Структурный синтез линейных аналоговых микроэлектронных устройств автоматики

• Автор: Крутчинский, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 322 с. : ил.

1. Синтез структур электронных схем. Эволюция подходов
1.1. Конструирование коэффициентов передаточной функции
1.2. Развитие метода компонентных уравнений
1.3. Преобразование подобия частных решений
1.4. Генетические процедуры синтеза структур
1.5. Автоматизированный синтез структур
1.6. Основные выводы. Направления исследований
2. Базисные структуры электронных схем
2.1. Дифференциальные усилители
2.2. Классификация способов перестройки параметров. Параметры управителей
2.3. Цифроуправляемые резисторы параллельной структуры
2.4. Влияние неидеалъности электронных ключей на свойства базисных структур
2.5. Цифроуправляемые проводимости лестничного типа
2.6. Основные выводы. Разновидности базисных структур
3. Обобщенные структуры электронных схем с дифференциальными операционными усилителями
3.1. Обобщенная структура ARC-устройств с ДОУ
3.2. Чувствительность обобщенной структуры ARC - устройств с ДОУ
3.3. Обобщенная структура перестраиваемых ARC-схем
3.4. Динамический диапазон перестраиваемых ARC-схем
3.5 Частотные свойства перестраиваемых ARC-схем
3.6. Обобщенная структура с неразделенными цепями обратной связи
3.7 Особенность обобщенной структуры и свойств электронных устройств с безынерционными цепями обратной связи
3.8. Частично полные структуры. Процеду ра усечения
3.9. Основные выводы
4. Активная компенсация влияния доминирующих параметров активных элементов
4.1. Взаимная компенсация
4.2. Собственная компенсация
4.3. Пример синтеза ARC - схемы с собственной компенсацией
4.4. Особенности собственной компенсации в безынерционных схемах
4.5. Основные выводы. Базовый алгоритм структурного синтеза
5. Основные составляющие процесса синтеза структур
5.1. Синтез структур идеализированных ARC - схем с фиксированными параметрами
5.2. Влияние частотных свойств ОУ на параметры идеализированной модели. Декомпозиция задачи синтеза
5.3. Особенности синтеза интеграторных структур
5.4. Эффективность метода собственен компенсации при решении практических задач
5.5. Основные выводы. Направление исследований
6. Автоматизация структурного синтеза электронных схем
6.1 Обобщенный алгоритм синтеза структур
6.2. Процедура генерации идеализированных схем. Ранжирование набора
6.3. Особенности ранжирования перестраиваемых ARC- схем
6.4. Модуль параметрической оптимизации
6.5 Структурный синтез и интеллектуализация схемотехнических САПР
7. Инженерные приложения
7.1 Интерфейсные БИС систем ЦОС
7.2. Гибрид ные наблюдатели адаптивых САУ
7.3. Измерительные фильтры систем пассивной радиолокации
7.4 Устройства предварительной обработки сигналов для диагностических комплексов
7.5. Потенциометрические датчики
7.6. Краткая характеристика внедренных в производство прецизионных устройств
Заключение
Литература
Авторские публикации
Приложение
Связь свойств технической системы с ее структурой оказывает существенное влияние на развитие общей теории и ее инженерных приложений. Достаточно указать на работы Блэка, Мэзона и проследить их эволюцию в области электронных схем и систем управления. Важность вопроса поиска новых структур с наперед заданными свойствами, очевидно, впервые оценили Айзерман М.А. в теории автоматического регулирования [1] и В. Кау-эр (У. Саиег) в теории электронных схем [2]. В. Кауэр эту проблему относил к числу главнейших в синтезе цепей и начал ее исследование в цикле работ по теории эквивалентных преобразований. В последующем эта проблема получила развитие в теории автоматического управления [3].
Однако значение структуры как основного ресурса в проблеме синтеза электронных схем было наглядно продемонстрировано лишь спустя четверть века после появления принципиально новой элементной базы. Например, переход с ЯЬС - базиса на базис - активные полупроводниковые приборы, резисторы и конденсаторы связан с длительной «полосой неудач». Разработанные схемы оказывались менее стабильными и часто «выходили из строя», именно это привело к «массовому производству» новых структур. Многие эвристически найденные конфигурации оказались лучше Б.ЬС - аналогов и прошли проверку многолетней практикой. Это показало, что целенаправленный синтез структур является мощным ресурсом в задачах проектирования электронных схем. Успехи микроэлектроники, освоение микронной и субмикронной технологий наряду с «естественным любопытством» сформировали устойчивое внимание к проблеме структурного синтеза и оптимальной топологической реализации (рис. В.1).
і "] - общее число публикаций по структурному синтезу
Рис. В.1. Распределение публикаций в области структурного синтеза
Качественный анализ публикаций показывает, что «всплески активности» в основном связаны с проведением крупных научно - технических конференций. С конца 70-х годов к обсуждаемой проблеме устойчивое внимание проявляют специалисты в области САПР. В рамках проблематики можно выделить три этапа развития структурного синтеза. На первом этапе (70—е годы) происходило накопление фактического материала, осуществлялась апробация различных подходов и методов решения практических задач, внимательное изучение потребности инженерной практики. Р1тог этому подведен в монографиях [4], [5], [6]. На втором этапе (80-е годы) структурный синтез электронных схем различного функционального назначения стал объектом пристального внимания специалистов интегрированных интеллектуальных САПР [7] ,[8], [9]. В плане интеллектуализации САПР РЭА вопросы синтеза структур выдвигались в качестве базовых, стартовых этапов их развития, при этом внешняя интеллектуализация проектных процедур на базе узкоспециализированных систем искусственного интеллекта и сейчас признается наиболее перспективным направлением [8]. Отмеченное направление является «траекторией пересечений» адаптации САПР как средства ее интеллектуализации [7]. Пополнение системы новыми знаниями осуществляется специалистами предметных областей и связа-

Узел Щ принадлежит выходу ОУ или входу схемы. С точки зрения конечного результата безразлично, каким путем обеспечивается изменение

Рис. 2.8. Особенность управителей в схемах с решающими усилителями

Рис. 2.9. Переход от прямой (а) к косвенной (Ь) перестройке параметров
Простейшим ИТУНом является трехполюсник, в продольной ветви которого включается резистор или конденсатор. Такой управитель (рис. 2.9) обеспечивает прямую перестройку параметров. Сущность "косвенной перестройки" [39] состоит в следующем. Выделим в ветви У (рис. 2.9а) изменяе-