Досліджено питання автоматизованого проектування цифрових фільтрів з використанням гіперкомлексних числових систем для представлення коефіцієнтів передавальних функцій. Проаналізовано методи побудови таких фільтрів та можливості автоматизації їх побудови. Узагальнено метод побудови цифрових фільтрів, для представлення наборів коефіцієнтів передавальних функцій яких використовуються різні гіперкомплексні числові системи. Визначено системи різних вимірностей, що є прийнятними для представлення коефіцієнтів передавальних функцій цифрових фільтрів. Побудовано передавальні функції цифрових фільтрів першого порядку, коефіцієнти яких належать даним гіперкомплексним числовим системам. Запропоновано підхід, що грунтується на властивостях ізоморфного переходу між різними гіперкомплексними числовими системами та дозволяє зменшити кількість операцій, необхідних для роботи цифрового фільтра з гіперкомплексними коефіцієнтами. Для практичної реалізації даних фільтрів запропоновано моделі рекурсивних цифрових фільтрів. Наведено підхід для зменшення на заданій смузі частот сумарної чутливості модуля передавальної функції цифрового фільтра з гіперкомлексними коефіцієнтами до зміни її коефіцієнтів.

  Скачати повний текст

Побудовано та досліджено математичну модель прямокутних плоских асиметричних біморфних випромінювачів п'єзокерамічних перетворювачів (АБВПП), розраховано їх основні коливальні та електроакустичні характеристики (резонансні частоти та чутливість) за різних видів закріплення. Запропоновано спрощений аналітичний метод визначення форми згинних коливань біморфного перетворювача з урахуванням дисипативних втрат, виражених через середнє значення логарифмічного декременту згасання. Досліджено електроакустичні характеристики (амплітудно-частотну, коефіцієнт передачі за напругою та діаграму спрямованості - ДС) трикутних, прямокутних, круглих та еліптичних АБВПП. Установлено оптимальні співвідношення площ п'єзоелементу та металевої пластини прямокутних, трикутних і еліптичних перетворювачів, що дають змогу одержати максимальну чутливість цих АБВПП. Уперше для розширення частотного діапазону АБВПП застосовано електромеханічний негативний зворотний зв'язок. Розвинуто теорію об'ємних п'єзокерамічних перетворювачів. Побудовано та досліджено математичну модель об'ємних АБВПП. Розроблено методику розрахунку звукових полів, одержано формули для опору випромінювання та коефіцієнта концентрації, проведено розрахунки ДС.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано метод підвишення продуктивності багаторозрядних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) послідовного наближення з ваговою надлишковістю шляхом підвищення швидкодії за збереження роздільної здатності за рахунок застосування змінних тривалостей тактів прискореного порозрядного врівноваження (ППВ) й автоматичного регулювання чутливості операції порівняння аналогових сигналів, що дозволяє скоротити загальний час перетворення. Удосконалено математичні моделі статистичних і динамічних похибок ППВ з ваговою надлишковістю на основі рівнянь балансу, під час складання яких враховано використання операції порівняння з регульованою чутливістю. Удосконалено математичну модель перехідних процесів операції порівняння за прискореного порозрядного аналого-цифрового перетворення з ваговою надлишковістю, у якій враховано змінення чутливості схеми порівняння під час врівноваження.

  Скачати повний текст

Наведено результати подальшого дослідження у галузі розробки аналого-цифрових перетворювачів (АЦП). Вдосконалено принципи побудови високоточних швидкодіючих АЦП із перерозподілом заряду. Показано, що характеристики АЦП із перерозподілом заряду можна покращити за рахунок використання інформаційної надлишковості у вигляді надлишкових позиційних систем числення (НПСЧ). Розроблено методи зменшення похибок аналого-цифрового перетворення в АЦП із перерозподілом заряду шляхом введення інформаційної надлишковості. Запропоновано методи зменшення підсумкової методичної похибки, обумовленої процесом самокалібрування ваги розрядів. Проведено дослідження динамічних параметрів АЦП із перерозподілом заряду. Визначено умови, за яких тривалий триекспоненційний перехідний процес вироджується у швидкий одноекспоненційний з незмінною постійною часу на всіх кроках врівноваження. Запропоновано спосіб підвищення швидкості аналого-цифрового перетворення, який базується на значному скороченні довжини такту врівноваження на старших розрядах.

  Скачати повний текст

Розроблено методи забезпечення відмовостійкості багаторозрядних цифроаналогових і аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП і АЦП) порозрядного кодування з ваговою надлишковістю (ВН). Запропоновано метод підтримання відмовостійкості багаторозрядних ПФІ з ВН на основі цифрового самокалібрування ваг розрядів і характеристики перетворення з виконанням багаторазових розгорток і подальшим осередненням одержаних результатів. Описано аналітичні вирази для оцінювання міжкалібрувального інтервалу, що допомагає підтримувати відмовостійкість роботи даних пристроїв протягом всього циклу експлуатації. Визначено співвідношення для оцінювання ефективності процедур самокалібрування, доцільність використання різних процедур під час проектування багаторозрядних ПФІ. Доведено, що характеристика квантування ПФІ на основі систем числення з ВН з природним базисом - нерівномірна, крок квантування - багатозначний. Встановлено, що набір кроків квантування обмежений і залежить від основи системи числення, що допомагає враховувати похибки квантування за оцінювання загальної похибки ПФІ.

  Скачати повний текст

Досліджено стійкість лінійних двовимірних цифрових фільтрів і двовимірних фільтрів з операцією заокруглення в арифметиці з фіксованою комою. Запропоновано алгоритм отримання в аналітичному вигляді імпульсних характеристик. Розроблено алгоритм знаходження області стійкості у просторі коефіцієнтів фільтра для систем з заокругленням до найближчого цілого та за його допомогою отримано область стійкості для певного класу фільтрів. Поширено другий метод Ляпунова про стійкість двовимірних фільтрів на клас кусково-нелінійних функцій, за допомогою якої отримано умови стійкості систем з заокругленням шляхом відкидання дробової частини. Числовим методом досліджено та класифіковано режими нестійкості для вимірних систем з заокругленнями, знайдено аналітичні умови їх виникнення. Розглянуто вплив операцій заокруглення у ході реалізації алгоритмів числового дослідження стійкості на правильність роботи цих алгоритмів. Надано рекомендації щодо вибору кількості розрядів для реалізації цих алгоритмів.

  Скачати повний текст

Знайдено конструктивний опис елементів послідовності псевдовипадкових чисел (ПВЧ) узагальнених генераторів в термінах поліномів від номеру елемента послідовності й її ініціального значення, що призводить до побудови нового доведення теореми про мінімальну довжину максимального періоду послідовності ПВЧ, а також дозволяє знайти покращені верхні оцінки та нові нижні оцінки дискрипантної функції. Введено поняття степеневої та норменої сум Клостермана над кільцем цілих гаусових чисел. Знайдено нетривіальні оцінки таких сум. Побудовано асимптотичні оцінки суматорної функції для функції числа дільників цілих гаусових чисел, які зважені спеціальними арифметичними функціями.

  Скачати повний текст

Запропоновано використовувати вагову надлишковість для підвищення точності конвеєрного аналого-цифрового (АЦ) перетворення за умов застосування в пристроях, що розробляються, низькочастотної елементної бази. Вдосконалено метод формування нерозривної передатної характеристики конвеєрного АЦ-перетворення, який базується на використанні вагової надлишковості у вигляді надлишкових позиційних систем числення. Вдосконалено математичні моделі статичних похибок високопродуктивних конвеєрних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) із ваговою надлишковістю, на підставі їх аналізу визначено шляхи підвищення точності перетворення. Розвинуто методи калібрування ваг розрядів високопродуктивних конвеєрних АЦП з ваговою надлишковістю на низькоточних аналогових вузлах за стратегією "знизу-догори" і "всі одразу", що дозволяють підвищити точність перетворення у порівнянні з первинною точністю елементної бази без фізичного впливу на параметри аналогових вузлів та без зменшення швидкості АЦ-врівноваження. Розроблено методи побудови високопродуктивних високоточних конвеєрних АЦП з ваговою надлишковістю на низькоточних аналогових вузлах з використанням методів самокалібрування ваг розрядів за рахунок вагової надлишковості. Оцінено ефективність введення вагової надлишковості у високоточні високопродуктивні самокалібровані конвеєрні АЦП зі зниженими вимогами щодо первинних похибок елементної бази.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему створення цифрових регуляторів для систем телекомунікацій на базі найбільш перспективного методу цифрового регулювання з функціональним перетворенням команд управління. Розроблено алгоритм масштабування телекомунікаційних мереж, які дозволяють довести подібні функціональні перетворення до рівня структурних електричних схем. Обгрунтовано методи моделювання цифрових регуляторів як пристроїв управління імпульсними потоками, що дозволяють вирішити технічні суперечності між вимогами до швидкодії та точністю регулювання. Доведено, що метод "поодинокого накопичення" у процесі регулювання коефіцієнта передачі в телекомунікаційних пристроях дозволяє запобігти різким скидам режиму регулювання за умов цифрового управління, що допомагає здійснити автоматичне регулювання чутливості та потужності в каналах зв'язку в межах вибраного динамічного діапазону з самотестуванням на безвідмовну роботу регуляторів. Надано рекомендації щодо практичного використання розроблених пропозицій та рішень.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі розбиття багаторозрядних перетворювачів кодів (ПК) арифметичного типу за методом накопичення еквіваленту, відповідно до якої різні етапи циклу проектування виконуються відповідними підсистемами. Створено методи автоматизованого проектування ПК за методом накопичення еквівалентів, зокрема, метод розрахунку кількості тактів перетворення багатоблокових ПК, метод розрахунку корпусів ІМС щодо реалізації формувачів еквівалентів (ФЕ) кожного блоку, та їх програмне забезпечення. Удосконалено двокритеріальний метод системного проектування багатоблокового ПК, що враховує внутрішні апаратурні витрати на ФЕ та зовнішні витрати на комбінаційні суматори. Розвинуто методи проектування: моделювання, синтез, реалізація програмування мікросхем, що здійснюються у єдиному середовищі. Це уможливлює верифікацію пристрою на всіх етапах проектування, що дозволяє знизити ймовірність виникнення помилок з застосуванням стандартизованої мови опису апаратури VHDL.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми підвищення якості, ефективності та завадостійкості визначених пристроїв обробки сигналів (зокрема, нерекурсивних та рекурсивних цифрових фільтрів, фільтрів на поверхневих акустичних хвилях, деконволюторів, антенних решіток). Запропоновано новий уніфікований методологічний підхід до оптимального синтезу таких пристроїв, який полягає у формулюванні критеріїв синтезу (відносної середньоквадратичної похибки та відношення сигнал/завада) за допомогою узагальненого відношення Релея, та подальшої оптимізації за допомогою розроблених процедур. Встановлено, що такий підхід може бути застосований при синтезі пристроїв для обробки сигналів в частотній, часовій та просторовій областях. Основні результати роботи використовувались при вирішенні задач обробки інформаційних сигналів, для проектування пристроїв на поверхневих акустичних хвилях.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз архітектур і області застосування спецпроцесорів, які використовуються у низових рівнях розподілених комп'ютерних систем. Обгрунтовано ефективність застосування для побудови спецпроцесорів, крім широковживаного базису Радемахера, який породжує двійкову систему числення, теоретико-числового базису Галуа. Запропоновано методи побудови конвеєрних спецпроцесорів на базі багатоканального аналого-цифрового перетворення (АЦП), інтегрально-імпульсної технології на базисі Галуа та двовимірних шумоподібних кодових послідовностей. Розроблено метод, алгоритм операції сумування у базисі Галуа й архітектуру паралельного суматора, швидкодія якого перевищує у 5 - 9 разів швидкодію паралельного суматора у базисі Радемахера. Розроблено теоретичні засади методів цифрового формування й обробки двовимірних широкосмугових послідовностей, які характеризуються перевагами завадозахищеності стосовно одновимірних. Розроблено функціональні схеми та принципові рішення компонентів спецпроцесорів у базисі Галуа.

  Скачати повний текст

Розроблено новий напрям логарифмічного аналого-цифрового перетворення (ЛАЦП), а саме - на комутованих конденсаторах. Запропоновано нові принципи та методи, розвинуто теоретичні засади, доведено нову теорему про еквівалентність лінійних електростатичних систем. Створено математичні моделі та нові структури ЛАЦП, які суттєво перевершують за точністю та швидкодією відомі ЛАЦП, не відрізняються за цими характеристиками від лінійних аналого-цифрових перетворювачів, але у значному ступені переважають їх за функціональними можливостями. На базі запропонованих принципів реалізовано методи логарифмічного аналого-цифрового перетворення: зчитування, порозрядний, рекурентний та зі зміною основного логарифму.

  Скачати повний текст

Розроблено системну модель кодера JPEG2000 з використанням програмного пакету MATLAB і мовного середовища верифікації проектованого пристрою високого рівня; системну виконувану та RTL-моделі арифметичного блоку вейвлет-перетворення для кодера JPEG2000; системну модель керуючого автомата для конвеєрної обчислювальної архітектури SoC DSP і метод автоматичної генерації блоків проблемно-орієнтованих керуючих пристроїв. Удосконалено метод кодування двійкових знакових матриць з апріорно невідомими статистичними характеристиками шляхом зменшення структурної надлишковості відеозображення; системну модель MQ-кодера для апаратної імплементації виконавчого механізму SoC DSP-перетворювача у кристал програмовної логіки на основі конвеєрної архітектури обчислювальних процесів. Створенопрограмний засіб автоматичної генерації синтезованого HDL-коду; апаратний продукт - SoC DSP фільтр, реалізований у вигляді цифрової системи на кристалі з конвеєрною архітектурою обчислювальних процесів виконавчого пристрою, керованого високошвидкісним автоматом на основі лічильних структур.

  Скачати повний текст

Розвинуто порозрядний та рекурентний методи логарифмічного аналого-цифрового перетворення (ЛАЦП) на комутованих конденсаторах. Виявлено джерела похибок і встановлено, що вплив на процес перетворення неідеальності елементів проявляється в основному через ефекти проникнення напруги управління ключами та передачі паразитного заряду заслонів ключів, а також через струми витікання. Запропоновано математичні моделі похибок порозрядних ЛАЦП з накопиченням заряду, які дозволяють аналітично оцінити точність порозрядних ЛАЦП. Розроблено ряд структурних, функціональних і принципових схем порозрядних і рекурентних ЛАЦП з покращеними метрологічними характеристиками.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення структури цифрових фільтрів низького порядку для систем керування та контролю. Запропоновано процедуру одержання структур цифрових фільтрів за повною матрицею заданого порядку. За результатами експерименту одержано показники умов розташування елементів затримки в матриці для структур, що реалізуються. Визначено можливі положення елементів затримки в матриці. Висвітлено процедуру проектування структур цифрових фільтрів, що поліпшує відомий структурний розв'язок та процедуру внесення в структуру цифрового фільтра параметричних і структурних змін для відповідності перетвореній структурі у просторі станів.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод обчислення та відтворення у технічних пристроях ступінчастих функцій одного класу з цілочисловою формою зображення аргументу, оптимальний з точки зору точності та часу обчислення. На основі запропонованого методу для прикладу розроблено математичні, операторні, структурно-функціональні моделі та алгоритми функціонування ступінчатих апроксиматорів для обчислення та відтворення дробово-ірраціональних, дробово-раціональних, ступеневих та гіперболічних функцій; цифрових пристроїв, виконуючих арифметичні дії над частотно-імпульсними сигналами, і багатофазових генераторів імпульсів. Наведена оцінка похибок запропонованих технічних рішень, частотних можливостей та надана інженерна методика їх розрахунку.

  Скачати повний текст

Метою дисертаційної роботи є підвищення продуктивності і вірогідності введення інформації в ЕОМ шляхом сканування даних, поданих у вигляді штрихових кодів (ШК). Розроблено спосіб побудови символіки заданої розмірності одномірних штрихових кодів з максимальною щільністю знаків для заданої роздільної здатності пристрою введення інформації. Розроблено беззнаковий спосіб побудови високощільних позначок одномірних штрихових кодів. Запропоновано спосіб побудови одномірних штрихових кодів з підвищеною завадостійкістю знаків. Розроблено методику побудови завадостійких матричних ШК, яка дозволяє вірогідно вводити в систему обробки інформацію при частковому ушкодженні поверхні ШК-позначки.

  Скачати повний текст

Розв'язано наукову проблему розвитку теорії аналізу та синтезу число-імпульсних функціональних перетворювачів (ЧІФП), призначених для опрацювання число-імпульсних кодів (ЧІК) в реальному масштабі часу. Розвинуто теорію оцінки метрологічної доцільності використання ЧІФП, яка допомагає комплексно враховувати точність, швидкодію і динамічний діапазон ЧІФП. Викладено методику оцінки технологічної ефективності реалізації ЧІФП, що грунтується на визначенні кількості елементів різних типів для побудови перетворювачів, залежно від основних метрологічних характеристик. Створено теорію синтезу ЧІФП зі змінною розрядністю, які забезпечують ефективне розширення динамічного діапазону за вхідним ЧІК. Синтезовано ЧІФП для реалізації логарифмічних, обернено-пропорційних функцій. Запропоновано методику аналізу точності базових елементів ЧІФП в статичному режимі їх роботи. Удосконалено методику проектування генераторів пуассонівських імпульсних послідовностей для оптимізації їх структур на відповідність даним критеріям якості.

  Скачати повний текст

Розроблено загальні математичні моделі ендогенних і часових показників, принцип багатокритеріальної оптимізації на базі графоаналітичного методу. Запропоновано багатофункціональну модель арифметичного розширювача та набору базових функцій. Удосконалено теорію неповної подібності та розмірностей у галузі обмеження коефіцієнтів подібності, яка має умовну комплексну модель, методику вибору фізичної моделі. Наведено знаково-образні моделі критеріїв подібності для пристроїв, що перерозподіляють прецизійну інформацію у часі та просторі. Встановлено, що їх залежності виявили у Б1110КН1-2 резерв параметрів: потужності розсіювання, швидкості переключення, кількості входів/виходів МДП-ключів. Розроблено багатофункціональну модель - двопозиційний комутатор з вільною вибіркою адреси одного із 32-ох каналів, селектор, мультиплексор, електрична лінія затримки з 32-ма видами та можливістю їх нарощування.

  Скачати повний текст