Синтез аналоговых активных фильтров на двумерных RC-элементах с распределенными параметрами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Красноперов, Константин Васильевич

• Красноперов, Константин Васильевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Красноперов, Константин Васильевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Аналитический обзор современного состояния вопросов проектирования активных ЫС-фильтров

1.1. Области применения и основные типы интегральных аналоговых фильтров

1.2. Характеристика элементной базы активных ЯС-фильтров

1.2.1. Конструктивно-технологические варианты ЯС-ЭРП

1.2.3. Активные компоненты АЯС-Ф

1.3. Состояние вопросов проектирования АЯС-фильтров, содержащих ЫС-ЭРП

1.3.1. Методы анализа активных КС-цепей, содержащих ЯС-ЭРП, в частотной области

1.3.2. Методы синтеза АЛС-Ф, содержащих ЯС-ЭРП, в частотной области

1.4. Состояние вопросов анализа и синтеза ЯС-ЭРП

1.4.1. Одномерные однородные ЯС-ЭРП

1.4.2. Одномерные неоднородные ЯС-ЭРП

1.4.3. Двумерные однородные ЯС-ЭРП

1.5. Определение целей и задач исследования

Выводы

Глава 2. Математические модели ЯС-ЭРП и активных элементов активных ЯС-фильтров

2.1. Выбор и обоснование параметров математических моделей ЯС-ЭРП для анализа и синтеза АЯС-фильтров на их основе

2.2. Разработка математических моделей двумерных 11С-ЭРП

2.2.1. Конструктивные и технологические ограничения математической модели двумерного ЯС-ЭРП

2.2.2. Выбор метода формирования математической модели двумерного ЯС-ЭРП

2.2.3. Формирование математической модели двумерного ЯС-ЭРП методом конечных распределенных элементов

2.2.4. Разработка математической модели одномерного однородного параметрического ЯС-ЭРП со структурой слоев Л-С-КЫ

2.2.5. Разработка математических моделей одномерных неоднородных

и параметрических 11С-ЭРП со структурой слоев Я-С-КЫ

2.3. Модели активных элементов АЫС-фильтров

2.4. Проверка корректности математических моделей ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-Кт

2.4.1. Выбор способа проверки корректности математических моделей ЯС-ЭРП

2.4.2. Разработка Брке-моделей одномерных неоднородных 11С-ЭРП

2.4.3. Проверка корректности математической модели одномерного

неоднородного ЯС-ЭРП с неоднородностью погонных параметров

Выводы

Глава 3. Алгоритмическое и программное обеспечение аналоговых АЯС-Ф на неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-ЫЯ

3.1. Методы анализа активных КС-цепей, содержащих ЯС-ЭРП, в частотной области

3.1.1. Предварительные замечания

3.1.2. Разработка метода аппроксимации передаточной характеристики АЯС-фильтра на ЯС-ЭРП дробно-рациональной функцией произвольного порядка

3.2. Разработка алгоритмов и программ анализа АЯС-Ф, содержащих ЯС-ЭРП

3.2.1. Обоснование схемы звена АЯС-Ф

3.2.2. Разработка алгоритма анализа звена АЯС-Ф на основе двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ

3.2.3. Разработка алгоритма формирования неопределенной матрицы проводимости двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев

вида Л-С-ЫИ

3.3. Разработка программы анализа АЯС-Ф на основе двумерного ЯС-ЭРП

3.4. Оценка точности определения полюсов передаточной

характеристики АЯС-Ф на основе двумерного ЯС-ЭРП

Выводы

Глава 4. Алгоритмическое и программное обеспечение синтеза аналоговых АЯС-Ф на неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-Ш

4.1. Критерии синтеза АЯС-Ф на основе ЯС-ЭРП

4.1.1. Синтез по требованиям к характеристике затухания

4.1.2. Синтез по требованиям к форме полюсного годографа передаточной функции звена АЯС-Ф

4.2. Обоснование и разработка алгоритма синтеза

4.2.1. Характеристика задачи

4.2.2. Кодирование информации о конструкции двумерного

ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ

4.2.3. Разработка структуры генетического алгоритма

4.3. Разработка программы синтеза активных ЯС-фильтров на

двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ

Выводы

Глава 5. Разработка методики проектирования звеньев АЯС-фильтров на основе двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ и исследование их потенциальных возможностей

5.1. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров на характеристики звена АЯС-фильтра на основе двумерных ЯС-ЭРП

5.1.1. Исследование влияния положения контактной площадки

слоя N11 на характеристики звена АЯС-фильтра

5.1.2. Исследование влияния неидеальности проводящего слоя двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-О на характеристики звена АЯС-фильтра

5.1.3. Исследование влияния числа конечных элементов на точность проектирования звена АЯС-фильтра

5.2. Разработка методики синтеза звена АЯС-фильтра на основе двумерных ЯС-ЭРП по форме полюсного годографа

5.3. Исследование реализационных возможностей АЛС-фильтров

на основе двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-КЯ

5.3.1. Оценка максимально возможного порядка звена АЯС-фильтра

5.3.2. Использование дополнительных конструктивных параметров ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ИЯ в звене АЯС-фильтра

для реализации характеристик затухания различных типов

5.4. Проверка корректности результатов синтеза звеньев АЯС-фильтров

на основе двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ИЯ

5.4.1. Проверка корректности с помощью схемотехнических моделей двумерных ЯС-ЭРП

5.4.2. Экспериментальная проверка корректности с помощью физической модели ЯС-ЭРП

Выводы

Заключение

Литература

Список часто встречающихся сокращений:

1. ЯС-ЭСП - Я- и С-элементы с сосредоточенными параметрами.

2. ЯС-ЭРП - резистивно-емкостной элемент с распределенными параметрами.

3. ОО - одномерный однородный.

4. ОН - одномерный неоднородный.

5. ДО - двумерный однородный.

6. ДН - двумерный неоднородный.

7. Я-С-0 (Я-С-КГЯ, Я-СО-ЫЯ) - обозначение последовательности слоев в ЯС-ЭРП (Я - резистивный слой, С - идеальный диэлектрический слой, 0 -идеальный проводящий слой, Св - диэлектрический слой с потерями, ИЯ

^ и и к* м »-» \

- неидеальныи проводящии слои или второй резистивныи слои).

8. КЭ - конечный элемент.

9. КРЭ - конечный распределенный элемент.

10.МКРЭ - метод конечных распределенных элементов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез аналоговых активных фильтров на двумерных RC-элементах с распределенными параметрами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

История развития безындуктивных цепей началась в конце сороковых годов XX в. Однако настоящий бум публикаций в области теории и практики частотно-избирательных схем на R- и С- элементах с сосредоточенными параметрами (RC-ЭСП) в сочетании с активными приборами можно отнести к периоду с конца 60-х до конца 80-х годов. В основном это было связано с решением задач электросвязи, сейсмографии, геологоразведки, биологии, гидролокации в диапазоне низких и инфранизких частот в присутствии интенсивных магнитных полей, а также с появлением микроэлектроники.

Невозможно перечислить всех отечественных и зарубежных ученых, которые своими работами создавали теорию активных RC-фильтров (ARC-Ф) и способствовали ее практическому использованию. Отметим лишь авторов монографий, посвященных проблемам анализа, синтеза и проектирования ARC-Ф: Знаменский А.Е., Коротков A.C., Ланнэ A.A., Маклюков М.И., Масленников В.В., Николаенко Н.С., Славский Г.Н., Теплюк И.Н., Балабанян Н, Гиллемин Э.А., Калахан Д.А., Мошитц Г., Хьюлсман Л.П., Митра С. и др.

Появление и развитие микроэлектроники послужило основой создания нового класса безындуктивных активных цепей - ARC-Ф на RC-элементах с распределенными параметрами (RC-ЭРП), которые выполняют те же функции, что и RC-ЭСП, но в отличие от них обладают большей компактностью, возможностью изменения характеристик фильтра за счет изменения конструктивно-технологических параметров RC-ЭРП, совместимы с технологией изготовления полупроводниковых ИМС. Благодаря этому число публикаций по анализу различных ARC-Ф на RC-ЭРП в указанный выше период превосходило число публикаций по обычным ARC-Ф.

В этом направлении теории ARC-Ф работали такие отечественные ученые, как Агаханян Т.М., Белавин В.А., Колесов Л.Н., Пономарев М.Ф., Клю-кин, Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А., Кутлин Н.Х., зарубежные специали-

сты Heizer К., Hellstrom М., Jonson S., Huelsman A., Kerwin, Burrow N., Troster G., Analouei A., Walton A., Moran P., Novak M. и др. Однако сложность анализа и синтеза RC-ЭРП, отсутствие инженерных методик проектирования ARC-Ф на RC-ЭРП, общая тенденция замены аналоговых фильтров на цифровые практически свела на нет исследования и разработки в этом направлении.

Но необходимость в ARC-Ф не отпала. В настоящее время ARC-Ф находят широкое применение в аналоговой обработке сигналов в тех случаях, когда цифровая обработка в силу присущих ей ограничений (шумы квантования, временная задержка преобразования, ограниченный диапазон частот, зависимость потребляемой мощности от быстродействия и др.) не может использоваться. Предварительная аналоговая фильтрация необходима и для ограничения спектра сигналов перед цифровой обработкой.

Однако в целом аналоговые ARC-Ф имеют ряд недостатков, таких как чувствительность параметров к воздействию дестабилизирующих факторов, сложность настройки, трудность интеграции с устройствами цифровой обработки информации в одном кристалле, которые в меньшей степени присущи ARC-Ф на RC-ЭРП. Исследования, проведенные в последнее время Гильмут-диновым А.Х. и Ушаковым П.А., показали, что применение в ARC-Ф неоднородных RC-ЭРП позволяет уменьшить число звеньев фильтра, упрощает задачу стабилизации параметров фильтра и его настройку, создает хорошую перспективу реализации на их основе аналоговых адаптивных фильтров.

Таким образом, потребность в разработке аналоговых ARC-Ф, выполненных по интегральной технологии, обладающих высокой компактностью, низким энергопотреблением и хорошими эксплуатационными характеристиками для телекоммуникационных систем является актуальной задачей.

Предметом исследования в настоящей работе являются аналоговые активные фильтры на двумерных неоднородных RC-ЭРП.

Объект исследования - математические модели RC-ЭРП, алгоритмы и программы инженерного проектирования ARC- Ф на RC-ЭРП.

Целью диссертационной работы является повышение электрических и эксплуатационных характеристик аналоговых частотно-избирательных фильтров за счет использования новой элементной базы - двумерных неоднородных резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами.

Задача, решаемая в диссертации, состоит в обосновании схемной конфигурации звена АЯС-Ф и создании инженерной методики и инструментов автоматизированного проектирования АЯС-Ф на двумерных ЯС-ЭРП. Решение ее требует рассмотрения частных взаимосвязанных задач:

1. Анализ современного состояния проектирования аналоговых АЯС-Ф и обоснование выбора схемы звена АЯС-Ф на ЯС-ЭРП, позволяющей реализовать поставленную цель.

2. Разработка математических моделей неоднородных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-1МЯ, учитывающих реальные электрофизические характеристики материалов и возможность их изменения под действием управляющих полей.

3. Разработка алгоритма и программы анализа двумерных неоднородных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ и АЯС-Ф, содержащих такие ЯС-ЭРП.

4. Обоснование критериев синтеза АЯС-Ф, разработка метода, алгоритма и программы синтеза ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ИЯ по заданным критериям.

5. Разработка методики проектирования звеньев АЯС-фильтров на основе двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-1ЧЯ и исследование их реализационных возможностей.

Предполагаемые методы исследования. Для достижения поставленных целей в работе применяются системный анализ конструкций и моделей ЯС-ЭРП, методы теории электрических цепей, методы теории вероятностей и математической статистики, методы оптимизации, численные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных, теория множеств. При проведении имитационного моделирования, анализе и синтезе

8

применены современные пакеты прикладных программ ЬТБрюе IV и МайаЬ. Для проверки достоверности работы программ анализа и синтеза используются натурные испытания макетных образцов.

В главе 1 дан краткий обзор развития схемотехники активных безындуктивных фильтров, таких как активные фильтры на Я- и С-элементах с сосредоточенными параметрами, фильтры на переключаемых конденсаторах, СТ-фильтры (МОББЕТ-С- и вщ-С-фильтры) и проведен анализ их основных характеристик. Показано, что в отличие от сложных по схемотехнике МОБЕЕТ-С- и От-С-фильтров высокого порядка, можно использовать более простые и компактные активные фильтры на основе интегральных операционных усилителей и двумерных неоднородных ЯС-ЭРП.

Показано, что двумерные неоднородные ЯС-ЭРП, способные работать в диапазоне частот от единиц герц до единиц гигагерц, можно изготовить, используя существующие технологии полупроводниковых, тонко- и толстопленочных интегральных микросхем. Для построения АЯС-Ф имеются различные активные элементы, таки как ОУ, ОТУ, ОТИУ, изготовленные по полупроводниковой технологии и имеющие характеристики, близкие к идеальным.

Показано, что реальный ЯС-ЭРП будет фактически иметь структуру слоев вида И-СМЧИ (резистивный слой - диэлектрик - неидеальный проводник). С учетом этого требуется дальнейшее развитие методов анализа ЯС-ЭРП с учетом более сложной структуры его слоев.

Показано, что существующие методы анализа АЯС-Ф учитывают только доминирующую пару полюсов передаточной функции, тем самым существенно снижая возможности реализации с помощью применения ЯС-ЭРП передаточных функций более высокого порядка.

В заключение главы формулируются основные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели работы.

В главе 2 обоснован конструктивно-технологический вариант ЯС-ЭРП,

который целесообразно использовать в качестве частотно-задающей цепи в

9

звене активного АЯС-Ф, разработана и исследована математическая модель выбранного варианта ЯС-ЭРП для анализа и синтеза активного АЯС-Ф.

Показано, что для повышения достоверности результатов анализа и синтеза АЯС-Ф, входящий в его состав ЯС-ЭРП необходимо представлять в виде двумерной конструкции, в которой необходимо учитывать неидеальности проводящего слоя, потери в диэлектрике и конструктивные «концевые» элементы с сосредоточенными параметрами.

С учетом выбранного метода анализа ЯС-ЭРП (метод конечных распределенных элементов, разработанный Гильмутдиновым А.Х. и Ушаковым П.А.) предложена схема замещения двумерного конечного элемента, на которые разбивается двумерный ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ, и получен общий вид его матрицы проводимости.

Получены аналитические выражения для коэффициентов матриц проводимости одномерных конечных распределенных элементов (финитные функции), представляющих собой отрезки одномерных однородных ЯС-ЭРП, с параметрами, зависящими от координаты по длине ЯС-ЭРП.

Разработана математическая модель одномерного неоднородного параметрического ЯС-ЭРП и на этой основе получены выражения финитных функций для анализа одномерных неоднородных по ширине ЯС-ЭРП, одномерных ЯС-ЭРП с изменяющимся по длине погонным сопротивлением рези-стивного слоя Я, одномерных ЯС-ЭРП с изменяющейся по длине погонной емкостью между резистивными слоями и одномерных ЯС-ЭРП с наличием одновременно неоднородностей геометрии и погонных параметров.

Для проверки корректности полученных выражений разработана схема замещения одномерного неоднородного конечного распределенного элемента со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ в виде многозвенной ЯС-цепи на элементах с сосредоточенными параметрами (8рюе-модель) и проведена оценка минимально необходимого количества звеньев модели для представления характеристик ЯС-ЭРП с точностью не хуже 1% в рабочем диапазоне частот.

Корректность полученных выражений финитных функций подтверждена

10

сходимостью частотных характеристик ^-параметров ОН ЯС-ЭРП с различными типами неоднородностей, измеренных в программе схемотехнического моделирования для соответствующих Брюс-моделей при увеличении числа звеньев модели, к частотным характеристикам ^-параметров ЯС-ЭРП, вычисленных на основе полученных выражений финитных функций.

В главе 3 разработано алгоритмическое и программное обеспечение анализа звеньев аналоговых АЯС-Ф на двумерном структурно-неодородном ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ.

Проведенный анализ показал, что существующие методы определения полюсов и нулей передаточной функции АЯС-Ф на ЯС-ЭРП отличаются сравнительной сложностью и проверены лишь при нахождении годографов доминирующей пары полюсов. Для решения этой проблемы разработан способ аппроксимации передаточной функции звена АЯС-Ф на ЯС-ЭРП дробно-рациональной функцией на основе обработки массивов данных АЧХ и ФЧХ передаточной характеристики фильтра.

Обоснован выбор базовой схемы звена АЯС-Ф на двумерном ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-ЫЯ и получено аналитическое выражение передаточной функции звена через параметры активного элемента и ^-параметры ЯС-ЭРП, которые определяются численным методом.

Разработан алгоритм вычисления элементов матрицы проводимости двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ИЯ. Разработана программа анализа звена АЯС-Ф на двумерном ЯС-ЭРП, которая позволяет в удобной графической форме задать параметры схемы и конструкции двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-1ЧЯ, получить результаты синтеза в виде частотных характеристик коэффициента передачи, найти аппроксимирующую дробно-рациональную функцию и вывести карту нулей и полюсов передаточной функции звена.

Проведена оценка точности определения полюсов передаточной функции звена на основе предложенного метода получения аппроксимирующей дробно-рациональной функции.

Подтверждена достоверность работы программы анализа путем сравнения характеристик звена АЯС-Ф на одномерном ЯС-ЭРП, полученных другими авторами, с характеристиками аналогичного звена на двумерном ЯС-ЭРП при соответствующих граничных условиях, полученными с помощью разработанной программы.

В главе 4 рассмотрены принципиальные вопросы создания математической и алгоритмической основы синтеза АЯС-Ф на двумерных неоднородных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ.

Предложен новый подход к синтезу звена АЯС-Ф по требованиям к характеристике затухания, который не использует этап аппроксимации характеристики затухания дробно-рациональной функцией, а реализует эти требования за счет синтеза такой конструкции неоднородного двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ, которая обеспечивает эти требования.

Обоснован выбор генетического алгоритма поисковой оптимизации для синтеза конструкций неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ, входящих в состав звена АЯС-Ф и определены пути усовершенствования алгоритма с учетом более сложной структуры ЯС-ЭРП.

Предложен новый принцип преобразования информации о конструкции неоднородного двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ в переменные, которыми манипулируют в генетическом алгоритме. Предложенный принцип позволяет уменьшить объем требуемой памяти ПЭВМ и упростить алгоритмы генетических операций.

С учетом предложенного метода кодирования разработаны алгоритмы выполнения генетических операций скрещивания и мутации.

Разработана общая структура алгоритма синтеза конструкции неоднородного двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ и программа синтеза звена АЯС-Ф на двумерном ЯС-ЭРП.

В главе 5 используя совместно разработанные программы анализа и синтеза, проведено исследование влияния различных конструктивных факто-

ров двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ на характеристики АЯС-Ф.

Предложен и реализован итерационный метод определения необходимого числа конечных элементов для обеспечения заданной точности анализа и синтеза характеристик фильтра. Показано, что такой подход позволяет сократить время синтеза не менее чем на порядок.

На конкретном примере рассмотрена методика синтеза АЯС-Ф, обеспечивающая нулевую чувствительность добротности доминирующего полюса к изменению коэффициента усиления, основанная на синтезе пассивного четырехполюсника цепи обратной связи фильтра, содержащего двумерный ЯС-ЭРП, по заданной форме фазочастотной характеристики его коэффициента передачи.

Предложена и реализована методика оценки максимально достижимого порядка звена АЯС-Ф на ЯС-ЭРП, основанная на оценке вероятности получения положительного результата синтеза при ужесточении требований к его характеристике затухания, которая позволяет, как минимум, вдвое уменьшить количество активных элементов и в 5-10 раз сократить количество пассивных компонентов по сравнению с аналогичными фильтрами на ЯС-ЭСП.

Предложены новые схемы звеньев АЯС-Ф на двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-КЯ с разделенным на части слоем ИЯ, реализующие характеристики фильтров верхних частот, полоснозаграждающих фильтров и фильтров нижних частот с нулем передачи, которые не могли быть получены без применения разработанной программы анализа и синтеза. Получены выражения для передаточных функций новых схем звеньев.

Доказана корректность результатов анализа звеньев АЯС-Ф хорошим совпадением характеристик фильтра, вычисленных с помощью программы анализа и измеренных в программе схемотехнического моделирования для аналогичной схемы, использующей 8рюе-модель двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ.

Выполнена экспериментальная проверка результатов работы программы анализа звена АЯС-Ф на макете, содержащем толстопленочный неоднородный ЯС-ЭРП.

На защиту выносятся:

1. Аналитические выражения финитных функций для анализа и синтеза неоднородных одномерных и двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ методом конечных распределенных элементов;

2. Способ кодирования информации о конструкции неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-МЯ;

3. Методика синтеза звеньев АЯС-Ф без этапа аппроксимации требований к характеристике затухания дробно-рациональными функциями;

4. Алгоритмы и программы анализа и синтеза неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-1ЧЯ, а также АЯС-Ф на этой элементной базе.

5. Новые конструктивные варианты неоднородных двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ и звенья АЯС-Ф с их использованием.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Красноперов, Константин Васильевич

Основные выводы по работе можно сформулировать в виде следующих положений:

1. На основе проведенного анализа показано, что основные недостатки аналоговых АЯС-фильтров на Я- и С-элементах с сосредоточенными параметрами можно успешно преодолеть, используя активные фильтры на неоднородных ЯС-элементах с распределенными параметрами.

2. Получены аналитические выражения финитных функций, позволяющие свести задачу анализа многослойной резистивно-емкостной среды методом конечных элементов к задаче анализа схемотехнической модели неоднородного одномерного или двумерного ЯС-элемента с распределенными параметрами, что уменьшает вычислительную трудоемкость не менее чем на два порядка.

3. Разработаны алгоритм и программа анализа характеристик двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-№Я, реализующие метод конечных распределенных элементов. Разработаны инструментальные средства для оценки порядка активного фильтра на ЯС-ЭРП и построения полюсных годографов, позволяющие оценить устойчивость фильтра, задать стратегию обеспечения стабильности его параметров при воздействии внешних факторов и оценить регулировочные характеристики фильтра.

4. Разработана программа синтеза конструкции двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ГЧЯ, входящего в состав звена АЯС-фильтра, на основе генетического алгоритма по заданным требованиям к характеристике затухания фильтра или по заданным требованиям к форме полюсного годографа передаточной характеристики фильтра. Предложены функции отображения конструкции ЯС-ЭРП в битовые последовательности и обратно, а также разработаны алгоритмы выполнения генетических операторов с битовыми последовательностями, позволяющие решать задачу структурного синтеза конструкций ЯС-ЭРП на основе многослойных резистивно-емкостных сред.

5. Разработана методика проектирования звеньев АЯС-фильтров на двумерных ЯС-ЭРП и примеры проектирования по заданным требованиям к характеристике затухания фильтра и по заданным требованиям к форме полюсного годографа передаточной характеристики фильтра. Показано, что разработанный элементный базис в виде двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев Я-С-ЫЯ, позволяет с помощью разработанных программ синтеза создавать звенья аналоговых АЯС-фильтров, имеющие в 2-4 раза более высокий порядок, в 8-10 раз меньшее число элементов и 2-4 раза меньшее энергопотребление по сравнению с традиционными биквадратными звеньями на Я- и С-элементах с сосредоточенными параметрами.

Научная новизна теоретических положений и результатов экспериментальных исследований, полученных автором, заключается в следующем:

- получены аналитические выражения финитных функций, используемых при анализе и синтезе неоднородных одномерных и двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ методом конечных распределенных элементов;

- предложен способ кодирования информации о конструкции ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ при реализации генетических алгоритмов синтеза, позволяющий уменьшить требования к вычислительным ресурсам ПЭВМ;

- предложен подход к синтезу АЯС-Ф, в котором отсутствует этап аппроксимации требований к характеристике затухания фильтра;

- получена оценка реализационных возможностей звена АЯС-Ф на двумерном неоднородном ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ;

- предложены схемы звеньев фильтра верхних частот, нижних частот с нулем передачи и полосно-заграждающего фильтра на основе двумерного неоднородного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-КЯ.

Методы исследования. Для достижения поставленных целей в работе применяются системный анализ конструкций и моделей ЯС-ЭРП, методы теории электрических цепей, методы теории вероятностей и математической статистики, методы оптимизации, численные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных, теория множеств. При проведении имитационного моделирования, анализе и синтезе применены современные пакеты прикладных программ 8\¥йсЬСАБ и МайаЬ.

Достоверность результатов работы подтверждается использованием известных положений фундаментальных наук, корректностью разработанных математических моделей, сходимостью разработанных численных методов, хорошей согласованностью полученных теоретических результатов с результатами имитационного моделирования, а также с результатами исследований других авторов.

Практическая и научная полезность полученных результатов.

Разработанные аналитические выражения финитных функций для анализа и синтеза одномерных и двумерных ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-СЖЯ, предложенный способ кодирования информации о конструкции таких ЯС-ЭРП, а также созданные на этой основе программы анализа и синтеза, являются новыми инструментами автоматизированного проектирования аналоговых АЯС-фильтров, имеющих минимальное количество пассивных и активных компонентов, обладающих низким энергопотреблением и хорошими эксплуатационными характеристиками.

Учет неидеальности электрофизических характеристик проводящих и диэлектрических слоев, заложенный в разработанных математических моделях двумерных ЯС-ЭРП, позволяет повысить выход годных звеньев АЯС-Ф в процессе их изготовления.

Предложенный подход к синтезу АЯС-фильтров на новой элементной базе, описываемой трансцендентными функциями комплексной частоты, позволяет в 2-4 раза повысить порядок одного звена по сравнению с типовыми звеньями АЯС-Ф на ЯС-элементах с сосредоточенными параметрами.

Новые схемы звеньев АЯС-Ф, построенные на конструктивных разновидностях двумерного ЯС-ЭРП со структурой слоев вида Я-С-ЫЯ, позволяют на одном звене создавать полосно-заграждающие АЧХ с шириной полосы заграждения не достижимой для типовых звеньев АЯС-Ф на ЯС-ЭСП.

Конкретный результат, достигаемый в результате использования методик и рекомендаций, содержащихся в материалах диссертации, состоит в возможности:

- существенного уменьшения количества необходимых звеньев для построения аналоговых АЯС-фильтров высокого порядка и, как следствие, уменьшение энергопотребления и габаритных размеров фильтров;

- улучшения электрических и эксплуатационных показателей разрабатываемых устройств частотной селекции в системах телекоммуникаций,

- существенного повышения быстродействия систем передачи данных.

Реализация и внедрение результатов работы.

Результаты диссертации в виде методик, рекомендаций, а также количественных оценок нашли практическое использование в работах ФГУП «Ижевский механический завод», ОАО «Ижевский радиозавод», а также в учебном процессе ИжГТУ. Пути дальнейшей реализации связаны с совершенствованием математических моделей двумерных ЯС-ЭРП, учитывающих конструктивно-технологические ограничения конкретного вида технологии изготовления ЯС-ЭРП, разработкой адаптивных аналоговых АЯС-фильтров. Разработанные подходы и приемы позволят улучшить тактико-технические характеристики устройств частотной селекции систем передачи данных, работающих в режиме реального времени.

Апробация результатов диссертации.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международном Симпозиуме «Надежность и качество-2006», г. Пенза, 25-31 мая 2006 г., III научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» г. Ижевск, 14-15 апреля 2006 г., IV научно-технической конференции с международным участием «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» г. Ижевск, 17-19 мая 2007 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совокупность результатов диссертационной работы можно квалифицировать как решение актуальной задачи повышения электрических и эксплуатационных характеристик аналоговых частотно-избирательных устройств в телекоммуникационных системах и системах передачи данных, работающих в режиме реального времени, за счет применения аналоговых активных фильтров на неоднородных двумерных ЯС-элементах с распределенными параметрами со структурой слоев вида Я-С-МЯ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Красноперов, Константин Васильевич, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 510 с.

2. Славский Г. Н. Активные RC- и RLC-фильтры и избирательные усилители. - М.: Связь, 1966. 216 с.

З.Знаменский А. Е. Теплюк И. Н. Активные RC-фильтры. - М.: Связь, 1970. 279 с.

4. Синтез активных RC-цепей. Современное состояние и проблемы / Под ред. А. А. Ланнэ. - М.: Связь, 1975. 296 с.

5.Кривошейкин А. В. Точность параметров и настройка аналоговых радиоэлектронных цепей. - М.: Радио и связь, 1983. 136 с.

6. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем / Под ред. А. А. Ланнэ. - М.: Радио и связь, 1984. 368 с.

7.Капустян В. И. Активные RC-фильтры высокого порядка. - М.: Радио и связь, 1985. 248 с.

8. Активные избирательные устройства радиоаппаратуры / Под ред. В. В. Масленникова. - М.: Радио и связь, 1987. 216 с.

9.Горохов В. А., Полковский И. М., Стыцько В, П. Комплексная миниатюризация в электросвязи. - М.: Радио и связь, 1987. 280 с.

10. Хейнлейн В.Е., Холмс В.Х Активные фильтры для интегральных схем. Основы и методы проектирования: Пер. с англ. / Под ред. H.H. Слепова и H.H. Теплюка. - М.: Связь, 1980. - 656 с.

11. Колесов Л.Н., Пономарев М.Ф. К теории микроэлектронных избирательных RC-усилителей / Микроэлектроника: Сб. статей под ред. Ф.В. Лукина. -М.: Сов. Радио, 1967. С. 348 - 362.

12. Агаханян Т.М., Васильев A.C., Галицкий В.В., Дончук С.Д и др. Гибридные схемы с применением тонкопленочных распределенных RC-структур. В сб. «Микроэлектроника. Вып. 1. - М.: Атомиздат, 1971. С. 31 -62.

13. Руднев В.В., Нифонтов Н.Г. Режекторный узкополосный управляемый светом и напряжением смещения RC-микрофильтр с распределенными параметрами / Радиотехника и электроника, Т. 17, № 7, 1972. С. 1502 -1504.

14. Сыноров В.Ф., Клюкин В.И., Чевычелов Ю.А., Невежин Е.В. Высокодобротные активные RC (RC) - фильтры с низкой чувствительностью / Избирательные системы с обратной связью, вып. II, Таганрог: ТРТИ, 1974. С. 87 - 89.

15. Ефимов И.Е., Кочарян А.Г. Микроэлектронные активные фильтры на распределенных RC-структурах / Электросвязь, № 5, 1975. С. 64 - 69.

16. Агаханян Т.М., Васильев A.C. и др. Исследование активных фильтров. - В кн.: Ядерная электроника. - М.: Атомиздат, 1978. С.71 - 91.

17. Дмитриев В.Д., Ушаков П. А. Некоторые схемы частотно-избирательных устройств на основе RC-цепей с распределенными параметрами. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сб. - Казань: КАИ, вып. 5, 1970. С. 29-31.

18. Дмитриев В.Д., Ушаков П. А. К анализу нулевых цепей, включающих RC-цепи с распределенными параметрами. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сб. - Казань: КАИ, вып. 6, 1971. С. 27 - 29.

19. Одинцов М.Н., Ушаков П. А. О проектировании RC-фильтров с минимальной чувствительностью к воздействию дестабилизирующих факторов. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сб. - Казань: КАИ, вып. 6, 1971. С. 18-21.

20. Ушаков П.А., Гильмутдинов А.Х. О проектировании активных RC-фильтров с минимальной чувствительностью к воздействию дестабилизирующих факторов. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сб. - Казань: КАИ, вып. 6, 1971. С. 54-61.

21. A.C. 362589 СССР, Активный режекторный фильтр / Ушаков П.А., Гайнуллин И. И. (СССР). - Зарегистрировано в Гос. реестре изобретений СССР 25.09. 1972 г.

22. Гайнуллин И.И., Ушаков П. А. Активный фильтр нижних частот / Информ. лист № 375-72, Казань: Тат. ЦНТИП, 1972. - 3 с.

23. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П. А. Особенности проектирования RC-фильтров на высоких частотах. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сб. -Казань: КАИ, 1972. - вып.7. - С. 33 - 35.

24. Ушаков П.А. Анализ и расчет активных RC-фильтров с учетом диапазона рабочих частот и конструктивно-технологических особенностей процессов изготовления интегральных гибридных микросхем: Автореферат диссертации на соискание уч. степени канд. техн. наук. - Казань: КАИ. -1974.- 19 с.

25. Кутлин Н.Х., Ушаков П. А. Режекторный фильтр на основе RC-

ЪУ W KS /

структуры с распределенными параметрами с одноэлементной настройкой / Труды Казанск. авиацион. ин-та, вып. 164, 1974. - С. 21 - 23.

26. Ушаков П.А., Гильмутдинов А.Х. Проектирование RC-фильтров с минимальной чувствительностью нулей передачи к температуре / Труды Казанск. авиацион. ин-та, вып. 164, 1974. С. 86- 89.

27. Ушаков П. А. К вопросу анализа температурной стабильности активных RC-фильтров. - В кн.: Микроэлектроника: Межвуз. сборник. - Казань: КАИ, вып. 10, 1977. - С. 25 - 27.

28. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П. А. О достижимых характеристиках ГИМС активных RC-фильтров. - В кн.: Устройства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации РЭА: Межвуз. сборник. - Казань: КАИ, 1978. С. 25-27

29. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П. А. Некоторые вопросы проектирования активных RC-фильтров в интегральном исполнении - В кн.: Устрой-

ства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации РЭА: Межвуз. сборник. - Казань: КАИ, 1978. С. 19 - 22.

30. Гайнуллин И.И., Гильмутдинов А.Х., Кутлин Н.Х., Ушаков П. А. Перестраиваемый активный фильтр на ЯС-структурах с распределенными параметрами. - В кн.: Устройства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации РЭА: Межвуз. сборник. - Казань: КАИ, 1979. С. 64 - 66.

31. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А., Кутлин Н.Х. О порядке функции передачи цепи обратной связи в активных фильтрах с нулевой чувствительностью действительной части полюса к коэффициенту усиления. / Тез. докл. IX Всесоюзн. научно-техн. конф. по микроэлектронике, Казань: КАИ,

1980. С. 86.

32. Ушаков П.А., Гильмутдинов А.Х. О достижимых характеристиках ГИМС активных ЯС-фильтров. - В кн.: Устройства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации РЭА: Межвуз. сборник. - Казань: КАИ,

1981. -С.11-14.

33. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А., Игошин А.Н., Гиззатов Р.Т. К синтезу регулируемых АЯС-фильтров // Устройства, элементы и методы комплексной микроминиатюризации: Межвуз. сборник.- Казань: Казан, авиац. ин-т, 1983. - С. 58 - 61.

34. Гильмутдинов А. X., Ушаков П. А. Определение критериев синтеза АЯС-фильтров с нулевой чувствительностью добротности полюса / Изв. высш. учебн. заведений. Радиоэлектроника, № 3, 1984. С.93 - 96.

35. Гильмутдинов А. X., Ушаков П. А. Методика синтеза регулируемых АЯС-фильтров, содержащих ЯС-структуры с распределенными параметрами / Изв. высш. учебн. заведений. Радиоэлектроника, № 3, 1985. С. 74 -77.

36. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П. А. Проектирование АЯС-фильтров с заданной чувствительностью к воздействию температуры // Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических систем: Тез. докл. Всесоюз. научн. конф., М.: Радио и связь, 1985. - С. 30.

37. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А., Строителев М.Ю. Сравнение и выбор методов анализа и синтеза АЯС-цепей, содержащих ЯС-структуры / Новые конструкторские и технологические решения при комплексной микроминиатюризации РЭА и их использование в производстве: Тез. докл. Респ. научн. техн. конф. (Казань, 8-9 декабря 1985), Казань: КАИ, 1985. С. 24 - 25.

38. Гильмутдинов А. X., Ушаков П. А. Методы построения корневых годографов АЯС-фильтров, содержащих ЯС-структуры с распределенными параметрами / Изв. высш. учебн. заведений. Радиоэлектроника, № 3, 1988. С. 27 - 32.

39. Нигматуллин Р.Ш., Гильмутдинов А.Х., Гоппе А.А., Ушаков П.А. ЯС-элемент с поверхностно-распределенными параметрами и некоторые возможности его применения // Интегральные избирательные устройства. Матер. Всесоюзн. научн.-техн. семинара. - М., 1988. 105 с. Деп. в ЦНТИ "Информсвязь" 3.04.89. № 1503-СВ.

40. Гильмутдинов А.Х. Гоппе А.А. Ушаков П.А. Применение RC-элементов с распределенными параметрами для улучшения характеристик частотно-избирательных устройств // Материалы Всесоюзного научно-техн. семинара "Интегральная схемотехника и избирательные устройства", Москва, 5-7 июля, 1989 / Ред. ж. "Радиотехника". - М., 1989.

41. Гильмутдинов А.Х., Гоппе А.А., Ушаков П. А. Анализ ARC-схем, содержащих RC-элементы с распределенными параметрами // Вопросы проектирования РЭА: Сб. статей / Под ред. Л.И. Волгина. - Таллинн: Валгус, 1989.-С. 199-208.

42. Гильмутдинов А.Х., Гоппе А.А., Нигматуллин Р.Ш., Ушаков П.А. RC-элемент с поверхностно-распределенными параметрами и анализ пассивных частотно-избирательных цепей на его основе - В кн.: Избирательные системы с обратной связью. Междуведомственный тематический научн. сб. Вып.VII. - Таганрог: ТРТИ, 1991. - С. 82 - 89.

43. Ушаков П. А., Шамсиахметов О.Я. Опыт проектирования и изготовления узкополосного активного полосового фильтра 14-го порядка / Ученые Ижевского механического института - производству: Тез. докладов научн.-техн. конф., Ижевск: ИМИ, 1992. С. 182.

44. Ушаков П. А. Разработка конструкций RC-элементов с распределенными параметрами для микроэлектронных устройств частотной селекции / Ученые Ижевского механического института - производству: Тез. докладов научн.-техн. конф., Ижевск: ИМИ, 1994. - С. 65.

45. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А. Введение в теорию и расчет ARC-цепей с распределенными параметрами: Учебное пособие; Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1997. 70 с.

46. Ushakov P., Pechenkin A., Kubanek D. Active RC-filter based on two-dimensional homogeneous distributed RC-element. // Proceedings of the Conference TSP'2005 (Brno, September, 1-2, 2005). - VUT BRNO: SEI-UTKO, TSP 2005. P. 53 - 56.

47. Красноперов K.B., Маскарин M.B., Филиппов A.B., Ушаков П.А. Исследование активного RC-фильтра на основе идеального транскондуктив-ного усилителя и RC-элемента с распределенными параметрами // Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства: Труды III научно-технической конференции (Ижевск, 14-15 апреля 2006 г.). -Ижевск: Изд-во ИжГТУ. - 2007. С. 18 - 23.

48. Ушаков П.А. Синтез активного RC-фильтра на основе транскон-дуктивного усилителя и структурно-неоднородного RC-элемента с распределенными параметрами / Информационные технологии в науке, образовании и производстве: Материалы Всероссийской научной конференции. 30-31 мая 2007 г. Казань: Изд-во КГТУ. - 2007. - С. 278 - 281.

49. Ушаков П.А. Регулируемый активный RC-фильтр с распределенными параметрами // Датчики и системы. - № 4. - 2007. - 34 - 36.

50. Гауси М., Лакер К. Активные фильтры с переключаемыми конденсаторами / Пер. с англ. под ред. В. И. Капустяна. М.: Радио и связь, 1986.

170

168 с.

51. Аллен Ф., Санчес-Синенсио Э. Электронные схемы с переключаемыми конденсаторами / Пер. с англ. под ред. В. И. Капустяна. М.: Радио и связь, 1989. 576 с.

52. Мулявка Я. Схемы на операционных усилителях с переключаемыми конденсаторами / Пер. с польск. М. П. Шарапова. М.: Мир, 1992. 416 с.

53. Tsividis Y., Banu М., Khoury J. Continuous-time MOSFET-C filters in VLSI / IEEE Trans. Circuits and Systems, V. CAS-33, № 2, 1986. P. 125 - 140.

54. Schaumann R. Design of continuous-time fully integrated filters: a review / IEE Proc Pt G. V. 136, № 4, 1989. P. 184 - 190.

55. Tsividis Y. Integrated continuous-time filter design-an overview / IEEE J. Solid-State Circuits, V. 29, № 3, 1994. P. 166 - 176.

56. Khoury J. M. Design of a 15-MHz CMOS continuous-time filter with on-chip tuning / IEEE J. Solid-State Circuits, V. SC-26, № 12, 1991. P. 1988 -1997.

57. Kim В., Greco J. D., Yang H. C, Wu W.-C. S., Chowdhury R. F. An integrated CMOS mixed-mode signal processor for disk drive read channel applications / IEEE Trans. Circuits and Systems. Pt II. V. 41, № 1, 1994. P. 1 - 11.

58. Choi D., Pierson R. et al. An analog front-end signal processor for a 64 Mbits/s PRML hard-disk drive channel / IEEE J. Solid-State Circuits. V. 29, № 12, 1994. P. 1596- 1604.

59. Gopinathan V., Tsividis Y., Tan K. S., Hester R. K. Design considerations for high-frequency continuous-time filters and implementation of an antialiasing filter for digital video / IEEE J. Solid-State Circuits, V. 25, № 6, 1990. P. 1368 - 1378.

60. Parker J. F., Current К W., Lewis S. H. A CMOS continuous-time NTSC-to-color-difference decoder / IEEE J. Solid-State Circuits. V. 30, № 12, 1995. P. 1524- 1532.

61. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988. - 560 с.

62. Pu L.J., Tsividis Y.P. Transistor-only Frequence Selective Circuits // IEEE Journal, Solide-State Circuites, vol. 25, No. 3, 1990. - P. 821 - 832.

63. Li W., El-Masry E. I. Distributed MOSFET high-pass filters / IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 39, № 3, 1992. P. 169 - 179.

64. Li W. A transistor-only high-pass filter with adjustable Q factor, IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 40, № 2, 1993. P. 136 - 140.

65. Li W. A transistor-only low-pass filter with adjustable bias and small phase shift at high frequencies / IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 28, № 5, 1993. P. 610-612.

66. Guzhiski A., Kielbasuiski A. Novel Notch Filter in Transistor-Only Filters Domain / Proceedings of the Third IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems, October 13-16, 1996, Rodos, Greece, V. 1, P. 97 -100.

67. Tsividis Y., Suyama K.S. Strange ways to use the MOSFET // Circuits

171

and Systems, 1997. ISCAS '97., Proceedings of 1997 IEEE International Symposium on V. 1,9-12 June 1997. P. 449-452. V. 1.

68. Tangtisanon P., Sudo S., Teramoto M., Suzuki Т., Janchitrapongvej K. Active LPF using uniformly distributed RC line / APSBC 2000 Proceedings, KMITL. Thailand, Dec. 2000. P. 62 - 64.

69. Panyanouvong N., Luangphakorn S., Pirajnanchai V., Tangtisanon P., Janchitrapongvej K. On The Design of an Active Low Pass Filter Using Uniformly Distributed RC Line / ICCNSP 2003 Proceedings, Nanjing China. Dec. 14-17. 2003.

70. Гильмутдинов A.X. Резистивно-емкостные элементы с распределенными параметрами: анализ, синтез и применение. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. - 350 с.

71. Ghausi M.S., Kelly J.J.: Introduction to distributed-parameter networks. New York: Holt-Rinehart and Winston 1968.

72. Колесов Л.Н. Введение в инженерную микроэлектронику. - М.: Сов. Радио. - 1974.-280 с.

73. Khoury J., Tsividis Y. P., Banu M. Use of MOS transistor as a tunable distributed RC filter-element / Electronics Letters, V. 20, № 11, 1984. P. 187 -188.

74. Kielbasi'nski A., Transistor-only band-pass filters with high Q factor / Proceedings of the Fourth IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems, December 15-18, 1997, Cairo, Egypt, V. 2.

75. Kielbasi'nski, A. Guzi'nski, Transistor-only notch and band-pass filters, Proceedings of the XXII National Conference on Circuit Theory and Electronic Networks, Warszawa-Stare Jabllonki, October 20-23, 1999, V. 2, 1999. P. 393 -398.

76. Гильмутдинов A.X., Ушаков П.А. Распределенные резистивно-емкостные элементы: конструкции, применение, перспективы // Датчики и системы.- 2003г. - №7. - С. 63-70.

77. Ушаков, П.А. Неоднородные резистивно-емкостные элементы с распределенными параметрами. Классы и анализ / А.Х. Гильмутдинов, П.А. Ушаков // Моделирование процессов / Под ред. В.А. Райхлина. Труды Казанского научного семинара «Методы моделирования». Вып. 3. Казань: Изд-во КГТУ. 2007. С. 233-252.

78. Гильмутдинов А.Х., Мокляков В.А., Ушаков П.А. Распределенные резистивно-емкостные элементы с фрактальной размерностью: конструкции, анализ, синтез и применение // Нелинейный мир. 2007. Т. 5. № 1011. С. 633-638.

79. Гильмутдинов А.Х., Потапов А.А., Ушаков П.А. Применение ре-зистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами и фрактальной размерностью: прошлое, настоящее и будущее / Ушаков // Нелинейный мир. Т.6. № з. 2008. С. 183 - 213.

80. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П. А. Технологические методы реализации пленочных RC-ЭРП // Электронное приборостроение. Научно-практ.

сб., Приложение к журналу «Вестник КГТУ (КАИ)», вып. 9. Казань: Изд-во КГТУ, 2002. - С. 60 - 70.

81. Состояние и перспективы развития технологии производства интегральных микросхем за рубежом: Аналитический обзор. - М.: НИИЭИР, 1992. 123 с.

82. Бондаренко O.E., Федотов JIM. Конструктивно-технологические основы проектирования микросборок. - М.: Радио и связь, 1988. 136 с.

83. Парфенов О.Д. Технология микросхем: Учебное пособие. - М.: Высшая школа. 1986. 320 с.

84. Малышева И.А. Технология производства интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1991. 344 с.

85. Материалы для толстопленочной технологии: Каталог НПП ДЕЛЬТА-ПАСТЫ. - доступно на сайте www.depa.ru

86. ESL ElectroScience. Thick-Film Materials & Ceramic Tapes. - доступно на сайте www.electroscience.com/product.html

87. Гимпельсон В.Д., Радионов Ю.А. Тонкопленочные микросхемы для приборостроения и вычислительной техники. М.: Машиностроение, 1986. -286 с.

88. Бабаян P.P. Технологии изготовления прецизионных тонкопленочных резисторов. Датчики и Системы. № 11. 2001. С. 89 - 92.

89. Troster G., Langheinrich W. An optimal design of active distributed RC networks for the MOS technology // Int. Symp. Circuits and Syst. Proc., (Kyoto, June 5-7, 1985). Vol. 3. New York, N. Y. P. 1431-1434.

90. Герсковиц Г. Конструкции интегральных схем, физические принципы работы и модели для машинного расчета // Машинный расчет интегральных схем / Пер. с англ. Под ред. К.А. Валиева, Г.Г. Казеннова и А.П. Голубева. -М.: Мир, 1971.-С. 11-81.

91. Шило B.JI. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре / Под ред. Е И. Гальперина. М.: Советское радио, 1979. 312 с.

92. Операционные усилители и компараторы. Справочник: - М.: До-дека, 2001. 560 с.

93. Electronic Design. 1996. Vol. 44, N 6. P. 49.

94. Агаханян Т. М. Трансимпедансные интегральные операционные усилители // Микроэлектроника. 1993. Т. 22, № 1. С. 47—51.

95. Коротков A.C. Микроэлектронные аналоговые фильтры на преобразователях импеданса. - СПб.: Наука, 1999. - 416 с.

96. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем / Под ред.

A. А. Ланнэ. М.: Радио и связь, 1984. 368 с.

97. Капустян В. И. Активные RC-фильтры высокого порядка. М.: Радио и связь, 1985. 248 с.

98. Активные избирательные устройства радиоаппаратуры / Под ред.

B. В. Масленникова. М.: Радио и связь, 1987. 216 с.

99. Klinke R., Hosticka B. J., Pfleiderer H.J., Zimmer G. CMOS operational amplifier with nearly constant setting time // IEE Proc. Pt. G., Vol. 137, N 4 (Aug.), 1990. P. 309-314.

100. Eggermont J.P., at. al. Design of SOI CMOS operational amplifier for applications up to 300 °C // IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 31, N 2 (Feb.), 1996. P. 179- 186.

101. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988. - 560 с.

102. Горовиц A.M. Синтез систем с обратной связью. - М.: Сов. радио. 1970. 600с.

103. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Пер. с англ. под общей ред. И.Г. Арамановича. - М.: Наука. Главная ред. физ.-мат. литературы, 1984. 831 с.

104. Кервин В. Синтез активных RC-схем на основе усилителей напряжения // Активные фильтры / Пер. с англ. Под ред. И.Н. Теплюка. - М.: Мир, 1972. С. 14-122.

105. Howe D. I. Explicit design equations for an active distributed RC network / Proc. IEEE (Lett.), V. 57, Sep. 1969. P. 1656 - 1658.

106. Красноперов K.B., Филиппов A.B. Синтез активных RC-фильтров на основе неоднородных RC-элементов с распределенными параметрами // Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства: Труды IV научно-технической конференции с международным участием (Ижевск, 17-19 мая 2007 г.). - Ижевск: Изд-во ИжГТУ. - 2008. (в печати).

107. Мошитц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 320 с.

108. Синтез активных RC-цепей. Современное состояние и проблемы / Под ред. А. А. Ланнэ. - М.: Связь, 1975. 296 с.

109. Джонсон С., Хьюлсман А. Схема высокодобротной распределен-но-сосредоточенной активной цепи с нулевой чувствительностью действительной части полюса / ТИИЭР. 1970. Т.58. № 4. С.90 - 91.

110. Гильмутдинов А.Х. Исследование и разработка стабильных и регулируемых ARC-фильтров с учетом конструктивных параметров распределенных RC-элементов: Автореферат дисс. канд. техн. наук. - Казань, 1985. -15с.

111. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебное пособие для вузов. -М.: Высш. шк., 1985. - 496 с.

112. Wyndrum R.W.Jr. The exact synthesis of distributed RC networks // Tech. Report 400-76, College of Engineering, N.Y., May 1963.

113. Скэнлэн Д. Основы анализа и синтеза распределенных цепей // Введение в микроэлектронику / Под ред. И.П. Степаненко. - М.: Советское радио. - 1968. - С. 238 - 248.

114. O'Shea R.P. Synthesis using distributed RC networks. - IEEE Trans. CT-12, 1965.-P. 546-554.

115. Nathan A., Even R.K. Distributed RC Impedances of Constant Phase // IEEE Transactions on Circuit Theory, no. 3, 1973. - Pp. 153 - 154.

116. Protonotarios E.N., Wing O. Delay and rise time of arbitrary tapered RC-transmission lines. IEEE Internat. Conv. Record, pt.7, 1965. P. 1 - 6.

117. Гильмутдинов A.X. Гоппе А.А. Анализ RC-элементов с поверхностно-распределенными параметрами методом конечных распределенных элементов. - Научно-техн.конф. по итогам работы за 1992 - 93 г.г. // Тезисы докладов: 4-15 апреля 1994 г. - Казань, 1994. - С. 228.

118. Гильмутдинов А.Х. Комплекс программных средств конструирования RC-элементов с распределенными параметрами и анализ устройств на их основе: Тез. докл. XXX научно-техн. конф. (Ульяновск, 22-24 февр. 1996 г.). - Ульяновск: УлГТУ, 1996. - 4.1. - С. 72.

119. Печенкин А.Ю., Ушаков П.А. Разработка математических моделей и программы анализа одномерных RC-элементов с распределенными параметрами типа R-C-G-0. - Ижевский гос. техн. ун-т. - Ижевск, 2006. - 25 с. - Деп. в ВИНИТИ 23.03.2006 № 302-В2006.

120. Lee S.C. Synthesis of Tapered Distributed RCG Networks // IEEE Trans, on Circuit Theory, No. 2, 1969. P. 57 - 67.

121. Heizer K. W. Distributed RC Networks with Rational Transfer Functions // IRE Trans. Circuit Theory, No. 12, 1962. P. 356 - 362.

122. Васильев A.C., Галицкий B.B. А-матрицы однородных распределенных RC-структур // Радиотехника, т. 24, № 6, 1969. С. 33 - 39.

123. Ушаков, П.А. Y-матрица однородного обобщенного конечного распределенного элемента // Вестник ИжГТУ. 2008. № 4. С. 127 - 130.

124. Романишин Ю.М. Параметры проводимости обобщенных многослойных RC-структур с распределенными параметрами // Теоретическая электротехника: Республиканский научн. техн. сборник. - Львов: Вища школа.-вып. 27, 1979. С. 2-7.

125. Singhal К., Wing О. Network Functions of a Class of Nonuniform Multilayer RC Distributed Networks // IEEE Trans, on Circuit Theory, No. 5, 1970. P. 275-277.

126. Основы инженерной электрофизики. Ч. II. Основы анализа и синтеза электронных цепей / Под ред. П.А. Ионкина. - Уч. пос. для вузов. - М.: Высшая школа, 1972. 636 с.

127. Рожанковский Р.В. Анализ цепей с поверхностно-распределенными RC-параметрами методом разделения переменных. - В кн.: Отбор и передача информации, Киев: Наукова думка, 1969, вып.21, с. 3 - 10.

128. Исаев Ю.И., Рожанковский Р.В. Расчет электрического поля и параметров прямоугольных двухполюсных цепей с распределенными по поверхности RC-параметрами// Отбор и передача информации. Киев: Наук, думка, 1969, Вып.21. С. 10 - 16.

129. Tanaka О., Hattori Y. Two dimensional analysis of Bessel RC lines // IEEE Trans. Circuit Theory, No. 9,1971. P. 572 - 573.

130. Walton A.J., Marsden B.J., Moran P.L., Burrow N.G. Two Dimensional Analysis of Tapered Distributed RC Networks Using Finite Elements/ IEE Proceedings-G, 127, No. 1, 1980. P. 34 - 40.

131. Walton A.J., Moran P.L., Burrow N.G. The Dominant Poles of Trimmed Uniform Distributed RC Networks Obtained from their Transient Response // IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, CHMT-5, No.2, 1982. P. 267-270.

132. Гильмутдинов A.X., Иванцов В.А., Ушаков П.А. Концепция и проблемы создания программного комплекса для анализа и синтеза устройств на основе RC-элементов с распределенными параметрами. Часть 1. Концепция синтеза и анализ // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева, № 1, 2007. С. 75 - 79.

133. Гильмутдинов А.Х., Иванцов В.А., Ушаков П.А. Концепция и проблемы создания программного комплекса для анализа и синтеза устройств на основе RC-элементов с распределенными параметрами. II // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева, № 2. 2007. С. 93 - 97.

134. Гильмутдинов А.Х. Математическая модель двумерных однородных RC-элементов с распределенными параметрами // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. - 1997. - №1, - С. 32-38.

135. Гильмутдинов А.Х., Ушаков П.А. Неоднородные RC-элементы с распределенными параметрами. Генетические алгоритмы синтеза // Моделирование процессов / Под ред. В.А. Райхлина. Труды Казанского научного семинара «Методы моделирования». Вып. 3. - Казань: Изд-во КГТУ. - 2007. -С. 253-269.

136. Расчет электрических и геометрических параметров пленочных распределенных RC-элементов: Учебное пособие/ А.Х.Гильмутдинов, П.А.Ушаков; Под ред.Р.Ш.Нигматуллина; Казан.авиац.ин-т. Казань, 1990. -80 с.

137. Carson J.A., Campbell С.К., Swart P.L., Vallo F.J. Effect of dielectric losses on the performance of evaporated thin-film distributed RC notch Filters. -IEEE Journal of Solid-State Circuit, v. SC-6, № 3, 1971, pp. 120 - 124.

138. Showaiter Ralph E., Snyder Campbell H. A distributed RC network model with dielectric loss. IEEE Trans. Circuits and Syst.. 1986. 33, N 7, c. 707710.

139. Ушаков П.А. Опыт изготовления многослойных толстопленочных RC-элементов с распределенными параметрами // Пассивные электронные компоненты-2008: труды Межд. науч.-техн. конф. (Нижний Новгород, 14 - 16 апреля 2008 г.). Н. Новгород: ОАО «НПО «ЭРКОН», 2008. С. 68 - 72.

140. Tanaka О., Hattori Y. Two dimensional analysis of Bessel RC lines // IEEE Trans. Circuit Theory, no. 9,1971. - Pp. 572 - 573.

141. Рожанковский P.В. К анализу кольцевых цепей с распределенными RC-параметрами // Отбор и передача информации. Республ. межвед. сб., вып. 15, 1968.-С. 24-32.

142. Ушаков П.А. Методы анализа и синтеза многослойных неоднородных Л'С-элементов с распределенными параметрами и устройств на их основе (Автореферат дисс.... доктора технических наук), Казань: КГТУ, 2009. - 35 с.

143. Сигорский В. П. Математический аппарат инженера. Изд. 2-е, стереотип. Киев: «Техшка», 1977. 768 с.

144. Bowron P., Tapinos С. A Transmission-Line Analog Simulating Thin-Film Distributed-RC Elements // IEEE Trans. Components, Hybrids, and Manufec-tuing Technology, V. CHMT-2, № 3, 1979. - P. 330 - 336.

145. Happ W.W., Castro P.S., Fuller W.D. Synthesis of Solid State Distributed Parameter Functions // IRE National Convention, 1962. P. 262 - 278.

146. Bowron P., Tapinos C. A Transmission-Line Analog Simulating Thin-Film Distributed -RC Elements // IEEE Trans, on component, hybrids and manufacturing technology, V. CHMT-2, No. 3, 1979. - P. 330 - 336.

147. Hruby J., Novak M. Selective Amplifier Based on Multilayer Distributed RC Network // IEEE J. Of Solid-State Circuits, August 1970. P. 162 - 165.

148. Renz H. W. Synthesis and thin film implementation of distributed RC active filters // Proc. IEEE ISCAS, 1976. P. 224-227.

149. Гильмутдинов A.X. Исследование двумерных комплементарных RC-элементов с распределенными параметрами. Казан, гос. техн. ун-т. - Казань, 1998. - 25 с. - Деп. в ВИНИТИ 25.02.98, № 550-В988.

150. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей / Пер. с англ.; Под ред. Ю.Л. Хотунцева. - М.: Сов. радио, 1973. - 200 с.

151. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного: Уч. пос. - М.:Наука, 1987. - 688 с.

152. Алексеев О. В. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: Учебное пособие для вузов / О. В. Алексеев, А. А. Головков, И. Ю. Пивоваров и др.; Под ред. О. В. Алексеева. - М.: Высш. шк., 2000. - 479 с.

153. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство. Т. Шуп ; Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 238 с.

154. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. / Д. Химмельблау ; Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. - 536 с.

155. Гриченко С. Н. Поисковая оптимизация // Электронное издание «Системная энциклопедия» / С. Н. Гриченко - 2002, http://www.ipi.ac.ru/svsen/

156. Растригин Л. А. Статистические методы поиска. / Л. А. Растригин -М.: Наука, 1968.-256 с.

157. Дегтерев А. С. Обобщение генетических алгоритмов и алгоритмов схемы МИВЕР. // Электронный журнал «Исследовано в России» / А. С. Дегтерев, Ф. В. Канашкин, А. Д. Сумароков - 2004, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/153.pdf

158. Bremermann Н. Numerical optimization procedures derived from biological evolution process // Cybernetic problems in biology. N.Y.-London-Paris, Gordon and Breach Science Publ. Inc / H. Bremermann - 1968, pp. 597-616.

159. Батищев Д. И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач / Д.И. Батищев ; Под ред. Львовича Я.Е. - Учеб. пособие. Воронеж, 1995.

160. Батищев Д.И. Глобальная оптимизация с помощью эволюционно-генетических алгоритмов / Д. И. Батищев, Л. Н. Скидкина, Н. В. Трапезникова - Мужвуз. сборник, ВГТУ, Воронеж, 1994.

161. Курейчик В. В. Перспективные технологии решения оптимизационных задач. / В. В. Курейчик, Н. В. Неупокоева // Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы. №3, 2003. - С. 80 - 84.

162. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. САЬБ-технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2002. 320 с.

163. Печенкин А.Ю. Решение задачи синтеза резистивно-емкостных элементов с распределенными параметрами со структурой слоев вида Л-С-О-О (Автореферат дисс. канд. техн. наук). - Ижевск. 2006. - 21 с.