Застосування частотно-імпульсних сигналів для синтезу завадостійких цирових радіотехнічних пристроїв

Abstract

Using the generalized criterion of fault tolerance of digital information processing devices, the expediency of using frequency-pulse modulation for the construction of fault-resistant logic elements of special purpose has been proved. The synthesis of structural schemes of basic logical elements that use frequency-pulse encoding of information was carried out. Analytical dependences were obtained for determining the values of the auxiliary signals in the case of using n variables. It is shown that for the synthesis of such elements it is necessary to build a combined table, the first and second columns of which display all possible combinations of frequencies of input signals, the third column displays the values of frequencies of output signals. The fourth column displays the sum of the frequencies of the input signals, which are called full intermediate results. The fifth column displays the difference between the full intermediate result and the value of the frequency of the output signal for the corresponding sets of input signals, that is, the deviation functions are determined. The number of different values of this function determines the number of the auxiliary signals, and these different values arethe auxiliary signals. The next two columns display the matching functions. On the basis of which membership functions are built, which, in fact, provide signal filtering. An operator description of the device is built on the basis of the combined table, rejection functions, correspondence table and membership functions. In this operator description, the F-operator is used, which performs the function of frequency conversion, the Фв operator performs the function of a high-pass filter, the T — operator performs the function of signal branching, the operator A performs the function of a power adder, Фс0 the operator performs the function of filtering, which is tuned to the frequency ω0, Фс1 — operator performing the band-pass filtering function, which is tuned to the frequency ω1. Since the proposed operators and elements that perform their functions make it possible to build logical elements AND, OR, NOT, which are the basis in the case of pulse-potential representation of information, it is concluded that the operators listed above are the basis for the case of chatbot-pulse coding of information . The processes of signal passage and the principles of operation of AND, OR, NOT radio-pulse logic elements are considered, which makes it possible to draw a conclusion about their efficiency.Використовуючи узагальнений критерій завадостійкості цифрових пристроїв оброблення інформації, доведено доцільність застосування частотно-імпульсної модуляції для побудови завадостійких логічних елементів спеціального призначення. Проведено синтез структурних схем базових логічних елементів, які використовують частотно-імпульсне кодування інформації. Отримано аналітичні залежності для визначення значень допоміжних сигналів у випадку використання n змінних. Показано, що для синтезу таких елементів необхідно побудувати суміщену таблицю, перший і другий стовпчики якої відображають усі можливі комбінації частот вхідних сигналів, третій стовпчик відображає значення частот вихідних сигналів. Четвертий стовпчик відображає суму частот вхідних сигналів, які названо повними проміжними результатами. П’ятий стовпчик відображає різницю між повним проміжним результатом і значенням частоти вихідного сигналу за відповідних наборів вхідних сигналів, тобто визначаються функції відхилення. Кількість різних значень цієї функції визначає кількість допоміжних сигналів, а ці різні значення і є допоміжними сигналами. Наступні два стовпчики відображають функції відповідності, на базі яких будуються функції належності, що, по суті, забезпечують фільтрацію сигналів. На базі суміщеної таблиці, функцій відхилення, таблиці відповідності та функцій належності будується операторний опис пристрою. В цьому операторному описі використовується F-оператор, який виконує функцію перетворення частоти, оператор Фв виконує функцію фільтра верхніх частот, Т-оператор виконує функцію розгалуження сигналів, оператор А виконує функцію суматора потужності, 0 Фс — це оператор, що виконує функцію фільтрації, він налаштований на частоту ω0, 1 Фс — оператор, що виконує функцію смугової фільтрації, він налаштований на частоту ω1. Оскільки запропоновані оператори і елементи, що виконують їхні функції, дають можливість побудови логічних елементів І, АБО, НЕ, які є базисом у випадку імпульсно-потенціального представлення інформації, то в підсумку ці вищеперераховані оператори є базисом для випадку чатотно-імпульсного кодування інформації. Розглянуто процеси проходження сигналів та принципи роботи радіо-імпульсних логічних елементів І, АБО, НІ та доведена їхня працездатність.