Устройства формирования, регулирования и оценки параметров сигналов с применением стробоскопического преобразования частоты

Никонова, Галина Владимировна

Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Устройства формирования, регулирования и оценки параметров сигналов с применением стробоскопического преобразования частоты

кандидата технических наук: Никонова, Галина Владимировна
город: Омск
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.12.04

Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Устройства формирования, регулирования и оценки параметров сигналов с применением стробоскопического преобразования частоты»

Автореферат диссертации по теме "Устройства формирования, регулирования и оценки параметров сигналов с применением стробоскопического преобразования частоты"

НИКОНОВА Галина Владимировна

УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ, РЕГУЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Омск - 2009

003474038

НИКОНОВА Галина Владимировна

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Омск-2009

Работа выполнена в Омском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

КЛИКУШИН Юрий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ВЕШКУРЦЕВ Юрий Михайлович кандидат технических наук, профессор ШАХОВ Владимир Григорьевич

Ведущее предприятие:

Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (ФГУП СНИИМ), г. Новосибирск

Защита состоится 2 июля 2009 г. в 16:00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.178.01 при Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11 (ауд. 8-421).

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, Омский государственный технический университет, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.178.01 ХазануВЛ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета по адресу: г. Омск, пр. Мира, 11.

Автореферат разослан 29 мая 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.178.01 кандидат технических наук, доцент

В.Л. Хазан

Общая характеристика работы

Актуальность тематики диссертационной работы связана с несколькими обстоятельствами.

Во-первых, повышением быстродействия устройств формирования и регулирования электрических сигналов гармонического и импульсного характера, а также оценки их параметров для ВЧ-ОВЧ-УВЧ диапазонов частот и субнано-секундной временной области. Факторы, определяющие частотный и динамический диапазон, точность и быстродействие при формировании сигналов с регулируемыми параметрами не позволяют дать достоверную оценку этих характеристик на частотах сотни мегагерц - единицы гигагерц. В этом диапазоне даже для быстродействующих компонентов с барьерами Шотки проявляется неадекватность их моделей, так как дискрет установки параметров сигналов в ОВЧ-УВЧ диапазоне близок к значениям задержек и флуктуаций моментов и уровней переключения компонентов элементной базы.

Можно выделить два основных пути решения проблемы:

а) конструкторско-технологический способ решения проблемы быстродействия, который связан с переоснасткой технологического процесса и имеет отдаленные перспективы;

б) схемотехнический, не менее трудоемкий, но позволяющий получить результат на имеющейся элементной базе.

Во-вторых, в задачах радиотехнических измерений, из-за различной значимости измерительной информации по множеству параметров, к приборам предъявляются разные требования по точности. С этих позиций в научно-технической литературе показано, что с ростом точности возрастает объём работы по подна-стройке характеристик приборов по закону гиперболического характера.

Практическая необходимость решения разнородных измерительных задач в радиотехнике привела к тому, что для их решения требуются приборы с различными классами точности и техническими характеристиками, и пользователи вынуждены приобретать или дорогостоящие высокоточные средства, или полный набор приборов от высокоточных до низкоточных, неся при этом большие финансовые потери.

В-третьих, при сложившемся положении в области радиотехнических измерений, при практическом применении приборов (сопоставляя экономические затраты на приобретение, размещение, обслуживание, метрологическую аттестацию, ремонт, обучение персонала, и т. д.) актуальным является решение задачи разработки способов построения приборов, которые способны адаптироваться к конкретному классу задач измерений или испытаний по характеристике «точность», или быть управляемыми по этой и другим характеристикам в ходе сложившейся рабочей ситуации.

Предварительная оценка направлений исследования показывает, что решение задачи создания регулируемых формирователей сигналов и модулей для оценки их параметров, при управлении характеристиками модулей, является сложным, а итоги решения обладают большой теоретической и практической значимостью, и собственно решение до сих пор не получено.

Таким образом, исследования в области построения устройств формирования, регулирования и оценки параметров сигналов (УФРО ПС) имеют важное значение в плане создания аппаратной базы для высокопроизводительных радиотехнических комплексов различного назначения, а также для диагностирования и поддержания работоспособности сложных мультиструктурных систем, где необходимо проводить контроль многих параметров, и являются актуальными.

Цель работы - создание теоретических основ, разработка и исследование устройств формирования, регулирования и оценки параметров сигналов, позволяющих повысить эффективность радиотехнических комплексов широкого назначения.

Задачи исследований: для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

1 Разработка теоретических положений для построения УФРО ПС для области частот ВЧ-ОВЧ-УВЧ диапазонов. Определение и создание способов регулирования параметров сигналов и поддержания требуемой точности, то есть для управления точностью формирователей и измерительных модулей на основе стробоскопического преобразования частоты.

2 Разработка и анализ способов управления характеристиками и точностью модулей, формирующих в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы заданной амплитуды. Разработка и анализ структур для реализации полученных в ходе исследований способов управления характеристиками и точностью функциональных модулей, а также оценка значений их характеристик.

3 Обобщение и развитие способов, связанных с обеспечением функционирования УФРО ПС в расширенном частотном диапазоне путём оценки амплитудной информации и задания временных соотношений между сигналами.

5 Исследование характеристик и возможных диапазонов параметров разработанной самонастраивающейся системы автоматического управления.

Объекты исследования: электронные формирователи и измерительные модули на основе стробоскопического преобразования частоты, способные адаптироваться к конкретному классу задач по своим характеристикам и параметру <сгочность», или быть управляемыми в ходе сложившейся рабочей ситуации.

Методы исследований. В диссертационной работе в сочетании с теоретическими исследованиями использована проверка полученных результатов экспериментально и численным или схемотехническим моделированием. Из теоретических методов использовались интегральное и дифференциальное исчисление, теория линейных и нелинейных систем, ряд Фурье и степенные ряды, положения теории измерений и методы анализа систем автоматического регулирования, методы аппроксимации. Достоверность основных теоретических выводов подтверждена как лабораторным экспериментом, так и итогами численного и схемотехнического моделирования.

Научной новизной обладают следующие основные результаты работы.

1 Структурные построения устройств, формирующих в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы с регулируемыми параметрами (структурные решения защищены авторскими свидетельствами).

2 Способ построения УФРО ПС для области частот ВЧ-ОВЧ-УВЧ диапазонов, позволяющий управлять их характеристиками, в том числе и точностью устройств.

3 Структурное построение устройства стробоскопического преобразования сигналов, характеризующегося существенным снижением влияния широкополосной помехи на точность преобразования (защищено авторским свидетельством).

4 Результаты анализа способов формирования сигналов с регулируемыми параметрами с применением преобразования частоты, показывающие возможность эффективного изменения характеристик преобразователей частоты за счёт детерминированного изменения параметров воздействующих на них сигналов.

5 Система автоматического управления, используемая для привязки к входному сигналу УФРО ПС, и которая при изменении статических и динамических характеристик входного сигнала и собственных параметров во времени, отслеживает эти изменения и управляет регулятором с целью сохранения оптимальности настройки по заданному критерию.

Практическая ценность результатов работы

В ходе работы созданы теоретические и практические методы для проектирования УФРО ПС, включающие следующее.

1 Модели, методику и результаты анализа прецизионных стробпреобразова-телей, а также способы управления их параметрами. Методика анализа направлена на обеспечение высокой точности в УВЧ диапазоне.

2 Схемные решения блоков УФРО ПС с применением базовых методов стробоскопического преобразования, позволяющие строить радиотехнические устройства в частотном диапазоне до 3-4 ГГц и обеспечивающих высокую точность.

3 Результаты теоретических и экспериментальных исследований стробоскопических устройств выборки-хранения (СУВХ), позволяющих использовать их как отдельный прецизионный функциональный компонент, так и в самостоятельных задачах, и в составе высокоточных устройств преобразования частоты с управляемыми параметрами.

4 Алгоритм и структуру самонастраивающейся системы управления, позволяющей находить оптимальные значения параметров блоков устройств, устанавливаемых с помощью последовательной оценки, как при наличии влияющих сигналов (помех), так и при неопределенности параметров блоков самого устройства.

На ряд технических решений имеются авторские свидетельства.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1 Результаты исследования и структуры устройств, формирующих в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы с регулируемыми с высокой точностью параметрами.

2 Способы построения УФРО ПС на основе стробоскопического преобразования частоты для области частот ВЧ-ОВЧ-УВЧ диапазонов, позволяющие управлять их характеристиками, в том числе и точностью устройств.

3 Результаты анализа факторов, определяющих точность и быстродействие при формировании сигналов с регулируемыми параметрами с применением преобразования частоты, позволяющие повысить достоверность оценки динамического и частотного диапазонов, а также времени переходных процессов.

4 Результаты теоретического анализа динамических свойств самонастраивающейся адаптивной системы, доказывающие высокие потенциальные возможности и перспективность использования последовательного алгоритма адаптации в условиях неопределённости параметров сигналов и блоков системы.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационных исследований использованы при разработке контрольно-диагностической аппаратуры для изделий электронной промышленности, обеспечивающей испытания и выпуск сверхскоростных БИС, а также для контрольно-испытательных комплексов наноэлектроники. Разработки выполнялись в соответствии с техническими заданиями на проведение НИР по заказам НИИ и предприятий Министерства электронной промышленности СССР, Государственного комитета по оборонным отраслям промышленности РФ, Министерства общего и профессионального образования РФ. Также результаты исследований получены в ходе работ по научно-техническим программам «Университеты России» и межвузовской научно-технической программы «Научное приборостроение».

При непосредственном участии автора созданы следующие ниже разработки.

1 Быстродействующий синтезатор частот УВЧ диапазона (НИЛ БАСК Ом-ГТУ, г.Омск).

2 Генераторный канал тестовых воздействий для испытательных систем электронной промышленности (НИЛ БАСК г. Омск).

3 Генераторный канал системы динамического функционального контроля «Параметр-64» (КБИТ «Иртыш», г. Павлодар).

4 Многофункциональный автоматизированный генератор импульсов с нормированными параметрами (НИЛ БАСК ОмГТУ, г. Омск).

5 Генератор импульсов с нормированными параметрами для модулятора луча электронного микроскопа (ЦМИД ЛЭТИ, г. С.-Петербург).

Апробация работы

Материалы работы докладывались и обсуждались:

- на научной сессии ЦП НТОРЭС им. A.C. Попова (Москва, 1991,1994);

- на всесоюзных научно-технических конференциях (НТК) «Развитие и совершенствование устройств синхронизации в системах связи» (г. Горький,

1988), «Точные измерения электрических величин: переменного тока, напряжения» (Ленинград, 1988), «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств и обработки сигналов» (г. Горький, 1989), «Современные проблемы фазоизмерительной техники и ее применение» (Красноярск, 1989), «Контроль и диагностика радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники» (Пенза, 1990);

- на всероссийских НТК «Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи» (Ярославль, 1993), «Состояние и проблемы технических измерений» (Москва, 1998);

- на международных НТК «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997, 1999, 2002, 2004, 2007), «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Новосибирск, 1998, 2002, 2006), «Информационные системы и технологии» (Новосибирск, 2000), «Новые инфокоммуникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы» (Новосибирск, 2003);

- на всероссийских НТК с международным участием «Радиотехнические системы (навигация, связь), средства измерений и новые информационные технологии» (Красноярск, 1992).

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 33 работах: трёх статьях в центральных периодических журналах (статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации, в том числе 1 статья - в переводе в зарубежном издании); трёх статьях в ведомственных изданиях (две статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации); 7-ми статьях в сборниках трудов международных научно-технических конференций; трёх описаниях авторских свидетельств на изобретения; 15-ти тезисах докладов всесоюзных, всероссийских, международных и с международным участием НТК.

Личный вклад автора. Основные научные и практические результаты диссертации получены автором лично. В работе [1] автору принадлежит методика численного и экспериментального исследования формирователей коротких импульсных сигналов с управляемыми значениями длительности и амплитуды. В работе [2] автору диссертации принадлежит идея построения комбинированного УВЧ перестраиваемого генератора импульсов с диапазоном перестройки октава. В работах [3 и 8] автором были проведены численные расчёты, реализованы и экспериментально исследованы характеристики широкополосных синтезаторов частот и временных интервалов на основе систем ФАПЧ. В [5] автор участвовал в постановке задачи и разработке алгоритмов управления точностью стробоскопических преобразователей частоты, а в работе [6] им исследованы спектральные характеристики широкополосных синтезаторов частот и временных интервалов. В работах [7, 10] автору принадлежит реализация алгоритма адаптации системы автоподстройки, а в работах [11, 12, 13] им выполнена оценка применения фазовых методов при формировании стробоскопических сигналов заданной с заданными параметрами. В работах [16, 17] автор выполнил мотивацию и оценку применимости стробпреобазователей с полным зарядом и стробпреобразователей с обратной связью в устройствах формирования сигналов в УВЧ диапазоне.

В работах [19, 20, 22, 24, 33] автор определял методику и проводил экспериментальную проверку выдвигаемых научных положений, выполнял анализ полученных результатов. Работы [21, 23, 27] отражают постановку задач, выполненную автором, и практическую разработку и испытания функциональных узлов для проведения экспериментов. В работах [26, 28] автору принадлежит реализация и исследование структур импульсно-фазовой синхронизации. В работах [29, 32] автором был проведён анализ и расчёты модельных задач, дающих точностные оценки функциональных узлов в формирователях сигналов УВЧ-диапазона, а также сравнение полученных результатов с экспериментальными данными. Автор принимал участие в подготовке и представлении докладов на конференции.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 120 наименования отечественных и 20 наименований публикаций зарубежных авторов, трёх приложений. Работа содержит 186 страниц текста (в том числе основного - 172 страницы), 76 рисунков и 2 таблицы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, определены цель и задачи диссертационной работы, а также указаны новые научные результаты, предмет и методы исследований.

В первом разделе на основании аналитического обзора отечественных и зарубежных информационных источников определены основные направления исследований, необходимых для достижения поставленной цели. Оценка возможностей и потенциальной пригодности выявленных способов произведены с позиции их направленности на решение задач:

- адаптироваться к конкретному классу задач формирования электрических сигналов и оценки их параметров при возможности изменения характеристик и параметра «точность» применённых функциональных модулей;

- быть управляемыми по этим параметрам в ходе сложившейся рабочей ситуации в радиотехническом комплексе;

- предназначение для конкретного вида операций при формировании и оценке параметров гармонических и импульсных сигналов;

- возможность применения и практической реализуемости при обеспечении высокой точности в широкой полосе частот (до нижней границы СВЧ диапазонов);

- внесение минимального временного (фазового) шума.

Сделано заключение: так как величины и дискрет временных параметров в ОВЧ-УВЧ диапазоне близки к существующим задержкам и флуктуациям момента переключения компонентов элементной базы, то искомые методические решения должны быть или минимальными по задержкам и шумам, или обладать способностью подавления временного шума. Установлено, что при регулировании параметров сигнала, лучшими техническими данными по критериям чувствительность, точность и разрешающая способность обладают фазовые методы.

Так как реализация фазовых методов сопряжена с решением задач разработки эффективных систем ФАПЧ УВЧ диапазона, то определены направления дальнейшей работы: обеспечение устойчивого и однозначного алгоритма функционирования систем ФАПЧ с преобразованием частоты; минимизация погрешностей; параметрической оптимизации систем ФАПЧ по критериям минимума погрешностей синхронизации при ограничениях на время переходных процессов.

Сделан вывод о необходимости разработки универсального подхода к преодолению параметрической неопределенности входного сигнала. Самонастройка устройства должна производиться за конечное время и при конечном числе итераций.

Для настройки на входной сигнал и подстройки параметров устройств целесообразно исследовать модель системы, отражающей компенсационный метод с применением моделей-аналогов входного сигнала: воздействие подается на систему и её модель. Структура модели объекта с настраиваемыми параметрами подобна структуре реального объекта. Выходной сигнал системы сравнивается с сигналом выхода модели, и в соответствии с принятым критерием отклонения осуществляется настройка параметров модели. Недостаточность информации об объекте компенсируется в результате настройки параметров модели объекта.

Выработаны рекомендации: в алгоритме настройки целесообразно рассмотреть процесс получения последовательно уточняемых оценок (рекуррентное оценивание). В устройства целесообразно вводить специальную изменяемую часть, на которую воздействует контур самонастройки.

Второй раздел посвящен разработке метода построения формирователей электрических сигналов и оценки их параметров при управлении характеристиками устройств, предназначенных для работы в широкой области частот, захватывающей нижнюю часть диапазона СВЧ. Рассмотрено формирование сигналов с регулируемыми параметрами с позиции, что можно руководствоваться положением: только высокоточное устройство может управляться по точности в сторону уменьшения. Уровень точности устройства должен соответствовать максимальным требованиям потребителя, а необходимость поддержания или установки характеристик, необходимых для конкретных целей - это и есть задача управления. То есть, в любой области применения УФРО ПС, в первую очередь следует рассматривать задачу построения средства с обоснованной наивысшей точностью.

Показано, что задача управления модулями, формирующими в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы заданной амплитуды, не решается известными способами. Для этого целесообразно использовать фазовые методы и преобразование частоты, когда амплитудно-фазовая информация о сигнале переносится на промежуточный сигнал низкой частоты или постоянный ток с пренебрежимо малой или строго учитываемой погрешностью (рисунок 1). Оценка параметров входного УВЧ сигнала производится на низкой промежуточной частоте или постоянном токе, где легко обеспечивается высокая точность.

Автоподстройка, необходимая для привязки к входному сигналу в ситуации случайного внешнего воздействия и изменении параметров самой системы, должна определять параметры блоков структуры так, чтобы она была оптимальной по принятому показателю качества. То есть, определять коэффициент усиления в контуре управления, постоянную времени подсистемы и степень влияния помехи.

СИГНАЛ

Рисунок 1 - Обобщённая структура метода управления характеристиками и точностью при оценке параметров высокочастотных сигналов

Поэтому рассмотрены задачи формирования гармонических и импульсных сигналов с регулируемыми параметрами и для них предложены новые структурные решения. Регулирование амплитуды импульсов направлено на обеспечение высокой тактовой частоты, малого времени установления амплитуды, заданных длительностей фронта и среза, малого дискрета и большого динамического диапазона (ДД) регулирования. Для реализации предложена структура формирования гармонического и импульсного сигналов, рисунок 2 [13,15].

гармонический _ ж

импульсиыи

Команда «Вкл. импульсы»

Рисунок 2 - Формирование импульсов с помощью стробоскопического устройства выборки-хранения

Формирование импульсного сигнала с использованием гармонического сигнала в качестве опорного [3] связано с применением стробоскопического УВХ на основе стробпреобразователя с обратной связью (СПОС), когда следящая обратная связь устраняет спад плоской вершины импульса во время хранения. Сначала устанавливается номинальный уровень напряжения и„ выходного сигнала опорного генератора 1 с помощью аттенюатора 2 по вольтметру 6. При этом регулировкой системы автоподстройки фазы (АПФ) 8 устанавливается максимум этого напряжения. В этом случае в СПОС 3 происходит считывание амплитудного значения входного сигнала, а система АПФ 8 работает по углу 90 Система ФАПЧ 10 обеспечивает работу в диапазоне частот.

Изменяя положение стробимпульса с помощью системы АПФ 8 относительно гармонического сигнала на выходе аттенюатора 2, на выходе устройства получен импульсный сигнал, амплитуда которого определяется произведением И^т<р и индицируется индикатором 9. Такое решение обеспечивает высокое быстродействие и широкий частотный диапазон, получение импульсов обеих полярностей, а также регулировку длительности импульса в широком диапазоне с шагом, равным периоду гармонического сигнала. Эксперимент выполнялся в частотном диапазоне 1 МГц - 1 ГТц, а регулировка длительности импульсов в диапазоне 1 не - 10 мкс. Подробная функциональная схема такого устройства и описание его работы приведено в приложении к диссертации.

Для управления характеристиками при формировании регулируемого по амплитуде гармонического сигнала в широком диапазоне частот предложено использовать способы, реализованные в устройствах по [14, 16]. Используя СУВХ при считывании экстремальных точек формируемого гармонического сигнала, получена высокая точность управления амплитудой и минимизирована частотная погрешность за счёт конечной длительности стробимпульсов. Двух-канальная структура формирователя позволяет избавиться от температурной нестабильности положения рабочей точки смесителя. В каждом канале строби-руется экстремальное значение только одного знака, отличное от знака экстремума в другом канале. Запомненные значения сигналов подаются на каскад вычитания, и вольтметр постоянного тока измеряет напряжение, полученное согласно выражения (1), где ИтВЫХ ~ напряжение на выходе СУВХ, равное амплитудному значению сигнала на выходе формирователя; Ли - паразитное изменение выходного напряжения СУВХ:

"у = «и~вых - Ли)-(-и«вых - Ли)]/2^ итвш. (1)

СУВХ является важнейшим функциональным узлом в предложенных способах управления характеристиками. Поэтому в работе подробно исследовано влияние элементов его смесителя на основные параметры СУВХ.

Во втором разделе рассмотрено стробоскопическое преобразование частоты с позиции управления погрешностью преобразователя из-за типовых факторов, обуславливающих составляющие суммарной погрешности. Сочетание методов преобразования частоты и фазового считывания позволяет проводить измерения в расширенном частотном диапазоне. При этом динамический диапазон сигналов лежит в интервале от долей милливольта до единиц вольта.

Выявлены механизмы погрешности при стробоскопическом преобразовании: амплитудно-частотная погрешность из-за реактивности элементов смесителя; из-за прохождения стробимпульсов, как широкополосной помехи, на вход запоминающего элемента СУВХ; из-за нестабильности временного положения стробимпульсов.

Для существенного снижения погрешности за счёт наводок в СУВХ предложено применить вычитание из преобразованного сигнала значения «нулевой линии» преобразователя, зарегистрированной вслед за исследуемым сигналом [16]. Структура такого устройства приведена во втором разделе диссертации.

Показано, что для управления характеристиками стробпреобразования необходимо изменять коэффициент передачи смесителя и цепи обратной связи СУВХ. Получены соответствующие зависимости, и для конкретных амплитуд входного сигнала определены сигналы коррекции, поступающие на электронно-управляемые элементы (на аттенюатор обратной связи, отражено в [3,1]). Поэтому рассмотрены широкополосные цифровые линии задержки для задания временных сдвигов.

Для обеспечения высокой надежности работы формирователей электрических сигналов и точности поддержания параметров сигналов, заданных характеристик систем синхронизации (при применении ФАПЧ для установки частот и временных сдвигов) используется принцип адаптации. Поскольку система определена как подверженная воздействию дестабилизирующего фактора неизвестного характера, а параметры системы К (коэффициент усиления), г (постоянная времени) и 2 (коэффициент влияния по каналу помехи) изменяются, то поставлена задача оценки величин изменяющихся параметров.

В данном разделе обоснована и поставлена задача исследования (в последующих разделах) дискретной модели системы регулирования в виде:

«,„ (о = /' - -7771 •«» а-1)+ к а) • л/ ■ иупр (¡)+ко) ■ га) ■ и„о). (2) т(1) ,р

где иэкв(1') - выходной сигнал модели;», (г - 1) - номера шагов последовательного приближения; иуПр(0 - сигнал управления в кольце; ицф - сигнал помехи.

В третьем разделе приводятся результаты теоретического анализа, связанные с исследованием и оценкой механизмов и диапазона регулирования отдельных характеристик и составляющих суммарной погрешности УФРО ПС. Показана возможность эффективного регулирования характеристик преобразователей частоты за счёт детерминированного изменения параметров воздействующих на них сигналов.

В работах Жилина Н.С., Майстренко В.А. по применению фазовых методов и преобразования частоты в средствах измерения различного назначения получены оценки амплитудных и фазовых погрешностей преобразователей частоты (ПРЧ), указаны возможные пути повышения точности преобразователей и даются практические рекомендации по выбору параметров управляющих сигналов. Приводятся ограничения на частотный диапазон преобразуемых сигналов, когда влиянием собственных реактивностей элементов ПРЧ на точность можно пренебречь. Но при этом не исследовано изменение точностных характеристик

преобразователей за счёт детерминированного изменения параметров управляющих сигналов и не выявлены атрибуты ПРЧ, имеющих максимальную крутизну изменения своих значений.

В диссертации рассмотрены стробоскопические ПРЧ с позиции управления их характеристиками, дана оценка способам формирования в них управляющих сигналов - стробимпульсов. Установлена связь между параметрами формируемых управляющих сигналов и характеристиками преобразователя, найдены способы регулирования параметров сигналов. Такое исследование является развитием положения об адаптивных алгоритмах измерений, играющих важную роль в повышении метрологического уровня радиотехнических комплексов.

В рамках поставленной задачи рассмотрены стробпреобразователи с положительной обратной связью, так как стробпреобразователи с неполным зарядом ёмкости вносят значительные погрешности. Вносимый ими фазовый сдвиг при амплитуде сигнала итс = 10 мВ и частоте сигнала 100 МГц порядка 0,004 Но уже при росте итс до 100 мВ, фазовый сдвиг увеличивается до 0,013 то есть более чем в три раза на частоте сигнала, где значения реактивных параметров современных электронных компонентов незначительно влияют на погрешность.

Выражения для нелинейности амплитудной характеристики (АХ) СПОС и вносимого фазового сдвига (проверка достоверности которых экспериментально проводилась автором) при представлении стробимпульса в виде и/1) = ит/1 - \2(1 - (оУъГ - (здесь 1]т$ - амплитуда стробимпульсов, - середина стробимпульса, % - длительность и а- коэффициент формы) имеют вид:

-|Э

(3)

где Л/ - коэффициент в выражении экспоненциальной аппроксимации тока через нелинейный элемент смесителя стробпреобразователя, учитывающий влияние выходных сопротивлений источника сигнала гс и стробимпульсов г$;, ОцЧ - угловая частота выходного сигнала преобразователя частоты (промежуточная частота); - период следования стробимпульсов; КСм - коэффициент передачи смесителя стробпреобразователя, учитывающий параметры составляющих его элементов и выходных сопротивлений источников сигналов. Вносимый фазовый сдвиг СПОС определяется как разность начальной фазы входного гармонического сигнала <р0 и первой гармоники выходного сигнала:

А<р = агс18-1-Ксм(^иас)2(П,1ЧТ5/--(4)

32 [Ксм2+(ПпчТ3)г1 + (^и„с)2(ПпчТ,/

На рисунке 3 приведены зависимости нелинейности АХ при стробпреобра-зовании от параметров смесителя и входных сигналов. Видна сложная зависимость нелинейности АХ /как от формы и амплитуды стробимпульсов (а, 1/т1), так и от соотношения частот и суммы внутренних сопротивлений источников

сигналов (гс и г^. Нелинейность АХ стробпреобразователя без обратной связи существенно выше, чем у СПОС.

101 Г Зависимость у от гс и г5

10 юо 1000 мВ

итс-►

2 - а = 0,5; 3-а=1;4-а=2; 1 -преобразователь без обратной связи

а)

10 30 Гс + г,-

50 Ом

1 - ос = 0,5; 2 - а = 1;3-а = 2; б)

Зависимость у от ^/Г™

а = 1; ит,= 1,6 В; 0,1 В;гс + г, = 50 Ом 1В 10 Ом

.1 В 50 Ом .1 В 100 Ом

Рисунок 3 - Зависимость нелинейности АХ стробпреобразователя от параметров смесителя и входных сигналов

В [16] показано ограничение точности стробпреобразования в нижней части ДД вследствие нелинейности АХ ключей, воздействия на запоминающее устройство (ЗУ) широкополосной помехи от стробимпульсов с большой амплитудой. Управление точностью достигается путем устранения и изменения степени влияния нелинейности АХ ключа и неравномерности его АЧХ, уменьшения мощности широкополосной помехи путём формирования стробимпульсов с регулируемыми параметрами: длительностью т„ коэффициентом формы а и амплитудой С/мг. Установка параметров стробимпульса позволяет установить предел для отмеченных погрешностей, то есть получить преобразователь с заданными характеристиками.

В диссертации приведена структура стробпреобразователя с регулированием погрешности в динамическом диапазоне. В ней можно изменять амплитудную погрешность из-за нелинейности АХ в ДД, что достигается регулированием коэффициента формы а стробимпульса. Эта погрешность становится пренебрежительно малой (менее 0,1 % при итс = 1 В) уже при а= 2. Регулирование нелинейности АХ возможно путём изменения значения коэффициента Ксм на величину Ау, определяемую выражением:

лксм =КСМ - {(а,Т/а,ит()4/3/[32(г- Ау)?3 - (5)

Изменение значения коэффициента Ксм может быть произведено регулировкой длительности стробимпульса и его амплитуды: регулирование на 70 % ведёт изменению значения Лу на 65 % по нелинейному закону (при /„, = 20 кГц;

= 1 МГц; 1/„с = 1 В; у= 1 %; Ксм = 0,18; Л] = 1,3). Аналогичный подход применяется для управления значением вносимого фазового сдвига А<р.

Прохождение стробимпульсов по паразитным каналам на ЗУ смесителя с амплитудой и^п ведёт к значительной погрешности при малых амплитудах входного сигнала: при амплитуде паразитного импульса в диапазоне 10-125 мВ погрешность имеет значения в интервале 0,01-1 % (при Ишс = 11 мВ, г, = 100 пс и а = 2). Сделана оценка: изменение длительности стробимпульса от 20 пс до 200 пс изменяет эту погрешность в диапазоне (1-10)-10_3 % (то есть в 10 раз) при г,у = 65 пс, и^п = 5 мВ, а = 2 и 1/тс = 100 мВ.

Для СУВХ с симметричными смесителями важно влияние на диапазон изменения погрешности таких факторов, как неидентичность биполярных стробимпульсов по длительности, коэффициенту формы и амплитуде. Можно изменять фазовую погрешность в ДД из-за нелинейности АХ, что также достигается регулированием значения коэффициента формы а стробимпульса. В диапазоне сигнала [10; 500] мВ увеличение а от 1 до 3 изменяет фазовую погрешность с 2 0 до 0,04 т. е. в 50 раз.

Изменять амплитудно-частотную погрешность из-за резонансных явлений на паразитных реактивностях ключа 1 можно путём управления значением коэффициента Ксм в выражении для коэффициента передачи стробпреобразователя с помощью регулировки длительности г>. Погрешность может быть изменена с 1,5 % до 0,4 % в диапазоне частот 1-1500 МГц.

Амплитудную погрешность стробпреобразования из-за конечной длительности стробимпульсов можно устранить структурным решением, не прибегая к коррекции [16], рисунок 4. Здесь стробируются точки входного гармонического или импульсного парафазного сигнала (без постоянной составляющей) во втором канале (узлы 7-12), центрально симметричные точкам стробирования в первом канале (узлы 1-6). На выходе стробсмесителя 12 добавка напряжения Аи, ведущая к погрешности, имеет тот же знак, что и у стробпреобразователя 1, но при другой полярности выходного напряжения. На выходе субстрактора 2 напряжение сигнала ПЧ образуется согласно выражения ипч + Ли — (-и„ч + Ли) = 2ипч . Погрешность устройства определяется нелинейностью АХ преобразова-

телей 1 и 12, а формирование стробимпульса с коэффициентом формы от 1 до 3 уменьшает её значение до 0,1 %.

1 2 3

ВЫХ. ипч = 11с

вход

(Ю

т:

1 яив ёВ

/ \ , 6

2 ипч +Дц | 2 Исуб = ит + Ди- (-ипч + Аи) = 2и,

Система стабилизации

^ч

♦ 1

ав 1 Система стабилизации ^пч

,12 I—Ц-п 6 [Т71

Ч> 180°

-ипч + Ди

Рисунок 4 - Структура стробпреобразователя с устранением погрешности из-за конечной длительности стробимпульсов

В блоках временной задержки применяется высокоточный мелкодискретный калибратор фазы, позволяющий получить временной сдвиг с дискретом в единицы пикосекунд [31]. Это решение позволяет получить разрешающую способность 1-10 пс и менее при погрешности до 3 пс, а нестабильность временного сдвига не превышает 100-200 пс за 8 часов работы. Полученные данные позволяют управлять характеристиками преобразования. В работе дана оценка влияния временных соотношений сигналов на характеристики УФРО ПС [4].

Показана возможность применения самонастраивающейся адаптивной системы автоматического управления. Процесс приближения значения (2), даваемого оценочной дискретной моделью, к значению = и(1) входного сигнала, выглядит как показано на рисунке 5. В этом разделе диссертации показана методика определения коэффициентов а/, а2 и а} дискретной модели в модели адаптации для реализации приближения значения и,(1) к действительному значению сигнала. Показана функциональная схема для определения этих коэффициентов и дана структура системы управления скоростью изменения информативного параметра объекта управления (ОУ) с оценкой параметров системы с помощью дискретной модели.

При изменении характеристик ОУ во времени, система отслеживает эти изменения и управляет параметрами регулятора для сохранения оптимальности настройки. Оптимальные значения параметров находятся последовательной оценкой как при наличии помех, так и при неопределенности параметров самой системы:

ко)=^>(1), га^^-.т

1-а,(1) & К( I )А1

и(0-изменяемый во

Рисунок 5 - Формирование оценочных эквивалентных значений сигнала и/1) с помощью дискретной рекурсивной модели

Модель системы позволяет найти оптимальные значения параметров, устанавливаемые с помощью последовательной оценки (рисунок 6). Добавочное слагаемое при самонастройке определяется умножением значения оценки и(г -1)на коэффициент А{1) для 1-го момента дискретизации - на коэффициент, учитывающий измеряемые величины в системе (и(!-1), иу„р(1 -1) и и„(1 -1):

А(1) - и2(I -1) + и2у„р(1 -1) + и2„(1-1). (9) Такое представление добавочного коэффициента ускоряет скорость приближения оценочных значений и„ даваемых дискретной моделью, к выходному сигналу системы и(<).

Рисунок 6 - Оценка параметров сигналов для адаптивной системы ФАПЧ

В четвёртом разделе изложен материал, связанный с моделированием и экспериментальной проверкой характеристик УФРО ПС. Для оценки достоверности теоретических выводов предыдущих разделов проводилось экспериментальное исследование макета СУВХ на интегральной схеме 04ПП002, а также численное моделирование электрической схемы этого изделия для выяснения поведения в широком диапазоне частот и амплитуд сигналов, а также при изменении параметров элементов схемы. Это позволило установить предельные значения параметров, при которых можно мотивированно выбирать частотный и динамический диапазон. Получены зависимости характеристик СУВХ от параметров элементов его схемы, участвующих в преобразовании входного сигнала. Результаты исследования характеристик СУВХ подтверждают теоретические положения и выводы данной работы.

В разделе также приведён материал, связанный с установкой временных сдвигов между сигналами в области ВЧ устройствами на основе ФАПЧ. Разработан ряд функциональных узлов и экспериментально проверены характеристики, важные для построения УФРО ПС. В целом, исследования проведены для частотного диапазона 1-1024 МГц с применением СаЛя-элементной базы.

Также проведено моделирование аналоговой системы ФАПЧ для оценки степени влияния блоков системы на её выходной сигнал, динамических характеристик в зависимости от уровня управляющего воздействия на регуляторы параметров К, т и Z системы (рисунок 7).

::1Ам?(1; *гэ«.'Вс».1> хзАмад.» *ч ^мзде-я хвзими/п «6 даагЕ-г;

Х2 - бычвтзвщее устройство.

- изсдроыный прс-порциошльно-чнте-грирукяций ре!уг!я?«>; (О'Л

- гумы агор; "Й-Ккериионноезвяно, VI - ШТО-1НИ5 импульсного напряжения, ~ VI - шоинт синусоидального налряюиия (помет).

Рисунок 7 - Схема моделирования системы ФАПЧ

Результаты проведенного моделирования показывают, что в сравнении с традиционной схемой ПИ-регулятора, схема адаптивной системы регулирования обладает лучшими динамическими характеристиками, в частности по времени нестационарного процесса и перехода к установившемуся режиму в условиях хаотичных возмущений нагрузки. Однако переходный характер сигнала рассогласования между оценкой скорости сигнала иэ(0 и реальным значением скорости и(0 зависит от величин коэффициентов передачи по цепям Хэ, Уэ и

Zэ. Выбор этих величин обеспечит быстрые и устойчивые переходные характеристики модели оценки, рисунок 8.

В целом, полученные в данном разделе результаты подтверждают теоретические положения, выводы работы и рекомендации для проектирования.

70.00ГП

0.00т

-70.00т

550.00т 275 00т; :

о.оот

Он

Рисунок 8 - Переходные характеристики по модели оценки в адаптивной системе

Основные результаты, полученные в диссертации

1 Предложены и исследованы пути регулирования характеристик устройств в диапазонах ВЧ-ОВЧ-УВЧ на основе стробоскопического преобразования частоты.

2 Предложены и исследованы способы построения устройств, позволяющих формировать в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы с регулируемыми с высокой точностью параметрами.

3 Получены данные исследования факторов, определяющих точность и быстродействие при формировании сигналов с регулируемыми параметрами с применением стробпреобразования частоты, и позволяющие повысить достоверность оценки динамического и частотного диапазонов.

4 Получены результаты анализа динамических свойств самонастраивающейся адаптивной системы, которые доказывают потенциальные возможности и перспективность использования последовательного алгоритма адаптации в условиях неопределённости параметров сигналов и блоков системы.

5 Проведены экспериментальные и численные исследования, связанные с разработкой устройств воспроизведения электрических сигналов с заданными амплитудными характеристиками в широком частотном диапазоне, подтверждающие теоретические результаты работы.

Основные публикации по теме диссертации

Журналы, рекомендованные ВАК для представления основных научных результатов диссертации

1 Майстренко В.А., Никонов A.B., Никонова Г.В., Пожаров В.А., Сайфутди-нов K.P. Автоматизированные системы контроля сверхбыстродействующих изделий электронной техники // Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, стандартизация, метрология испытаний. - 1991. -Вып. 5.-С. 18-21.

2 Никонов A.B., Никонова Г.В. Синтезатор частоты для АСК УВЧ диапазона//ПТЭ. - 1992.-№ 5.-С. 105-113.

3 Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Импульсный генераторный канал АИС // Омский научный вестник. - 1997. - № 1. - С. 48-51.

4 Никонова Г.В. Поведение системы ФАПЧ при установке временных соотношений в измерительных устройствах с управляемой точностью // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - № 3 (60), 2007. - С. 87-90.

5 Никонов A.B., Никонова Г.В. Преобразователь частоты с управляемыми характеристиками // Измерительная техника. - № 1. - 2008. - С. 47-51.

Переводные издания

6 Никонов A.B., Никонова Г.В. Frequency synthesizer for automatic control systems at ultrahigh frequency. - Plenum Publishing Corporation. - IET, 36, №1, 1993. P. 114-117.

7 Жилин H.C., Никонов A.B., Никонова Г.В. Measuring Devices with a Self-Adapting Adaptive System of Automatic Control // Proceeding 6lh International Conference on actual problems of Electronic Instrument Engineering "APEIE-2002".-Novosibirsk, 2002,- V. 1,- P. 91-96.

Межвузовские сборники научных трудов

8 Жилин Н.С., Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Генераторный канал АИС на основе фазовых методов с пикосекундным разрешением // Цифровые радиотехн. системы и приборы: Межвузовский сб. науч. тр. - Красноярск: КГТУ, 1996.-С. 126-131.

Труды конференций

9 Никонова Г.В. Интегральная схема широкополосного смесителя в стробоскопическом УВХ // Актуальные проблемы электронного приборостроения «АПЭП-98»: Труды 4-ой Международной науч.-техн. конф. - Новосибирск, 1998.-Т. 8.-С. 35-36.

10 Жилин Н.С., Никонов A.B., Никонова Г.В. Измерительные устройства с самонастраивающейся адаптивной системой автоматического управления // Труды 6-ой Международной науч.-техн. конф. «АПЭП-2002». - Новосибирск, 2002. - Т. 3. - С. 43-48.

11 Жилин Н.С., Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Автоматизированные системы испытаний и сертификации изделий наноэлектроники // Динамика систем, механизмов и машин: Материалы V Международной науч.-техн. конф. - Кн. 1. - Омск, 2004. - С. 270-274.

12 Жилин Н.С., Майстренко В.А., Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Автоматизированная система контроля функционирования сверхскоростных ИС // Труды МНПК «Нанотехнологии - производству» 2005. - М.: Концерн «Наноиндустрия», «Янус-К», 2005. - 167-179.

13 Жилин Н.С., Майстренко В.А., Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Фазовые взаимодействия в метрологическом обеспечении объектов наноэлектроники // Труды 7-ой Международной науч.-техн. конф. «АПЭП-2006». - Новосибирск, 2006. - Т. 3. - С. 122-125.

14 Никонова Г.В. Измерительные устройства с управляемой точностью // Труды 7-ой Международной науч.-техн. конф. «АПЭП-2006». - Новосибирск, 2006.-Т. З.-С. 134-137.

15 Никонова Г.В. Формирователи сигналов с регулируемыми параметрами // Матер, докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - Кн. 1. - С. 298-302.

Авторские свидетельства на изобретения

16 A.c. 1182450А СССР, МКИ G 01 R 35/00. Устройство для калибровки уровней ВЧ гармонических сигналов / Никонов A.B., Никонова Г.В. (СССР). -№ 3733094/24-21; Заяв. 11.10.84; Опубл. 30.09.85, Бюл. № 36. - 4 с.

17 A.c. 1479904 AI СССР, МКИ G 01 R 35/00. Генератор-калибратор уровней ВЧ гармонических и прямоугольных сигналов / A.B. Никонов, Г.В. Никонова, А.И. Воронков. -№ 4316224/24-21; Заяв. 16.10.87; Опубл. 15.05.89, Бюл. №18.-4 с.

18 A.c. 1721522А1 СССР, МКИ G 01 R 13/22, 25/04. Стробоскопический преобразователь / Никонова Г.В. (СССР). - № 4810906/21; Заяв. 04.04.90; Опубл. 23.03.92, Бюл. № 11. - 4 с.

Тезисы докладов конференций всесоюзных, всероссийских, международных и с международным участием НТК

19 Воронков А.И., Никонова Г.В. Фазовые шумы высокочастотных генераторов систем ФАПЧ / Развитие и совершен-е устройств синхронизации в сист. связи: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Горький, 1988. - С. 48-49.

20 Воронков А.И., Никонова Г.В., Кликушина Л.А. Амплитудный калибратор измерительного приемника // «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств и обработки сигналов»: Сб. тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Горький, 1989. - С. 107-108.

21 Никонова Г.В., Пожаров В.А. Построение фазоимпульсных умножителей частоты // Современные проблемы фазоизмерительной техники и ее применение: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Ч. 2. - Красноярск, 1989. - С. 239.

22 Кликушина JI.A., Никонова Г.В. Флуктуация временных параметров тест-сигнала в АСК ССИС // Контроль и диагностика радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Пенза, 1990.-С. 50-51.

23 Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Коррекция временной неидентичности многоканальных систем // Тез. докл. 46-й Всесоюз. науч. сессии, поев. Дню Радио. - М.: Радио и связь, 1991. - С. 52.

24 Никонов A.B., Сайфутдинов K.P., Никонова Г.В. Спектральный состав сигнала подстраиваемых генераторов радиоизмерительных приборов и систем // Тез. докл. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Радиотехн. сист., средства измерений и новые информационные технологии». - Красноярск, 1992. - Ч. 2. -С. 50-52.

25 Никонова Г.В. Подстраиваемый генератор синтезатора частоты УВЧ диапазона АСК // Радиотехнические системы (навигация, связь), средства измерений и новые информационные технологии: Тез. докл. науч.-техн. конф. с Междунар. участием. - Красноярск, 1992. - С. 25-26.

26 Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Помехоустойчивость импульсных систем фазовой синхронизации в системах контроля ИЭТ // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. - Ярославль, 1993. - С. 39.

27 Никонов A.B., Никонова Г.В. Синхронизируемая активная линия задержки пикосекундного диапазона // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. - Ярославль, 1993. - С. 40.

28 Жилин Н.С., Никонов A.B., Никонова Г.В. Сайфутдинов K.P. Фазовая подсистема синхронизации пикосекундного диапазона // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. - Ярославль, 1993. - С. 41.

29 Жилин Н.С., Никонов A.B., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Информационно-измерительные системы с интегрированными средствами метрологии // Тез. докл. 49 науч. сессии поев. Дню Радио. - М, 1994. - С. 52-53.

30 Никонова Г.В. Стробоскопические устройства выборки-хранения // Динамика систем, механизмов и машин: Труды 2-ой Международной науч.-техн. конф.- Омск, 1997.-С. 111.

31 Никонова Г.В. Влияние широкополосной помехи на амплитудную погрешность стробпреобразователя // Точные измерения электрических величин: переменного тока, напряжения: Тез. докл. III Всесоюз. науч.-техн. конф. — J1., 1988.-С. 219-220.

32 Жилин Н.С., Никонова Г.В., Сайфутдинов K.P. Самонастраивающаяся адаптивная система ФАПЧ для радиоизмерительных систем // Новые инфоком-муникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы: Тезисы докладов международной науч.-техн. конф. - Новосибирск, 23-24 сентября 2003. — С. 103-104.

33 Никонова Г.В. Оценка возможностей применения систем ФАПЧ в устройствах задания временных сдвигов ОВЧ и УВЧ диапазонов // Новые телекоммуникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы: Тезисы докл. Международной науч.-техн. конф. - Новосибирск, 2003. - Т. 2. -С. 114-116.

Печатается в авторской редакции

Компьютерная верстка-Е. В. Беспалова ИД №06039 от 12.10.2001 г. Подписано в печать 27.05.09. Формат 60x84 '/|6. Бумага офсетная. Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 400.

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр. Мира, 11; т. 23-02-12 Типография ОмГТУ

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Никонова, Галина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность тематики.1 ]

Цель работы. Задачи исследований.

Методы исследований. Научная новизна.

Практическая ценность результатов работы.

Основные результаты, выносимые на защиту.

Реализация результатов работы.

Апробация работы. Публикации. Структура и объём диссертации.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР УСТРОЙСТВ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.

1.1 Оценка систем автоматического управления по классу поставленных задач-.

1.1.1 Идентификация объектов управления.

1.1.2 Самонастраивающиеся системы.

1.1.3 Применимость систем управления в устройствах с регулируемыми характеристиками.

1.2 Оценка систем автоматизированного управления по классу поставленных задач.

1.3 Оценка измерителей следящего типа.

1.3.1 Оценка возможностей следящих систем.

1.3.2 Оценка фазовых следящих систем.

1.4 Оценка по критерию «точность» функциональных узлов измерительных средств с управляемыми параметрами.

Выводы.

2 СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ УСТРОЙСТВ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ.

2.1 Формирователи сигналов с регулируемыми параметрами.52'

2.1.1 Формирование гармонического сигнала.

2.1.2 Оценка характеристик СУВХ.

2.2 Преобразование частоты с управлением характеристиками.

2.3 Регулирование временной неидентичности многоканальных устройств.

2.4 Модель адаптивного устройства.

Выводы.

3 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ .г.

3.1 Анализ способов формирования сигналов с регулируемыми параметрами.

3.1.1 Оценка погрешности устройств фиксации сигнала.

3.2 Оценка влияния временных соотношений сигналов на характеристики.УФРО ПС.

3.2.1 Поведение системы ФАПЧ при установке временных соотношений.

3.3 Устройства с самонастраивающейся адаптивной системой автоматического управления.

3.3.1 Алгоритм адаптивного управления с устройством оценки.

3.3.2 Самонастраивающаяся система адаптивного управления

Выводы.

4 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛОВ

УФРОПС

4.1 Точностные характиристики СУВХ.

4.2 Система ФАПЧ при формировании сигналов.

4.2.1 Установка временных сдвигов между сигналами в области

ВЧ устройствами на основе ФАПЧ.

4.2.2 Установка временных сдвигов между сигналами в области

УВЧ устройствами на основе ФАПЧ.

4.3 Устройства с самонастраивающейся адаптивной системой управления.

4.3.1 Моделирование адаптивной системы ФАПЧ.

Выводы.

Введение 2009 год, диссертация по радиотехнике и связи, Никонова, Галина Владимировна

Актуальность тематики диссертационной работы связана с рядом обстоятельств. Во-первых, с повышением быстродействия устройств формирования и регулирования электрических сигналов гармонического и импульсного характера, а также оценки их параметров для ВЧ-ОВЧ-УВЧ диапазонов частот и субнаносе-кундной временной области.

Факторы, определяющие частотный и динамический диапазон, точность и быстродействие при формировании сигналов с регулируемыми параметрами не позволяют дать достоверную оценку этих характеристик на частотах сотни мегагерц — единицы гигагерц. В этом диапазоне даже для быстродействующих компонентов с барьерами Шотки проявляется неадекватность их моделей, так как дискрет установки параметров сигналов в ОВЧ—УВЧ диапазоне близок к значениям задержек и флук-туаций моментов и уровней переключения компонентов элементной базы.

Можно выделить два основных пути решения проблемы: а) конструкторско-технологический способ решения проблемы быстродействия, который связан с переоснасткой технологического процесса и имеет отдаленные перспективы; б) схемотехнический, не менее трудоемкий, но позволяющий получить результат на имеющейся элементной базе.

В то же время, управление характеристиками различных формирователей и измерительных модулей влияет на их точность, и исследование этих связей является актуальным, в частности, при локации подповерхностных объектов. Управление формой напряжения, возбуждающего антенну георадара, представляет важную техническую задачу [1, 2], так как при этом формируются воздействия нано- и пикосе-кундной длительности с высокими требованиями к временной стабильности параметров. За счёт регулирования характеристик сигнала, возбуждающего антенну, необходимо получить и максимальную амплитуду излучаемого поля, и сохранить показатель широкополосности сигнала, так как форма сверхширокополосного сигнала искажается при излучении поля.

Во-вторых, в задачах радиотехнических измерений, из-за различной значимости измерительной информации по множеству параметров, к приборам предъявляются разные требования по точности. С этих позиций в научно-технической литературе [3] показано, что с ростом точности возрастает объём работы по поднастройке характеристик приборов по закону гиперболического характера.

Цель работы - создание теоретических основ и методического обеспечения для построения устройств формирования, регулирования и оценки параметров сигналов, позволяющих повысить эффективность радиотехнических комплексов широкого назначения.

Задачи исследований: для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

Объекты исследования: электронные формирователи и измерительные модули на основе стробоскопического преобразования частоты, способные адаптироваться к конкретному классу задач по своим характеристикам и параметру «точность», или быть управляемыми в ходе сложившейся рабочей ситуации.

Методы исследований. В диссертационной работе в сочетании с теоретическими исследованиями использована проверка полученных результатов экспериментально и численным или схемотехническим моделированием. Из теоретических методов использовались интегральное и дифференциальное исчисление, теория линейных и нелинейных систем, ряд Фурье и степенные ряды, положения теории измерений и методы анализа систем автоматического регулирования, методы аппроксимации.'Достоверность основных теоретических выводов подтверждена как лабораторным экспериментом, так и итогами численного и схемотехнического моделиг рования.

Научной новизной обладают следующие основные результаты работы.

1 Структурные построения устройств, формирующих в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы с регулируемыми параметрами (способы, реализующие метод, защищены авторскими свидетельствами).

Практическая ценность результатов работы

В ходе работы созданы теоретические и практические методы для проектирования УФРО ПС, включающие следующее.

1 Модели, методику и результаты анализа прецизионных стробпреобразовате-лей, а также способы управления их параметрами. Методика анализа направлена на обеспечение высокой точности в УВЧ диапазоне.

2 Структурные схемные решения блоков УФРО ПС с применением базовых методов стробоскопического преобразования, позволяющие строить радиотехнические устройства в частотном диапазоне до 3-4 ГГц и обеспечивающих высокую точность.

На ряд технических решений имеются авторские свидельства.

Основные результаты, выносимые на защиту.

2 Способы построения УФРО ПС на основе стробоскопического преобразования частоты для области частот ВЧ-ОВЧ—УВЧ диапазонов, позволяющие управлять их характеристиками, в том числе и точностью устройств.

3 Результаты исследования факторов, определяющих точность и быстродействие при формировании сигналов с регулируемыми параметрами с применением преобразования частоты, позволяющие повысить достоверность оценки динамического и частотного диапазонов, а также времени переходных процессов.

Реализация результатов работы

При непосредственном участии автора созданы следующие ниже разработки.

1 Быстродействующий синтезатор частот УВЧ диапазона (НИЛ БАСК ОмГТУ, г. Омск).

3 Генераторный канал системы динамического функционального контроля «Па-раметр-64» (КБИТ «Иртыш», г. Павлодар).

Апробация работы

Материалы работы докладывались и обсуждались:

- на научной сессии ЦП НТОРЭС им. А.С. Попова (Москва, 1991,1994);

- на всесоюзных научно-технических конференциях (НТК) «Развитие и совершенствование устройств синхронизации в системах связи» (г. Горький, 1988), «Точные измерения электрических величин: переменного тока, напряжения» (Ленинград, 1988), «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств и обработки сигналов» (г. Горький, 1989), «Современные проблемы фазоизмерительной техники и ее применение» (Красноярск, 1989), «Контроль и диагностика радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники» (Пенза, 1990);

- на международных НТК «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997,1999, 2002, 2004, 2007), «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Новосибирск, 1998, 2002, 2006), «Информационные системы и технологии» (Новосибирск, 2000), «Новые инфокоммуникационные технологии: достижения, проблемы, перспективы» (Новосибирск, 2003);

- на всероссийской НТК с международным участием «Радиотехнические системы (навигация, связь), средства измерений и новые информационные технологии» (Красноярск, 1992).

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в 33 работах: трёх статьях в центральных периодических журналах (статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации, в том числе 1 статья - в переводе в зарубежном издании); трёх статьях в ведомственных изданиях (две статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации); 7-ми статьях в сборниках трудов международных научно-технических конференций; трёх описаниях авторских свидетельств на изобретения; 15-ти тезисах докладов всесоюзных, всероссийских, междунароных и с международным участием НТК.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 120 наименования отечественных и 20 наименований публикаций зарубежных авторов, двух приложений. Работа содержит 186 страниц текста (в том числе основного - 172 страницы), 76 рисунков и 2 таблицы.

Заключение диссертация на тему "Устройства формирования, регулирования и оценки параметров сигналов с применением стробоскопического преобразования частоты"

1 Результаты исследования характеристик СУВХ подтверждают теоретические положения и выводы данной работы и позволяют говорить о применении этого узла как прецизионного функционального компонента и в самостоятельных задачах, и в составе высокоточных устройств преобразования частоты с управляемыми характеристиками.

2 Для формирования в УФРО ПС сигналов ВЧ, ОВЧ и УВЧ диапазонов гармонического и импульсного характера, целесообразно применять системы ФАПЧ. В этом случае в УФРО ПС будут обеспечены высокая точность установки частоты и её стабильность, а также установка с высокой точностью и в широком диапазоне частот временных параметров сигналов и временных соотношений между ними.

3 Результаты моделирования подтверждают достоверность обоснованной в работе модели самонастраивающейся системы адаптивного управления параметрами электрических сигналов, формируемых в УФРО ПС. Также такая система обеспечивает высокую надёжность работы в условиях неопределённости внешних воздействий и при самопроизвольном изменении параметров отдельных блоков устройства. Этим обеспечивается и точность поддержания параметров сигналов, и заданные динамические и статические характеристики устройства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследований в данной работе получены следующие основные результаты.

1 Предложены и исследованы пути регулирования характеристик устройств в диапазонах ВЧ-ОВЧ-УВЧ, позволяющие повысить экономическую и техническую эффективность систем различного назначения, в том числе для диагностирования и поддержания работоспособности сложных мультиструктурных систем. В мультист-руктурных системах необходимо проводить оценку многих параметров, для чего используются комплексы измерительных приборов. Из-за различной значимости измерительной информации по множеству измеряемых параметров, к измерительным средствам предъявляются разные требования по точности.

Получены и приведены результаты анализа и классификация, позволяющие с принципиальных позиций дать оценку возможности и потенциальной пригодности различных способов, направленных на решение поставленной задачи. Методы, используемые для построения УФРО ПС в указанном частотном диапазоне, должны обладать минимальными задержками и уровнем шума, или обладать способностью подавления шума.

В целом, уровень характеристик устройства должен соответствовать максимальным требованиям в области использования этого устройства, а необходимость поддержания уровня, требуемого для конкретных целей - это управление характеристикой устройства. В любой области применения УФРО ПС сначала нужно рассматривать задачу • построения устройства с характеристиками с обоснованными высшими показателями."

Целесообразно развить полученные положения в области управления формой напряжения, возбуждающего антенну георадара, что представляет важную научно-техническую задачу, так как при этом формируются воздействия нано- и пикосе-кундной длительности с высокими требованиями к временной стабильности параметров. В то же время, за счёт управления параметрами напряжения необходимо получить и максимальную амплитуду излучения, и сохранить показатель широко-полосности излучаемого поля.

2 При регулировании значений параметров сигналов лучшими техническими данными по критериям чувствительность, точность и разрешающая способность обладают методы, вырабатывающие управляющий сигнал по физической величине, определяющейся как производная информативного параметра регулируемого сигнала. Показано, что для управления точностью устройств, формирующих в широком частотном диапазоне импульсные и гармонические сигналы заданной амплитуды, целесообразно использовать устройства формирования, базирующиеся на фазовых методах и использующих стробоскопическое преобразование частоты. С этих позиций проведён анализ систем ФАПЧ, в которых сигнал рассогласования вырабатывается по разности фаз сигналов, а информативный параметр (частота) является производной от фазового угла.

Исследовано влияние инерционных свойств элементов систем синхронизации на основе ФАПЧ на их динамические характеристики в УВЧ диапазоне, разработаны модели и методика анализа систем ФАПЧ с запаздыванием. Показана перспективность применения полученных решений при малых нормированных задержках сигнала. Дальнейшее развитие исследований целесообразно в области СВЧ-диапазона.

3 Обоснован подход к преодолению параметрической неопределенности входного сигнала. Получены данные исследования модели компенсационного метода с применением моделей-аналогов идентифицируемого объекта. Предложенная самонастраивающаяся система не требует полной информации обо всех данных сигнала и автоматически настраивается, обеспечивая заданный критерий качества. Недостаточность информации об объекте компенсируется в результате настройки параметров модели объекта. В алгоритме идентификации реализуется процесс получения* последовательно уточняемых оценок (рекуррентное оценивание).

Система автоподстройки, работающая при идентификации входного сигнала УФРО ПС, принимает неизвестные состояния при случайном внешнем воздействии на объект управления и изменении параметров самой системы в различных условиях эксплуатации. Поэтому требуется определить параметры блоков, её структуры так, чтобы она была оптимальной по принятому показателю качества: то есть определить коэффициент усиления, постоянную времени и коэффициент передачи по каналу помехи.

Полученная в работе структура самонастраивающейся адаптивной системы позволяет найти оптимальные значения' параметров, устанавливаемых с помощью последовательной оценки как при наличии влияющих сигналов (помех), так и при неопределенности параметров самой системы. То есть, система обеспечивает высокую надёжность работы в условиях неопределённости внешних воздействий и при самопроизвольном изменении параметров отдельных блоков устройства. Этим обеспечивается и точность поддержания параметров сигналов, и заданные динамические и статические характеристики устройства.

4 Показана возможность эффективного использования зависимости характеристик стробоскопических преобразователей частоты за счёт детерминированного изменения параметров воздействующих на них сигналов. Также выявлены атрибуты характеристик этих преобразователей, имеющих максимальную крутизну изменения своих значений.

Рассмотрены стробоскопические преобразователи частоты с позиции управления их характеристиками и дана оценка способам формирования в них управляющих сигналов - стробимпульсов, периодических импульсных и гармонических сигналов. Установленные связи между параметрами формируемых управляющих сигналов и погрешностью преобразователя, найденные способы регулирования параметров сигналов позволяют заранее установить предел допускаемой погрешности преобразования или управлять этой величиной в ходе эксплуатации средства измерения, использующего ПРЧ. Такое исследование является развитием положения об адаптивных алгоритмах измерений, играющих важную роль в повышении метрологического уровня результатов измерения.

Дальнейшим развитием данных исследований могут быть работы по определению механизмов управления точностью и другими характеристиками устройств при переносе амплитудно-фазовой информации в область нижних частот электрических сигналов оптическими преобразователями, что сопряжено с интенсификацией работ в области наноэлектроники.

5 Проведённые теоретические и экспериментальные исследования, практические реализации основных положений данной работы [137] подтверждают необходимость и перспективность использования СУВХ как прецизионного функционального компонента и в самостоятельных задачах, и в составе высокоточных устройств преобразования частоты с управляемыми точностными параметрами.

Также теоретические и экспериментальные исследования указывают на целесообразность формирования в УФРО ПС сигналов ВЧ, ОВЧ и УВЧ диапазонов гармонического и импульсного характера с помощью систем ФАПЧ [137]. В этом случае в УФРО ПС будут обеспечены высокая точность установки частоты и её стабильность, а также установка с высокой точностью и в широком диапазоне частот временных параметров сигналов и временных соотношений между ними.

Выбор полосы удержания и захвата с учётом инерционности и нелинейности элементов СФС позволяет обеспечить устойчивость и надёжный захват в кольцах ФАПЧ, получить оценку быстродействия более близкую к её значению в практических схемах, чем оценки, полученные из анализа идеализированных моделей СФС. Параметрическая оптимизация непрерывных и импульсных систем синхронизации с преобразованием частоты проведена по критериям точности и времени установления переходных процессов.

Предложены аналитические зависимости и рекомендации по параметрической оптимизации непрерывных и импульсных систем фазовой синхронизации с преобразованием частоты.

При решении задачи создания устройств с управляемыми характеристиками для областей науки и техники, сложных в исследовании и реализации, когда измерительные приборы интегрируются в высокопроизводительную информационно-вычислительную среду посредством сети (в том числе Internet, что определяет эффективность развития конкретной области) решены следующие задачи: а) исследованы теоретические возможности способов построения средств с управляемыми характеристиками, основанных на фазовых методах и преобразовании частоты; б) проведены численные и экспериментальные исследования основных функциональных звеньев, определяющих возможности предложенных методов; в) разработаны и доведены до функциональных и принципиальных схем структуры блоков и функциональных узлов, изготовлены и исследованы макеты основных узлов УФРО ПС, подтверждающие достоверность проведённых исследований и возможность их практической реализации; д) проведена экспериментальная проверка ряда функциональных узлов. Экспериментально уточнена динамика СУВХ в диапазоне до 1 ГГц и их работа в составе системы ФАПЧ в диапазоне частот до 3 ГГц, обеспечивающая оценку влияния инерционностей элементов колец синхронизации на полосу захвата, устойчивость и быстродействие.

Таким образом, выполненная работа заключается в разработке новых технических положений, в которых содержится решение задачи, имеющей существенное значение для областей науки и техники, сложных в исследовании и реализации. В материалах работы приведены научно обоснованные технические разработки, которые за счёт решения прикладной задачи построения устройств с управляемыми характеристиками имеют существенное значение для радиотехнических систем, измерительных комплексов и в метрологии.

Практическое использование полученных научных результатов заключается в их применении в разработках аппаратуры для электронной промышленности, обеспечивающей испытания и выпуск сверхскоростных БИС на основе GaAs [64, 85, 107], а также для исследовательских комплексов наноэлектроники [68, 137], когда устройства интегрируются в высокопроизводительную информационно-вычислительную среду посредством сети. Здесь в соответствии с объектом исследований и воздействий выбирают аппаратуру, методы и режимы оценок и воздействий, которыми можно управлять.

Библиография Никонова, Галина Владимировна, диссертация по теме Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

1. Вопросы подповерхностной радиолокации. Коллективная монография / Под ред. А.Ю. Гринёва. — М.: Радиотехника, 2005. — 416 с.

2. Пищухин A.M., Тарасов В.Н., Шалкин А.В. Обеспечение требуемой точности комплекса измерительных приборов // Изв. ВУЗов. Приборостроение (Т. 46). — № 10. — С. 30-33.

3. Мирский Г.Я. Микропроцессоры в измерительных устройствах.- М.: Радио и связь, 1984.- 160 с.

4. Цветков Э.И. Процессорные измерительные средства. — Л.: Энергоатомиздат, 1989.-224 с.

5. Вольтметр импульсного напряжения стробоскопический вычислительный В4-24 // Проспект по применению. ЦООНТИ "ЭКОС". - 1990. - 21 с.

6. Казамаки Т. Отличительные признаки АИО нового поколения / Пер. с англ. Пименовой И.А. г. Пенза: НИИ "Контрольприбор" МПСАСУ, 1989. - 20 с.

7. Новеллино Д. Быстродействующий генератор тестовых последовательностей // Электроника. 1991. - № 11-12. - С. 46-53.

8. Фелдман Р., Роски Д. Систематизированный подход к реализации программируемых задержек // Электроника. 1991. — № 11-12. - С. 46-53.

9. Harris R.E., Wolf P., Moore D.F. Electctronically Adjust able delay for Josephson Technology // IEEE Electrton Device Letters. 1982, V. EDL -3. - No. 9. - P. 261-263.

10. Автореферат на соискание учёной степени канд. техн. наук по спец-ти 05.13.01 «Технич. кибернетика и теория информатизации» Остапенко А.А. «Исследование и разработка систем контроля и диагностики динамических параметров ССИС», 1984 г.

11. Бондаревский А.С., Сретенский В.Н. Тенденции развития метрологического обеспечения электронной техники и уточнение основных понятий метрологии // Электронная промышленность. 1986. - № 5. — С. 44-50.

12. А.с. 1138761 (СССР). МКИ G 01 R 25/04.Калибратор фазы / А.С. Глинченко. -№ 3670457/24-21; Заяв. 09.12.83; Опубл. 07.02.85, Бюл. № 5.

13. Чу, Фергюсон. Генераторы импульсов с разрешением 20 пс // Электроника, 1977.-№23.-С. 25-34.

14. Без автора. Универсальная система, выполняющая всесторонние испытания СБИС // Электроника. 1986. - № 11. - С. 57-62.

15. Барзах А.З., Гудкович Б.Д. Контрольно-измерительная аппаратура для комплексного обеспечения разработки, производства и технического обслуживания РЭАIV-V поколений // Техника средств связи. Сер. РИТ. № 1. - 1988. - С. 3-12.

16. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. — М.: Высшая школа, 1989. — 367 с.

17. Куропаткин В. П. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов. — М.: Высш. школа, 1980. 287 с.

18. Филипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 616 с.

19. Малютин Ю.М., Экало А.В. Применение ЭВМ для решения задач идентификации объектов. Л.: Изд. Ленингр.ун-та, 1988. — 254 с.

20. Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Сов. радио, 1978. - 320 с.

21. Цыпкин Я.З. Основы информационной теории идентификации. М.: Наука, 1984.-343 с.

22. Аналоговые и цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы / А.Ф. Фомин, А.И. Хорошавин, О.И. Шелухин; Под ред. А.Ф. Фомина. М.: Радио и связь, 1987.-248 с.

23. Боровков А.А. Теория вероятностей. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.-432 с.

24. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы: Учебн. для вузов по спец. "Информ.-измерит.техн."; 5-е изд., перераб. и доп.- Киев: Вища школа, 1986.503 с.

25. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: Учеб.пособие для вузов по спец. "Информ.-измерит.техн.".- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 304 с.

26. Без автора. Испытательная установка для измерения рабочих характеристик ИС на частотах до 9 ГГц // Электроника. 1988. - № 22. - С. 114-115.

27. Горбатюк С.Н., Майоров А.В., Супьян В.Я. Формироаватель гетеродинных сигналов лазерного фазометра // ПТЭ. 1988. - № 3. - С. 201-203.

28. Никонов А.В., Жилин Н.С. Фиксация значения информативного параметра в многоканальных АИС // Тр. МНТК «Актуальные проблемы электронного машиностроения». — Новосибирск, 1994. — Т. 3. — С. 8-10.

29. Маклауд Д. Новое АИО для испытаний сложных электронных схем // Электроника. 1986. - № 23. - С. 31-35.

30. Глух Р.Е. Построение ПО систем автоматизированного контроля цифровой аппаратуры // Обмен производственно-техническим опытом. — 1987. — № 2. — С. 31-32.

31. Иванов Ю.В. Построение многофункциональных контрольно-диагностических систем // Обмен производственно-техническим опытом. — 1987. — № 1.-С. 7-11.

32. Н.С. Жилин. Принципы фазовой синхронизации в измерительной технике. — Томск: Радио и связь, 1989. 384 с.

33. Жилин Н.С., Майстренко В.А., Субботин Л.С. Генератор-калибратор временных интервалов // Сб. тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. конф. «Радиотехнические измерения в диапазонах ВЧ и СВЧ», Новосибирск. 1984. - С. 223-224.

34. Шахгильдян В.В., Ляховкин А.А. Системы ФАПЧ. М., Связь. - 1972. - 447 с.

35. Шахгильдян В.В. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации. М.: Радио и связь, 1989. - 320 с.

36. Майстренко В.А., Субботин Л.С. Анализ флуктуационных погрешностей в кварцевых генераторах с управляемой временной задержкой на основе ФАПЧ // Межвузовск. сб. науч. тр. «Пьезотехника и акустоэлектроника» / Омский политехи, ин-т, 1983.-С. 32-36.

37. Манасевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование / Перев. с англ. под ред. А.С. Галина. М.: Связь, 1979. - 384 с.

38. Жилин Н.С., Майстренко В.А. Метрологические аспекты преобразования частоты. Томск: Изд-во Том. ун-та. — 1986. - 184 с.

39. Аничкова А.К. Синтезатор частот на основе ИФАПЧ с дробно- переменным коэффициентом деления // Радиотехника. 1981, т. 36, № 5. - С. 32-35.

40. Козлов В.И., Паленков А.В., Ряполов А.А. Синтезатор частот с модуляцией дробных коэффициентов деления в петле ФАПЧ // Электросвязь. 1988, № 9. - С. 41-43.

41. Кабанов А.И., Пестряков А.В. О предельном быстродействии синтезаторов частоты на основе комбинированной системы ИФАПЧ-ЧАП. В кн.: Стабилизация частоты и прецизионная радиотехника, ч. I, ВИМИ. М.: 1983. — С. 100-102.

42. Карякин В.А. Синтез оптимальных по быстродействию систем синхронизации // Изв. вузов СССР, Сер. Радиоэлектроника. 1985, т. 28. - № 12. - С. 51-55.

43. Рыжков А.В., Попов В.Н. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. М.: Радио и связь, 1991. - 264 с.

44. Субботин Л.С., Тунгусов А.А. Калибратор стабильных временных интервалов // ПТЭ. 1989. -№ 6. - С. 96-98.

45. Без автора. Однокристальные интегральные схемы ФАПЧ компании Fujitsu // Электроника. 1988. - № 7. - С. 13-14.

46. Бакулин М.Г., Кузьменко О.Г., Шлома A.M. Синтез быстродействующих и помехоустойчивых систем фазовой синхронизации второго порядка // Электросвязь. 1996.-№ 12.-С. 23-26.

47. Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении / Перев. под ред. Ю.Н. Бакаева и М.В. Капранова. М: Сов. радио, 1978. - 600 с.

48. А.с. 481855(СССР). МКИ G 01 R 25/00. Способ формирования напряжений с калиброванным фазовым сдвигом / И.А. Андреев, С.И. Пячин.- № 1976113/18-10; Заявл. 11.12.73; Опубл. 15.08.75, Бюл. № 30.

49. А.с. 1041950(СССР). МКИ G 01 R 25/00. Калибратор фазы / Н.С. Жилин, В.В. Гришаев, С.Х. Симон. № 3354021/18-21; Заявл. 09.11.81; Опубл. 15.09.83, Бюл. № 34.

50. А.с. 1045161(СССР). МКИ G 01 R 25/04. Калибратор фазовых сдвигов / Н.В. Сандрацкий. -№ 3454927/18-21; Заяв. 28.04.82; Опубл. 30.09.83, Бюл. № 36.

51. А.с. 1138761 (СССР). МКИ G 01 R 25/04. Калибратор фазы / А.С. Глинченко. -№ 3670457/24-21; Заяв. 09.12.83; Опубл. 07.02.85, Бюл. № 5.

52. Бирмен Г. Развитие и совершенствование испытательного оборудования для СБИС // Электроника. 1984. - № 8. - С. 24-30.

53. Авербух В. Принципы построения быстрых АЦП // Компоненты и технологии. № 1. - 2000. — Электронный ресурс.: Режим доступа: http://www.compitech.ru/html.cgi/about/index.htm. - Загл. с экрана.

54. Келин Т., Супонников Д. Характеристики цифровой системы фазовой автоподстройки частоты // Chip News. — № 9. 2002. - Электронный ресурс.: Режим доступа: http:// www.chipinfo.ru/literature/chipnews/200209/2.html. - Загл. с экрана.

55. Шапиро Д. Н., Паин А. А. Основы теории синтеза частот. М.: Радио и связь. 1981.-264 с.

56. Глинченко А.С. Методы синтеза и измерения параметров гармонических сигналов в режиме когерентной выборки // Труды МНТК «Спутниковые системы связи и навигации». Красноярск, 1997.-Т. З.-С. 304-310.

57. Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. JL: Энергия. — 1972.-816 с.

58. Драчёв A.M., Исаев Н.А., Калашников В.Н. Повышение метрологической надёжности фазовых радиотехнических систем // Труды МНТК «Спутниковые системы связи и навигации». — Красноярск, 1997. — Т. 3. — С. 260-262.

59. А.с. 1479904 А1 СССР, МКИ G 01 R 35/00. Генератор-калибратор уровней ВЧ гармонических и прямоугольных сигналов / А.В. Никонов, Г.В. Никонова, А.И. Воронков. -№ 4316224/24-21; Заяв. 16.10.87; Опубл. 15.05.89, Бюл. № 18.

60. Никонова Г.В. Формирователи сигналов с регулируемыми параметрами // Матер, докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - Кн. 1. - С. 298-302.

61. Никонов А.В., Никонова Г.В., Сайфутдинов К.Р. Импульсный генераторный канал АИС // Омский научный вестник. 1997. - № 1. - С. 48-51.

62. Воронков А.И., Никонова Г.В., Кликушина JI.A. Амплитудный калибратор измерительного приемника // «Развитие и внедрение новой техники радиоприемных устройств и обработки сигналов»: Сб. тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. — Горький, 1989.-С. 107-108.

63. Никонова Г.В. Стробоскопические устройства выборки-хранения // Динамика систем, механизмов и машин: Труды 2-ой Международной науч.-техн. конф. — Омск, 1997.-С. 111.

64. Жилин Н.С., Майстренко В.А., Никонов А.В., Сайфутдинов К.Р. Система динамического контроля функционирования сверхскоростных ИС // Приборы и системы управления. — 1991. — № 3. — С. 22—23.

65. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. М.: Радио и связь, 1985. — 368 с.

66. Аверина А.А. и др. Изделия промышленности средств связи: Радиоизмерительные приборы, Ч. 1: Каталог. Изд-во ЦООНТИ, 1983. - 176 с.

67. Фёдоров A.M. Разработка и исследование методов и аппаратуры для измерения с высокой точностью напряжений при частотах до 1000 МГц: Дис.канд. техн. наук.-Л., 1960.-256 с.

68. Uchiyama F. and other. Precision RF Voltage Standard using a Termistor Bridge Covering the HF-UHF Measurement, 1978, Vol. IM-27, # 4, P. 314-320.

69. Сазонов А.А., Дубовой Н.Д., Поротов В.Н. Современное состояние и перспективы развития методов измерения мощности на СВЧ // Зарубежная радиоэлектроника. 1981. -№ 3. - С. 13-16.

70. А.с. 1721522А1 СССР, МКИ G 01 R 13/22, 25/04. Стробоскопический преобразователь / НиконоваГ.В. (СССР). -№ 4810906/21; Заяв. 04.04.90; Опубл. 23.03.92, Бюл. №11.

71. А.с. 1182450А СССР, МКИ G 01 R 35/00. Устройство для калибровки уровней ВЧ гармонических сигналов / Никонов А.В., Никонова Г.В. (СССР). — № 3733094/24-21; Заяв. 11.10.84; Опубл. 30.09.85, Бюл. № 36.

72. А.с. 949509 СССР. МКИ G 01 R 13/22. Цифровой стробоскопический преобразователь / А.Г. Петрович. № 2972426/18-21; Заявлено 13.08.80; Опубл. 7.08.82, Бюл. № 29.

73. Гришаев В.В. Принципы построения генераторов с прецизионной регулировкой калиброванного фазового сдвига // Электронная техника. — Сер. упр. кач-вом, стандартизация, метрология, испытания. 1991. — № 4. — С. 53-55.

74. Суэтинов В.И., Тимошенков В.П., Гайдис Р.А. Интегральная схема строб-.,.■»смесителя на арсениде галлия // Техн. ср-в связи. Сер. РИТ. — 1987. Вып. 4. — С.' 80-87.

75. Никонов А.В., Кеплин Э.В. Нелинейность амплитудных и фазовых характеристик гетеродинных преобразователей частоты // Тез. докл. регион. НТК «Радио-техн. измерения в д-не ВЧ и СВЧ». Новосибирск, 1986. - С. 19-21.

76. Никонов А.В. Измерение и контроль амплитудных параметров оптикоэлек-тронных систем// Тез. докл. Всесоюз. НТК «Оптикоэлектронные измерит, устр-ва и системы».- Томск, 1989.- Ч. 2.- С. 139-140.

77. Козлов А.Т., Старосельский В.И., Суэтинов В.И., Тимошенков В.П. Исследование интегральных микросхем стробсмесителя // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника. 1983. - Вып. 3. - С. 275.

78. Никонова Г.В. Влияние широкополосной помехи на амплитудную погрешность стробпреобразователя // Точные измерения электрических величин: переменного тока, напряжения: Тез. докл. III Всесоюз. науч.-техн. конф. — Д., 1988. — С. 219— 220.

79. Майстренко В.А., Никонов А.В., Крутов С.Н. Амплитудно-частотная погрешность стробпреобразователя с обратной связью // Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. 1986. - № 1. - С. 80-82.

80. А.с. 1635150А2 ССР. МКИ G 01 R 35/00. Устройство для калибровки уровней ВЧ и СВЧ сигналов / А.В. Никонов, В.А. Майстренко. № 4611087/24-21; За-явл. 30.11.88; Опубл. 15.03.91, Бюл. № 10.

81. Жилин Н.С., Никонов А.В., Никонова Г.В., Сайфутдинов К.Р. Генераторный канал АИС на основе фазовых методов с пикосекундным разрешением // Цифровые радиотехн. системы и приборы: Межвузовский сб. науч. тр. Красноярск: КГТУ, 1996.-С. 126-131.

82. Никонов А.В., Никонова Г.В. Синхронизируемая активная, линия задержки пикосекундного диапазона // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. Ярославль, 1993. — С. 40.

83. Жилин Н.С., Никонов. А.В., Никонова Г.В. Сайфутдинов К.Р. Фазовая подсистема синхронизации пикосекундного диапазона // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. — Ярославль, 1993.-С. 41.

84. Маклауд Д. Высокоуниверсальный тестер схемных плат компании Gen Rad // Электроника. 1987. - № 12. - С.20.

85. Маклауд Д. Универсальный тестер специализированных и стандартных СБИС // Электроника. 1987. - № 10. - С. 45-48.

86. Иванов Ю.В., Симанский Н.Г. Сравнивающий тестер многофункциональной контрольно-диагностической системы // Обмен производственно-техническим опытом.- 1987.-№ 1.-С. 46-48.

87. Новеллино Д. Быстродействующая испытательная установка с архитектурой «тестер на контакт» // Электроника. 1990. - № 6. - С. 82-85.

88. Радиоэлектронные автоматические системы контроля / Под ред. В.Н. Сретенского. М.: Сов. радио. - 1978. - 384 с.

89. Жилин Н.С., Майстренко В.А., Никонов А.В. Оценка качества АСКД // Сб. тез. док. Всесоюз. НТК «Проблемы стандартизации и повышенного технического уровня автоматизированных систем различного назначения». — Минск, 1988. — С. 90-91.

90. Остапенко А.А. Исследование и разработка средств контроля динамических параметров цифровых интегральных схем: Дис. канд. техн. наук. М., 1984. — 307 с.

91. Диржис А.И., Эйдукас Д.Ю. ИИС контроля динамических параметров ЦИС // Изв. вузов Лит.ССР. Сер. Радиоэлектроника. 1979. - Т. 15. - № 1. - С. 5-73.

92. Баркин Э.В., Гонестас Э.Ю. Вопросы калибровки ИИС в субнаносекундном диапазоне // Сб. тез. докл. НТК «Автоматизация и механизация производственных процессов и управления»: Вильнюс. — Сб. «Радиоэлектроника». — 1980. С. 11.

93. Сазонов А.А., Остапенко А.А., Бондаревский А.С. Многозначная программно-управляемая мера временного сдвига импульсных сигналов // Сб. науч. тр. «Автоматические приборы и оборудование в микроэлектронике». — М.: МИЭТ, 1981. -С. 3-8.

94. Кликушина Л.А., Никонова Г.В. Флуктуация временных параметров тест-сигнала в АСК ССИС // Контроль и диагностика радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Пенза, 1990. — С. 50-51.

95. Кравченко Л.Н., Сапельников А.Н., Старосельский В.И. Интегральные схемы субнаносекундного диапазонана на основе GaAs // Микроэлектроника. — 1980. -Т.9. № 5. - С. 389-400.

96. Старосельский В.И. Нелинейная модель GaAs полевого транзистора с затвором Шотки // Радиотехника и электроника. 1981. - Т. 26. - № 6. - С. 1298-1306.

97. Козлов А.Т., Старосельский В.И., Суэтинов., Тимошенков В.П. Интегральная микросхема стробсмесителя // Тез. докл. 5-й Всесоюз. науч.-техн. конф. «Осцил-лографические методы измерений». Вильнюс, 1986. - С. 187-188.

98. Старосельский В.И. Шумовые характеристики стробоскопических преобразователей на основе GaAs ИМС // Микроэлектроника. 1985. - Т. 14. - № 2. - С. 162-168.

99. Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системной ИФАПЧ. М.: Радио и связь, 1989. - 232 с.

100. Никонов А.В., Никонова Г.В. Синтезатор частоты для АСК УВЧ диапазона //ПТЭ.- 1992.-№ 5.-С. 105-113.

101. Жилин Н.С., Никонов А.В., Никонова Г.В. Измерительные устройства с самонастраивающейся адаптивной системой автоматического управления // Труды 6-ой Международной науч.-техн. конф. «АПЭП-2002». — Новосибирск, 2002. — Т. 3. -С. 43-48.

102. Жилин Н.С., Майстренко В.А., Никонов А.В. Исследование линейности преобразования амплитуды ВЧ сигнала кольцевыми стробпреобразователями // Радиотехника и электроника. — 1985. Вып. 11. - С. 2 254-2 260.

103. Никонов А.В., Никонова Г.В. Преобразователь частоты с управляемыми характеристиками // Измерительная техника. № 1. - 2008. — С. 47-51.

104. Рябинин Ю.А. Стробоскопическая осциллография. М.: Сов. радио. — 1972. - 272 с.

105. Найдёнов А.И. Трансформация спектра наносекундных импульсов. — М.: Сов. радио, 1973.- 180 с.

106. Кольцов Ю.В., Писарев В.В. Формирование стробирующих пикосекундных импульсов с большой активной амплитудой // ТСС. Сер. РИТ. 1985. - № 6. — С. 55-60.

107. Никонова Г.В. Интегральная схема широкополосного смесителя в стробоскопическом УВХ // Актуальные проблемы электронного приборостроения «АПЭП-98»: Труды 4-ой Международной науч.-техн. конф. Новосибирск, 1998. — Т. 8. — С. 35-36.

108. Старосельский В.И., Суэтинов В.И. Минимизация шума в микросхемах строб-смесителей // Тез. докл. 5-го Всесоюз. симпозиума «Нано- и пикосекундная импульсная, техника и её применение в радиоизмерениях». Горький. 1983. - С.24—25.

109. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. — М.: Сов. радио. — 1977.-608 с.

110. Мелешко Е.А. Наносекундная электроника в экспериментальной технике. М.: Энергоатомиздат, 1987. 216 с.

111. Майстренко В.А., Субботин JI.C. Анализ флуктуационных погрешностей в кварцевых генераторах с управляемой временной задержкой на основе ФАПЧ // Межвуз. сб. науч. тр. «Пьезотехника и акустоэлектроника» / Омский политехи, ин-т, 1983.-С. 32-36.

112. Бородатый В.И. Цифровой управляемый формирователь временных сигналов // ПТЭ. 1978. -№ 3. - С. 106-108.

113. Гришаев В.В. Принципы построения генераторов с прецизионной регулировкой калиброванного фазового сдвига // Электронная техника. Сер. Управление качеством, стандартизация, метрология, испытания. 1991. — № 4. - С. 53-55.

114. Никонов А.В., Никонова Г.В., Сайфутдинов К.Р. Коррекция временной неидентичности многоканальных систем // Тез. докл. 46-й Всесоюз. науч. сессии, поев. Дню Радио. -М.: Радио и связь, 1991. С. 52.

115. А.с. 1318928 А1 G 01 R 25/00. Калибратор фазы / В.В. Гришаев, К.Р. Сай-футдинов. -№ 4009587/24-21. Заявл. 21.01.86; Опубл. 23.06.87, Бюл. № 23.

116. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. -М.: Наука, 1973. 736 с.

117. Никонова Г.В. Поведение системы ФАПЧ при установке временных соотношений в измерительных устройствах с управляемой точностью // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — № 3 (60), 2007. — С. 87—90.

118. Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. — СПб.: Наука, 2000. — 548 с.

119. Никонов А.В., Никонова Г.В. Frequency synthesizer for automatic control systems at ultrahigh frequency. Plenum Publishing Corporation. - IET, 36, №1, 1993. P. 114-117.

120. K.J. Astrom and B. Wittenmark. Adaptive Control. Addison-Wesley Publishing Company, 1989.-pp. 105-215.

121. Sinha N., Kuszta B. Modeling and Identification of Dynamic Systems. — Prentice Hall, 1997.

122. Harris C.I., Billings S.A. Self-tuning and Adaptive Control: Theory and Applications. London UK: Peter Peregrinus Ltd., 1981. - pp. 20-33.

123. Жилин Н.С., Никонов А.В., Никонова Г.В., Сайфутдинов К.Р. Информационно-измерительные системы с интегрированными средствами метрологии // Тез. докл. 49 науч. сессии поев. Дню Радио. М, 1994. - С. 52—53.

124. Никонова Г.В., Пожаров В.А. Построение фазоимпульсных умножителей частоты // Современные проблемы фазоизмерительной техники и ее применение: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Ч. 2. Красноярск, 1989. - С. 239.

125. Никонова Г.В., Сайфутдинов К.Р. Помехоустойчивость импульсных систем фазовой синхронизации в системах контроля ИЭТ // Повышение качества и эффективности устройств синхронизации в системах связи: Тез. докл. науч.-техн. конф. -Ярославль, 1993.-С. 39.

126. Воронков А.И., Никонова Г.В. Фазовые шумы высокочастотных генераторов систем ФАПЧ / Развитие и совершен-е устройств синхронизации в сист. связи: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Горький, 1988. — С. 48-49.

127. Никонова Г.В. Формирователи сигналов с регулируемыми параметрами // Материалы докл. 6-й Международной науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». Омск, 2007. — Кн.1. - С. 298-302.

128. Формирование импульсного сигнала с использованием гармонического в качествеопорного

Похожие работы

Радиотехника и связь
05.12.00