Дослідження та розробка самокаліброваних АЦП з накопиченням заряду на основі надлишкових позиційних систем числення

Abstract

Метою досліджень є розробка методів підвищення точності АЦП із накопиченням заряду, зокрема, АЦП на базі генераторів експоненційних струмів (ГЕС) шляхом використання НПСЧ, інже­ нерних рекомендацій по проектуванню високоточних АЦП із НЗ, а також аналогових вузлів вказаних перетворювачів інформації на перспективній елементній базі. Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі вирішуються такі задачі: 1. Аналіз і складення математичних моделей похибок АЦП із генератором експоненційних струмів. 2. Розробка методів зниження похибок аналого-цифрового перетворення в перетворювачах інформації з ГЕС шляхом уведення і нформаці йної надлишковост і. 3. Розробка алгоритмів самокалібрування ваг розрядів АЦП із ГЕС на основі НПСЧ. 4. Розробка моделюючих програм для дослідження похибок рового перетворення за рахунок самокалібрування ваг розрядів АЦП із ГЕС. 5. Розроблено методику дослідження похибок аналого-цифро­ вого перетворення шляхом комп’ютерного моделювання процесу са­ мокал і брування ваг розрядів перетворювача. 6. Отримані математичні співідношення, що характеризують процес накопичення методичних похибок при самокалібруванні ваг розрядів АЦП. 7. Розроблені структури високолінійних самокаліброваних перетворювачів інформації з генератором експоненційних струмів на базі НПСЧ, що реалізують запропоновані алгоритми підвищення точності. 8. Запропоновано та досліджено метод комплексного знижен­ ня складових похибки самокалібрування. Практична цінність роботи полягає в тому що: 1. Розроблені рекомендації по проектуванню високоточних АЦП із генератором експоненційних струмів на базі НПСЧ, які забезпечують, зокрема, стабілізацію метрологічних характерис­ тик перетворювачів при зміненні умов навколишнього середовища, а також протягом тривалого терміну експлуатації. 2. Запропонована модель розрядної сітки самокаліброваного АЦП, що надає можливість на етапі проектування визначити необ­ хідну кількість основних і додаткових розрядів перетворювача. 3. Розроблені інженерні рекомендації по схемотехнічному проектуванню аналогових вузлів самокаліброваних АЦП із ГЕС на перспективній елементній базі у вигляді напівзамовних ВІС. 4. Розроблено програмне забезпечення, що дає можливість на етапі проектування шляхом моделювання оцінити сумарну по­ хибку АЦП при заданні різних параметрів та умов перетворення.

Защищается 8 научных работ, содержащих исследования по введению информационной избыточности в АЦП с накоплением заряда. Доказано, что предложенный подход позволяет повысить точность аналого-цифровых преобразователей, построенных на низкоточной элементной базе и сохранить метрологические характеристики в течение длительных сроков эксплуатации. Освоено промышленное внедрение выполненных разработок.

The dissertation for the submission for the award of Doctorrate degree in Engineering Sciences on speciality 05.13.08 - computers, complexes and networks, units and devices of computers and control systems. Vinnitsa State Tecnical University, 1997. Submitted for the defence are 8 scientific works that contains researches in introduction of information redundancy in ADC with charge accumulation. The suggested approach is supposed to make possible of increasing accuracy of analog-to-digital conversion in ADC that is built on low-accurate elements and to keep metrological characteristics during the long time of exploitation. The working out has applied industry.