивной измерительной цепи со сложным тестовым сигналом.

Четвертая глава посвящена исследованию аппаратной части комплекса для формирования и измерения параметров сложных тестовых сигналов.

В Заключении приведены основные результаты и выводы по работе.

В Приложениях приведены тексты заданий на моделирование сложных сигналов и измерительных преобразователей, макромодели используемых микросхем, Акт о внедрении результатов диссертационной работы.

Выводы по главе 4

1. Разработан виртуальный прибор для измерения параметров тестовых сигналов, позволяющий детально исследовать их форму.

2. Для создания математической сигнала разработана программа аппроксимации его осциллограммы путем подбора параметров заданных на локальных участках функций известного вида; для создания Spice-модели сигнала - программа аппроксимации кусочно-линейной функцией PWL.

3. Для обоснованного выбора частоты дискретизации ЦАП формирователя тестовых сигналов предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения.

4. Предложены методика моделирования и макромодель выходного канала платы сбора данных, обеспечивающие приемлемую сходимость результатов моделирования динамических свойств канала и экспериментальных данных.

Заключение. Основные результаты и выводы по работе

1. При построении измерительных преобразователей параметров электрических цепей могут применяться сложные тестовые сигналы, для формирования и расчета параметров которых предложена методика, отличающаяся требованием непрерывной дифференцируемости сигнала на общих границах измерительного и предшествующего ему, а также следующего за ним дополнительных интервалов.

2. В соответствии с предложенной методикой синтезированы сложные тестовые сигналы с линейными измерительными интервалами и экспоненциальными или косинусоидальными дополнительными интервалами. При воздействии таких сигналов на дифференцирующую измерительную цепь не возникает выбросов напряжения большой амплитуды, что позволяет:

- упростить схему измерительного преобразователя, исключив из нее вспомогательные цепи (в частности, ключи), предназначенные для подавления этих выбросов;

- повысить точность измерений за счет исключения источников дополнительных погрешностей, обусловленных неидеальностью упомянутых вспомогательных цепей;

- устранить импульсные помехи по шинам питания и общему проводу, создаваемые выбросами напряжения на фронтах импульсов.

3. Для исследования измерительных преобразователей со сложными тестовыми сигналами разработана методика создания Spice-модели. сигнала путем сложения результатов стробирования функций, моделирующих сигнал на заданных временных интервалах, и получены Spice-модели ряда сложных тестовых сигналов, предназначенных для работы с дифференцирующими измерительными цепями.

4. На примере преобразования параметров последовательной Ж,-цепи в результате проведенного моделирования с использованием разработанных моделей показано, что применение сложных тестовых сигналов позволяет: существенно уменьшить амплитуду выброса напряжения на катушке индуктивности (в рассмотренном примере в 36 раз); сократить время установления затухающих колебаний в начале измерительного интервала (в 1,6 раз); уменьшить амплитуду первого максимума затухающих колебаний (в 4,5 раз).

5. В среде Lab VIEW созданы виртуальные приборы: для формирования тестовых сигналов, задаваемых математическим описанием на временных интервалах; для измерения параметров тестовых сигналов.

6. На основании проведенного исследования динамических погрешностей формирователя тестовых сигналов: предложена методика оценки времени установления выходного напряжения ЦАП с погрешностью, не превышающей заданного значения; предложены методика моделирования и макромодель выходного канала платы сбора данных.

7. Полученные в диссертационной работе результаты используются при разработке и исследовании аппаратно-программных комплексов для измерения параметров электрических цепей и сигналов на кафедре "Радиотехника и радиоэлектронные системы" и в "Региональном Центре технологий National Instruments" Пензенского государственного университета.

112

1. Волгин, JI. И. Аналоговые операционные преобразователи для измерительных приборов и систем. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

2. Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергия, 1980. - 248 с.

3. Кнеллер, В. Ю. Средства измерений параметров цепей переменного тока: тенденции развития и актуальные задачи // Приборы и системы управления. 1998. -№ 1. - С. 64 - 68.

4. Куликовский, К. Л. Тестовые методы повышения точности измерений / К. Л. Куликовский, Э. М. Бромберг. М.: Энергия, 1978. - 176 с.

5. Мартяшин, А. И. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения / А. И. Мартяшин, Э. К. Шахов, В. М. Шляндин. -М.: Энергия, 1976. 392 с.

6. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А.И. Мартяшин, К.Л. Куликовский, С.К. Куроедов, Л.В. Орлова; Под ред. А.И. Мартяшина. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 216 с.

7. Орнатский, П. П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев: Вища школа, 1976. — 432 с.

8. Шляндин, В. М. Цифровые измерительные устройства: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

9. Шахов, Э. К. Интегрирующие развертывающие преобразователи напряжения / Э. К. Шахов, В. Д. Михотин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.

10. Чураков, П. П. Синтез и обработка сигналов в устройствах измерения параметров электрических цепей. Автореф. дис. . д-ра техн. наук. -Пенза, 1998.-40 с.

11. Светлов, А. В. Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров электрических цепей / А. В. Светлов, И. В. Ушенина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, 2008. №1. -С. 81-89.

12. Дьяконов, В. П. Генерация и генераторы сигналов. М.: ДМК Пресс, 2009.-384 с.

13. Алексенко, А. Г. Применение прецизионных аналоговых ИС / А. Г. Алексенко, Е. А. Коломбет, Г. И. Стародуб. М.: Советское радио, 1980.- 224 с.

14. Пейтон, А. Дж. Аналоговая электроника на операционных усилителях / А. Дж. Пейтон, В. Волш. М.: Бином, 1994. - 352 с.

15. Волин, М. JI. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре.- М: Радио и связь, 1981.-296 с.

16. Ушенина, И. В. Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров электрических цепей: Автореф. дисс. канд. техн. наук. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. 20 с.

17. ГОСТ 23089.13-86. Микросхемы интегральные. Методы измерения частоты среза и частоты единичного усиления операционных усилителей. -М.: Издательство стандартов, 1986.

18. Дедюхин, А. А. Генератор сигналов произвольной формы АКИП-3402. ЗАО «Прист».

19. Пивак, А. В. Генераторы сигналов специальной формы ГСС-05 .120. ЗАО «Прист».

20. Agilent 3321 OA 10 MHz Function/Arbitrary Waveform Generator: Data Sheet. — www.agilent.com.

21. Arbitrary/Function Generators AFG 3011 / 3021B / 3022B / 3101 / 3102 / 3251 / 3252: Data Sheet. www.tektronix.com.

22. Комбинированный прибор (осциллограф+генератор) приставка к компьютеру Актаком АСК-4106. - http://www.eliks.ru.

23. Батоврин, В. К. LabVIEW: Практикум по основам измерительных технологий / В. К. Батоврин, А. С. Бессонов, В. В. Мошкин, В. Ф. Папулов-ский. М.: ДМК Пресс, 2005. - 208 с.

24. Бутырин, П. А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 / П. А. Бутырин, Т. А. Васьковская, В. А. Каратаев, С. В. Матери-кин. М.: ДМК Пресс, 2005. - 264 с.

25. Евдокимов, Ю. К. LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW / Ю. К. Евдокимов, В. Р. Линдваль, Г. И. Щербаков. М.: ДМК Пресс, 2007. - 400 с.

26. Измерения и автоматизация. National Instruments. Каталог 2008. ni.com/rusia.30. http://sine.ni.com.

27. Многофункциональные устройства сбора данных М-серии. -http://digital.ni.com/worldwide/russia.

28. High-Speed М Series Multifunction DAQ // National Instruments. -info@ni.com.

29. N1 625x Specifications // National Instruments Corporation. 371291H-01.

30. Светлов, А. В. Измерительные преобразователи параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей: Автореф. дисс. . д-ра техн. наук. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999.

31. Казаков, В. А. Моделирование динамических режимов работы измерительных преобразователей А. В. Казаков, А. В. Светлов // Метрология. -2002. -№ 11.-С. 11 19.

32. Чураков, П. П. Интервалы инвариантности измерительных схем преобразователей параметров пассивных электрических цепей // Цифровая информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1986. - Вып. 16. - С. 70 - 74.

33. Рябов, В. Ф. Особенность использования импульсных воздействий в преобразователях параметров емкостных датчиков // Цифровая информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. Пенза: Пенз. политехи. ин-т, 1985. - Вып. 15. - С. 36 - 39.

34. Разевиг, В. Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. М.: Радио и связь, 1992.

35. Антипенский, Р. В. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств / Р. В. Антипенский, А. Г. Фадин. М.: Техносфера, 2007. — 128 с.

36. Разевиг, В. Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center (PSpice). М.: СК Пресс, 1996. - 272 с.

37. Разевиг, В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. М.: Солон, 1999. - 698 с.

38. Карлащук, В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: COJIOH-P, 1999. - 506 с.

39. Разевиг, В. Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. М.: Солон, 1997. - 280 с.

40. Разевиг, В. Д. Система проектирования OrCAD 9.2. М.: СОЛОН-Р, 2001.-520 с.

41. Хернитер, М. Е. Multisim. Современная система компьютерного моделирования и анализа схем электронных устройств. М.: ДМК Пресс, 2006.-488 с.

42. Светлов, А. В. Особенности моделирования измерительных схем на операционных усилителях / А. В. Светлов, А. В. Трундов // Информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. унта, 2005. Вып. 29. - С. 91 - 97.

43. Казаков, В А. Исследование средств измерений параметров активных элементов с помощью схемотехнического моделирования / В. А. Казаков, А. В. Светлов // Датчики и системы. 2005. — № 5. - С. 33 — 35.

44. Петров, В. Н. Измерение и идентификация параметров SPICE-моделей биполярного транзистора / В. Н. Петров, М. Н. Петров, С. А. Капралов // Измерительная техника. 2003. - №3. - С. 41 - 44.

45. Кеоун, Дж. OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 640 с.

46. Генератор сигналов функциональный произвольной формы Rohde & Schwarz АМ300. - www.tehencom.com.

47. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986.

48. Кулапин, В. И. Разработка и исследование универсальных преобразователей параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей в унифицированные сигналы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1987. - 18 с.

49. Свистунов, Б. JI. Структурно-алгоритмические методы синтеза средств инвариантного измерения параметров электрических цепей: Автореф. дис. .д-ра техн.наук. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. 47с.

50. Чураков, П. П. Инвариантные измерители параметров катушек индуктивности / П. П. Чураков, Б. JL Свистунов. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1998. - 180 с.

51. А. с. 898343 СССР. Измеритель параметров катушек индуктивности / А. И. Мартяшин, П. В. Машошин, А. В. Светлов, В. М. Чайковский, П. П. Чураков // Открытия. Изобретения. 1982. - № 2. - С. 203.

52. Светлов, А. В. Преобразователь индуктивности в напряжение / А. В. Светлов, И. В. Корокошко, Д. А. Ушенин // Надежность и качество: Труды международ, симпоз. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - С. 376.

53. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. С.В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1990. - 496 с.

54. Генераторы сигналов серии PSG компании Agilent Technologies. -www.agilent.com/fmd/signalgenerators.63. http:// arbitrary-waveform-composer.software.infonner.com.

55. Универсальные генераторы стандартных сигналов, импульсов и сигналов произвольной формы серии AFG3000. http://www.mitracom.ru.

56. Дьяконов, В. П. Управление генераторами произвольных функций Tektronix AFG3000 с помощью программы ArbExpress // Контрольно-измерительные приборы и системы, 2007. № 2.

57. Черных, И. В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем. http://matlab.exponenta.ru.

58. Дьяконов, В. П. MATLAB 6.5 SP1/7.0 Simulink 5/6 в математике и моделировании. -М.: Солон-Пресс, 2005. 576 с.

59. Макаров, Е. Г. Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс. -СПб.: Питер, 2005.

60. Антипенский, Р. В. Разработка моделей первичных сигналов в программной среде MathCAD // Компоненты и технологии, 2007. № 3.

61. Антипенский, Р. В. Разработка моделей сигналов с аналоговой модуляцией // Компоненты и технологии, 2007. № 5.

62. Антипенский, Р. В. Разработка моделей сложных сигналов // Компоненты и технологии, 2007. — № 7.

63. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1973. - 832 с.

64. Светлов, А. В. Об измерении параметров импульсного сигнала экспоненциальной формы // Цифровая информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1985. — Вып. 15. — С. 19-23.

65. Мартяшин, В. А. Преобразователь параметров экспоненциальных видеоимпульсов / В. А. Мартяшин, А. И. Мартяшин // Информационноизмерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. Пенза: Изд-во Пенз. политехи. ин-та, 1992.-Вып. 21.-С. 119-122.

66. Светлов, А. В. Принципы построения преобразователей параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999. - 144 с.

67. Мишра, П. Способ создания Spice-моделей импульсных сигналов для моделирования измерительных цепей // Надежность и качество: Труды международ, симпоз. В 2-х томах. Том 1. Пенза: Инф.-изд. центр ПензГУ, 2009.-С. 305, 306.

68. Волович, Г. И. Источники тока на операционных усилителях // Схемотехника, 2003. № 11. - С. 19 - 22.

69. Волович, Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. М.: ДОДЭКА, 2007. - 528 с.

70. LTC1591/LTC1597. 14-Bit and 16-Bit Parallel Low Glitch Multiplying DACs with 4-Quadrant Resistors // Linear Technology Corporation. 1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417. - LT 0507 REV A., 1998.

71. Хайнеман, P. PSpice. Моделирование работы электронных схем: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2002. - 336 с.