Search academic texts

Registration Number

0823U100363, PhD dissertation

Title

The method of building high-performance ADCs with weight redundancy

Author

Stakhov Oleksii Yaroslavovych,

popup.head Azarov Oleksii Dmytrovych
popup.opponent Bahatskyi Valentyn Oleksiiovych
popup.opponent Petryshyn Liubomyr Bohdanovych
popup.review Bortnyk Hennadii Hryhorovych
popup.review Zakharchenko Serhii Mykhailovych

Status

Доктор філософії, 123, Комп’ютерна інженерія

Date

09-06-2023

Description

Об’єкт дослідження – процес перетворення електричних сигналів у електронних колах аналогових пристроїв на базі двотактних широкосмугових підсилювачів постійного струму. Метою дисертаційної роботи є підвищення продуктивності АЦП порозрядно-слідкувального врівноваження шляхом уведення інформаційної надлишковості. До основних методів дослідження належать: метод побудови багаторозрядних АЦП порозрядного врівноваження та слідкувального типу, метод евристичного синтезу електронних схем; метод створення АЦ-систем; схемотехнічні методи побудови аналогових пристроїв; метод комп’ютерного моделювання електронних схем із використанням сучасних інтегрованих пакетів прикладних програм схемотехнічного аналізу. Теоретичні результати: уперше запропоновано метод підвищення продуктивності АЦП із ваговою надлишковістю шляхом застосування порозрядного та слідкувального врівноваження з ваговою надлишковістю; удосконалено метод побудови високолінійних двотактних буферів напруги, що, на відміну від існуючих підходів, за рахунок двотактної організації дозволяє суттєво знизити адитивну похибку схеми та у рамках вихідного діапазону виділити й оцінити потенційні рівні статичних похибок, зокрема, похибку лінійності як у режимі малого, так і великого сигналів; дістали подальшого розвитку: моделі АЧХ і ФЧХ широкосмугових високолінійних двотактних підсилювачів постійного струму, а також аналогових вузлів на їхній основі із застосуванням комп’ютерного схемотехнічного аналізу, що уможливило прогнозування характеристик каналу АЦ-перетворення; аналітичні вирази для передатних характеристик перетворювачів струм-напруга та напруга-напруга, у яких враховано вхідні опори двотактних підсилювачів струму, а також інші чинники, що впливають на режими роботи схем. Практичні результати: 1) запропоновано рекомендації щодо проєктування високо-продуктивних АЦП порозрядно-слідкувального врівноваження, а також їхніх аналогових вузлів на базі двотактних структур, статичні і динамічні характеристики яких дозволяють використовувати їх у багаторозрядних аналого-цифрових системах, зокрема, в аналізаторі параметрів звукових трактів; 2) розроблено низку практичних рішень, захищених патентами України, зокрема, функціональних і принципових схем двотактних підсилювачів постійного струму, вхідний опір яких можна вибирати відповідно до системних вимог, а також блоків параметричного і компенсаційного коригування зсуву і дрейфу струму нуля, які в комплексі застосовуються для побудови високолінійних аналогових пристроїв; 3) розроблено практичні схеми високолінійних буферних пристроїв на базі двотактних структур, побудованих на транзисторах різного типу провідності, статичні характеристики яких можуть бути неідентичними і не вимагають припасування, а також параметричного коригування струму зсуву нуля; 4) запропоновано систему цифрової реєстрації аналогових сигналів із підвищеною стабільністю метрологічних характеристик, яка забезпечує мінімізацію похибок АЦ-перетворення, незалежно від впливу чинників навколишнього середовища; 5) запропоновано широкосмуговий двотактний підсилювач постійного струму з низьким температурним дрейфом на базі перетворювачів струм-струм, що може використовуватися як підсилювач потужності для високолінійних аналогових пристроїв; 6) розроблено високошвидкісний буферний пристрій на базі двотактного підсилювача струму, який має високу лінійність передатної характеристики в широкому діапазоні частот. Основні наукові результати та практичні рекомендації впроваджено у Вінницькій та Хмельницькій філіях ТОВ «Метал Холдинг Трейд», а також у навчальний процес на кафедрі обчислювальної техніки Вінницького національного технічного університету.