автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка и исследование цифро-импульсных преобразователей с дробно-рациональными функциональными характеристиками

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГВ пл

' I О V н На правах рукописи

рАШАРЪЯР АЗИЗУЛЛА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРО-ИМПУЛЬСННХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ДРОБНО-РАЦИОНАЛЬНЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность 05.13.05 -•Элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой- степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете.

Научный руководитель.-Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук профессор УГРЮМОВ Е.ГГ.

Официальные оппоненты : Доктор технических наук профессор ЧЕРНЯВСКИЙ Е.А. Кандидат технических наук доцент ЕВСТИГНЕЕВ А.Н.

Ведущая организация - ПО "Завод имени М.И-Калинина"

Защита состоится " " ¿//¿>/'4 1994 г. в У/ часов на заседании специализированного совета К 063.36.04 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета по адресу: 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " -/6 " 1994 г.

Ученый секретарь . специализированного совета

ЮРКОВ ю.в.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современных системах управления различного назначения возникает необходимость построения специализированных вычислительных средств, содержащих вычислительные преобразователи импульсных сигналов (ШИМ,ЧИМ,ИКМ). Среди них определенное место занимают цифро-импульсные вычислительные устройства (ЦИВУ). В частности, они входят в состав некоторых автоматических систем управления и обработки информации и информационно-измерительных систем. *

Прогресс цифровой вычислительной техники и появление микропроцессорных БИС не исключают целесообразности применение ЦИВУ в определенных условиях. Применение микропроцессорных БИС в системах управления, где необходимо воспринимать импульсные сигналы, связано с использованием входных преобразователей, последующей обработкой цифровых данных и обратным преобразованием результатов в импульсную форму. В таких случаях ЦИВУ, обрабатывающие цифро-широтно-частотную информацию, могут оказаться более простыми, так как при их использовании в подобных условиях отпадает необходимость в специальных преобразователях формы представления информации.

Практический интерес к структурам ЦИВУ в настоящее время связан с эффективным использованием технологии получения микросборок и освоением базовых матричных кристаллов (БМК) и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). При этом важным моментом является возможность выполнения ЦИВУ в пределах одного БМК или одной ПЛИС

Интерес к возможностям и перспективам использования функциональных преобразователей информации проявляют многие ученые как в России, так и за рубежом. Наиболее значительный вклад в развитие методов анализа и синтеза таких устройств внесли Воронов A.A., Смолов В.Б., Угрюмов Е.П., Чернявский Е.А., Паламарюк Г.О., Оранский A.M., Пухов Г.Е., Г.Корн, Г.Шмид, Данчеев В.П., Герасимов И.В., Сафьянников Н.М. и др.

Целесообразно* дальнейшее совершенствование ЦИВУ в направлении повышения точности, быстродействия, помехоустойчивости, улучшения структуры, уменьшения затрат оборудования и простоты технологической реализации .

Целью диссертационной работы является исследование, разработка и улучшение параметров ЦИВУ с дробно-рациональными функциональными характеристиками, причем еенввными Задачами работы являются :

- разработка структурны* Элементов базовых схем ЦИВУ;

- исследование возможности повышения точностных характеристик замкнутых ЦИВУ структурными методами;

- анализ И синтез базовых Схем ЦИВУ, воспроизводящих нелинейные функциональные завйййМойти;

- анализ возможностей реализации предложенных ЦИВУ на основе БМК и ПЛИС;'

•^ разработка ЦИВУ, используемы* в практических задача*;

Методы исследования. Обййвные теоретические исследования проведены с использованием теории обыкновенных дифференциальных уравнений. Экспериментальные данные получены в результате моделирования предложенных- структур - с помощью Пакета Micrologic на компютере IBM PC.

Научная новизна заключается в следующем :

1. Предложена методика анализа ЦИВУ с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений.- Особенность данной методики заключается в том, что она дает возможность описывать Поведение ЦИВУ в дйнамике.

2. Разработан Многофункциональный преобразователь кода в Частоту,.который в отличие от известных может преобразовать входной код в частоту импульсных последовательностей не только по линейному закону преобразования, но и по нелинейному .

3. Предложена метоДйка существенного улучшения точностных характеристик ЦИВУ за Счет введения запоминающей обратной связи, в результате чего, в отличие от известных структур ЦИВУ, воспроизводится точное среднее значение' выходного кода.

4. Разработаны и исследованы -ЦИВУ, отличающиеся от известных повышенной точностью, меньшими аппаратурными затратами и лучшей технологичностью, причем характерными особенностями используюмых приемов упрощения прототипов являются

- применение метода коммутирования как опорных величин,

так и промежуточных процессов преобразования под управлением ШИМ-сигнала, в результате чего достигается возможность использовать в качестве сумматора импульсных последовательностей простой логический элемент ИЛИ;

- использование методов совмещения функций отдельных структурных блоков и возможностей, достигаемых благодаря суммированию и фазированию отдельных импульсных потоков на входе и выходе цифро-импульсных преобразователей;

- обеспечение независимости коэффициентов аппроксимации и самостоятельности отдельных контуров отрицательных обратных связей с целью эффективного использования достоинств методов распараллеливания в направлении повышения быстродействия и улучшения технологичности разработок.

Практическая ценность работы заключается в разработке Инженерной методики проектирования устройств рассматриваемого класса, а также устройства для измерения средней температуры, что позволило при умеренных аппаратурных затратах повысить точность измерения. Разработаны цифровой термометр с более широкими функциональными возможностями И экономичные ЦИВУ, "предназначенные для выполнения математических операций. Кроме того разработанные схемы нашли применение р разрабатываемом вибровстряхивателе ВТ-1 для иммунно-ферментногр анализатора. Практическая ценность и новизна подтрерадаются решениями комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам на выдачу патентов, патентами и авторскими свидетельствами.

Апробация работы-'Основные положения и научные ' резуль" таты диссертационной работы докладывались и обсуждались на

- науч.-уехн. конф. профессорско-преподавательского состава ЛЭТй им. В.И.Ульянова (Ленина), 1990 г.';

- 47~Й науч.-техн. конф., посвященной дню радио, Санкт-Петербург, 1992 г.;

- республиканском семинаре по проблеме "Лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции". Ужгород, 1992 г.;

- 48-Й науч.-техн. конф., посвященной дню радио. Санкт-Петербург, 1993 г.

5.Науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского «оства СПбГЭТУ, 1994 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ, из них 5 авторских свидетельств, 3 патента РФ. Получено 3 положительных решений по заявкам на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит, из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 149 наименований и приложения.

Основная часть работы изложена на 110 страницах машинописного текста. Работа содержит 42 рисунка и 3 таблицы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, определены цель, задачи и методы.исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы, приведены сведения об аппробации работы И публикациях по теме диссертации.

В первой главе проводится общий анализ проблемы, определены характерные особенности разработанных ЦИВУ, обоснована целесообразность разработки ЦИВУ, проведен сравнительный анализ выбранного метода обеспечения помехоустойчивости.

В главе в частности,'отмечается, что по целяй применения предлагаемые ЦИВУ являются вычислительными преобразователями, которые воспроизводят различные элементарные зависимости и используют дискретное представление информации, включающее цифровую и импульсную формы. В качестве цифровой формы представления применяются двоичные коды вида

Где а(е {0,1} - цифры 1-го разряда представления кода.

Импульсными формами представления информации, исполь-. зуемыми в разработанных ЦИВУ,. являются частоты импульсных последовательностей, которые в общем случае определяется как

.где к. - число импульсов в импульсной последовательности за

определенный интервал времени ^ и относительные длительности а прямоугольных импульсов, повторяющихся с периодом Т :

в

Т

где т - длительность импульсов.

В разработанных ЦИВУ применяются аналоговые (структурные) методы организации вычислительного процесса, и воспроизведение в них математических операций осуществляется аппаратным методом.

В предлагаемых устройствах в качестве алгоритма преобразования используется дробно-рациональная аппроксимация,, которая в общем случае выражается как

а Х(а X а (1-Х)] + а (1-Х)

Ш) - К г 2-г.---й-- ,

а,Х[а,Х + а.(1-Х) + а.(1-Х)

<5 7 0 ■ 9

где ?(%) - выходная величина;

К - аргумент преобразования; К - масштабный коэффициент; а%+ ад - коэффициенты аппроксимации.

При структурной реализации алгоритма полиномы числителя |{ знаменателя и операция деления осуществляются без применения отдельных множительных, степенных, суммирующих и делительных устройств, что приводит к упрощению схемной реализации ЦИВУ.

В основу работы разработанных устройств положен итерационный принцип усреднения импульсных потоков с использованием частотно-импульсной следящей системы, реализуемой с помощью отрицательной обратной связи.

В главе выявлены сравнительные преимущества и недостатки различных способов обеспечения помехоустойчивости. Отмечается, что в области управляющих вычислительных систем и комплексов наиболее перспективным методом повышения помехоустойчивости является выбранный в работе метод автовосстановления без оператора контроля, так как именно здесь не требуется аппаратная избыточность, что в ряде случаев приводит к удорожанию и усложнению вычислительных структур, не возникает необходимость в разработке и внедрении

специальных сложных' программных средств восстановления Вычислительного процесса после сбоя.

В главе отмечается, что реализация ряда операций в ЦИВУ раряду с ценным свойством непрерывной обработки информации отличается простотой (например, е-Г - это один конъюнктор, е-И - двоичный умножитель и конъюнктор, ?гв + Гг(1-е)' - это один элемент 2И-ИЛИ) и приводит к малым аппаратным затратам.

Во второй главе предлагаются многофункциональный преобразователь кода в частоту . разомкнутого типа (МПКЧ-Р) и цифро-импульсный множительно-делительный преобразователь заикнугого типа СЦМДП-З). Проведен математический анализ динамических характеристик ЦМДП-3 и выполнено логическое моделирование предложенных схем. Проведен анализоточности и быстродействия разработанного ЦМДП-3. Выявлены способы повышения точности преобразования, путем существенного снижения уровня пульсации выходной величины за счет фиксации выходного кода обратной связи регистром. Проведено обоснован-помехоустойчивости разработанного ЦМДП-3

Выходная частота Г МПКЧ-Р описывается выражением

г -

1 + о-н

2"

где Г - входная опорная частота; п - разрядность преобразователя; и - логический уровень управляющего сигнала. Данная характеристика обеспечивает два режима работы устройства - линейное преобразование кода в частоту (прИ и="0") и нелинейное (при и="1").

Предлагаемый ЦМДП-3 состоит из двух МПКЧ-Р, реверсивного счетчика, двух элементов 2И-ИЛИ и элемента НЕ и преобразует цифровую и ШИМ-величину не только в среднее значение частоты выходной импульсной последовательности, но и в среднее значение кода.

Условием динамического равновесия ЦМДП-3 является равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие входа разе:'-'

2

сивного счетчика в течение периода следования ШИМ-сигнала.

Предложенный ЦМДП-3 воспроизводит следующую функциональную характеристику

N = N

{огв +

где £ + - входные опорные частоты

. В главе определены динамические характеристики ЦМДП-3 с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений. Предлагаемая методика дает возможность описывать поведение указанных структур в динамике и проанализировать их быстродействие при различных значениях опорных величин, С целью сравнительного анализа проведено логическое моделирования ЦМДП-3 в трех режимах первом, когда ЦМДП-3 работает с регулярной частотой, т.е. без ШИМ-сигнала; втором, когда импульсные .последовательности подаются в пачечной форме, т.е. когда во время действия' ШИМ-сигнала импульсные последовательности подаются на входы-устройства, а во время его отсутствия они блокируются или наоборот;. третьемкогда под управлением ШИМ-сигнала на входы ЦМДПтЗ- коммутируются различные импульсные последовательности.

Результаты исследования показывают, что в случае работы ЦМДП-3 с регулярными импульсными потоками уровень пульсации выходного кода равен весу младшего разряда преобразователя. В этом режиме ЦМДП-3 используется как устройства для деления двух частот без входного ШИМ-сигнала в. В случае пачечной формы подачи импульсных потоков, имеет место большая флюктуация в выходном коде ЦМДП-3, что очевидно приведет к достаточно большой погрешности вычисления. Так как в традиционных уже известных ЦИВУ с времяимпульсным аргументом в основном применяется пачечная форма подачи входных импульсных последовательностей, то имеющиеся разбросы в выходных кодах этих устройств можно отнести к их серьезному недостатку.

Следовательно, два из рассмотренных выше режимов работы не пригодны для построения высокоточных базовых схем с времяимпульсным аргументом.

С целью уменьшения погрешности преобразования из-за флюктуации выходной величины . часто используют наращивание разрядности. Наряду с этим методом в главе предлагается два метода, способствующие существенному снижению уровня флюктуации в таких схемах.

1. Заполнение прямой в и обратной (1-е) относительной длительности ШИМ-сигнала разными импульсными потоками, при котором параметр ШИМ-сигнала в в функциональной характеристике сохраняется, но переходный процесс получает более плавную форму, так как и во время действия и во время отсутствия ШИМ-сигнала в прямой и обратной цепи замкнутого контура действуют импульсные потоки, что приводит к снижению уровня пачечной формы подачи входных воздействий.

Результаты моделирования последнего режима работу ЦМДП-З показывают, что в данном случае значительно снижен уровень пульсации выходного кода по сравнению с скачкообразной пачечной формой подачи опорных частот, а переходный процесс в этом случае более похож на случай с . регулярной формой подачи опорных величин.

2. Фиксация значения выходного кода в начале каждого цикла преобразования регистром и его включение в обратную связь замкнутого контура. В'-этом случае исчезает' флюктуация выходного кода, и переходный процесс происходит быстрее. При этом выдается более точный результат вычисления.

Проведенное исследование показывает, что наилучший результат достигается путем совмещения двух последних способов структурной организации вычислительного процесса, т.е. заполнения прямой и обратной длительности ШИМ-сигнала разными импульсными потоками при одновременной фиксации выходного кода реверсивного счетчика регистром по переднему фронту ШИМ-сигнала и его включении в цепь обратной связи.

В главе проведено обоснование помехоустойчивости ЦИВУ рассматриваемого класса. Исследования показывают, что случайная разовая помеха в этих схемах не приведет к останову вычислительного процесса или к окончательному искажению результата рычисления, так кек при вычислении любое ошибочное значение результата рассматривается как новое исходное значение, с которого продолжается процесс слежения.

В третьей главе предлагаются ЦИВУ на основе метода сквозной аппроксимации с использованием времяимпульсного аргумента, частотным заданием опорных величин и кодовым управлением. В схемах с управлением ЙИМ-сигналом применяются методы частотного коммутирования как опорных величин,' так и. промежуточных процессов преобразования в следящем режиме,. В работе такой способ коммутирования условно назван методом противофазной коммутации.

Рассматриваются методы совмещения функций отдельных структурных блоков и возможности суммирования и фазирования "отдельных импульсных потоков. Обеспечиваются независимость коэффициентов аппроксимации и ..самостоятельность отдельных контуров отрицательных обратных связей.

Благрдаря вышесказанному существенно сокращаются аппаратурные затраты, улучшаются динамические характеристики и за счет однородности функциональных узлов и простоты реализации повышаются технологические преимущества разработанных структур по сравнению с известными.

В главе обсуждается синтез базовых схем ЦИВУ в рамках следующих этапов проектирования :

. - аппроксимация заданной функции;

- структурная и схемотехническая реализация ЦИВУ;

- анализ характеристик разработанного ЦИВУ;

- корректировка и оптимизация этапов синтеза.

В главе проведен анализ предложенного ЦИВУ с двухка-нальным частотным коммутированием, причем количество коммутируемых каналов определяется по числу положений коммутатора, входящего'в состав ЦИВУ. Это устройство содержит ЦМДП-3, МПКЧ-Р, реверсивный счетчик, два элемента И И элемент 2ИгИЛИ и воспроизводит следующую функциональную характеристику

£ в (1-е) + Г в]

03 01 04

N = N--

*01<1-в>иоа(1-е) + £оэе1

В этом устройстве имеющиеся преобразователи код-частоте одновременно работают в разных контурах отрицательной обратной связи и применяется предложенная методика противофазного коммутирования.

Результаты моделирования данного устройства позволяет сделать следующие выводы:

1. Для правильной работы предлагаемых ЦИВУ необходим^ обеспечить фазирование импульсных потоков, поступающих на суммирующие и вычитающие входы реверсивных счетчиков в каждом контуре обратной связи. Для решения этой проблемы предлагается обеспечить опорные частоты прямой и обратной связи Каждого контура от парафазного генератора, выходные импульсы каждой фазы которого сдвинуты одни относительно других; на величину I = Т0/2, где То - период входной опорной частоты.

2. При воспроизведении математических функций требуется обеспечить определенные соотношения частот. При моделировании ЦИВУ, с целью обеспечения определенных соотношений частот.в диссертационной работе использован динамический счетчик, и так как каждая импульсная последовательность на его выходе сдвинута одна _ относительно другой на величину ^То2>-2 Ц=2,п), то путем суммирования "импульсных потоков отдельных выходов, этого счетчика могут. быть получены требуемые соотношения опорных частот.

3. Работу устройства необходимо организовать . таким (?бразом, чтобы в процессе вычисления реверсивные счетчики не переполнились. Именно здесь главную роль Играет коэффициент Масштабирования N. на входе устройства. "'Для этого теоретически можно исходить из следующего соотношения

*о, в 1£ог(1-е) + ^ N - < 2 .

И..""*) + *озв1

4. При работе предлагаемых ЦИВУ предъявляются определенные требования к соотношению частот для опорных частот и ШИМ-сигналов. Молелирование предложенных устройств показывает, что для правильного кодирования 1ШШ-сигнала необходима обеспечить следующее соотношение для периода(т ШИМ-сигнала

Т = 2ПЛ„

Вх.ш&х ,

где £ тлх - максимальная входная частота устройства.

В • главе предложено ЦИВУ с трехканальным частотным

- И -

коммутированием, которое содержит четыре преобразователя код-частота, два реверсивных счетчика, коммутатор и воспроизводит функциональную характеристику

N _ л_ 01 02 05

ОЭ 04

С помощью данной функциональной характеристики ми быть воспроизведен широкий набор дробно-рациональных аппроксимаций математических зависимостей.

Результаты Моделирования показывают, что уровень пульсации выходных кодов ЦИВУ с трехканальным частотным коммутированием значительно ниже, чем уровень пульсации выходных кодов ЦИВУ с двухканальным частотным коммутированием. Это происходит благодаря тому, что в данном случае в обоих функциональных узлах на входы реверсивных счетчиков и во время действия и во время отсутствия ШИк-сигналов поступают потоки импульсов. .

Другим преимуществом выбранного направления является возможность организации самостоятельных блоков ЦМДП-3 в структуре базовой схемы ЦИВУ. В отличие от предыдущих базовых схем, где .обработка информации между' двумя блоками ЦМДП-3 происходит в последовательной форме, т.е. один функциональный узел на основе ЦМДП-3 является подчиненным проме*-жуточному результату вычисления другого узла, в предлагаемом техническом решении каждый функциональный узел самостоятельно формирует промежуточные составляющие, выходной величины. Такой характеристикой обладает предложенное ЦИВУ-, с Параллельной обработки информации. Это устройство состой? из Явух бло] >в ЦМДП-3, которые самостоятельно формируют промежуточные результаты й работают параллельно.

Общая функциональная характеристика устройства с параяяелГ: ной обработкой информации имеет вид

Р = N *оз^*огв + + .{о**о*(1-*>

■2о V + 'о.(1"0>

гдеТ, - средняя.частота выходного импульсного потока.

В главе отмечается, что для сокращения аппаратурных затрат можно вводить кодовую коммутацию. При этом одно и то же оборудование в разные части периода может работать согласованно с частотной коммутацией в различных звеньях схемы

В данной главе для устройств, базирующихся на принципе автоматической компенсации частотноимпульсных последовательностей, предлагается путь функционального обобщения имеющихся контуров с отрицательной обратной связью. В прототипе имеется три контура отрицательной обратной связи на основе реверсивных счетчиков: два местных и один главный. Местные контуры образуют функциональные узлы в прямой и обратной цепях главного контура.

При наличии такой базовой структуры представляется возможным функциональное обобщение двух местных контуров с отрицательной обратной связью за счет временного разделения процессов в цепях прямой и обратной связи главного контура с соответствующим фазированием. В главе предложена функциональная схема ЦИВУ, которая иллюстрирует организацию предлагаемого функционального обобщения. В этом устройстве местный контур отрицательной обратной связи образует функциональный узел и в прямой и в обратной цепи главного контура.

В четвертой главе - проведен анализ конструкторско-технологического обеспечения разработанных схем на основе БМК и ПЛИС, предложена инженерная методика реализации ЦИВУ и рассмотрены примеры практического применения ЦИВУ в цифровых термометрах и устройствах для измерения средней температуры.

В главе описываются анализ реализации ЦИВУ на основе одного, из популярных и легко доступных БМК в России - БМК 1515 ХМ1. Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что все схемы разработанных ЦИВУ могут быть выполнены в пределах одного дешевого БМК, а учитывая возможности- нового поколения БМК, можно говорить о реализуемости на БМК сложных систем ЦИВУ.

Отмечается, что разработка и изготовление схем ЦИВУ на базе БМК экономически оправданы только при достаточно большом объеме выпуска, а при малой потребности более выгодно использование стандартных интегральных микросхем, специализируемых в сфере потребления после их изготовления. К числу

таких изделий относятся ПЛИС. По диапазону мощности одна современная ПЛИС в зависимости от уровня сложности может функционально заменить 1000 - 1000П эквивалентных вентилей (двухвходовый вентиль И-НЕ или ИЛИ-НЕ). Некоторые ведущие разработчики проектируют маск-программные вентильные матрицы с 200 тыс. вентилей. Проведенный анализ показал, что эти функциональные возможности перекрывают требования всех разработанных схем.

В главе отмечается, что при решении практических , задач на инженерном уровне использование ЦИВУ вполне допустимо и может опираться на предлагаемую в данной главе .инженерную методику. Эта методика базируется на последовательности шагов, позволяющих получить конкретный практический результат.

Предложенные ЦИВУ могут найти применение в некоторых системах автоматического управления и информационно-измерительных системах. В процессе выполнения диссертационной работы в качестве практического приложения рассматривались две задачи - задача измерения средней температуры авиационного двигателя и задача стабилизации скорости вибровстряхи-ватбля для проведения иммунноферментных и биохимических анализов крови.

Первая задача заключается в поиске технического решения для измерения температурного поля авиационного двигателя с использованием не менее 12 датчиков. При этом выходная частота. датчиков имеет характеристику параболическс"о типа, для линеаризации которой в данной главе предлагается цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, три генератора частоты, реверсивный счетчик, элемент И, триггер, олок индикации, преобразователь частоты в код, преобразователь кода в частоту, коммутатор.

Предложенный цифровой термометр обеспечивает линеаризацию характеристик термопреобразователей с зависимостью

F(t) = а/Т,

где F(t) - выходная частота термопреобразователя; t - температура; а - постоянный коэффициент.

В главе также предложено устройство для измерения

средней температуры, в котором развит принцот многоканальной частотной коммутации при введении запоминающей обратной связи, благодаря чему получается более точное устройство для усреднения частот.

Предлагаемое устройство для измерения средней темпера-? туры усредняет сигналы частотных датчиков как по ;их количеству, так и по времени с рдновременным преобразованием в код. Оно содержит п датчиков, формирователь импульсов; элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, регистр, двоичный умножитель, генератор, суммирующий счетчик, делитель частоты,-распределитель импульсов, п элементов И, элемент ИЛИ.

Коме того, разработанные схемы ЦИВУ нашли применение а разрабатываемом вибровстряхирателе ВТ-1. для иммуннофермент-ного анализатора, внедряемом на производственном объединении ПО "Витязь", г. Витебск, Республика Беларусь.

В заключении диссертации перечислены основные теоретические и практические результату. Здесь,-, в частности формулируются следующие вывода нрореденной работы .

- переход к представлению входной тфорнщт В виде цифро-импульсного сигнала позволяет создать ' рычисттелышв устройства, обладающие высокими точностными показателями

- переход к обработке цифро-импульсньгх сигналов позволяет создать операционные блоки Р достаточно высоким быстродействием, время переходного процесса при реализации операций воспроизведения функций может быть доведено до единиц микросекунд при использовании типовой элементной базы;

- широкие функциональные возможности, определяемый дробно-рациональными аппроксимациями, арляются характерной осрбенностыо цифро-импульсных операционных моделей;

- при использовании ЦИВУ в системах автоматического управления отпадает необходимость в аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях при наличии частотно-импульсных датчиков и соответствующих исполнительных устройств;

- предложенные ЦИВУ обладают свойством помехоустойчивости при воздействии разовых случайных помех, что подтверждено моделированием узлов этих схем;

-разработанные ЦИВУ ориентированы на использований

узлов Общего применения, что дает ■ возможность реализовать Дайные структуры на широко распространенных интегральных микросхемах со средней и большой степенью интеграции, примем возможно выполнение этих схем -в пределах одного БМК или одной ПЛИС.

- предложенные методы частотно-импульсного коммутиро-ЙЭНия й фиксации Кодов обратной связи дали возможность ^работать простые ЦИВУ, обладающими лучшими параметрами в сравнении с прототйп&ми. Ряд схемотехнических решений защищены патентами и авторскими свидетельствами.

В приложении описывается методика машинного моделирования ЦИВУ с помощью пакета MicroLogic.'

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ЁаШаръяр А. Помехоустойчивый усреднитель частот// Радиоэлектроника и связью 1992. - N 2(3). - С. ,90-93.

2'." Башаръяр-А. .Помехоустойчивые ЦИВУ для аппроксимации функций//Радиоэлектроника й связь.- 1992.-. N 1(3).- С.66-70.

3. Башаръяр А. Специализированные процессоры с повышенной помехоустойчивостЬВ//Актуальные проблема- развития радиотехники и связи : Тез. докл. 47-й науч.-техн. конф., посвященной ДНИ радйо, Санкт-Петербург, 6-9 апр. 1992,- СПб, 1992.- С.39.

4. Башаръяр А. Цифро-импульсные функциональные преобразователи со сквозной аппроксимаций функций //Тез. докл. 48-й науч.- техн. конф., посвященной Дню радио, Санкт-Петербург, 19-28 апр. 1993,- СПб,1993,- С.92-93.

5. A.c. 1661789 СССР, МКИ5 G 06 F 15/31. Устройство для аппроксимации функций/Бащаръяр A. (AF), Сафьянников Н.М.' - N 4726948/24; Заявл. 04.08.89; Опубл. 07.07.91, Бюл. N 25.-Зс.

6. A.c. 1734091 СССР, МКИ5 G 06 Г 7/548. Устройство для вычисления тангенса/Башаръяр A. (AF), Угрюмов Е.П., Сафьянников Н.М. , Петров A.B. - N 4852782/24; Заявл. 23.07.90; Опубл. 15.05.92, Бюл. N 18. - 7 с.

7. A.c. 1730623 СССР, МКИв G 06 F 7/52. Цифровое множи-тельно-делительное устройство/Башаръяр A. (AF), Сафьянников Н.М., Петров A.B. - Л 4801152/24; Заявл. 11.03.90; Опубл..

30.04.92, Бюл, N 16. - 5 с.

8. A.c. 1815635 СССР, МКИ5 G 06 F 7/556. Устройство для дотенцирования/Башаръяр А. (AF), Сафьянников Н.М., Петров A.B. -N 4681976/24; Заявл. 11.11.90; Опубл. 15.05.93, Бюл. N 18. -9с

9. A.c. 1793275 СССР, МКИ5 G 01 К 3/02. Устройство для измерения средней темперагуры/Бйларъяр А. (AF), Петров А.В.-N 4954155/10; Заявл. 27.06.91; Опубл. 07.02.93, Бюл. N 5. -8с.

10. Патент 2006935 РФ, МКИ6 G 06 F 15/31. Устройство для функционального преобразования широтно-импульсных сигналов/ Башаръяр А. (AF), Угрюмов Е.П. - N . 4954177/24; Заявл. 27.06,91; Опубл. 30.01.94, Бюл. N 2.- 6с.

11. Патент 2006916 РФ, МКИ5 G 06 F. 7/556. Устройство, для вычисления логарифйа/Башаръяр А. (AF), Петров A.B. - N 4924316/24; Заявл. 02.04.91; Опубл. 30.01.94, Бюл. N 2.-8с.

12. Патент 2006918 РФ, МКИ5 G 06 F 7/68. Двоичный умножитель/ Башаръяр A.« (AF), Сафьянников Н.М., ;Петров ' A.B.- N 5025412/24; Заявл. 03.02.92; Опубл. 30.01.94, Бюл. N 2.-Юс.

13. Башаръяр А.; Сафьянников Н.М. Помехоустойчивые функциональные преобразователи время-импульсной информации// Актуальные проблемы развития радиотехники и связи : Тез, докл. 47-й науч.-г техн. конф., посвященной Дню радио, Санкт-Петербург, 6-9 апр. 1992.- СПб, 1992.- С. 40.

14. Башаръяр А., Угрюмов Е.П. Применение математического анализа непрерывных систем при исследовании ЦИВУ//Тез докл. 48-й науч.-техн. конф., посвященной Дню радио, Санкт-Петербург, 19-28 апр. 1993.- СПб; 1993.- С.96

16. Башаръяр А., .Сафьянников Н.М.. Автоматическая компенсация помех в ЦИВУ// Тез. докл. 48-й науч.-техн. конф. посвященной Дню радио, Санкт-Петербург, 19-28 апр. 1993," СПб, 1993,- С.97:

16. Башаръяр А., Сафьянников Н.И., Петров A.B. Следящее цифровое множительно-делителда>е устройство //Изв. ЭТИ г Сб.науч.тр./Санкт-Петербург, гос. электротехн. ун-т. -СПб., 1992,- Вып. 444. - С. 3-6