Search academic texts

Registration Number

0822U100754, PhD dissertation

Title

Method and hardware for high-linear redundant digital-to-analog conversion based on generators of equal currents.

Author

Obertyukh Maxim R.,

popup.head Azarov Oleksiy
popup.opponent Romanov Volodymyr O.
popup.opponent Mychuda Lesya Z.
popup.review Bortnyk Gennadiy H.
popup.review Kychak Vasyl M.

Status

Доктор філософії, 123, Комп’ютерна інженерія

Date

24-02-2022

Description

Об’єктом дисертаційного дослідження є процеси перетворення сигналів в струмових ЦАП в яких застосовуються генератори однакових розрядних струмів, що комутуються у вузли резистивних матриць. Мета дисертаційного дослідження полягає у підвищенні лінійності багаторозрядних надлишкових ЦАП на базі генераторів однакових струмів за рахунок дотримання принципу суперпозиції ваг розрядів у діапазоні вихідного сигналу, а також використання інших аналогових вузлів з підвищеною лінійністю. Під час роботи над дисертацією використовувались методи досліджень, які базувалися: на теорії АЦП і ЦАП, теорії лінійних інтегральних схем, теорії електричних кіл і сигналів, методах введення вагової надлишковості у перетворювачі форми інформації, методах побудови двотактних буферів напруги, двотактних підсилювачів постійного струму, методах побудови термостабільних джерел постійного струму і напруги. Теоретичні результати: вперше запропоновано метод побудови багаторозрядних ЦАП із ваговою надлишковістю з комутацією однакових струмів у вузли резистивної матриці, в яких застосовуються генератори розрядних струмів із високими та надвисокими вихідними опорами, що дозволяє дотримуватися принципу суперпозиції ваг розрядів в діапазоні вихідного сигналу та істотно зменшити похибку диференційної нелінійності характеристики перетворення. Удосконалено математичну модель для розрахунку секційних резистивних матриць ЦАП залежно від типу конфігурації та характеристик надлишкової системи числення, яка використовується, що дозволяє проводити розрахунки секційних матриць для довільних надлишкових систем числення. Отримали подальшого розвитку методи підвищення точності широкосмугових високолінійних двотактних підсилювачів постійного струму за рахунок застосування складених транзисторів, принципу підсилення струмів та зворотних зв’язків по струму, що дозволяє збільшити їх лінійність та навантажувальну здатність і двотактних буферів напруги за рахунок застосування складених транзисторів та внутрішніх балансних зворотних зв’язків, що дозволяє збільшити їх вхідний опір. Отримали подальшого розвитку методи побудови термостабільних генераторів постійного струму і напруги із використанням напруги ширини забороненої зони напівпровідника за рахунок застосування складених транзисторів, відбивачів струму і додаткових зворотних зв’язків, що дозволяє збільшити їх термостабільність на 2-3 порядки. Практичні результати полягають у розробці структурних та принципових електричних схем: багаторозрядних (14-20 двійкових розрядів) струмових ЦАП із ваговою надлишковістю, що використовуються для генерування високолінійних сигналів; високоомних генераторів розрядних струмів (вихідний опір 107-109 Ом) для надлишкових ЦАП, завдяки чому зберігається принцип суперпозиції ваг розрядів в діапазоні вихідного сигналу під час їх перемикання; широкосмугових високолінійних двотактних підсилювачів постійного струму з балансними зворотними зв’язками (нелінійність вихідного струму 10-8 А в діапазоні вихідного сигналу ±1 мА), а також структурні та принципові електричні схеми двотактних буферів напруги (вхідний опір 1-10 ГОм); термостабільних джерел постійного струму і напруги із використанням напруги ширини забороненої зони напівпровідника (температурний коефіцієнт 0,006-0,3ppm/°C). Отримані результати доповнили також програми таких навчальних дисциплін, як «Лінійні інтегральні схеми», що викладається студентам бакалаврату, «Аналого-цифрові системи», що викладається студентам магістерської підготовки, та «Аналого-цифрові пристрої комп'ютерних систем», що викладається підготовки докторів філософії напряму 123 «Комп’ютерна інженерія». Саме ці результати дисертаційного дослідження, що націлені на розв’язання конкретних задач розроблення та використання інформаційно-вимірювальних систем, передані для впровадження у ТОВ МАЙТЕК ПЛЮС.