Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Has files: YesSubject: search.filters.subject.switched capacitors

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Теорія та практика аналого-цифрових функціональних перетворювачів на комутованих конденсаторах
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Мичуда, Леся Зиновіївна; Пістун, Євген Павлович; Національний університет «Львівська політехніка»; Саченко, Анатолій Олексійович; Русин, Богдан Павлович; Мельничук, Степан Іванович
    У дисертації започатковано нові та розвинуто відомі теоретичні та практичні основи функціонального перетворення аналогових сигналів, зокрема, розроблено методологічні засади побудови, створено нові методи, математичні моделі, алгоритми та засоби аналого-цифрового функціонального перетворення на комутованих конденсаторах, що значно переважають аналоги розширеними функціональними можливостями, підвищеною точністю та швидкодією. Методологічні засади побудови АЦФП на комутованих конденсаторах поєднують структурні (зміни основи логарифмування і співвідношення ємностей) і алгоритмічні (вибору числа піддіапазонів перетворення, кількості та величини кроків на кожному з них) принципи підвищення точності та швидкодії. Наведено результати експериментальних досліджень розроблених нових АЦФП і показано їх переваги над аналогами за функціональними можливостями та характеристиками. В диссертации основаны новые и развиты известные теоретические и практические основы функционального преобразования аналоговых сигналов, в частности, разработаны методологические принципы построения, созданы новые методы, математические модели, алгоритмы и средства аналого-цифрового преобразования на коммутируемых конденсаторах, которые значительно преобладают аналоги расширенными функциональными возможностями, повышенной точностью и быстродействием. Методологические принципы построения АЦФП на коммутируемых конденсаторах сочетают структурные (изменения основы логарифмирования и соотношения емкостей) и алгоритмические (выбора числа поддиапазонов преобразования, количества и величины шагов на каждом из них) принципы повышения точности и быстродействия. На основе этих принципов впервые: реализованы новые методы аналого-цифрового функционального преобразования: метод многофункционального аналого-цифрового преобразования с параллельным опросом логарифматоров; метод логарифмического аналого-цифрового преобразования разницы двух входных напряжений; метод логарифмического аналого-цифрового функционального преобразования со сравнением уровней компенсационных напряжений соседних поддиапазонов; развито: метод рекуррентного аналого-цифрового функционального преобразования с многократным обращением к эталону старшего разряда; метод логарифмического аналого-цифрового преобразования с импульсной обратной связью с созданием режима короткого замыкания на выходе преобразователя напряжение-ток; предложен новый принцип действия интерполирующих логарифмических аналого-цифровых преобразователей с сочетанием перераспределения и накопления заряда. На основе разработанных методов аналого-цифрового функционального преобразования созданы новые алгоритмы и структуры АЦФП и реализованы действующие макеты АЦФП, экспериментальные исследования которых показали преимущество их в точности, быстродействии и функциональных возможностях над известными аналогами, в частности, дают возможность получить степенные функции и корни с показателем 10 и больше, логарифм разницы двух напряжений, перемножать и делить до 10 и больше входных сигналов, обеспечить точность на 2 – 4 разряда выше разрядности АЦФП. The thesis created new, and also received the further development of the well-known theoretical and practical bases of the functional conversion of analog signals, in particular, methodological principles of construction have been developed, new methods, mathematical models, algorithms and means of analog-to-digital functional conversion (ADFC) based on switched capacitors have been created, that considerably prevail analogues on advanced functionality, increased accuracy and speed. Methodological principles of construction of ADFC on switched capacitors combine structural (changes of basis of taking the logarithm and ratio of capacities of capacitors) and algorithmic (the choice of number of subranges of conversion, amount and size of steps on each of them) principles of increase of accuracy and speed. Results of experimental researches of worked out new ADFC are bought and shown their advantages above analogues in functional possibilities and characteristics.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Логарифмічні аналого-цифрові перетворювачі з накопиченням заряду
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Антонів, Уляна Степанівна
    Дисертацію присвячено розробленню та дослідженню раціональних принципів побудови та створенню логарифмічних АЦП з накопиченням заряду (НЗ) на комутованих конденсаторах з покращеними метрологічними характеристиками. Запропоновано класифікацію логарифмічних АЦП з НЗ. Отримали подальший розвиток структурні методи підвищення точності, розширення динамічного діапазону та гнучкості зміни основи логарифму логарифмічних АЦП з НЗ на послідовних пасивних конденсаторних комірках і логарифмічних АЦП з НЗ з імпульсним від‘ємним зворотним зв‘язком. Дано оцінку динамічних властивостей, виявлено джерела похибок, встановлено їх вплив на процес перетворення, створено нові математичні моделі похибок і дано оцінку точності цих логарифмічних АЦП. Розроблено та досліджено нові структурні, функціональні та принципові схеми, а також – лабораторні макети логарифмічних АЦП з НЗ. Диссертация посвящена разработке и исследованию рациональных путей построения и создания логарифмических АЦП с накоплением заряда (НЗ) на коммутируемых конденсаторах с улучшенными метрологическими характеристиками. Проведено классификацию логарифмических АЦП с НЗ. Получили дальнейшее развитие структурные методы улучшения логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках и логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью, на основании чего предложено новые структуры логарифмических АЦП, превосходящие известные аналоги по точности, ширине динамического диапазона и гибкости изменения основания логарифма. Дано оценку динамических свойств логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках и логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью. Показано, что динамические свойства фактически полностью определяются временем заряда и разряда накопительного и дозирующего конденсаторов у первых АЦП и накопительного конденсатора у вторых АЦП. Определено, что при погрешности квантования 0,1% и более, сопротивлении аналоговых ключей в замкнутом состоянии не более 70 Ом и емкости накопительного конденсатора 1 мкФ время разряда (разряда) должно превышать 2,5 мкс для обеспечения погрешности установления меньшей 0,015%. С уменьшением сопротивления ключа в замкнутом состоянии время заряда пропорционально уменьшается. Проведено математическое моделирование логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках и логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью. Выявлены источники погрешностей и установлено, что влияние неидеальности элементов на процесс преобразования в таких АЦП происходит в основном через эффекты: - непосредственного изменения емкостей конденсаторных ячеек паразитными емкостями, проникания напряжения управления ключами, передачи паразитных зарядов затворов ключей и токов утечек в логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках; - проникания напряжения управления ключами, передачи паразитных зарядов затворов ключей и токов утечек в логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью. Созданы новые математические модели погрешностей логарифмических АЦП, позволяющие аналитически оценить точность и динамические свойства логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках и логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью. Показано, что в первых АЦП основная погрешность преобразования (с учетом погрешности квантования 0,1%) не превышает 0,15% при времени преобразования не более 20 мс, а у вторых АЦП основная погрешность преобразования практически равна погрешности квантования для значения последней 0,1% и больше при таком же времени преобразования. Проведено физическое моделирование логарифмических АЦП с НЗ на последовательных пассивных конденсаторных ячейках и логарифмических АЦП с НЗ с импульсной отрицательной обратной связью. Разработаны оригинальные структурные, функциональные и принципиальные схемы этих АЦП. Проведены экспериментальные исследования лабораторных макетов этих АЦП в динамическом диапазоне входных сигналов 80 дБ (1 мВ – 10 В), которые показали совпадение данных физического и математического моделирования с погрешностью не превышающей 8%. The thesis is devoted to the development and research of sustainable construction principles and the creation of logarithmic ADC’s with charge accumulation (CA) on switched capacitors with improved metrological characteristics. The classification of logarithmic ADC’s with CA. Further developed structural techniques to improve accuracy, dynamic range expansion and flexibility of changing the base of the logarithm of the ADC’s with CA on consecutive passive capacitor cells and logarithmic ADC’s with CA with pulse negative feedback. The estimate of the dynamic properties, found sources of error, found their influence on the conversion process created new mathematical model errors and the estimation accuracy of logarithmic ADC’s with CA. Developed and researched new structural, functional and schematic diagrams, and - laboratory models of logarithmic ADC’s with CA.