Разработка методик совершенствования высокоточных интегрирующих аналого-цифровых преобразователей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.01, кандидат наук Сидорова, Ирина Александровна

• Сидорова, Ирина Александровна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Сидорова, Ирина Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

Список используемых сокращений

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния теории и тенденций развития высокоточных интегрирующих аналого-цифровых преобразователей (ИАЦП)

1.1 Основные положения и определения

1.2 Анализ тенденций развития и практики проектирования ИАЦП

1.2.1 Анализ современных технологий проектирования ИАЦП

1.2.2 Анализ современного состояния теории и основные концепции построения высокоточных ИАЦП

1.2.3 Системный подход к анализу ИАЦП

1.3 Систематизация интегрирующих измерительных преобразователей (ИИП) как элемента ИАЦП

1.4 Выбор и обоснование использования математического аппарата детерминированного хаоса для описания ИИП

1.5 Анализ путей совершенствования ИАЦП

1.6 Основные результаты и выводы по первой главе

Глава 2. Разработка элементов теории ИИП, относящихся к классу

нелинейных динамических замкнутых систем

2.1 Анализ элементов теории нелинейных импульсных систем как инструмента анализа динамических свойств ИИП в режиме хаотических колебаний

2.1.1 Анализ элементов теории нелинейных динамических систем

2.1.2 Метод переноса как основной метод поиска новых технических решений на этапе анализа и синтеза ИИП

2.1.3 Вопросы применения математического аппарата нелинейных импульсных систем для анализа и синтеза ИИП

2.1.4 Выбор и обоснование методов исследования ИИП

2.2 Разработка базовой модели нелинейных ИИП

2.2.1 Критерии и обоснование выбора структурно-алгоритмического решения ИИП для анализа динамических свойств

2.2.2 Синтез базовой модели нелинейных ИИП

2.2.3 Аналитическое описание нелинейных ИИП

2.3 Анализ подходов к исследованию флуктуационных шумов квантования

2.3.1 Анализ флуктуационных шумов квантования ИИП

2.3.2 Исследование влияния флуктуационного шума квантования на точность ИАЦП

2.3.3 Исследование корректности применения метода линеаризации для расчета флуктуационного шума квантования ИИП

2.4 Основные результаты и выводы по второй главе

Глава 3. Исследование флуктуационных шумов квантования в ИИП, работающих в режиме хаотических колебаний

3.1 Разработка методики анализа устойчивости ИИП

3.1.1 Определение границ устойчивости

3.1.2 Анализ условий возникновения хаотических колебаний в структуре флуктуационного шума квантования

3.1.3 Расчет автокорреляционной функции ИИП

3.1.4 Методика анализа устойчивости ИИП

3.2 Анализ зависимости среднего квадратического отклонения (СКО) флуктуационного шума квантования от начальных условий

3.2.1 Выбор значений коэффициентов обратной связи по критерию минимального СКО флуктуационного шума квантования

3.2.2 Исследование влияния входного сигнала на СКО флуктуационного шума квантования

3.3 Выбор оптимального алгоритма цифровой обработки малоразрядных сигналов

3.3.1 Анализ алгоритма прямого декодирования

3.3.2 Уменьшение СКО флуктуационного шума квантования с

использованием алгоритма обратного нелинейного преобразования

3.4 Основные результаты и выводы по третьей главе

Глава 4. Разработка методик и комплекса программ численного расчета и анализа ИАЦП

4.1 Разработка методики инженерного расчета постоянных времени

аналоговых интеграторов при проектировании ИИП

4.2. Анализ и синтез ИАЦП в среде N1 Multisim

4.3 Разработка комплекса программ численного расчета и анализа ИАЦП

4.3.1 Разработка программы расчета и анализа СКО флуктуационного шума квантования и времени переходного процесса

4.3.2 Оценка вероятности появления аномальных значений флуктуационного шума квантования и разработка программы для ее расчета

4.3.3 Разработка программы для оптимизации значений масштабных коэффициентов обратной связи

4.4 Разработка инженерного приложения по выбору ИАЦП с сигма-дельта архитектурой

4.5 Основные результаты и выводы по четвертой главе

Заключение

Список литературы

Приложение А. Свидетельства РФ о государственной регистрации

программ и базы данных для ЭВМ

Приложение Б. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Список используемых сокращений

Сокращение Наименование

АЦП Аналого-цифровой преобразователь

АЧХ Амплитудно-частотная характеристика

БИС Большие интегральные схемы

Б M К Базовый матричный кристалл

БПФ Быстрое преобразование Фурье

ВФ Весовая функция

ДПА Датчико-преобразующая аппаратура

ИАЦП Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь

ИД Интегрирующий дискретизатор

иис Информационно-измерительная система

ИИП Интегрирующий измерительный преобразователь

ик Измерительный канал

ип Измерительный преобразователь

ис Интегральная схема

их Импульсная характеристика

иэ Импульсный элемент

ких Конечная импульсная характеристика

мэмс Микроэлектромеханические системы (microelectromechanical systems)

ОС Обратная связь

ОУ Операционный усилитель

ПАИС Программируемые аналоговые интегральные схемы (FPAA, Field Programmable Analog Array)

плис Программируемые логические интегральные схемы (FPGA, Field Programmable Gâte Array)

пи Преобразователь информации

пп Первичный преобразователь

СБИС Сверхбольшие интегральные схемы

СДАЦП Сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь

СДМ Сигма-дельта модулятор

СИ Средство измерения

СКО Среднее квадратическое отклонение (RMS, Root mean square)

ФНЧ Фильтр нижних частот

ФВЧ Фильтр верхних частот

ЦАП Цифро-аналоговый преобразователь

ЦФ Цифровой фильтр

ENOB Эффективное количество разрядов (effective number of bits)

OSR Коэффициент передискретизации (oversampling ratio)

SF Регистр цифрового «8ШС»-фильтра, определяющий коэффициент децимации.

SINC-фильтры Цифровые фильтры с амплитудно-частотной характеристикой вида (sinx/x/

SNR Отношение сигнал/шум (signal to noise ratio)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методик совершенствования высокоточных интегрирующих аналого-цифровых преобразователей»

Введение

Интегрирующие измерительные преобразователи (ИИП) являются главным компонентом высокоточных интегрирующих аналого-цифровых

преобразователей (ИАЦП) в области низкочастотных измерений. На современном этапе развития ИАЦП наблюдается увеличение разнообразия решаемых задач, усложнение объектов измерения, что в свою очередь требует постоянного совершенствования средств и методов измерений.

К настоящему времени можно считать, что теория интегрирующего преобразования окончательно сложилась. Согласно этой теории, ИАЦП представляют собой сложные динамические структуры, для описания которых традиционно используется теория линейных импульсных систем. Основоположниками теории ИАЦП являются отечественные ученые JI. И. Волгин, В. С. Гутников, Э. И. Гитис, К. Б. Карандеев, В.Ю. Кнеллер, В. Г. Кнорринг, JI. Ф. Куликовский, Е. А. Ломтев, В. Д. Михотин, П. В. Новицкий, П. П. Орнатский, Э. К. Шахов, В. М. Шляндин и зарубежные ученые J. С. Candy, R. M. Gray, R. Gregorian, S. Hein, W. Kester, G. С. Ternes и др.

В настоящее время совершенствование ИАЦП идет по пути развития структур на основе сигма-дельта архитектуры с многократным интегрированием, обладающих наилучшими показателями по точности преобразования. К ним относятся сигма-дельта модуляторы (СДМ) и сигма-дельта аналого-цифровые преобразователи (СДАЦП), объединяемые общим названием сигма-дельта преобразователи данных Data Converters). Они являются лидерами на

мировом рынке среди низкочастотных высокоточных ИАЦП и производятся ведущими мировыми производителями Analog Devices, Texas Instruments, Maxim Integrated Products. Им посвящено большое количество научных работ, выполненных в научных школах, возглавляемых отечественными учеными В. В. Бариновым (МИЭТ, г.Москва), E.H. Бормонтовым (ВГУ, г.Воронеж), В. И. Диденко (МЭИ, г. Москва), С. В. Кондратенко (МИФИ, г. Москва), А. С. Коротковым (СПбГПУ, г. Санкт-Петербург), М. Ю. Михеевым (ПГТА,

г. Пенза) и др. Особое место среди них занимает научная школа Э. К. Шахова (ПГУ, г. Пенза).

Сложность математического описания таких ИАЦП как нелинейных замкнутых импульсных систем, порождает комплекс проблем на этапе проектирования при решении задачи компенсации флуктуационного шума квантования, оптимизации динамических характеристик, выбора оптимального структурно-алгоритмического решения с учетом технологий и системного применения. Использование теории линейных импульсных систем за счет упрощения математического аппарата с помощью известных подходов (линеаризации и т.д.) не дало решения данных проблем. Кроме того, методики проектирования являются ноу-хау производителей, что приводит к проблемам поиска новых вариантов схемотехнических решений при решении задачи импортозамещения.

Анализ научных работ в области нелинейных динамических систем показал, что авторы в смежных областях при исследовании таких систем широко используют математический аппарат детерминированного хаоса, благодаря чему получены положительные результаты, ориентированные на использование достижений современной микро- и наноэлектроники. Использование математического аппарата детерминированного хаоса позволяет выявить закономерности, свойственные нелинейным динамическим системам, которые в линейных системах отсутствуют, и использовать их для получения новых технических решений.

В данной работе ставится задача совершенствования высокоточных ИАЦП с использованием полученного положительного опыта применения теории нелинейных динамических систем в смежных областях, что позволит корректно решать задачи анализа и синтеза ИАЦП и даст возможность расширить область поиска новых технических решений и потенциальных путей их совершенствования.

Целью работы является совершенствование высокоточных ИАЦП с многократным интегрированием с использованием разработанных методик на

основе теории нелинейных динамических замкнутых систем.

Задачи исследования:

1. Анализ современного состояния теории и тенденций развития высокоточных ИАЦП с многократным интегрированием, их систематизация и определение перспективных путей по снижению энергопотребления, повышения быстродействия и уменьшения погрешности квантования.

2. Разработка базовой модели и аналитического описания ИИП в составе высокоточных ИАЦП как нелинейной динамической замкнутой структуры, относящейся к системам детерминированного хаоса, для проведения корректных численных экспериментов и расчетов при решении задач анализа и синтеза ИАЦП, необходимых для поиска новых технических решений.

3. Поиск эффективных методов компенсации флуктуационных шумов квантования высокоточных ИАЦП основанных на результатах частотно-временного анализа флуктуационных шумов квантования, выявления особенности их формирования для различных видов функции нелинейности и вариантов структурно-алгоритмических решений ИИП.

4. Анализ устойчивости ИИП с использованием теории нелинейных динамических систем для нахождения условий возникновения низкочастотных периодических колебаний и их перехода в хаотические колебания, что необходимо для решения задачи компенсации флуктуационного шума квантования за счет оптимального выбора алгоритмов режекторной фильтрации.

5. Снижение аппаратурных затрат реализации в режиме реального времени расчета автокорреляционной функции выходного сигнала ИИП для определения моментов перехода «периодические колебания - хаотические колебания -неустойчивые колебания» для повышения эффективности работы цифрового фильтра-дециматора в составе высокоточного ИАЦП.

6. Разработка комплекса программ инженерного проектирования ИИП в составе ИАЦП для исследования флуктуационного шума квантования, времени окончания переходных процессов ИАЦП, условий обеспечения их устойчивой работы и оптимизации алгоритмов режекторной фильтрации.

7. Разработка методики расчета постоянных времени аналоговых интеграторов высокоточных ИАЦП для решения инженерных задач снижения энергопотребления и повышения помехоустойчивости.

Объектом исследования являются ИИП с многократным интегрированием в структурах высокоточных ИАЦП.

Предметом исследования является поиск и реализации алгоритмов и структур ИИП с многократным интегрированием в составе высокоточных ИАЦП, обладающих улучшенными динамическими характеристиками, высокой помехоустойчивостью, уменьшенным энергопотреблением.

Методы исследований включают в себя элементы теории дискретизации и квантования, теории линейных и нелинейных динамических замкнутых импульсных систем, теории детерминированного хаоса, операторные методы, метод визуального программирования MATLAB&Simulink, система компьютерной алгебры MathCAD, среда объектно-ориентированного программирования Delphi, программа моделирования электронных схем N1 Multisim.

Научная новизна работы:

1. Предложено и реализовано решение задачи совершенствования ИИП в составе высокоточных ИАЦП, путем рассмотрения ИИП как нелинейной динамической замкнутой структуры, относящейся к системам детерминированного хаоса, что позволяет существенно расширить область поиска новых технических решений и наиболее полно использовать технические возможности реализации современных методов цифровой обработки сигналов.

2. Проведена систематизация ИИП и введен новый классификационный признак по виду функции нелинейности и соотношением между инструментальной погрешностью и погрешностью квантования, который разделяет ИИП на четыре подкласса, что позволило выявить особенности формирования флуктуационных шумов квантования для каждого подкласса.

3. Синтезирована базовая модель ИИП, отличающаяся от известных учетом эффекта сквозного прохождения входного сигнала по цепочке аналоговых интеграторов, что позволило повысить точность анализа динамических свойств,

разработать алгоритмы численного расчета погрешности квантования и времени окончания переходных процессов ИАЦП.

4. Разработана методика анализа устойчивости ИИП, которая позволила определить условия перехода периодические колебания —► хаотические колебания —► неустойчивые колебания и осуществить эффективную компенсацию флуктуационного шума квантования за счет режекторной фильтрации периодических компонент.

Практическое значение результатов работы:

1. Предложен и реализован адекватный выбор математического аппарата, математических моделей и методов расчета за счет введения в систематизацию ИИП нового классификационного признака разделения по виду функции нелинейности, что позволило повысить точность численных методов расчета и анализа динамических свойств.

2. Решена задача минимизации аппаратных затрат для расчета в режиме реального времени автокорреляционной функции выходного сигнала ИИП по полученной модифицированной формуле за счет исключения операции умножения с плавающей запятой.

3. Разработан комплекс программ для инженерных расчетов, который при проектировании ИАЦП с многократным интегрированием на этапе формирования технического решения в качестве критерия выбора и оптимизации структуры позволяет проводить:

- расчет времени переходного процесса и минимизацию среднего квадратического отклонения (СКО) флуктуационного шума квантования СДМ третьего порядка путем оптимизации значений постоянных времени интеграторов;

- оптимизацию алгоритмов режекторной фильтрации, основанных на анализе корреляционной функции, позволяющую уменьшить СКО флуктуационного шума квантования за счет подавления периодических компонент;

- моделирование нелинейного цифрового фильтра-дециматора выходных кодов СДМ для реализации идеального алгоритма восстановления и определения количественных значений повышения точности по сравнению с линейным фильтром с учетом инструментальных погрешностей.

4. Разработано и внедрено инженерное приложение для решения задачи выбора оптимальной структуры ИИП с сигма-дельта архитектурой на этапе проектирования по набору заданных характеристик.

5. Разработана методика инженерного расчета постоянных времени аналоговых интеграторов при проектировании ИИП на основе известных структур СДМ на дискретных интеграторах, позволяющая существенно снизить энергопотребление.

На защиту выносятся:

1. Решение задачи совершенствования ИИП в составе высокоточных ИАЦП, путем рассмотрения ИИП как нелинейной динамической замкнутой структуры, относящейся к системам детерминированного хаоса, что существенно расширяет область поиска новых технических решений и технических возможностей по реализации сложных методов и структур цифровой обработки сигналов путем переноса достижений из смежных областей на уровне математических моделей.

2. Систематизация ИИП с новым классификационным признаком, который связывает вид функции нелинейности с соотношением между инструментальной погрешностью и погрешностью квантования, что позволило выявить особенности формирования флуктуационных шумов квантования для каждого введенного подкласса ИИП, оптимизировать выбор алгоритма низкочастотного фильтра-дециматора и постоянных времени интеграторов ИАЦП.

3. Базовая модель ИИП, отличающаяся от известных учетом эффекта сквозного прохождения входного сигнала по цепочке аналоговых интеграторов в численных значениях коэффициентов системы разностных уравнений, описывающих состояние интегрирующих звеньев, для повышения точности анализа динамических свойств, численного расчета погрешности квантования и

времени окончания переходных процессов ИАЦП.

4. Методика анализа устойчивости ИИП, которая позволила определить условия перехода «периодические колебания - хаотические колебания -неустойчивые колебания» и осуществить эффективную компенсацию флуктуационного шума квантования за счет режекторной фильтрации периодических компонент.

Внедрение результатов исследования.

Теоретические и практические результаты работы использованы при выполнении НИР на кафедре «Информационно-вычислительные системы» в Пензенском государственном университете:

- «Исследование непрерывно-дискретных систем со структурами неканонического вида» (грант Министерства образования и науки РФ на проведение НИР, государственный регистрационный номер: 0120.0502703, 01.01.2005-31.12.2010 гг.);

- «Развитие теории нелинейных непрерывно-дискретных систем, относящихся к классу систем динамического хаоса» (грант Министерства образования и науки РФ на проведение НИР, государственный регистрационный номер: 1.4.10 01201052991, 01.01.2010-31.12.2013 гг.);

- «Исследование закономерности формирования флуктуационных шумов в непрерывно-дискретных системах, относящихся к классу систем динамического хаоса» (грант Министерства образования и науки РФ на проведение НИР, государственный регистрационный номер: 01201255885, 01.01.201231.12.2013 гг.).

Материалы диссертационной работы использованы в ЗАО «Золотая линия» (г. Пенза) при проектировании и выборе комплектации измерительными преобразователями модуля сбора и обработки измерительной информации в информационно-измерительной системе мониторинга «БкуФТеЪ), а также в учебном процессе по дисциплинам «Электроника», «Схемотехника» на кафедре «Электроэнергетика и электротехника» (бывшее название «Электротехника и

транспортное электрооборудование») ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет». Внедрение подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ряде международных конференций: XI Международная научно-практическая конференция «Наука и современность -2011» (г. Новосибирск, 2011); Международная научно-практическая конференция «Актуальные научные исследования» (г. Киев, 2011); V Международная заочная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы технических, экономических и гуманитарных наук» (г. Георгиевск, 2011); Международная научно-техническая конференция «Датчики и системы: методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» (г. Пенза, 2012); IV Международная научно-практическая конференция "Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире" (г. Санкт-Петербург, 2013), III Ежегодная межвузовская научно-практическая конференция «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы» (г. Пенза, 2016).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 37 печатных работы, в том числе 8 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья издания Scopus. Получено 9 свидетельств РФ о государственной регистрации программ для ЭВМ, 1 свидетельство РФ о государственной регистрации базы данных.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основной текст изложен на 178 страницах; библиография - 166 наименований, приложения на 16 страницах содержат копии свидетельств РФ о государственной регистрации программ и базы данных для ЭВМ и копии актов, подтверждающие внедрение результатов работы.

Область исследований соответствует п. 1 паспорта специальности 05.11.01 «Приборы и методы измерения (электрические и магнитные величины)»: использование созданных при проведении работы новых научно-технических решений в виде разработанных методик совершенствования позволило уменьшить СКО флуктуационного шума квантования в 1,5-2 раза, снизить энергопотребление в 3-4 раза и повысить помехоустойчивость.

Глава 1. Анализ современного состояния теории и тенденций развития высокоточных интегрирующих аналого-цифровых преобразователей

1.1. Основные положения и определения

Измерительный преобразователь

Измерительный преобразователь (ИП, measuring transducer) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.), или применяется вместе с каким-либо средством измерений. По характеру преобразования различают аналоговые, цифро-аналоговые, аналого-цифровые преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи [1, 18, 40-41, 43, 51-53, 110, 120-121].

Измерительная система

Измерительная система (measuring system) - совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств, функционирующих как единое целое, предназначенная для получения информации о состоянии объекта с помощью измерительных преобразований множества изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин; машинной обработки результатов измерений; регистрации и индикации результатов измерений и результатов их машинной обработки; преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях. В зависимости от назначения измерительные системы разделяют на измерительные контролирующие, измерительные управляющие и информационные измерительные системы (ИИС) [18, 41, 110, 120-121].

Интегрирующий измерительный преобразователь

ИИП - подкласс ИП, отличительной особенностью которых является то, что выходной цифровой (дискретизированный) сигнал у[п], в каждом цикле преобразования длительностью h, определяется интегральным значением входного непрерывного сигнала x(t) за интервал времени Т (1.1) [1, 18, 40-41, 43, 51-53, 110,120-121]:

-I hn

у[п] = - {x(t)-g(t-nh + T)dt, (1.1)

nh-T

или в эквивалентной форме (1.2):

1 т

У[п] = — ¡x(hn-T + T)-g(T)dr, (1.2)

т= О

где g(r) - весовая функция (ВФ), задана на временном интервале интегрирования длительностью У, вне этого интервала считается равной нулю.

Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи

ИАЦП - это класс аналого-цифровых преобразователей, для которых характерным является представление в цифровой форме не мгновенных, а интегральных значений амплитуды входной непрерывной величины. В известных работах [1, 7, 9, 17-18, 29, 43-45, 112, 143-144] к подклассу интегрирующих относят АЦП, результат преобразования которых пропорционален среднему за интервал интегрирования значению входной величины. ИАЦП широко используются в системах, где необходима высокая помехоустойчивость и точность преобразования. Это связано с тем, что операция интегрирования может быть выполнена с высокой точностью на базе современных операционных усилителей (ОУ).

Сигма-дельта АЦП

СДАЦП являются подклассом высокоточных ИАЦП. В СДАЦП [1, 15-16, 39, 67, 107, 114, 118, 125, 130, 134, 143-145, 151, 156-157] преобразование осуществляется с передискретизацией (oversampled), цифровой фильтрацией и

децимацией преобразуемого сигнала. Структурная схема СДАЦП состоит из двух основных частей: СДМ и цифрового фильтра (ЦФ). Основной функцией СДМ является получение избыточного количества цифровых отсчётов входного сигнала. Для повышения точности преобразования, битовый поток фильтруется цифровым фильтром-дециматором (для уменьшения частоты дискретизации) с амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) вида (smx/xj (SINC-фильтры) [9, 12, 17-18, 63,66-67, 114, 126].

«Мерцающие» разряды (flickering bits)

Ведущие фирмы-производители в техническом описании СДАЦП и СДМ приводят разрешение «от пика до пика» (Peak-to-Peak Resolution, р-р) у компании Analog Devices [122] или разрешение «свободное от шума» (Noise-Free Resolution) у компании Texas Instruments [161]. Это разрешение соответствует числу разрядов без «мерцания» или «дрожания» (flicker-free bits) в области, ограниченной шестью сигма, и его можно рассчитать исходя из уровня шума, приведенного в техническом описании [147]. Оно меньше эффективного разрешения и дает более наглядное представление о производительности СДАЦП и СДМ. Количество «мерцающих» разрядов может достигать 11-12 разрядов (в среднем 4-8 разрядов).

1.2 Анализ тенденций развития и практики проектирования ИАЦП 1.2.1 Анализ современных технологий проектирования ИАЦП

В соответствии с Государственной программой «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013 - 2025 годы», утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации №2396-р от 15 декабря 2012 г., важнейшей задачей современной российской микроэлектроники является существенное сокращение отставания российской электроники и радиоэлектроники от мировых показателей (достижение уровня технологии 0,045 мкм с последующим переходом в 2025 году до уровня технологии 0,010 мкм);

увеличение доли отечественных радиоэлектронных изделий, как на внутреннем, так и на мировом рынке радиоэлектроники (до 40% к 2025 году, а на мировом рынке - с 0,3% в 2011 году до 0,5% к 2015 г. и 0,8% к 2025 году); увеличение доли инновационной продукции в радиоэлектронной промышленности (до 40,7% в 2025 году); рост числа отечественных и зарубежных патентов (свидетельств) на объекты интеллектуальной собственности, полученных научными организациями и их работниками.

Непрерывная тенденция повышения уровня значимости цифровых измерений, обработки информации и развитие технологий стимулирует развитие теории и дальнейшее совершенствование средств измерений (СИ). Новые возможности развития современных технологий открылись после появления микропроцессоров, применение которых позволило существенно увеличить точность и быстродействие приборов, расширить их функциональные возможности, разработать качественно новые «интеллектуальные» устройства. Применение новых технологий микроэлектромеханических систем (МЭМС) позволило значительно уменьшить массогабаритные характеристики, энергопотребление и стоимость датчиков, что позволило расширить сферу применения микросистемной техники. Кроме того, некоторые фирмы на основе МЭМС-технологии выпускают интегрированные датчики на одном кристалле (фирма Analog Devices выпустила ADXL150 и ADXL250 на кристалле размером 5x2 мм, российский лидер в области проектирования систем на кристалле ОАО НПЦ «ЭЛВИС» разработали микросхемы для систем управления, контроля и сбора данных 1892ВМЗТ, 9008ВГ1Я, связи и навигации 1892ВМ10Я, для космических применений 1892ВМ8Я, MCT-02R, 1657РУ1У) [38, 48, 71, 100, 122].

Еще одним достижением современных технологий являются нанотехнологии, которые включают в себя такие направления как: создание искусственного интеллекта, создание интеллектуальных нанороботов и их распространение в быту, производстве, транспорте, военном деле, исследовании космоса и океана, медицине (например, доставка лекарственных средств в организм без хирургического вмешательства с помощью наночипов), дальнейшая

миниатюризация на основе нанотехнологий. Что казалось невозможным еще несколько лет назад, сейчас легко реализуется на доступном инженерном уровне. Появились новые технологии в энергосбережении (технология RFID меток) [75], происходит развитие методов цифровой осциллографии, сетевые технологии также развиваются бурными темпами (технология MIMO OFDM позволяет организовать беспроводную локальную сеть со скоростью 240 Мбит/с, в то время как обычные проводные сети Ethernet реализуют скорость 100 Мбит/с, а беспроводные Wi-Fi - 54 Мбит/с). Среди новейших достижений можно отметить выпуск первых российских двухъядерных микропроцессоров «Эльбрус-2СМ», произведенных по технологии 90 нм.

Развитие современных технологий объясняет тенденцию непрерывного увеличения степени интеграции датчикопреобразующей аппаратуры (ДПА). Высокая степень интеграции (использование сверхбольших интегральных схем СБИС) минимизирует количество компонентов и позволяет сэкономить место на плате (например, микросхемы высокой степени интеграции ADAS3022, ADF7021, AD5700, AD8555 компании Analog Devices [122]; МАХ1464, МАХ6674 и МАХ6675 компании MAXIM [148]). Увеличение объема измерительной информации и снижение стоимости производства ДПА привело к тому, что среди различных классов СИ широкое применение получили ИИС, обеспечивающие получение оперативной измерительной информации в сочетании с использованием современных технологий передачи и хранения данных.

Интенсивное внедрение инновационных технологий во все сферы деятельности человека привели к тому, что технологии ИАЦП на современном этапе развиваются параллельно радиотехнике, нанотехнологиям, нейрокомпьютерным технологиям, микросистемотехнике, интегральной технике и используют все их передовые достижения. Как следствие, ИАЦП получают широчайшее распространение в самых различных отраслях производства и научных исследований: в области аэродинамики, тензометрии, динамометрии, термометрии, в геофизических и океанографических исследованиях, в метеорологии, сейсмологии, медицине, автомобилестроении, в пищевой

промышленности, в комплексных испытаниях машин, конструкций, приборов, оборудования. Все большую роль ИАЦП занимают в измерительном оборудовании систем управления, в наземных и космических измерительно-управляющих комплексах. Применение цифровых методов обработки информации позволяет повысить качество измерений и значительно расширить функции ИАЦП [66].

ИАЦП являются базовым элементом многих ИИС (рисунок 1.1) [110], в первую очередь за счет низкой стоимости, возможности работы в микромощных режимах и предельной миниатюризации с использованием современных технологий МЭМС, «система на кристалле», беспроводных технологий, благодаря чему за последнее десятилетие наблюдается непрерывное расширение области применения ИАЦП [101].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сидорова, Ирина Александровна, 2017 год

Список литературы

1. Ашанин, В.Н. Теория интегрирующего аналого-цифрового преобразования: монография / В.Н. Ашанин, Б.В. Чувыкин, Э.К. Шахов. - Пенза: Информационно-издательский центр ПензГУ, 2009. - 214 с.

2. Анищенко, B.C., Астахов, В.В., Вадивасова, Т.Е. Генератор Анищенко-Астахова как одна из базовых моделей детерминированного хаоса // Известия Саратовского университета. Серия Физика. - 2005. - № 1. - С. 54-68.

3. Анищенко, B.C. Детерминированный хаос. Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №6. - С. 70-76.

4. Васильев, В. А. Принятие решений при проектировании преобразователей информации // Автоматизация и современные технологии. - М., 2003,-№ 11.

5. Вигдорович, В. Н. Хаотическая составляющая шума измерительных систем как критерий их сравнения и совершенствования / В.Н. Вигдорович, А. Б. Опаричев, М. А. Каримбеков, Е. Б. Опаричев // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России - М., 2010. - №1. - С.94-96.

6. Волков, A.A., Карпова, Г.В. Способ дополнительного снижения шумов квантования. Проектирование и технология электронных средств. 2011. -№ 3. - С. 8-12.

7. Гитис, Э. И. Аналого-цифровые преобразователи: Учеб. пособие для вузов / Э. И. Гитис, Е. А. Пискулов - М.: Энергоиздат, 1981, - 360 с.

8. Гласс, JI., Мэки, М. От часов к хаосу. Ритмы жизни. Пер. с англ. - М.: Мир, 1991,- 248 с.

9. Гольденберг, JI. М., Матюшкин, Б. Д., Поляк, М. Н. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие для вузов / М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

10. Григорьев, В.П. Качественное исследование системы дифференциальных уравнений модели динамического хаоса и корреляция особых точек с трендами / В.П. Григорьев, A.B. Козловских, Д.А. Марьясов // Известия Томского политехнического университета - М., 2006. - №2. - С.34-66.

11. Гришин, И.В. О решении задач параметрической идентификации процессов с хаотической динамикой / И.В. Гришин, Е.И. Манкевич, К.В. Телегина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника - 2008. - №3. - С.27-56.

12. Голуб, В. Цифровая обработка сигналов: сигма-дельта АЦП // Электроника. - М.: РИЦ «Техносфера», 2001. - №4 - С. 22-28.

13. Громков, Н.В. Математическая модель и анализ влияния собственных шумов элементов схемы корректирующего канала на выходной сигнал измерительных преобразователей // Известия вузов Поволжья, ПензГУ. - 2007. -№4.-С. 152-165.

14. Громков, Н.В. Системный подход к совершенствованию измерительных преобразователей / Н.В. Громков, В.А. Васильев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2010 - №4 - С. 2-7.

15. Гублер, Г.Б. Анализ и развитие методов аналого-цифрового преобразования на основе дельта-сигма модуляции: автореф. дисс. кандидата техн. наук: 05.11.05 / Гублер Глеб Борисович. - Санкт-Петербург, 1998. - 16 с.

16. Гублер, Г.Б., Гутников, B.C. Применение AS-модуляции в измерительных устройствах. Сборник трудов «Микропроцессорные средства измерений», Санкт-Петербург, 1998. - С.3-14.

17. Гутников, В. С. Фильтрация измерительных сигналов. - JL: издательство Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 192 с.

18. Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах - Л.: издательство Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. - 304 с.

19. Добровольский, O.A. Разработка цифровых ядер звуковых сигма-дельта ЦАП и АЦП: дисс. кандидата техн. наук: 05.13.05 / Добровольский Олег Анатольевич. - Москва, 2005. - 164 с.

20. Дмитриев, A.C., Панас, А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М: Физматлит, 2002. - 252 с.

21. Дмитриев, A.C. Перспективы создания прямохаотических систем связи в радио-и СВЧ-диапазонах / A.C. Дмитриев, Б.Е. Кяргинский, H.A. Максимов, А.И. Панас, С.О. Старков // Радиотехника. - 2000. - № 3. - С. 16-27.

22. Емельянова, Е.Ю. Бифуркации и хаотические колебания в преобразователях электрической энергии с широтно-импульсной модуляцией систем автоматизации технологических процессов: дисс. кандидата техн. наук: 05.13.07 / Емельянова Елена Юрьевна. - Курск, 2000. - 165 с.

23. Ефимов, H.H. Влияние нелинейности на возникновение и развитие хаоса в одномерных системах / H.H. Ефимов, Е.А. Морозов, Г.Ю. Германюк // Вестник ИжГТУ им. М.Т. Калашникова. - 2009. № 3. - С. 162-166.

24. Жусубалиев, Ж.Т. Теоретические и алгоритмические основы хаотической динамики релейных и широтно-импульсных систем автоматического управления: дисс. д-ра техн. наук: 05.13.06 / Жусубалиев Жаныбай Турсунбаевич. -Курск, 2002.-381 с.

25. Зайцев, A.B. Маломощные прецизионные КМОП сложно-функциональные блоки сигма-дельта модуляторов: дисс. кандидата техн. наук: 05.13.05 / Зайцев Алексей Викторович. - Москва, 2012.-164 с.

26. ЗАО «Ангстрем». URL: http://angstremip.ru/

27. Иванов, A.B. Исследование шумов квантования дельта-сигма АЦП и разработка методов их снижения: дисс. кандидата техн. наук: 05.11.01 / Иванов Александр Владимирович. - Москва, 2013. - 182 с.

28. Иванов, A.B. Уменьшение предельного значения шума квантования дельта-сигма АЦП / A.B. Иванов, A.C. Воронов // Ползуновский альманах. — 2012.-№2.-С. 117-119.

29. Интегрирующие АЦП. URL: http://gaw.ru/html.cgi/txt/doc/adc/adc5.htm.

30. Карташевский, В.Г. Применение аппарата нелинейного анализа динамических систем для обработки IP- и Уо1Р-трафиков / В.Г. Карташевский, В.В. Фомин // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2010. № 1.-С. 162-166.

31. Каулио, B.B. Совершенствование цифровых фильтров в составе дельта-сигма аналого-цифровых преобразователей для измерительных каналов: дисс. кандидата техн. наук: 05.11.16 / Каулио Владимир Валерьевич. - Санкт-Петербург, 2003. - 121 с.

32. Когельман, Л.Г. Помехоустойчивые измерительные преобразователи параметров датчиков / Труды межд. научно-технической конференции «Современные информационные технологии»: Пензенский технологический институт. - 2000. - С. 57-59.

33. Колесников, Д. В. Шумовые свойства и схемотехника сигма-дельта модуляторов прецизионных аналого-цифровых преобразователей: дисс. кандидата техн. наук: 05.27.01 / Колесников Дмитрий Васильевич. - Воронеж, 2013. - 137 с.

34. Круглов, Ю.В. Интегратор на переключаемых конденсаторах для широкополосных сигма-дельта модуляторов с большим динамическим диапазоном: автореф. дисс. кандидата техн. наук: 05.27.01 / Круглов Юрий Викторович. - Москва, 2005. - 21 с.

35. Короткий, В.П. Измерительный преобразователь, индифферентный к динамическому хаосу / В. П. Короткий, В. Н. Ильин // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. Т. 9. № 12. С. 146-150.

36. Кревецкий, A.B. Обеспечение баланса между уровнями корреляционных и флуктуационных шумов фильтрами мягкого разрешения. Методы и устройства передачи и обработки информации. 2004. - №6. - С. 43-47.

37. Кузнецов, С. П. Динамический хаос. М.: Наука. - 2000. - 296 с.

38. Кудрин, Б.И. Технетика: новая парадигма философии техники (третья научная картина мира). - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. - 40 с.

39. Лаврентьев, М.В. Разработка эффективных сигма-дельта АЦП повышенной разрядности за счет снижения внутренних шумов: дисс. кандидата техн. наук: 05.27.01 / Лаврентьев Максим Валерьевич. Москва, 2005. - 125 с.

40. Ломтев, Е.А. Проектирование цифровых вольтметров параллельно-последовательного уравновешивания / И.Р. Добровинский, Е.А. Ломтев. -Саратов: изд-во Саратовского ун-та, 1990. - 140 с.

41. Мартяшин, А.И., Шахов, Э.К., Шляндин, В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. - М.: Энергия, 1076. -392 с.

42. Михальченко, С.Г. Функционирование импульсно-модуляционных преобразователей в зонах мультистабильности // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиотехники. - 2012. -№ 1 (25) часть 1.

43. Михеев, М.Ю. Измерительные преобразователи на базе замкнутых структур интегрирующего типа: монография / М.Ю. Михеев, К.Е. Братцев, И.Ю. Сёмочкина, Б.В. Чувыкин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2008.- 167 с.

44. Михеев, М.Ю. Совершенствование алгоритмов и структур интегрирующих аналого-цифровых преобразователей / М.Ю. Михеев, В.А. Юрманов, A.B. Куц // Технические науки. Электроника, измерительная и радиотехника. - 2009. №1 (9). - С. 86-99.

45. Михотин, В.Д. Проектирование помехоустойчивых АЦП: учебное пособие - Пенза: ППИ, 1984. - 88 с.

46. Мун, Ф. Хаотические колебания. М: Мир, 1990. - 312 с.

47. Мишин, Г. Универсальные аналоговые программируемые ИС: выбор элементарных функциональных узлов (теоретическое обоснование). Электроника: Наука, технология, бизнес. 2004. - № 4 (54). - С. 26-30.

48. Мокров, Е.А. Интегральные датчики. Состояние разработок и производство. Направления развития, объёмы рынка // Датчики и системы. -2000,- №1. - С.28-30.

49. Мусаев, A.A. Структуризация хаоса на рынках капитала // Труды СПИИРАН. - 2009. №9. - С. 66-80.

50. Неймарк, Ю.И., Ланда, П.С. Стохастические и хаотические колебания, - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1987. - 424 с.

51. Новицкий, П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. JL: Энергия, 1968. - 248 с.

52. Новицкий, П. В. Оценка погрешностей результатов измерений / П. В. Новицкий, И. А. Зограф. - JL: Энергоатомиздат., 1991. - 304 с.

53. Орнатский, П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники / П.П. Орнатский. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1983. - 455 с.

54. Патрушева, Т.В. Низкодобротные измерительные преобразователи, реализующие режимы детерминированных хаотических колебаний / Т.В. Патрушева, Е.М. Патрушев, В.Н. Седалищев // Ползуновский альманах. -2015. -№ 1.-С. 65-67.

55. Патрушева, Т.В. Двухпараметрический анализ динамики измерительного преобразователя на основе детерминированного хаоса /Т.В.Патрушева, Е.М.Патрушев // Ползуновский альманах. - 2011. - №1. -С. 37-40.

56. Патрушева, Т.В., Патрушев, Е.М. Амплитудный измерительный преобразователь на основе генератора хаоса // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. XI междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск: СибАК, 2012.-С. 107-112.

57. Пискаев, К.Ю. Анализ проблемы повышения точности интегрирующих аналого-цифровых преобразователей // Вестник самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2013. -№1(37).-С. 227-230.

58. Пискаев, К.Ю. Анализ погрешности квантования DA-АЦП / В.А. Юрманов, К.Ю. Пискаев // Надежность и качество сложных систем. - 2015. - № 1 (9).-С. 24-29.

59. Политанский, P.JI. Исследование зависимости корреляции между несущим и информационным сигналом в системах с динамическим хаосом / P.JI. Политанский, Л.Ф. Политанский, С. Д. Галюк, Н.Я. Кушнир // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2014. - №4 (9). - С. 59-64.

60. Пилипко, М.М., Короткое, A.C. Моделирование дельта-сигма модулятора АЦП с учетом неидеальностей элементов схемы // Материалы

Всероссийской межвузовской НТК студентов и аспирантов «XXXV неделя науки СПбГПУ». Ч. VI - СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2007. - С. 23-25.

61. Пилипко, М.М., Короткое, A.C., Морозов, Д.В. Реализация устройств троичной логики на основе стандартной МОП технологии // Микроэлектроника. -2009.-№3.-С. 224-236.

62. Перекрест, А. Обзор современных ПЛИС и САПР фирмы XILINX Компоненты и технологии. 2006. - № 56. - С. 56-58.

63. Рабинер, Л. Теория и применение цифровой обработки сигналов: пер. с англ. / Л. Рабинер, Б. Гоулд ; ред. пер. Ю. Н. Александров. - М.: Мир, 1978 . -848 с.

64. Савинков, А.Ю. Статистический метод расчета уровня шума квантования при сокращении разрядности представления данных в линейных системах цифровой обработки информации / А.Ю. Савинков, Д.И. Голев // Теория и техника радиосвязи. - 2011. - № 2. - С. 95-99.

65. Самонов, A.A. Сигма дельта модуляторы для высокоразрядных АЦП звукового диапазона: дисс. кандидата техн. наук: 05.13.05 / Самонов Андрей Александрович. Москва, 2005. - 116 с.

66. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. -СПб.: Питер, 2003.-604 с.

6 7. Сигма-дельта АЦП. URL: http://news.rtcs.Ru/html.Cgi/txt/ic/AnalogDevices/adc/delta

68. Сидорова, И. А. Анализ флуктуационных шумов нелинейных динамических систем с однобитным квантованием / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - №3. - С. 151-154.

69. Сидорова, И. А. Методика определения низкочастотных периодических колебаний в однобитных сигналах сигма-дельта модуляторов / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2014. - №2 (26). - С. 174-181.

70. Сидорова, И. А. Новый подход к совершенствованию интегрирующих измерительных преобразователей для информационно-измерительных систем // НПЖ «Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль». - 2016. - №3 (17). - С. 16-22.

71. Сидорова, И. А. Анализ состояния и тенденций производства интегральных преобразователей информации SA-архитектуры /В.Н. Ашанин, Б. В. Чувыкин, А. А. Короткое, И. А. Сидорова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2014. - №1. - С. 26-35.

72. Сидорова, И. А. Анализ системы с нелинейной динамикой на примере сигма-дельта модулятора третьего порядка / Б. В. Чувыкин, И. Ю. Семочкина, И. А. Сидорова // XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2012. - №4. - С. 182-190.

73. Сидорова, И. А. Исследование информативности нелинейных непрерывно-дискретных систем на примере сигма-дельта АЦП / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Информационно-измерительные и управляющие системы. - 2012. - №9. - С. 38-40.

74. Сидорова, И. А. Система поддержки принятия решений при выборе преобразователей информации с сигма-дельта архитектурой / В.Н. Ашанин, Б. В. Чувыкин, И. А Долгова, А. А. Короткое, И. А. Сидорова // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2014. - №4 (28). - С. 22-34.

75. Сидорова, И. А. Метод повышения энергоэффективности датчиковых беспроводных систем / Б. В. Чувыкин, О. В. Тужилкин, И. А. Сидорова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - №3. - С. 155-158.

76. Vasily N. Ashanin, Boris V. Chuvykin, Aleksey A. Korotkov, Irina A. Sidorova. Development of engineering application for a choice of data Converters with sigma delta architecture. Selected, peer reviewed papers from the WCSE 2015-IPCE (International Workshop on Computer Science and Engineering: Information Processing and Control Engineering), April 15-17, 2015, Moscow, Russia, P. 251-255.

77. Сидорова, И. А. Программа поиска периодических последовательностей в выходных кодах сигма-дельта модуляторов / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012618617 от 21.09.2012 г.

78. Сидорова, И. А. Программа расчета аномальных отклонений от нормального закона распределения флуктуационного шума в непрерывно-дискретных системах, относящихся к классу систем динамического хаоса / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012618434 от 17.09.2012 г.

79. Сидорова, И. А. Программа расчета информативности аналого-цифрового преобразования на базе непрерывно-дискретной системы с нелинейной однобитной обратной связью / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012618931 от 3.10.2012 г.

80. Сидорова, И. А. Программа моделирования нелинейного цифрового фильтра-дециматора выходных кодов сигма-дельта модуляторов / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ№ 2012618618 от 21.09.2012 г.

81. Сидорова, И. А. Программа расчёта СКО шума квантования и времени переходного процесса в сигма-дельта модуляторе 3-го порядка / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ№ 2013613940 от 19.04. 2013 г.

82. Сидорова, И. А. Программа моделирования сигма-дельта модулятора 3-го порядка и оценки информативности его выходных однобитных кодов в зависимости от значений масштабных коэффициентов обратной связи /Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013610418 от 09.01 2013 г.

83. Сидорова, И. А. Программа оптимизации значений масштабных коэффициентов обратной связи сигма-дельта модулятора 3-го порядка по критериям максимальной равномерности шкалы квантования и минимальному

СКО шума квантования на выходе цифрового фильтра-дециматора / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ 2013610977 от 09.01 2013 г.

84. Сидорова, И. А. Программа моделирования сигма-дельта АЦП с модулятором 3-го порядка с цифровым фильтром-дециматором 3-го порядка со сплайновой весовой функцией / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнев, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013610978 от 09.01 2013 г.

85. Сидорова, И. А. Система поддержки принятия решений «Преобразователи информации с сигма-дельта архитектурой» / В. Н. Ашанин, Б. В. Чувыкин, А. А. Коротков, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014660777 от 15.10.2014 г.

86. Сидорова, И. А. «База данных «Преобразователи информации с сигма-дельта архитектурой» / В. Н. Ашанин, Б. В. Чувыкин, А. А. Коротков, И. А. Сидорова // Свидетельство РФ о государственной регистрации БД №2014621524 от 31.10.2014 г.

87. Сидорова, И. А. Мультипликативная модель микромощного масштабирующего усилителя / И.А. Долгова, Б.В. Чувыкин, И.А. Сидорова // Математическое и компьютерное моделирование естественнонаучных и социальных проблем: сборник статей V Международной научно-технической конференции молодых специалистов, аспирантов и студентов. - Пенза, 2011. -С. 173-175.

88. Сидорова, И.А. Математическая модель динамических импульсных систем с нелинейностью типа sign / А.В. Селезнев, И.А. Сидорова, Р.Г. Тер-Аракелян // Математическое и компьютерное моделирование естественнонаучных и социальных проблем: сборник статей V Международной научно-технической конференции молодых специалистов, аспирантов и студентов. - Пенза, 2011. -С. 198-201.

89. Сидорова, И.А. Анализ флуктуационных шумов квантования Х^-АЦП / И.А. Долгова, И.А. Сидорова, Р.Г. Тер-Аракелян // Наука и современность -

2011: сборник материалов XI Международной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2011. - С. 274-279.

90. Sidorova I.A. Estimation method of transient process duration in X-ADC with one-bit A-modulator of high order / B.V. Chuvykin, R.G. Ter-Arakelyan, I.A. Sidorova // Актуальные научные исследования: материалы Международной научно-практической конференции. - Киев, 2011. - С. 60-67.

91. Сидорова, H.A. Использование энтропийной оценки информативности для оптимизации параметров сигма-дельта модулятора / Б.В. Чувыкин, A.B. Селезнев, И.А. Сидорова // НПЖ «Отраслевые аспекты технических наук» №9. -Москва: Издательство «ИНГН», 2011, С. 7-10.

92. Сидорова, И. А. Чувствительность алгоритма прямого декодирования к инструментальным погрешностям сигма-дельта модулятора / Б. В. Чувыкин, А. В. Селезнёв, И. А. Сидорова / Приволжский научный вестник. - 2011. - № 4. -С. 42-45.

93. Сидорова, И. А. Алгоритм нелинейной цифровой фильтрации выходных сигналов сигма-дельта модуляторов / Б. В. Чувыкин, И. А. Сидорова, А. В. Селезнев // Актуальные вопросы технических, экономических и гуманитарных наук: материалы V Международной заочной научно-практической конференции. - Георгиевск, 2011. - С. 36-40.

94. Сидорова, И. А. Исследование условий возникновения хаотических колебаний в нелинейных непрерывно-дискретных системах, использующих методы сигма-дельта модуляции. МНТК с элементами научной школы для молодых ученых «Датчики и системы: методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации». - Пенза: Издательство ПГУ, 2012. -С. 286-290.

95. Сидорова, И. А. Расчет аномальных значений флуктуационного шума в непрерывно-дискретных системах, относящихся к классу систем динамического хаоса. Материалы II Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны». - Пенза: Издательство ПГУ, 2012. - С. 657-660.

96. Сидорова, И. А. Компьютерное моделирование в задачах расчета шума квантования и времени переходного процесса в сигма-дельта АЦП. Труды X Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы» (НИТиС-2012). - Пенза: Издательство ПГУ, 2012. -С. 247-249.

97. Sidorova I.A., Chuvykin B.V., Dolova I.A. Research of informativity in nonlinear dynamic systems. «Scientific enquiry in the contemporary world: theoretical basics and innovative approach»: FL, USA, L&L Publishing, 2012, P. 178-181.

98. Сидорова, И.А. Программа расчета информативности аналого-цифрового преобразования на базе непрерывно-дискретной системы с нелинейной однобитной обратной связью / Б.В. Чувыкин, И.А. Долгова, И.А. Сидорова // Труды X Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы» (НИТиС-2012) - Пенза: Издательство ПГУ, 2012. - С. 76-78.

99. Сидорова, И.А. Чувыкин, Б.В., Использование теории графов для аналитического описания работы сигма-дельта модулятора. I Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы компьютерных наук» (СПКН-2013) - Пенза: Издательство ПГУ, 2013. - С. 140-143.

100. Сидорова, И. А. Развитие и тенденции в производстве преобразователей информации с ХД-архитектурой /Ашанин, В. Н., Чувыкин, Б.В., Коротков, А. А., Сидорова, И. А. // Сборник материалов IV Международная научно-практическая конференция "Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире" 24-25 декабря 2013 г. Санкт-Петербург: Информационно-издательский учебно-научный центр «Стратегия будущего», 2013.-С. 111-115.

101. Сидорова, И. А. Вопросы проектирования высокоточных сигма-дельта АЦП в составе информационно-измерительных систем / Б. В. Чувыкин, И.А. Долгова, И. А. Сидорова // НПЖ «Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль». - 2013.-№3,-С. 39-45.

102. Сидорова, И.А. Особенности расчета коэффициента автокорреляции бинарных сигналов в задачах анализа флуктуационных шумов квантования / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // НПЖ «Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль». - 2014. - №4 (10). - С. 59-64.

103. Сидорова, И. А. Вопросы классификации интегрирующих измерительных преобразователей в составе информационно-измерительных систем / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, И. А. Сидорова // НПЖ Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2015. - №4 (14). - С. 16-22.

104. Сидорова, И. А. Использование теории детерминированного хаоса при моделировании интегрирующих измерительных преобразователей. Сборник статей III Ежегодной межвузовской научно-практической конференции «Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы». Пенза: Изд-во ПГУ, 2016.- С. 137-139.

105. Скриль Дарина Юрпвна. Интеллектуальная идентификация хаотических процессов и сигналов // Нацюнальний Прничий Ушверситет. URL: http://www.rusnauka.com/7_NMIW_2009/Informatica/41755.doc.htm

106. Теленков, М.В. Разработка методик численного анализа и моделирования сигма-дельта модуляторов АЦП: дисс. кандидата техн. наук: 05.12.04 / Теленков Михаил Валерьевич. Санкт-Петербург, 2004. - 201с.

107. Тер-Аракелян, Р.Г. Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи, использующие методы однобитной сигма-дельта модуляции: дисс. кандидата техн. наук: 05.11.01 / Тер-Аракелян Руслан Геворкович. - Пенза, 2012.- 160 с.

108. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т. 2 / Пер. с англ. - М.: Мир, 1983 (Horowitz P., Hill W., The Art of Electronics,Cambridge University Press, 1980).

109. Хохряков, Е.И. Исследование устойчивости каскадного однобитового сигма-дельта модулятора // Вопросы радиоэлектроники. 2013. - Т. 1. - № 2. -С. 144-154.

110. Цапенко, М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1974. -354 с.

111. Цыпкин, Я. 3. Теория линейных импульсных систем / Я. 3. Цыпкин. -М.: Физматгиз, 1963. - 968 с.

112. У. Кестер, Дж. Брайэнт. Аналого-цифровое преобразование. М: Техносфера, 2007 г. - 1019 с.

113. Чан Шинь Биен. Измерительные каналы на основе преобразователей напряжение-частота с использованием методов сигма-дельта модуляции: дисс. кандидата техн. наук: 05.11.16 / Чан Шинь Биен. - Санкт-петербург, 2006. - 161 с.

114. Чувыкин, Б.В. DA-аналого-цифровые преобразователи: основы теории и проектирование: Монография / В.Н. Ашанин, Б.В. Чувыкин, Э.К. Шахов // Пенза: Информационно-издательский центр ПенГУ, 2009. - 188 с.

115. Чувыкин, Б.В. Информационно-энергетический подход к проектированию микромощных измерительных преобразователей // А.Д. Грачев, Б.В. Чувыкин // Датчики и системы. - 2005. - №9. - С. 33-35.

116. Чувыкин, Б.В. Информационно-структурные принципы совершенствования средств измерений / Чувыкин Б.В. и др. // Монография-Пенза: Изд-во Пенз. гос.ун-та, 1999. - 132 с.

117. Шахов, Э.К. О классификации преобразователей информации / Труды международной научно-технической конференции "Современные информационные технологии": Пенза. Пензенский технологический институт. -2000. - С.34-41.

118. Швец, В., Нищирет, Ю. Архитектура сигма дельта АЦП и ЦАП. -Chip News, 1998. - № 2. - С. 2-11.

119. Шустер, Г. Детерминированный хаос. Введение. Издательство: Мир, 1988.-240 с.

120. РМГ 29-99 - ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

121. ГОСТ Р 8.596-2002 - Метрологическое обеспечение измерительных систем.

122. Analog Devices, Inc. URL: http://www.analog.com/ru/index.html

123. Adams R.W. The design of high-order single-bit S-D ADCs. Norsworthy et al. wl2x. Chap. 5, pp. 165-192.

124. Aydin Cecen, Ahmet Ugur. On testing for nonlinear dependence and chaos in financial time series data URL: http://www.cs.ucl.ac.uk/fileadmin/UCL-CS/research/Research_Notes/RN_l 101 .pdf.

125. Aldebert P., Benabes P., Kielbasa R. Analog-to-digital sigma-delta. URL: http://www.imeko.org/publications/iwadc-2007/IMEKO-IWADC-2007-F019 .pdf.

126. Benabes P., Beydoun A., Oksman J., "Extended frequency-band decomposition sigma-delta A/D converter," Analog Integrated Circuits and Signal Processing. Springer, Jan 2009.

127. Bingo Wing Kuen Ling, Herbert Ho Ching Iu, Hak Keung Lam. Control of chaos in nonlinear circuits and systems. URL: http://bookre.org/reader?file=601955.

128. Chernukha E. Utilization of Chaotic System Properties to Improve Measurement Quality. URL: http://nrl.northumbria.ac.Uk/4205/l/kharel.rupak_phd.pdf.

129. Chris Dunn and Mark Sandler. Linearising sigma-delta modulators using dither and chaos. URL: http://www.academia.edu/13667460/Linearising_sigma-deltamodulatorsusingditherandchaos.

130. Gaggl R. Delta-Sigma A/D-Converters, Springer Series in Advanced Microelectronics 39, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013. - 105 p.

131. Gary Ushaw / Sigma Delta Modulation of Chaotic Signal // The University of Edinburgh, 1998.

132. Genesio R., Tesi A. Chaos prediction in nonlinear feedback systems. URL: http : //chaos. sgu.ru/conf/Ab s 1 /node61 .html.

133. Gray, R.M. Quantization noise spectra / R.M. Gray // IEEE Transactions on Information Theory. - 1990. - Vol.36. - № 6. - pp. 1220-1244.

134. Gray R. M., "Oversampled sigma-delta modulation," IEEE Trans. Commun., vol.35, pp. 481-489, May 1987, and two follow-up papers in vol. 37, pp. 588-599, pp. 956-967.

135. Farrell R. and Feely O. Bounding the Integrator Outputs of Second-Order Sigma-Delta Modulators. URL: http://www.imeko.org/publications/wc-2000/IMEKO-WC-2000-EWADC-P637 .pdf.

136. Fradkov A.L., Pogromsky A.Yu. Introduction to control of oscillations and chaos. World Scientific, Singapore. 1998.

137. Herve Dedieu and Maciej J. Ogorzalek. Using nonlinear dynamics to improve the noise performance of chaos communication systems. URL: http://www.reed.edu/physics/faculty/illing/publications/IllingWCNA2008.pdf.

138. Hongmo Wang. Sigma-delta modulation from the perspective of nonlinear dynamics. Department of Electrical Engineering Columbia University, New York.

139. Jose' Manuel Gutie'rreza and Andre's Iglesiasb. Mathematica package for analysis and control of chaos in nonlinear systems. URL: http://bookre.org/reader?file=560288.

140. Knight C, J. Davidson, S. Behrens. Energy options for wireless sensor nodes // Sensors - 2008. - №8. 8037 - 8066.

141. Kolokolov, Y.V., Koschinsky, S.L., Adjallah, K.H. The mathematical problems of forecasting adequacy of emergency situations in the dynamics of the pulse energy conversion systems when using bifurcation approach // Proc. Of the Second International Conference on Mathematical Methods in Reliability (MMR'2000). Bordeaux. France. July 4-7. 2000 - pp. 603-606.

142. Koronovskii, A.A. The methodology of a transition process identification for the dynamic systems which is are in the chaotic fluctuations mode / A.A. Koronovskii, A.V. Starodubov, A.E. Hramov // The letters in GTF, 2003, volume 29, issue 8 - pp. 32-40.

143. Kester W. Data Conversion Handbook. - Newnes, 2004. - 976 p.

144. Kester W. Which ADC Architecture is Right for Your Application? // Analog Dialogue. - 2005. - Vol. 39. - № 2. - pp. 11-19.

145. Kester Walt. "ADC Architectures III: Sigma-Delta ADC Basics." Analog Devices. MT-022. URL: http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-022 .pdf.

146. Lee K. A noise-coupled time-interleaved AS ADC with 4.2MHz BW, -98dB THD, and 79dB SNDR / K. Lee, J. Chae, M. Aniya, K. Hamashita, K. Takasukal, S. Takeuchi, G.C. Temes // ISSCC Digest of Technical Papers. - 2008. - vol. 43. - pp. 494-495/631.

147. Mary McCarthy. Peak-to-Peak Resolution Versus Effective Resolution. AN-615 application note. URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-615 .pdf.

148. Maxim Integrated, Inc.URL: https://www.maximintegrated.com/en.html

149. Orla Feely. Nonlinear Dynamics of Chaotic Double-Loop Sigma-Delta Modulation. Department of Electronic and Electrical Engineering University College Dublin , available online 22 May 2002.

150. Orla Feely, Ina Taralova-Roux. Nonlinear dynamical analysis of a bandpass sigma-delta modulator in ideal, imperfect and chaotic regimes. URL: http://www.eecs.qmul.ac.uk/~josh/documents/LingHoReissYu-ICASSP2005-NonlinearBehaviorsofBandpassSigmaDeltaModulatorswithStableSystemMat.pdf

151. Orfanidis S. J. "Oversampled Sigma-Delta A/D Convertor". Introduction To Signal Processing. Prentice Hall, 1996. URL: http ://www.mathworks. com/help/dsp/examples/sigma-delta-a-d-

con version .html ?requestedDomain=www. math works. com.

152. Patrick A. Littlehales and Christopher P. Lewis. Application of chaos theory to digital transducer design. URL: http://www.meridian-int-res.com/Aeronautics/Chaos.pdf.

153. Pervez M., Henrik V., Jan Van der Spiegel, An overview of sigma-delta converters: how a 1-bit ADC achieves more than 16-bit resolution. -"IEEE Signal Processing Magazine", 1997, pp. 61-84.

154. Premalatha L., Vanaja Ranjan P. Control of chaos in nonlinear switching circuits by selection of optimal system parameters using genetic algorithm. URL: http://ir.inflibnet.ac.in:8080/jspui/bitstream/10603/27181/13/13_publications.pdf

155. Sangir P. Principles of Sigma-Delta modulation for analog-to-digital converters. 1990. Section 7. URL: http://www.co-bw.com/AudioPDFs/ChapterlDataConverterHistory.pdf.

156. Steven R. Norsworthy, Richard Schreier, Gabor C. Ternes. Delta-Sigma Data Converters: Theory, Design and Simulation. //IEEE Computer Society Press, 1996,476 p.

157. Schreier R. Understanding delta-sigma data converters./ R. Schreier, R.G.C.Ternes. - New Jersey, IEEE Press, 2005. - 446 p.

158. Schreier R. On the Use of Chaos to Reduce Idle-Channel Tones in Delta-Sigma Modulators. IEEE Transactions on Circuits&Systems, 1994, vol. 41, pp. 539-547

159. Soren Hein, Siemens AG. Tone Suppression in General Double-Loop DA Modulators Using Chaos. URL: http://www-video.eecs.berkeley.edu/papers/SHein/Reconstruction%20IEEE%20SP%2094.pdf

160. Taylor G. A mostly-digital variable-rate continuous-time delta-sigma modulator ADC / G. Taylor, I. Galton // IEEE J. Solid-State Circuits. - 2010. - № 45(12).-pp. 2634-2646.

161. Texas Instruments, Inc. URL: http://www.ti.com.

162. Viktorija E. Volkova. Criteria for identification of nonlinear models of dynamic systems. URL: http://donnasa.ru/publish_house/journals/mk/2010-3/03_volkova.pdf.

163. Wang A., Chandraksan A. Energy-efficient dsps for wireless sensor networks// IEEE Sigal Processing Magazine, pp. 68 - 78, July 2002

164. Widrow and I. Kollar. Quantization Noise: Roundoff Error in Digital Computation. Signal Processing, Control, and Communications. Cambridge University Press. 2008.

165. Yazdanpanah A. and Khaki-Sedigh A. Adaptive control of chaos in nonlinear discrete-time systems using time-delayed state feedback. URL: http://conf.physcon.ru/2005/prelim.html.

166. Yu-Ping Tian. Controlling chaos via continuous nonlinear state feedback. URL: http://www.springer.com/978-3-540-40405-7.