Микроэлектронные системы цифровой регистрации широкополосных сигналов

• Автор: Шалагинов, Юрий Вениаминович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 160 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

В в е д е н и е

Глава I. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

СИСТЕМЫ. .

Глава П. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ

СБОРА И РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ.

2.1. Аналогоцифровые преобразователи с использованием цифровых методов для снижения динамической
погрешности

2.2. Аналогоцифровое преобразование с использованием

амплитудной свертки

2.3. Вопросы проектирования быстродействующих запоминающих устройств

2.4. Устройство управления каналами аналогоцифрового
преобразования и регистрации
Глава Ш. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ В СИСТЕМАХ АНАЛОГО
ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ
3.1. Аппаратурные вопросы сокращения избыточной информации в системах сбора данных
3.2. Вопросы интерполяции цифровых данных
3.3. О возможности улучшения динамических свойств канала аналогоцифрового преобразования методами
фильтрации
Глава 1У.ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ
4.1. Практические реализации систем
4.2. Разработка элементов систем сбора и обработки
информации
4.3. Создание методики и средств проверки динамических характеристик канала аналогоцифрового
преобразования
3 а к л ю ч е н и е
Л и т е р а т у р а
П р и л о ж е н и е 0

ВВЕДЕНИЕ


В целом системы этого вида обладают сравнительно небольшим объемом оборудования и невысокой стоимостью, что в совокупности с достаточно высокими скоростными качествами делает их мощным и удобным средством для исследования быстропротекающих процессов. Альтернативой выбранному методу может служить целый ряд методов ввода информации о быстроизменяющихся процессах в ЭВМ, которые отличаются от описанного выше тем,что сначала осуществляется регистрация сигнала в аналоговом виде, а затем его оцифровка и запись в ЭВМ. Среди устройств с регистрацией сигналов в аналоговом виде наилучшим временным разрешением на сегодняшний день обладают устройства, основанные на применении электроннолучевых трубок ЭЛТ. Традиционным методом регистрации и преобразования в таких устройствах является запоминание сигнала в аналоговой форме на мишени ЭЛТ с последующей оцифровкой сфотографированного с экрана ЭЛТ изображения. Трудности автоматического получения цифровых данных и ввода их в ЭВМ, характерные для этого метода, являлись основным его недостатком. Такие операции, как проявление и обработка фотоизображения, кодирование изображения и ввод данных в ЭВМ в большинстве случаев выполняется вручную, что определяет высокую трудоемкость этого метода. Автоматизация метода преобразования исследуемого сигнала в изображение на экране ЭЛТ развивается по пути построения систем, обеспечивающих ввод изображения с экрана ЭЛТ з ЭВМ, линуя фотографический процесс. Структурные схемы основных вариантов автоматизированных систем сбора на основе ЭЛТ приведены на рис. Рис. На рисЛ. ЭЛТ с помощью электронного луча. Подробное описание принципа и теоретических аспектов работы таких систем содержится в 1. Работы 1. В I КС И менее в таких системах. Другой принцип построения систем регистрации быстропротекающих процессов, весьма близкий к описанному выше, заключается в использовании осциллографической трубки с большим послесвечением и внешнего устройства, считывающего зарегистрированную на трубке картину. На рис. Достижимое разрешение по времени здесь определяется в основном параметрами осциллографа. Система, описанная в 1. Вариант структурной схемы системы регистрации, основанной на считывании с экрана ЭЛТ с помощью фотоприемной матрицы, приведен на рис. В связи с быстрым развитием фотоприемных элементов, особенно матриц на ПЗС структурах, эти системы в будущем смогут оказаться весьма эффективными. Система с использованием матрицы ПХ на x элемента и запоминающего осциллографа типа С8 описана в 1. Главным недостатком этой системы является малая чувствительность фотоматриц, что не позволяет регистрировать сигналы длительностью менее 0 не. ЭЛТ позволяют полупить в принципе хорошее временное разрешение при широкой полосе преобразуемых сигналов. Однако потенциальные возможности подобных систем в настоящее время еще полностью не реализованы. Наиболее существенным недостатком методов, основанных на запоминании сигналов на ЭЛТ, является сложность их реализации, высокая стоимость и значительный объем оборудования. В то же время эти системы имеют недостаточную точность преобразования. Однако с этим недостатком приходится мириться, поскольку ничего подходящего для замены этого типа аппаратуры в области преобразования сигналов субнаносекундной длительности в настоящее время не имеется. Микроэлектронные системы сбора информации с регистрацией данных в аналоговой форме основываются на принципе запоминания отдельных аналоговых выборок, следующих с заданной частотой дискретизации, в аналоговых запоминающих устройствах АЗУ часто такие устройства называются устройствами выборки и хранения. Амплитудные значения сигнала в этих устройствах хранятся в аналоговой форме, причем каждое значение выборки в отдельной ячейке памяти, а информация о номерах выборок представляется в цифровой форме Т. Структурные схемы основных двух вариантов систем сбора с регистрацией данных в аналоговых ячейках памяти приведены на рис. На рис. Принцип работы такой системы заключается в следующем. Входной сигнал через нормально замкнутые ключи коммутатора подключен к элементам аналоговой памяти, в качестве которой обычно используются элементы электрической емкости конденсаторы.