автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Твердотельный датчик газов как элемент системы дистанционного мониторинга воздушной среды

На правах рукописи

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК ГАЗОВ КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Специальность 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные

компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж — 2005

Работа выполнена в Воронежском i осударственном техническом университете

Научный руководитель заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор Рембеза Станислав Иванович

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

профессор Петров Борис Константинович

кандидат технических наук Николаев Олег Валерьевич

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное

предприятие "Научно-исследова1ельский институт электронной техники", г. Воронеж

Защита состоится"15" ноября 2005 г. в 14.00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 Воронежского государственною технического университета по адресу: 394026, Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственно! о технического университета.

Автореферат разослан « » октября 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов V! И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При современном развитии технологии и промышленности, связанных со сложными экологически опасными процессами, являет -

анализировать информацию в реальном времени о состоянии газовых сред вокруг вредных и опасных производств.

Оснащение предприятий, имеющих специальные требования по обеспечению природоохранной деятельности, устройствами автоматического экологического контроля объекта и окружающей среды охранной зоны является важной частью системы экологической безопасности и необходимым условием производственной деятельности. Особенно важен комплексный многоканальный контроль и своевременное принятие корректирующих воздействий на объектах с повышенной вероятностью экологических катастроф.

Система мониторинга экологической безопасности позволит обеспечить сбор, первичную обработку и визуализацию информации о состоянии экологических параметров объектов; осуществлять контроль в реальном времени и анализ тенденций изменения содержания экологически вредных веществ в атмосфере вокруг предприятия.

Применение таких информационно-измерительных систем (ИИС) позволит устранять причины различных аварий, связанных с утечкой ядовитых и взрывоопасных жидкостей и газов.

ИИС можно условно разделить на несколько основных составных частей: чувствительные элементы (т.е. датчики газов), устройства передачи и приема измерительной информации, среда передачи сигналов на расстояние, устройства анализа и отображения результатов контроля.

Сенсорные элеменш датчиков газов таких систем должны обладать максимально высокой чувствительностью, избирательностью, стабильностью свойств и технологичностью в производстве. Среди многообразия газовых сенсоров указанным требованиям наиболее удовлетворяют полупроводниковые сенсоры на основе БпО;, 2п0, У205, 1п203 и др Наибольшее применение находит ЯпОз, который характеризуется высокой механической и химической стойкостью и более низкими рабочими температурами (300°-400°С) по сравнению с другими окислами металлов. Ле1ирование БпОз различными примесями позволяет существенно снизить эти температуры, а, следовательно, уменьшить энергозатраты на обеспечение режима работы датчиков._

ся острой проблема создания и применения средств, позволяющих получать и

Наиболее перспективными являются сенсоры, изготовленные по микроэлектронной технологии При этом за счег применения станцартных. хорошо отработанных, высокотехнологичных процессов може! достигаться массовость, стабильность и воспроизводимость параметров газовых датчиков, низкая себестоимость изделий.

Устройства передачи и приема информации должны обеспечивать преобразование информации датчика к виду, удобному для помехоустойчивой передачи на расстояние. Для этого используются различные способы модуляции и кодирования сигналов.

В качестве среды передачи могут использоваться металлические и волоконно-оптические кабельные линии, существующие на производствах учрежденческие телефонные сети, сит налы радиосвязи. В любом случае среда передачи информации должна обеспечивать минимум помех передаваемым сигналам и их минимальное затухание.

Устройства анализа и отображения результатов контроля должны обеспечивать адекватный анализ принимаемой информации и визуализацию результатов контроля. Для визуализации могут использоваться стрелочные приборы, индикаторные лампы, светодиодные линейки и др. Комплексное решение задачи позволяет осуществить персональная электронно-вычислительная машина

В России и за рубежом (по литературным данным) отсутствуют дешевые, простые и надежные ИИС кабельной связи для мониторинга воздушной среды, поэтому изучение работы твердотельных датчиков газов в составе систем дистанционного контроля воздушной среды является актуальным.

Работа выполнялась по теме ГБ 2001-34 "Изучение технологических и физических процессов в полупроводниковых структурах и приборах" и ГБ 2004-34 "Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления".

Цель работы Изучение особенностей функционирования твердотельного датчика газов в составе системы дистанционного контроля токсичных и взрывоопасных гаюв в воздухе с использованием кабегтьных линий связи и телефонных каналов Для достижения поставленной цели в диссертации следовало решить следующие задачи-

разработать методику термостабилизации электрических параметров твердотельных датчиков газов изготовленных по микроэлектронной технологии после их хранения на воздухе;

исследовать чувствительность датчиков к токсичным и взрывоопасным газам в широком интервале температур и концентраций газов;

разработать систему преобразования малых сигналов датчиков для помехоустойчивой передачи и приема по кабельным линиям связи и телефонным каналам;

изготовить и испытать действующий макет системы дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием твердотельного датчика газов.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны полупроводниковые датчики газов, изготовленные по тонкопленочной технологии, а также создаваемая ИИС, предназначенная для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием этих датчиков.

Научная новизна. В работе были получены следующие научные результаты:

определены время и температура стабилизационного изотермического отжига тонкопленочных датчиков, изготовленных по микроэлектронной технологии на основе 8п02, легированного кремнием (2,5% ат.);

установлено, что легирование пленок 8п02 примесью кремния (2,5% ат ) снижает энергетический порог взаимодействия ионов газов с поверхностью сенсорного элемента и снижает рабочие температуры датчика газов, а также в несколько раз увеличивает его чувствительность к токсичным и взрывоопасным газам;

разработаны принципы и реализованы устройства преобразования сигналов датчика в частоту для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием кабельной линии;

разработаны принципы и реализованы устройства преобразования сигналов датчика в частоту для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием телефонных каналов.

Практическая значимость работы.

1 Методика и режимы термостабилизации параметров тонкопленочных датчиков газов найдут применение при организации производства датчиков по микроэлектронной технологии и при их эксплуатации.

2 Экспериментальные данные о 1емпературной зависимости газовой чувствительности пленок БпСЬ, легированных кремнием, могут быть использованы при оптимизации технологии изготовления сенсорных слоев на основе 8пСЬ-

3 Система преобразования малых сигналов датчика может быть использована не только цля дистанционной передачи сигнала датчика газов, но и для любых других датчиков (температура, давление и др.)

4 ИИ Г дистанционного мониторинга по кабельным линиям может быть использована не только для мониторинга воздушной среды, но и для охранной сигнализации по периметру завода, склада и других объектов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1 Режимы и условия термостабилизации электрических параметров тонкопленочных датчиков газов после длительного хранения

2. Газочувствительные свойства пленок ЯпСЬ, легированных кремнием (2,5% ат.), улучшенные по сравнению с газовой чувствительностью нелегированных пленок 8п02.

3 Способ преобразования информационных параметров датчика для передачи по кабельной линии и телефонным каналам.

4. Структура и свойства ИИС дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием кабелей или телефонной линии.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием поверенных приборов и аппаратуры, многократной воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием апробированных методик и соответствием некоторых экспериментальных результатов данным других авторов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2003-2005); XXIII и XXIV Международных научно-технических семинарах «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2003, 2004); XVI научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Крым, 2004).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в шести работах. Личный вклад автора включает: в [1] рассмотрение проблем передачи измерительной информации от да!чиков газов на большие расстояния по кабелям; в [2] предложение принципов построения системы передачи измерительной информации от датчиков по телефонным каналам, а также способов устранения нелинейности зависимостей выходных сш налов системы от входн-л\

постановку эксперимента: в [3] предложение использования преобразователей напряжение-частота и частота-напряжение на микросхеме К1108ГТП1 для перс-дачи сигнала датчика на рассюяние, постановку эксперимента, в [4] исследование газовой чувствительности да!чиков и методики стабилизации параметров для эффективного определения концентрации опасных газов и передачи измерительной информации на расстояние; в [5, 6] предложение принципов построения системы передачи измерительной информации от датчиков по кабелям, постановку эксперимент;

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 93 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 117 страницах, содержит 49 рисунков и 10 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы, публикациях, структуре и объеме диссертации

В первой главе сделан литературный обзор по теме диссертации. В ней показана необходимость использования систем мониторинга воздушной среды на экологически опасных производствах. На основе литературных данных представлены существующие конструкции и принципы работы современных датчиков газов, являющихся ключевой частью таких систем Показаны газочувствительные свойства датчиков газов на примере продукции фирмы Figaro Engineering Inc. (Япония), условия их отжига и калибровки. Проведен анализ современного состояния проблем передачи измерительной информации на расстояние. Представлены критерии выбора кабельных линий для систем мониторинга Проанализирована помехоустойчивость базовых типов модуляции передаваемых сигналов Рассмотрены основные виды помех, воздействующих на сигнал при передаче его по кабельным линиям и телефонным каналам, способы борьбы с ними. Представлена классификация современных информационно-измерительных систем. По результатам анализа литературы были поставлены задачи для исследований и разработок

Во второй I лаве содержится описание методик эксперимента В этой 1лаве описана конструкция и приведены технические данные датчиков, использованных в исследованиях в рамках данной работы.

Описаны принципы и последовательность проведения экспериментов, изложены методики получения расчетных величин, приведена оценка относительной ошибки различных видов измерений.

Для подготовки к работе полупроводниковых датчиков газов и поддержания их рабочего режима использован источник питания постоянного тока Б5-47, с помощью которого обеспечивалась подача электрического напряжения необходимой величины на нагреватель датчика. Для измерений применялись мультиметры М-838 и ОТ-832, которыми контролировались сопротивления сенсоров и !срмометра датчика.

При длительном хранении датчиков обнаруживается дрейф сопротивлений сенсоров Изменение величины сопротивления зависит от времени хранения. состава газовой среды, в которой находились датчики, влажности, температуры и некоторых других факторов. Для стабилизации параметров датчиков применялся изотермический отжиг. Контроль температуры осуществлялся на основании линейной зависимости изменения сопротивления металлической платиновой пленки термометра пропорционально температуре натрева

Для удовлетворения требованиям хорошей чувствительности датчиков произведены соответствующие исследования. Во второй главе описан принцип измерения и вычисления газовой чувствительности сенсоров тонкопленочных датчиков на основе БпО., легированного кремнием (2,5% ат.). Газовая чувствительность определяется как отношение сопротивления сенсора на чистом воздухе (Я„) к ею сопротивлению при напуске под герметичный колпак исследуемого газа определенной концентрации (И.,)"

В качестве герметичного колпака был взят сосуд обьемом тридцать литров Для равномерного перемешивания под колпаком исследуемою га« с воздухом, применен небольшой вентилятор. Его размер лопасти 10x10 мм", напряжение питания 9 В. В качестве исследуемых 1азов использованы пары ацетона, аммиака и этанола. Точность измерения газовой чувс!вительности составляет 7%.

В третьем разделе второй главы описаны принципы работы созданной ИИС, показана необходимость преобразований сш нала датчика газов, осуше г-

вляемых функциональными устройствами системы, для помехоустойчивой передачи информации по кабельной линии.

На рис. 1 изображена обобщенная структурная схема информационно-измерительной системы, предназначенной для передачи измерительной информации от датчика газов по кабелю.

1азовый Преобраювэт гши кабельная индикаторное

датчик * К * ПНЧ * ,Иция ~ * ИНН ► устройство

Рис.1 Обобщенная структурная схема ИИС, предназначенной для передачи измерительной информации от датчика газов по кабелю

Преобразователь сопротивление-напряжение обеспечивает получение выходного электрического сигнала постоянного напряжения пропорционального величине сопротивления сенсора датчика. Это устройство представляет собой мостовую схему, в одно из плеч которой включен сенсор, подключенную на вход операционного усилителя К140УД8А. Сопротивление резисторов в мостовой схеме должно быть равно сопротивлению сенсора на воздухе при рабочей температуре или быть меньше его. При появлении и увеличении концентрации исследуемого газа сопротивление сенсора уменьшается. Уменьшение сопротивления сенсора ниже значения балансных сопротивлений моста приводит к разбалансу мостовой схемы и появлению положительного напряжения на выходе усилителя. Преобразователь напряжение-частота (ПНЧ), реализованный на микросхеме КИ08ПП1, осуществляет преобразование положительного постоянного напряжения (0-12 В) на входе в периодическую последовательность импульсов, частота следования которых (0-12 кГц) пропорциональна входному сигналу. Выбор частотной модуляции передаваемого сигнала произведен на основании рассмотренных литературных данных по помехоустойчивости различных видов модулированных сигналов. Преобразователь частота-напряжение (ПЧН) на приеме реализует адекватное обратное преобразование. Погрешность преобразований в конечных точках шкалы составляет 10% Если сопротивление сенсора в схеме преобразователя сопротивление-напряжение становится больше величины балансных сопротивлений, то на выходе устройства появляется отрицательное напряжение, на которое ПНЧ не реагирует. Таким образом, система не нуждается в дополнительной калибровке в случае отклонения рабочего сопротивления сенсоров в большую сторону

При изучении сигналов ИИС" и режимов ее работы использовался универсальный осциллограф С1-8!. частотомер 43-54, генератор сигналов низкочастотный ГЗ-118, мультимегры М-838 и DT-832. С помощью генератора chi налов низкочастотного ГЗ-118 было обнаружено, что синусоидальный сигнал обрабатывается приемным устройством (ПЧН) также как и дискретный Т.е. на выходе преобразователя появляется постоянное напряжение одинаковой величины при подаче на вход периодической последовательности или синусоидального сигнала одинаковой частоты. Это означает, что преобразователь не критичен к форме импульсов, поступающих на его вход. Следовательно, искажение фронтов импульсов (краевые искажения) не приведут к сбою в работе устройства

Приведены электрофизические параметры кабелей ПРППМ и П-274М, выбранных в качестве передающей системы.

Третья глава посвяшена исследованию датчиков газов на основе Sn02, легированного кремнием (2,5% ат.). Было определено время изотермического отжига при температуре 300 °С, необходимого для десорбции остаточных газов с поверхности сенсора, находившегося на длительном хранении на воздухе. Для стабилизации электрических параметров датчика при 300 °С потребовалось 48 часов (рис. 2), что значительно меньше, чем для датчиков фирмы Figaro (не менее семи суток).

5 О

ы

со О.

О

О

5

о ОЙ

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Время, часы

Рис 2 Изменение сопротивления сенсоров на основе 8п02, легированного кремнием (2,5% ат ), при температуре 300°С после длительного хранения 1 сенсор 3-6 датчика 15КЗ; 2 - сенсор 2-7 датчика 15КЗ; 3 - сенсор 3-6 датчика 11КЗ. 4 - сенсор 3-6 датчика 14КЗ

Был изучен характер изменения сопротивления сенсоров при храпении датчиков не более суток, в этом случае время изотермического стабилизационного отжига при температуре 300Т составило около тридцати минут (рис 3).

250 200

0

* 150

<в

о.

1 100

и

о

ее

50 0

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Время, мин.

Рис. 3. Отклик тонкопленочных датчиков газов на основе 8п02, легированного кремнием (2,5% ат.) после хранения не более одних суток при отжше.

I - сенсор 3-6 датчика 15КЗ; 2-сенсор 2-7 датчика 15КЗ;

3 - сенсор 3-6 датчика 11КЗ

Характер временной зависимости изменения сопротивления сенсоров после включения аналогичен поведению датчиков других производителей.

Изучена газовая чувствительность сенсоров датчиков к газообразным ацетону, аммиаку и этанолу в воздухе. Обнаружено, что сенсоры на основе 8п02, ле! ированного примесью кремния (2,5% ат.) обладают высокой чувствительностью к этим газам Величина чувствительности составляет в ряде случаев от 10 до 80 относительных единиц в широком диапазоне концентраций

На рис. 4 представлена зависимость газовой чувстви гельности датчика к парам ацетона от рабочей температуры. Максимум отношения сопротивления сенсора в воздушной среде к сопротивлению в парах ацетона приходится на значение температуры 150 °С При температурах меньших 50 °С реакция дги-■!ика минимальна Следовательно, гонкопленочный датчик газов, сенсор которого представляет собой слой 8п02 ч, легированный кремнием (2,5% ат.), наиболее эффективно позволяет определить концентрацию паров ацетона при температуре 150 "С.

100 --™ • С=224ррт

" " Л- с=448ррт

"О С=672ррш

"♦"-С=896ррт

«з -♦-01681ррт

ё * С=2241ррт

1 10 н" С~3362ррт

т ой 1

1 (Л

О 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Температура, СС

Рис. 4. Зависимость газовой чувствительности датчика к ацетону в газовой фазе от температуры нагрева сенсора

Определены гакже значения рабочей температуры сенсоров, при которой газовая чувствительность максимальна: для аммиака - 120°С, для этанола -120°С. Эти значения рабочих температур значительно ниже, чем у сенсоров на основе нелегированных пленок Бп02 (для паров этанола 330°С, для паров ацетона - 360°С, для паров аммиака 380°Г), как было нами установлено ранее.

На рис 5 приведены зависимости газовой чувствительности сенсора от концентрации исследуемых газов.

Рис 5 Зависимость газовой чувствительности сенсора на основе 8п02, легированного кремнием (2.5% ат ) от концентрации газов: 1 пары этанола (Т-120°С), правая ось; 2 - пары ацетона (Т-150°С), левая ось; 3 - пары аммиака (Ту=120°С), левая ось

Анализ стабильности параметров датчиков при длительном хранении показал, что сопротивление нагревателей и гермометров заметно не изменяется (не более 2%), а сопротивление сенсоров при комнатной температуре окружающей воздушной среды в течение года может измениться до трех порядков Однако это изменение не оказывает существенного влияния на работоспособность датчиков, так как при длительном стабилизационном отжиге величины сопротивлений сенсоров приводятся к мало различающимся рабочим значениям.

В четвертой главе представлены результаты, полученные при построении ИИС, проверке ее работоспособности и исследовании работы с датчиком газов при передаче сигнала по кабельной линии и телефонному каналу.

Для передачи сигнала датчика реализован преобразователь сопротивление-напряжение, который позволяет получить хорошую линейность преобразования При этом напряжение на выходе преобразователя пропорционально величине сопротивления датчика, а соответственно и концентрации исследуемого газа в воздушной среде вокруг датчика.

Сигналы постоянного тока и напряжения претерпевают большое затухание, распространяясь в кабельной линии, и не являются помехоустойчивыми Поэтому в передающем устройстве используется преобразователь напряжение-частота, а в приемном - частота-напряжение Эти преобразователи построены на микросхемах К1 108ПП1.

В передающем устройстве обеспечивается получение линейной зависимости частоты импульсной последовательности на выходе от величины постоянного напряжения на входе (с выхода преобразователя сопротивление-напряжение). В приемном устройстве осуществляется обратное преобразование.

Кабели связи, выбранные в качестве среды передачи сигналов, Г1-274М и ПРППМ представляют собой лёгкие полевые кабели, которые предназначены для использования в сельской связи, а также для прокладки абонентских линий Они обладают достаточной прочностью и небольшим километрическим затуханием Расчетное значение протяженности линии связи при использовании кабеля ПРППМ-1x2x0,9 составило 13 км

При работе ИИС, имеющей в составе реальный датчик, по кабельной линии длиной 1000 м были сняты зависимости выходных сигналов от входных Линейный характер зависимостей позволяет дистанционно определять концентрацию исследуемого г аза

Для более стабильной и надежной работы системы на выходе передающего устройства (11НЧ) предлагается использовать низкочастотный усилитель, построенный на базе микросхемы К174УН7.

При измерении концентрации паров этанола с использованием системы, представленной на рис. 1, была получены линейная зависимость выходного сигнала от концентрации исследуемого газа.

15 г----

12

з 6

О -■-—----■

О 300 600 900 1200 1500 1800 2100

(Угаза/Усосуда)*10б, рртп

Рис. 6. Зависимость величины напряжения на выходе ПЧН от концентрации этилового спирта в газовой фазе

Характеристика линейна при концентрации газа более 250 ррт, она не имеет ярко выраженных экстремумов. Так как реакция датчиков на другие газы аналогична, то при использовании на приемной стороне индикаторных устройств (стрелочных приборов, цифровых измерителей напряжения, светодиодных линеек) можно однозначно определить концентрацию исследуемого газа.

При протяженности линии связи до нескольких километров стоимость медных кабелей выше, чем стоимость устройств, входящих в состав ИИС. Поэтому предлагается использовать для передачи сигналов измерительной информации учрежденческие телефонные сети экологически опасных предприятий. В связи с этим решалась задача передачи измери гельной информации по существующим телефонным каналам тональной частоты. При постановке эксперимента в качестве учрежденческой автоматической телефонной станции использовалась АТС М200 320 производства компании «МТА» г. Санкт-Петербург.

При использовании ИНГ для передачи информации по каналам тональной частоты было обнаружено, что передаваемый сигнал испытывает сильные искажения вследствие дробления и краевых искажений передаваемых импульсов. Основной причиной этого является малая полоса пропускания телсфонною канала тональной частоты (0,3-3,4 кГц). Поспедовательность прямоугольных импульсов с выхода передающего устройства имеет более широкий спектр.

Для решения этой проблемы было решено провести сглаживание фронтов импульсов передаваемого сигнала Для этого использован усилитель и интегратор на выходе передающего устройства; амплитудный ограничитель и согласующий трансформатор на приёме. Это позволяет согласовать ширину спектра сигнала с полосой пропускания канала тональной частоты. Обобщенная структурная схема системы представлена на рис. 7.

Рис. 7. Схема мониторинга воздушной среды с использованием каналов учрежденческой автоматической телефонной станции

Для проверки работоспособности системы, представленной на рис. 7 было произведено дистанционное измерение концентрации паров ацетона с помощью тонкопленочного датчика газов, сенсоры которого изготовлены на основе Sn02, легированного кремнием (2,5% ат.). Основная сложность обеспечения работы системы заключалась в необходимости получения выходных сигналов передающего устройства, частота которых попадает в полосу пропускания телефонного канала. С этой целью в схему преобразователя сопротивление-напряжение внесен первоначальный разбаланс, из-за которого с выхода ГОТЧ при отсутствии сигнала датчика все время передается сигнал частотой 300 Гц. Эта частота является нижней границей полосы пропускания телефонного канала Поэтому на приемной стороне на выходе ПЧН присутствует положительное напряжение даже при отсутствии исследуемого газа в воздушной среде (рис.8).

При соогветствующей калибровке данная система позволяет достаточно

точно определить концентрацию опасных газов в воздухе

13

В обоих случаях (рис. 6 и рис. 8) линейная зависимость позволяет сохранить идентичность результатов измерения на входе и выходе ИИС

О 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 (Угаза/У сосуда)« 1ррт

Рис. 8. Зависимость напряжения на выходе приемного устройства от концентрации паров ацетона при передаче измерительной информации по телефонному каналу (Т=150°С)

Полученная система предназначена для передачи измерительной информации не только датчиков газов, но и других датчиков, сигнал которых может быть пропорционален электрическому напряжению, например, датчиков давления, датчиков скорости, объемных датчиков движения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Ограбоганы режимы и методики подготовки к работе датчиков газов, сенсоры которых изготовлены на основе оксида олова, легированного кремнием. Установлена продолжительность стабилизационного изотермического отжига после длительного хранения и после перерыва в работе порядка одних су-юк.

2. Анализ стабильности параметров датчиков при их длительном хранении на воздухе при комнатной температуре показал, что сопротивление нагревателей и термометров заметно не изменяется, а сопротивление сенсоров при комнатной температуре окружающей воздушной среды может изменяться значительно. однако стабилизационный отжиг позволяет восстановить параметры датчика.

3 Установлена газовая чувствительность датчиков на основе 5пО:, легированного кремнием (2,5% ат ) к парам ацетона, аммиака и этанола Опретелены температуры максимальной газовой чувствительноеги к этим газам Полученные значения температуры оказались ниже, а величина чукс1вительносги значительно выше, чем у датчиков изготовленных на основе нелегированного БпОз.

4 Разработаны устройства, обеспечивающие дистанционный мониториж газовой среды с использованием тонкопленочного датчика Проверена их работоспособность, изучены зависимости выходных сигналов от входных.

5 Определены условия передачи измерительной информации по проводной линии- необходимость и достаточность преобразования сигналов от датчика, параметры и тип кабелей, используемых в качестве направляющей системы. Установлена линейная зависимость выходных сигналов от входных при передаче информации на расстояние 1000 м. Произведена оценка максимальной дальности работы информационно-измерительной системы без применения дополнительных промежуточных усилителей

6 Произведена экспериментальная проверка работы системы при передаче сигналов по телефонным каналам В результате оценки помехоустойчивоеIи системы определены основные мешающие воздействия на полезный сигнал малая полоса пропускания телефонного канала, дробление импульсов, краевые искажения импульсов передаваемого сигнала. Для увеличения достоверности передаваемого сигнала и для согласования передающего устройства с параметрами телефонного канала предлагается использование низкочастотного усилителя и интегратора, для согласования приемного устройства - использование согласующего трансформатора и амплитудного ограничителя.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Рембеза СИ., Митрохин В.И , Стукалов В В. Помехоустойчивая перс-дача сигналов от датчиков физических величин // Твердотельная электроника и микроэлектроника' Межвуз сб науч. тр Воронеж: ВГТУ, 2003 С 146-153

2 Рембеза С И . Митрохин В И , Стукалов В В. Система дистанционного контроля газовой среды с использованием твердотельных интегральных датчиков // Датчики и системы. М., 2005. Вып 6. С.36-39.

3 Рембеза С И , Митрохин В.И , Стукалов В.В Помехоуеюйчивая передача дискретных сигналов от датчиков физических величин // Шумовые и де-

(радашюнные процессы в полупроводниковых приборах: Материалы докл. Междунар науч.-техн семинара М • МЭИ, 2004. С.317-321.

4 Рембеза С.И., Митрохин В И , С" гукал о п В.В Работа датчиков газов в составе проводной линии по определению концентрации взрывоопасных газов // Твердотельная электроника И микроэлектроника- Межвуз. сб науч. тр. Воронеж: ВП У, 2005. С 97-101

5 Рембеза С.И , Митрохин В.И., Стукалов В.В Помехоустойчивая передача дискретных сигналов по кабельной линии от датчиков физических величин // Датчики и преобразователи информационных систем измерения, контроля и управления. Сб материалов ХУГ науч -техн. конф. с участием зарубежных специалистов. М : МГИЭМ, 2004. С.98-99.

6. Рембеза С.И , Митрохин В.И., Сгукалов В.В. Помехоустойчивая передача сигналов от датчиков по физическим линиям // Шумовые и деградацион-ные процессы в полупроводниковых приборах- Материалы докл. Междунар. науч -техн семинара. М : МЭИ, 2005. С 201-207.

Подписано в печать 03.10 05.

Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л 1 0 Тираж 90 зкз. Заказ Воронежский государственный технический университет 394026. Воронеж, Московский просп , 14

Il 1 6245

РНБ Русский фонд

2006-4 12515

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Датчики газов и проблемы передачи сигналов отдатчиков по проводным линиям

1.1 Физические принципы работы и конструкция датчика

1.1.1 Принцип работы твердотельного датчика газов

1.1.2 Конструкция классического керамического датчика

1.1.3 Конструкция толстопленочных твердотельных датчиков газов фирмы Figaro

1.1.4 Конструкция тонкопленочных твердотельных датчиков газов

1.1.5 Газочувствительные свойства датчиков

1.1.6 Условия отжига и калибровки датчиков

1.2 Проблемы передачи сигнала на расстояние, способы передачи и характеристики проводных линий

1.2.1 Способы передачи сигнала по проводным линиям

1.2.2 Виды помех и способы борьбы с ними

1.2.3 Помехоустойчивость информационно-измерительной системы

1.3 Классификация информационно-измерительных систем

Глава 2. Методика эксперимента

2.1 Методика подготовки полупроводниковых датчиков к работе

2.2 Методика измерения газовой чувствительности полупроводниковых датчиков газов

2.3 Основные принципы реализации информационно-измерительной системы

Глава 3. Исследование полупроводникового тонкопленочного датчика газов

3.1 Параметры полупроводниковых тонкопленочных датчиков газов

3.2 Термостабилизация сопротивления сенсоров

3.3 Измерение газовой чувствительности полупроводниковых тонкопленочных датчиков

3.4 Характер изменения параметров тонкопленочных датчиков газов при длительном хранении 73 Основные выводы к главе

Глава 4. Устройство и работа системы передачи сигналов

4.1 Система передачи сигналов по проводной линии.

4.2 Система передачи сигналов по каналу тональной частоты

4.3 Линеаризация выходных характеристик

4.4 Работа информационно-измерительной системы по обнаружению и определению концентрации исследуемых газов 100 Основные выводы к главе

Актуальность темы

При современном развитии технологии и промышленности, связанных со сложными экологическими опасными процессами, является острой проблема создания и применения средств, позволяющих получать и анализировать информацию в реальном времени о состоянии окружающих газовых сред вокруг вредных и опасных производств. Применение различных информационно-измерительных систем позволит устранять причины различных аварий, связанных с утечкой ядовитых и взрывоопасных жидкостей и газов.

Информационно-измерительные системы (ИИС) должны обладать хорошей помехоустойчивостью, высоким быстродействием, стабильностью параметров, надежностью, быть простыми в эксплуатации. Очень важен критерий экономичности ИИС. Причем в это понятие включается не только стоимость системы, но и эксплуатационные расходы, связанные с энергопотреблением, поддержанием исправного состояния в случае непредвиденных отказов и планового обслуживания.

ИИС можно условно разделить на несколько основных составных частей: чувствительные элементы (т.е. датчики газов), устройства передачи и приема измерительной информации, среда передачи, устройства анализа и отображения результатов контроля.

Сенсорные элементы датчиков газов таких систем должны обладать максимально высокой чувствительностью, избирательностью, стабильностью свойств и технологичностью в производстве. Среди многообразия газовых сенсоров указанным требованиям наиболее подходят соединения на основе БпОг, ZnO, У205, 1п20з, СоО, М§0 и др. Наибольшее применение находит БпОг, который характеризуется высокой механической и химической стойкостью и более низкими рабочими температурами (300°-^400°С) по сравнению с другими оксидами металлов. Легирование 8пОг различными примесями позволяет существенно снизить эти температуры, а, следовательно, уменьшить энергозатраты на обеспечение режима работы датчиков.

Наиболее перспективными являются датчики, изготовленные по микроэлектронной технологии. При этом за счет применения стандартных, хорошо отработанных, высокотехнологичных процессов может достигаться массовость, стабильность и воспроизводимость параметров газовых датчиков, низкая себестоимость изделий.

Устройства передачи и приема информации должны обеспечивать преобразование информации датчика к виду, удобному для помехоустойчивой передачи на расстояние. Для этого используются различные способы модуляции и кодирования сигналов.

В качестве среды передачи могут использоваться металлические и волоконно-оптические кабельные линии, существующие на производствах учрежденческие телефонные сети, сигналы радиосвязи. В любом случае среда передачи информации должна обеспечивать минимум помех передаваемым сигналам и их минимальное затухание.

Устройства анализа и отображения результатов контроля должны обеспечивать адекватный анализ принимаемой информации и визуализацию результатов контроля. Для визуализации могут использоваться стрелочные приборы, индикаторные лампы, светодиодные линейки и др. Комплексное решение задачи позволяет осуществить персональная электронно-вычислительная машина.

В России и за рубежом (по литературным данным) отсутствуют дешевые, простые и надежные информационно-измерительные системы кабельной связи для мониторинга воздушной среды, поэтому изучение работы твердотельных датчиков газов в составе систем дистанционного контроля воздушной среды является актуальным.

Работа выполнялась по теме ГБ 2001-34 "Изучение технологических и физических процессов в полупроводниковых структурах и приборах" и

ГБ 2004-34 "Исследование полупроводниковых материалов, приборов и технологии их изготовления".

Цель работы

Изучение особенностей функционирования твердотельного датчика газов в составе системы дистанционного контроля токсичных и взрывоопасных газов в воздухе с использованием кабельных линий связи и телефонных каналов. Для достижения поставленной цели в диссертации следовало решить следующие задачи:

1. Разработать методику термостабилизации электрических параметров твердотельных датчиков газов изготовленных по микроэлектронной технологии после их хранения на воздухе.

2. Исследовать чувствительность датчиков к токсичным и взрывоопасным газам в широком интервале температур и концентраций газов.

3. Разработать систему преобразования малых сигналов датчиков для помехоустойчивой передачи и приема по кабельным линиям связи и телефонным каналам.

4. Изготовить и испытать действующий макет системы дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием твердотельного датчика газов.

Объекты исследования

В качестве объектов исследования выбраны полупроводниковые датчики газов, изготовленные по тонкопленочной технологии, а также создаваемая ИИС, предназначенная для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием этих датчиков.

Научная новизна полученных результатов

1. Определены время и температура стабилизационного изотермического отжига тонкопленочных датчиков, изготовленных по микроэлектронной технологии на основе БпОг, легированного кремнием (2,5% ат.).

2. Установлено, что легирование пленок 8пОг примесью кремния (2,5% ат.) снижает энергетический порог взаимодействия ионов газов с поверхностью сенсорного элемента и снижает рабочие температуры датчика газов, а также в несколько раз увеличивает его чувствительность к токсичным и взрывоопасным газам.

3. Разработаны принципы и реализованы устройства преобразования сигналов датчика в частоту для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием кабельной линии.

4. Разработаны принципы и реализованы устройства преобразования сигналов датчика в частоту для дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием телефонных каналов.

Практическая значимость

1. Методика и режимы термостабилизации параметров топкоплепочных датчиков газов найдут применение при организации производства датчиков по микроэлектронной технологии и при их эксплуатации.

2. Экспериментальные данные о температурной зависимости газовой чувствительности пленок БпОг, легированных кремнием, могут быть использованы при оптимизации технологии изготовления сенсорных слоев на основе 8П02.

3. Система преобразования малых сигналов датчика может быть использована не только для дистанционной передачи сигнала датчика газов, но и для любых других датчиков (температура, давление и др.).

4. ИИС дистанционного мониторинга по кабельным линиям может быть использована не только для мониторинга воздушной среды, но и для охранной сигнализации по периметру завода, склада и других объектов.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Режимы и условия термостабилизации электрических параметров тонкопленочных датчиков газов после длительного хранения.

2. Газочувствительиые свойства пленок БпСЬ, легированных кремнием (2,5% ат.), улучшенные по сравнению с газовой чувствительностью нелегированных пленок 8п02.

3. Способ преобразования информационных параметров датчика для передачи по кабельной линии и телефонным каналам.

4. Структура и свойства ИИС дистанционного мониторинга воздушной среды с использованием кабелей или телефонной линии.

Достоверность полученных результатов обусловлена использованием поверенных приборов и аппаратуры, многократной воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием апробированных методик и соответствием некоторых экспериментальных результатов данным других авторов.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов ВГТУ в 2003, 2004, 2005г.; на XXIII и XXIV международных научно-технических семинарах «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах», Москва, 2003 и 2004 годы; на XVI научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления», Крым, 2004г.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в шести работах в виде статей (в том числе одна статья в центральном журнале) и тезисов докладов.

В совместных работах автор принимал участие в подготовке и проведении эксперимента, в обсуждении полученных результатов и подготовке полученных работ к печати.

Консультирование по возникающим в ходе выполнения работы методическим и технологическим вопросам, связанным с работой радиоэлектронной аппаратуры, осуществлял доктор физико-математических наук Митрохин В.И.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (92 наименования) и приложения. Объем диссертации составляет 117 страниц машинописного текста, включая 49 рисунков и 10 таблиц, а также Приложения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Отработаны режимы и методики подготовки к работе датчиков газов, сенсоры которых изготовлены на основе оксида олова, легированного кремнием. Установлена продолжительность стабилизационного изотермического отжига после длительного хранения и после перерыва в работе порядка одних суток.

2. Анализ стабильности параметров датчиков при их длительном хранении на воздухе при комнатной температуре показал, что сопротивление нагревателей и термометров заметно не изменяется, а сопротивление сенсоров при комнатной температуре окружающей воздушной среды может изменяться значительно, однако стабилизационный отжиг позволяет восстановить параметры датчика.

3. Установлена газовая чувствительность датчиков на основе БпОг, легированного кремнием (2,5% ат.) к парам ацетона, аммиака и этанола. Определены температуры максимальной газовой чувствительности к этим газам. Полученные значения температуры оказались ниже, а величина чувствительности значительно выше, чем у датчиков изготовленных на основе нелегированного БпОг

4. Разработаны устройства, обеспечивающие дистанционный мониторинг газовой среды с использованием тонкопленочного датчика. Проверена их работоспособность, изучены зависимости выходных сигналов от входных.

5. Определены условия передачи измерительной информации по проводной линии: необходимость и достаточность преобразования сигналов от датчика, параметры и тип кабелей, используемых в качестве направляющей системы. Установлена линейная зависимость выходных сигналов от входных при передаче информации на расстояние 1000 м. Произведена оценка максимальной дальности работы информационно-измерительной системы без применения дополнительных промежуточных усилителей.

6. Произведена экспериментальная проверка работы системы при передаче сигналов по телефонным каналам. В результате оценки помехоустой

107 чивости системы определены основные мешающие воздействия на полезный сигнал: малая полоса пропускания телефонного канала, дробление импульсов, краевые искажения импульсов передаваемого сигнала. Для увеличения достоверности передаваемого сигнала и для согласования передающего устройства с параметрами телефонного канала предлагается использование низкочастотного усилителя и интегратора, для согласования приемного устройства - использование согласующего трансформатора и амплитудного ограничителя.

1. Виглеб Г. Датчики: Устройство и применение / Пер. с нем.- М.: Мир, 1989.- 196 с.

2. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. М.: Наука, 1987. - 432 с.

3. Мясников И.А., Сухарев В.Я., Куприянов Л.Ю., Завьялов С.А. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях М.: Наука, 1991. -327 с.

4. Бутурлин А.И., Габузян Т.А., Голованов Н.А. Газочувствительные датчики на основе металлоксидных полупроводников // Зарубежная электронная техника №10, 1983. С. 3-39.

5. Simon.L, Bauer М., Weimar U. Micromachined metal oxide gas sensors: opportunities to improve sensor performance // Sensors and Actuators B.72 - 2001. -P.1-26

6. Иоффе А.Ф. Сообщение о научно-технических работах в республике. Катализ. Л.: НХТИ, 1930. - 53 с.

7. Рогинский С.З. Адсорбция и катализ на неоднородных поверхностях. -М.: АН СССР, 1948.-278 с.

8. Волькенштейн Ф. Ф. Физико-химия поверхности полупроводников. М.: Наука, 1973.-400 с.

9. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности. М.: Иностранная литература, 1963. - 456 с.

10. Моррисон С.Р. Химическая физика поверхности твердого тела.- М.: Мир, 1982.-583 с.

11. Киселев В.Ф. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках. М.: Наука, 1970. - 399 с.

12. Figaro: Датчики газов, Библиотека электронных компонентов, выпуск 30. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2003 - 111с.13. 153th Meeting of the Electrochemical Society Seatle. Washington, 1978, Abstr. №37.

13. Briand D., Krauss A., B. van der Schoot, Weimar U., Barsan N., Gopel W. Design and fabrication of high-temperature micro-hotplates for drop-coated gas sensors // Sensors and Actuators. 2000. - B. 68. - P.223-233.

14. Sheng L., Tang Z., Wu J., Clian P., Sin J. A low-power CMOS compatible integrated gas sensor using maskless tin oxide sputtering // Sensors and Actuators. — 1998.-B. 49.- P.81-87.

15. Chung W., Shim C, Choi S., Lee D. Tin oxide microsensor for LPG monitoring // Sensors and Actuators. 1994 - B. 20. - P. 139-143.

16. Clifford P. K., Tuma D.T. Characteristics of semiconductor gas sensors // Sensor and Actuators. 1982. - Vol. 3. - P.233 - 254.

17. Zemel J.N. Theoretical description of gas film interaction on SnOx // Thin Solid Films. - 1988.-Vol. 163.-P. 189-202

18. Goedbloed J.: Elektromagnetic Compatibility. New York, London, Toronto, Sydney, Tokyo, Singapore. - 1992. - 324 p.

19. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы. М.: Высшая школа, 1977. - 206 с.

20. Безручко В.В. Дискретные каналы передачи информации. Орел: Академия ФАПСИ, 2000.-216 с.

21. Банкет B.JI. Эффективные системы передачи дискретных сообщений. -Одесса: ОЭИС, 1982. 74 с.

22. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации. М.: Радио и связь, 1981. - 240 с.

23. Любимов А.В. Дистанционные информационно-измерительные системы. -М.: Атомиздат, 1980.-317 с.

24. Чернега B.C. Расчет и проектирование технических средств обмена и передачи информации. М.: Высшая школа, 1990. - 215 с.

25. Парфенов Ю.А. Кабели электросвязи. М.: Эко-Тренз, 2003. - 254 с.

26. Миронов А.Е. Кабели связи. Орел: ВИПС, 1990. - 107 с.

27. Иванов P.B. Учебное пособие по кабелям связи / М: Воениздат., 1964. -421 с.

28. Баев A.A. Строительство кабельных сооружений связи. М.: Радио и связь, 1988.-357 с.

29. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи М.: Радио и связь, 1988. -332 с.

30. Чепиков А.П. Передача дискретной информации по кабелям ГТС. — М.: Связь, 1979.-431 с.

31. Шваб А.И. Электромагнитная совместимость. М.: Энергоатомиздат, 1998.-458 с.

32. Харкевич A.A. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. - 274 с.

33. Бомштейн Б.Д., Киселев Л.К., Моргачев Е.Т. Методы борьбы с помехами в каналах проводной связи. М.: Связь, 1975. - 243 с.

34. Маригодов В.К. Помехоустойчивая обработка информации. М.: Наука, 1983.-200 с.

35. Акимов П.С., Сенин А.И. Сигналы и их обработка в информационных системах. М.: Радио и связь, 1990. - 316 с.

36. Сикарев A.A., Фалько А.И. Оптимальный прием дискретных сообщений. -М.': Связь, 1978.-328 с.

37. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.: Гос-энергостандарт, 1966.- 152 с.

38. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. М.: Радио и связь, 1985. - 271 с.

39. Юргенсон Р.И. Помехоустойчивость цифровых систем передачи телемеханической информации. Л.: Энергия, 1971. - 250 с.

40. Habiger Е. et al: Elektromagnetische Verträglichkeit. Berlin: Verlag Technic, 1992.-348 s.

41. Peier D.: Elektromagnetische Verträglichkeit. Heidelberg: Hüthig-Verlag, 1990.-423 s.

42. Дядюнов А.Н., Онищенко Ю. А., Сенин А. И. Адаптивные системы сбора и передачи аналоговой информации. М.: Машиностроение, 1988. - 423с.

43. Рембеза С.И., Свистова Г.В., Рембеза Е.С., Горлова Г.В. Полупроводниковый датчик газов. Патент РФ №2114422, 27.06.98 г.

44. Фещенко Т., Вожегов В. Справочник по физике. М.: Наука, 1995. - 547.49." Watson J., Ihokura К., Colest G.S.V. The tin dioxide gas sensor // Meas. Sci. Technol. -1993. -№ 4. P.717-719.

45. Gutierrez J., Ares L., Robla J.I., Getino J., Horrillo M.C., Sayago I., Agapito J.A. Hall coefficient measurement for Sn02 doped sensor, as fonction of temperature and atmosphère// Sensor and Actuators. 1993. - Vol. 6.- № 15-16.-P.98 - 104.

46. Фомин А.Ф. Помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений. М.: Сов. Радио, 1975. - 352 с.

47. Филиппов Л.И. Теория передачи дискретных сигналов. М.: Высшая школа, 1981.- 175 с.

48. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. -Л.: Энергоатомиздат, 1988. 324 с.

49. Никамин В.А. Справочник ЦАП-АЦП. М.: Корона принт., 2003. - 224 с.

50. Марцинкявичус А.И., Багданский А.И. Интегральные микросхемы: ЦАП и АЦП и измерение их параметров. М.: Радио и связь, 1988. - 335 с.

51. Справочник интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Вып. 1 - М.: Додэка, 1996. -340 с.

52. Лебедев О.Н. и др. Изделия электронной техники. Цифровые микросхемы. Микросхемы памяти. Микросхемы ЦАП и АЦП. М.: Радио и связь, 1994. -425 с.

53. Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Том 5.-М.: РадиоСофт, 2000 437 с.

54. Маликов Д.А., Дубовой М.С. Анализ измерительных информационных систем. Ташкент: Фан, 1990. - 175 с.60.- Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Сов. Радио, 1983. -320 с.

55. Ogava Н., Nishikawa М., Abe A. Hall measurement studies and electrical conduction model of tin oxide ultrafine particle films // J. Appl. Phis—1982. -Vol.53(6). P.4448 - 4456.

56. Prudenziati M., Morten B. Thick-film: an overview // Sensor and Actuators-1986.-Vol. 10.-P.65 -82.

57. Heiland J., Kohl D. Problems and possibilities of oxidic and organic semiconductors // Sensor and Actuators.-1985.-Vol. 8. P.227 - 233.64: Василенко П.Е. Вопросы построения измерительных систем и их элементов. Львов, "Вища школа", 1985. - 389 с.

58. Максимов А.В. Построение и анализ систем передачи информации по кабелю. М.: Наука, 1980. - 267 с.

59. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория передачи сигналов. М.: Радио и связь, 1986. - 303 с.67.' Каневский З.М. Цифровая и аналоговая обработка и формирование сигналов передачи и приема информации. Воронеж: В ПИ, 1989. - 186 с.

60. Самойлов Л.К., Тяжкун С.П. Приемопередающие устройства проводных линий связи информационных систем. -М.: Радио и связь, 1989. 367 с.

61. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. М.: Связь, 1973. - 375 с.

62. Gonschorek К.Н., Singer H.: Elektromagnetische Verträglichkeit. Stuttgart: Technic, 1992-355 s.

63. Букингем M. Шумы в электронных приборах и системах /Пер с англ. — М.: Мир, 1986-216 с.72.' Круг Б.И. Телекоммуникационные системы и сети. Современные технологии. -М.: Горячая линия Телеком, 2004. - 647 с.

64. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970.-726 с.

65. Пеннин П.И., Филиппов Л.И. Радиотехнические системы передачи информации. М.: Радио и связь, 1984.-255 с.

66. Panzer P. Praxis des Überspannungsschutzes elektronischer Geräte und Anlagen. Würzburg: Vogel Verlag, 1986. -346 s.

67. Техническое описание АТС M200.320. Санкт-Петербург: Телефонная компания МТА, 1999. - 205 с.

68. Величкин А.И. Теория дискретной передачи непрерывных сообщений. -М.: Советское радио, 1970.-296 с.

69. Schwab A.: Begriffswelt der Feldtheorie. 4. Auflage. - Berlin: Verlag, 1993.456 s.80: Bruce M. Taming ESD, RFI, EMI. San Diego: Academic Press, 1990.-233 p.

70. Бутусов М.М. Методы и микроэлектронные средства цифрового преобразования и обработки сигналов. М.: Радио и связь, 1989. - 320 с.

71. Habiger Е. Elektromagnetische Verträglichkeit. Grundzüge ihrer Sicherstellung in der Geräte- und Anlagentechnik. Heidelberg: Hüthing-Verlag, 1992. -455 s.

72. Сборник рекомендаций Международного совета электросвязи и телеграфии. CD-ROM-издание. // http://www.itu.int/publications

73. Рембеза С.И., Митрохин В.И., Стукалов В.В. Помехоустойчивая передача сигналов от датчиков физических величин. // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж: ВГТУ, 2003. - С.146-153.

74. Рембеза С.И., Митрохин В.И., Стукалов В.В. Система дистанционного контроля газовой среды с использованием твердотельных интегральных датчиков // Датчики и системы. М., 2005, вып. 06. - С.36-39

75. Рембеза С.И., Митрохин В.И., Стукалов В.В. Помехоустойчивая передача сигналов от датчиков по физическим линиям // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах: Матер, докл. междунар. научн.-техн. семинара М., 2005.- С.201-207