Теория и технические принципы фазовой интерполяции в устройствах синхронизации и преобразования информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, доктор технических наук Чулков, Валерий Александрович
- Специальность ВАК РФ05.13.05
- Количество страниц 356
Оглавление диссертации доктор технических наук Чулков, Валерий Александрович
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОД ФАЗОВОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ
1.1. Проблема дискретизации времени и принцип ФИ
1.2. Уровень техники ФИ, тенденции развития и актуальные задачи
1.3. Обобщенная структура генератора импульсов с ФИ 49 1.4 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕРПОЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
2.1 Характеристики и типы управляемых элементов задержки
2.2 Исследование биполярного буфера задержки
2.3 Исследование управляемых КМОП элементов задержки
2.4 Исследование дифференциальных КМОП элементов задержки
2.5 Математические модели и схемы локальной интерполяции 87 2.6. Выводы
3. РАЗВИТИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ФАЗОИНТЕРПОЛИ-РУЮЩЕГО ХРОНОМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
3.1. Методы цифрового измерения интервалов времени
3.2. Способ интерполяции кольцевым генератором
3.3. Анализ интерполирующих ПВК с субвентильным разрешением
3.4. Исследование ПВК на связанных МКГ
3.5. Выводы
4. ФАЗОВАЯ ИНТЕРПОЛЯЦИЯ В ТЕХНИКЕ ГЕНЕРИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ
4.1. Поиск схемных решений и анализ характеристик МКГ
4.2. Экспериментальное исследование МКГ на ППВМ
4.3. Генерирование задержки и синтез сигналов
4.4. Воспроизведение джиттера сигналов данных
4.5. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕРПОЛИРУЮЩИХ СИСТЕМ СИНХРОНИЗАЦИИ
5.1. Фазовая интерполяция в устройствах синхронизации
5.2. Анализ систем автоподстройки задержки
5.3. Анализ интерполирующих систем фазовой синхронизации
5.4. Способ фазочастотной автоподстройки
5.5. Оптимизация дискриминационных характеристик фазовых компараторов
5.6. Выводы
6. СИНХРОНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ ДИСКОВЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
6.1 Сигналы в информационных каналах дисковых накопителей
6.2 Анализ фазового запаса и метод расчета вероятности ошибки чтения данных
6.3 Исследование и разработка устройств синхронизации дисковых накопителей
6.4. Разработка способа принудительного фазирования
6.5. Выводы 311 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 313 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», 05.13.05 шифр ВАК
Временные интерполирующие преобразователи для контроля сигналов в устройствах хранения данных2010 год, кандидат технических наук Медведев, Алексей Владимирович
Скоростные высокоточные аналого-цифровые преобразователи временных параметров импульсных последовательностей2000 год, доктор технических наук Гурин, Евгений Иванович
Улучшение показателей качества регулирования электропривода сканирующих систем2012 год, кандидат технических наук Чудинов, Александр Николаевич
Математические модели, алгоритмы и аппаратные средства для управления ресурсами цифровых информационных радиотехнических систем2002 год, доктор технических наук Хворенков, Владимир Викторович
Разработка методов развития и совершенствования системы тактовой сетевой синхронизации и единого точного времени на сети связи общего пользования2013 год, кандидат технических наук Шварц, Михаил Львович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теория и технические принципы фазовой интерполяции в устройствах синхронизации и преобразования информации»
Диссертация посвящена решению проблемы повышения точности и производительности устройств синхронизации и преобразования информации в процессе ее представления, передачи и хранения путем уменьшения шага дискретизации сигналов.
Актуальность исследования. Благодаря развитию теории цифровой обработки сигналов и успехам микроэлектроники, цифровое представление информации стало доминировать в управляющей, телекоммуникационной и измерительной технике. Наряду с высокой производительностью и естественным сопряжением с ЭВМ, цифровые устройства обладают повышенной точностью и надежностью, а по энергопотреблению соперничают с аналоговыми устройствами [1]. Точность цифрового устройства зависит от шага дискретизации времени, который в традиционных решениях равен тактовому периоду.
Однако всегда остаются задачи, решение которых требует кванта времени меньше тактового периода. Подобные задачи характерны для таких областей, как радиолокация и сопровождение по дальности, оптическая связь, измерение интервалов времени и фазовых сдвигов в физических экспериментах, фазовая синхронизация и устранение перекоса синхронизации в цифровых системах. В БИС с архитектурой SOC (System On Chip) встроенное тестовое оборудование выполняется по технологии ядра кристалла и работает с его тактовой частотой. Однако контроль и регулирование фазовых отношений в системе предполагает разрешающую способность тестовых схем в доли тактового периода.
Повышение точности представления информации перед дальнейшей цифровой обработкой требует сокращения кванта времени, что было очевидным со времен появления пионерских работ в области теории информации Р. Хартли (1928 г.), В.А. Котельникова (1937 г.) и К. Шеннона (1948 г.). Хотя прогресс микроэлектроники и оправдывает некоторые оптимистические прогнозы в отношении быстродействия цифровых элементов, уже просматриваются его фундаментальные физические пределы. Поэтому одновременно с поиском новых конструкций и технологий, полупроводниковых приборов прорабатываются и вопросы использования интерполяции. Схемы интерполяции в цифровых измерительных преобразователях времени описаны в работах В.М. Шляндина и Ю.Н. Артюха, в отношении систем синхронизации на возможность применения интерполяции указывал В. Линдсей. Вопросы создания преобразователей время-код (ПВК) с субнаносекундным разрешением нашли отражение в.работах Д.И. Пората, Дж.Г. Манеатиса, П. Дудека, Э.И. Гитиса, Е.И. Турина, П.П. Ор-натского, Е.А. Мелешко, В.Я. Загурского и других ученых. Что касается фазовой синхронизации, то следует упомянуть работы В.В. Шахгильдяна, Б.И. Шахтарина, М.И. Романовского, М.И. Жодзишского, В.Н. Федосеевой, Ф.М. Гарднера и др., заложивших основы методов их исследования.
Фазовая интерполяция (ФИ), в отличие от известных способов растяжки шкалы времени [2], образуя промежуточные точки отсчета процесса внутри основного кванта времени, равноценна, по существу, кратному умножению тактовой частоты. Разработки интерполирующих устройств на современном технологическом уровне выполнены в последние годы главным образом за рубежом, в частности в Стэнфордском университете (США) под руководством М. Хоровица, в университете Оулу (Финляндия) при участии Ю. Костамоваара, Т. Рахконена и А. Мянтиниеми, в европейском центре ядерных исследований СЕЮЧ (Я. Арай, М. Мота, Е. Христиансен и др.), в Национальном Тайваньском университете (группа исследователей во главе с Ш.-Ю.Лью).
Хотя исследования в области ФИ ведутся многие годы, значимых результатов в теории не получено, остается нерешенным ряд инженерных задач и не предложены научно обоснованные и эффективные методы их решения. Не освещены, в частности, с единых научно-методологических позиций процессы ФИ, сведения о разработках носят отрывочный характер и не систематизированы. Недостаточно проработаны методы реализации элементов ФИ и устройств на их основе. Все это составляет проблему, сдерживающую дальнейшее совершенствование устройств обработки сигналов в системах передачи, хранения и преобразования информации.
Объект исследования - элементы и устройства адаптивной синхронизации и преобразования информации на основе ФИ для вычислительной техники, систем управления и телекоммуникации.
Предметом исследования определены процессы ФИ, методологические аспекты проектирования интерполирующих элементов и устройств, оптимизация характеристик цифровых устройств синхронизации и преобразования информации, использующих принцип ФИ.
Целью работы является развитие научных основ и разработка технических принципов построения интерполирующих систем синхронизации и преобразователей информации, совершенствование и создание на основе ФИ новых элементов и устройств вычислительной техники, систем управления и телекоммуникации с повышенной точностью и производительностью.
Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:
1) теоретическое исследование процессов фазовой интерполяции в микроэлектронных элементах и мультифазных устройствах на основе обобщенных математических моделей, учитывающих технологические ограничения, внутренние шумы и внешние помехи;
2) разработка математических моделей интерполирующей фазовой синхронизации, исследование динамических свойств и создание новых структур устройств синхронизации, сравнительный анализ и выявление в классе кусочно-линейных характеристик оптимальной дискриминационной характеристики фазового сравнения;
3) развитие технических принципов цифрового фазоинтерполирующего преобразования временных интервалов, совершенствование способов и схем преобразования время-код с малым «мертвым» временем между циклами преобразования и сокращенным шагом дискретизации времени;
4) теоретическое обоснование и выявление путей осуществления фазовой интерполяции для решения задач генерирования, модуляции и синтеза сигналов, в том числе разработка способа и устройств генерирования джиттера импульсов для имитации сигналов в каналах передачи данных с целью измерения фазового запаса приемников, их экспериментальное исследование;
5) разработка математической модели процесса воспроизведения данных, анализ механизма, возникновения ошибки и вывод расчетных соотношений-для оценки вероятности ошибки с учетом погрешностей синхронизации в их связи с джиттером сигналов данных;
6) разработка новых способов и устройств фазовой синхронизации в информационных каналах накопителей на магнитных дисках, ориентированных на повышение верности воспроизведения данных и увеличение информационной емкости накопителей.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использован аппарат математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, преобразование Лапласа и z-преобразование, методы теории электрических цепей, компьютерное моделирование с применением программ MatLab, MathCad, PSpice, Electronics Workbench, натурный эксперимент и практическая реализация устройств синхронизации и преобразования информации.
Научная новизна диссертационной работы заключается в теоретических положениях, совокупность которых обосновывает метод фазовой интерполяции и его применение в устройствах синхронизации и преобразования информации.
Новыми являются следующие научные результаты.
1. Математическая модель локальной фазовой интерполяции как процесса взвешенного суммирования опорных колебаний, в отличие от известных моделей позволяющая аналитически определить ось интерполяции на отрезке между опорными колебаниями произвольной формы, установленные закономерности фазового дрожания и управления субнаносекундной задержкой импульсов в биполярных и униполярных элементах задержки.
2. Математические модели и результаты исследования устройств автоподстройки задержки и мультифазных кольцевых генераторов импульсов, обосновывающие выбор их параметров по критерию точности непрерывной интерполяции, найденные структуры мультифазных кольцевых генераторов.
3. Математическая модель интерполирующей фазовой синхронизации, предусматривающая отсчет фаз сигналов по субшкале мультифазного опорного генератора и позволяющая выявить условия аналогии процессов интерполирующей синхронизации и фазовой автоподстройки частоты, обосновать оптимальность пилообразной формы дискриминационной характеристики фазового сравнения в классе кусочно-линейных характеристик по критериям динамической точности и вероятности срыва синхронизма, а также синтезировать новые структуры устройств синхронизации.
4. Основанные на фазовой интерполяции способы и схемы преобразования однократных интервалов времени в цифровой код с малым «мертвым» временем, обладающие по сравнению с известными способами и схемами хронометрического преобразования с непосредственным считыванием повышенной точностью, а также усовершенствованные структуры фазоинтерполирующих преобразователей время-код с субвентильным разрешением.
5. Способ и технические средства воспроизведения джиттера импульсов с применением фазовой интерполяции в сочетании с псевдослучайной последовательностью как источником цифрового шума, обеспечивающие, в отличие от известных способов и устройств, точные статистические характеристики джиттера в процессе имитации сигналов данных.
6. Математическая модель процесса воспроизведения данных и полученные соотношения для расчета вероятности ошибки, которые в отличие от известных моделей и формул учитывают погрешности синхронизации в их связи с джиттером сигналов данных;
7. Новые способы и устройства фазовой синхронизации в информационных каналах накопителей на магнитных дисках, ориентированные на повышение верности воспроизведения данных и увеличение информационной емкости при сокращении времени установления синхронизма, в том числе схемы двух-режимных фазочастотных компараторов, дифференциальный способ фазовой синхронизации и средства его осуществления в устройствах с амплитудно- и широтно-импульсным управлением, способ принудительного фазирования и схемные методы его осуществления.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
• применение фазовой интерполяции в системах передачи, хранения и преобразования информации по сравнению с традиционными системами улучшает их точность пропорционально коэффициенту интерполяции без увеличения тактовой частоты;
• схемы созданных интерполирующих преобразователей время-код позволяют упростить устройства и сократить их «мертвое» время до времени записи результата преобразования в регистр. Будучи реализованными, в программируемой полем вентильной матрице, схемы за счет усреднения результатов по нескольким каналам преобразования способны обеспечить разрешение менее 50 пс при «мертвом» времени не более 130 пс;
• использование методики расчета вероятности ошибки, учитывающей джиттер синхросигналов, дает возможность еще до этапа изготовления и натурного испытания численно оценить фазовый запас канала чтения, оптимизировать на этой основе его характеристики, уменьшить время и затраты на проектирование;
• способ генерирования джиттера импульсов с заданными статистическими свойствами и технические средства его осуществления позволяют с повышенной точностью имитировать сигналы с фазовыми искажениями в процессе контроля и оптимизации характеристик информационных каналов воспроизведения информации;
• способ принудительного фазирования и найденные варианты его осуществления по сравнению с известными способами обеспечивают сокращение времени установления синхронизма в канале воспроизведения в 50 - 100 раз, а при определенных условиях доведение его до одного бита, что позволяет увеличить информационную емкость дисковых накопителей на 5 - 20%;
• новые технические решения устройств синхронизации и их функциональных узлов, дифференциальный способ фазовой синхронизации; схемы центрирования «окна данных» и двухрежимного фазочастотного сравнения обеспечивают повышение точности и стабильности синхронизации и снижение на порядок вероятности ошибки чтения в устройствах хранения данных.
Реализация и внедрение результатов исследования. Научные и практические результаты, изложенные в диссертации, получены при непосредственном участии автора в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах Пензенского научно-исследовательского института вычислительной техники (1978 - 1994 г.г.), а также в процессе выполнения хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских работ в Пензенской государственной технологической академии.
Указанные работы выполнялись по планам Министерства радиопромышленности СССР (тема 761, per. № УЗ 1936, тема 8146, per. № Х518506, тема 780 per. № У51003 и др.), по гранту Министерства образования РФ 1997 г., по гранту Российского фонда фундаментальных исследований 2009 г. (№ 09-07-07001), по грантам Пензенской государственной технологической академии «Наука -шаг в будущее» 2006 и 2009 г.г. Результаты исследований и разработок внедрены в серийные накопители информации НМБ 3-8-1-16, НМБ 2-5-1-10, ЕС-5066М, ЕС-5080, в устройства управления подсистем памяти ЕС-5568, ЕС-5580, в серийную технологическую аппаратуру подсистем памяти ЕС-5066/ЕС-5566, ЕС-5080/ЕС-5580, в опытные образцы оптического дискового ЗУ (ОДЗУ), оптико-механического ЗУ ЕС-5150, дисковых накопителей ЕС-5064, ЕС-5320, ЕС-5063.01. Основные разработки по теме диссертации, в том числе ряд изобретений, внедрены в Пензенском НИИ вычислительной техники, Загорском электромеханическом заводе, Каменец-Подольском заводе «Электроприбор», Пензенском заводе ВЭМ, Пензенском ОАО «Радиозавод», Пензенском ОАО «НИИ физических измерений», Научно-исследовательском и конструкторском институте радиоэлектронной техники - филиале ФГУП ФНПЦ «ПО «Старт» им. М.В.Проценко».
На защиту выносятся.
1. Концептуальный подход к повышению точности цифрового представления сигналов на основе ФИ путем сокращения шага дискретизации времени без увеличения тактовой частоты устройств синхронизации и преобразования информации. Математические модели и результаты исследования процессов непрерывной и локальной ФИ в микроэлектронных элементах ФИ, устройствах автоподстройки задержки и мультифазных кольцевых генераторах импульсов.
2. Математическая модель, результаты анализа и новые структуры устройств интерполирующей фазовой синхронизации. Обоснование пилообразной формы дискриминационной характеристики фазового сравнения как оптимальной в классе кусочно-линейных характеристик по критериям динамической точности и вероятности срыва синхронизма, а также технические средства ее реализации.
3. Усовершенствованные способы и схемы фазоинтерполирующего преобразования интервалов времени в цифровой код, в том числе структуры преобразователей с субвентильным разрешением.
4. Способ и технические средства воспроизведения джиттера импульсов с применением ФИ и псевдослучайной последовательности для имитации сигналов данных с повышенной точностью статистических характеристик.
5. Математическая модель процесса воспроизведения данных и формулы для расчета вероятности ошибки с учетом погрешности синхронизации в их связи с джиттером сигналов данных.
6. Способы и комплекс схемных методов построения устройств синхронизации в информационных каналах накопителей на магнитных дисках, направленные на снижение вероятности ошибки воспроизведения данных и увеличение информационной емкости накопителей.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной школе-семинаре «Чувствительность электронных и электромеханических устройств и систем» (Москва, МИЭМ, 1979), Всесоюзной научно-технической конференции «Развитие теории и техники хранения информации» (Пенза, 1983), зональном семинаре «Моделирование и проектирование систем записи-воспроизведения информации с применением ЭВМ» (Пенза, 1986), Всесоюзной научно-технической конференции «Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях» (Пенза, 1988), Всесоюзной школе-семинаре «Разработка и внедрение в народное хозяйство персональных ЭВМ» (Минск, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции «Моделирование, проектирование и производство систем ВЗУ ЭВМ» (Пенза, 1990), научно-технических конференциях «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем» (Пенза, 1996, 1997, 1998), научно-технических конференциях «Проблемы технического управления в региональной энергетике» (Пенза, 1998, 1999, 2001), международной научно-технической конференции «Измерения-2000» (Пенза, 2000), Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование 2002» (Санкт-Петербург, 2002), Всероссийских научно-технических конференциях «Современные методы и средства обработки пространствен но-временных сигналов» (Пенза, 2003 - 2009), Международном юбилейном симпозиуме «Актуальные проблемы науки и образования» (Пенза, ПГУ, 2003), 63-й Научной сессии Российского НТОРЭС им. А.С.Попова, посвященной дню радио (Москва, 2008), Всероссийских научно-технических семинарах «Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания» (Одесса, 2007, Ярославль, 2008, Воронеж, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 83 работы, в том числе 2 монографии, 2 учебных пособия, 28 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией, 24 авторских свидетельства СССР и 19 патентов РФ на изобретения.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы из 317 наименований и приложений. Она изложена на 315 страницах основного текста, содержит 3 таблицы и 177 рисунков.
Похожие диссертационные работы по специальности «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», 05.13.05 шифр ВАК
Прецизионные системы синхронно-синфазного электропривода постоянного тока: теория и проектирование2006 год, доктор технических наук Бубнов, Алексей Владимирович
Контрольно-измерительная аппаратура электронной промышленности на основе фазового ядра: Теория и практика построения1999 год, доктор технических наук Никонов, Александр Васильевич
Методы повышения помехоустойчивости систем синхронизации информационных коммуникаций2004 год, кандидат технических наук Миронов, Кирилл Владимирович
Квазиоптимальный по быстродействию синхронно-синфазный электропривод для сканирующих систем2013 год, кандидат технических наук Емашов, Василий Алексеевич
Исследование алгоритмов сигнальной синхронизации в объединенной системе связи и навигации2000 год, кандидат технических наук Жагров, Дмитрий Александрович
Заключение диссертации по теме «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», Чулков, Валерий Александрович
6.5. Выводы
В шестой главе рассмотрены вопросы адаптивной синхронизации информационных каналов накопителей информации на магнитных дисках и получены следующие основные результаты.
1. Предложена модель синхронизации при декодировании воспроизведенных символов как процесса накопления и усреднения информации об их фазе, учитывающая обусловленные шумами и межсимвольной интерференцией искажения. Установлено, что точность синхронизации определяется как характеристиками устройства синхронизации, так и принятым методом канального кодирования со свойственными ему искажениями позиций сигналов.
2. В результате исследования фазового запаса на смещение «окна данных» разработана методика расчета вероятности ошибки воспроизведения, который в отличие от известных методик учитывает джиттер синхросигналов. Получены формулы для расчета вероятности ошибки, приведены примеры их использования, даны рекомендации по практическому исполнению декодеров.
3. На основе выполненного анализа систем РЬЬ с амплитудно-импульсным и широтно-импульсным управлением предложены схемные методы построения устройств синхронизации в каналах записи и чтения данных дисковых накопителей. Разработан ряд устройств синхронизации, сочетающих повышенное быстродействие в процессе захвата с высокой точностью в режиме синхронизации, в том числе дифференциальные устройства синхронизации, а также устройства синхронизации с двухрежимным фазовым сравнением.
4. Теоретически обоснован и практически реализован способ принудительного фазирования систем фазовой синхронизации, позволяющий при выполнении некоторых условий достичь синхронизма с первым же входным импульсом. Способ дает возможность существенно (до 20%) увеличить полезную емкость накопителя на вращающемся носителе. Разработаны технические решения подобных систем амплитудно- и широтно-импульсного типа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе решена крупная научно-техническая проблема, повышения точности и производительности цифровых систем измерения, передачи, хранения и преобразования информации в реальном времени- на основе фазовой интерполяции. Полученные результаты исследования дали возможность с единых методологических позиций найти научно-обоснованные реше-, ния ряда практических задач по разработке прецизионных быстродействующих, преобразователей информации и цифровых устройств синхронизации повышенной эффективности. Результаты работы состоят в следующем.
1. В порядке разработки концептуального подхода к повышению точности цифрового отображения информации как метода сокращения шага дискретизации времени, с использованием обобщенных математических моделей ФИ исследованы процессы ФИ в микроэлектронных элементах интерполяции и управляемой задержки цифровых сигналов субнаносекундного диапазона, системах автоподстройки задержки и мультифазных кольцевых генераторах.
2. Определены условия реализации локальной ФИ путем взвешенного суммирования опорных колебаний и непрерывной ФИ путем автоподстройки задержки и генерирования мультифазной последовательности импульсов, найдены зависимости осей интерполяции от управляющих воздействий, определены факторы, обусловливающие джиттер вырабатываемых импульсов, и разработаны новые структуры мультифазных кольцевых генераторов.
3. Разработана математическая модель, выполнены исследования и созданы новые структуры устройств интерполирующей фазовой синхронизации. Показана аналогия интерполирующей синхронизации и фазовой автоподстройки частоты, условием аналогии является на единицу больший порядок контурного фильтра в системе с ФИ. По критериям точности и надежности удержания синхронизма обоснована оптимальность пилообразной дискриминационной характеристики фазового сравнения среди кусочно-линейных характеристик другой формы, разработаны технические средства ее реализации.
4. Развиты технические принципы фазоинтерполирующего преобразования временных интервалов с малым «мертвым» временем, найдены новые способы и структуры преобразователей время-код, которые по сравнению с известными способами и схемами хронометрического преобразования с непосредственным считыванием обладают повышенной точностью. Варианты таких устройств, будучи реализованными в ПЛИС, характеризуются разрешением, равным задержке логического вентиля, а ориентированные на реализацию в заказной БИС - субвентильным разрешением.
5. С применением метода ФИ решен ряд задач прикладного характера в части генерирования, синтеза и модуляции сигналов, а также их программируемой задержки, отличающиеся от известных решений повышенной точностью и скоростью установления рабочего режима. Теоретически обоснован, разработан и исследован основанный на ФИ способ воспроизведения джиггера импульсов для имитации цифровых сигналов в каналах передачи данных, позволяющий точно оценить фазовый запас приемников в условиях воздействия-искажающих факторов. Разработаны и исследованы новые устройства генерирования джиттера.
6. Разработана математическая модель детектирования символов в информационном канале дискового накопителя, которая в отличие от известных моделей учитывает погрешность синхронизации. Получена и апробирована в численных расчетах формула вероятности ошибки воспроизведения, позволяющая оценить влияние статического сдвига и случайных отклонений «окна данных». Обоснован и практически реализован способ автоматического центрирования «окна данных», позволяющий повысить верность воспроизведения.
7. Разработаны новые способы и устройства фазовой синхронизации для информационных каналов дисковых накопителей, в том числе с изменяемой апертурой дискриминационной характеристики, с принудительным фазированием синхросигнала, с дифференциальной обработкой сигналов рассогласования, с фазочастотной автоподстройкой. Найденные технические решения отличаются от известных разработок сочетанием высокой скорости и надежности захвата с точностью в режиме слежения, в частности при выполнении определенных условий синхронизм достигается с первым же битом. Разработанные устройства использованы в ряде серийных устройств внешней памяти ЭВМ, где позволили увеличить информационную емкость памяти.
Дальнейшие исследования в плане развития техники ФИ целесообразно сосредоточить на следующих направлениях:
• исследование и разработка новых принципов ФИ с использованием оптических и магнитных эффектов;
• разработка управляемых элементов задержки пикосекундного диапазона для создания прецизионных ЦЛЗ систем DLL и PLL;
• разработка теоретических основ и создание интерполирующих систем воспроизведения информации в каналах PRML;
• развитие теории и техники интерполирующих ПВК.
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Чулков, Валерий Александрович, 2011 год
1. Carro, L. Circuit-Level Considerations for Mixed-Signal Programmable Components / L. Carro, M. Negreiros, G.P. Jahn, Jr.A.A. Souza, D.T. Franco // IEEE Design and Test of Computers. January/February 2003. - Vol.20. - No.l. - P. 76 - 84.
2. Мейзда, Ф: Электронные-измерительные приборы и методы измерений / Ф. Мейзда : пер. с англ. М.: Мир, 1990. - Гл. 10. - С. 218 - 235.
3. Цыпкин, Я.З. Основы теории автоматических систем : Учебное пособие / Я. 3. Цыпкин. М. : Наука, 1977. - 559 С.
4. Капеплини, В. Цифровые фильтры и их применение : Пер. с англ. / В. Кап-пелини, А. Дж. Константинидис, П. Эмилиани; Пер. В. Н. Елисеев, Ред. пер. Н. Н. Слепов. М. : Энергоатомиздат, 1983. - 360 С.
5. Дьяконов, В.П. Сверхминиатюрные полевые транзисторы корпорации INTEL для PentiuirioB. Электронный ресурс. Режим доступа: http://qrx.narod.ru/comp/kintel.htm, свободный.
6. Воднев, В. Т. Математический словарь высшей школы : Общая часть / В*. Т. Воднев, А.Ф. Наумович, Н. Ф. Наумович ; ред. Ю. С. Богданов. 2-е изд. -М. : Издательство МПИ, 1989. - 527 С.
7. Чулков, В.А. Интерполирующие устройства синхронизации и преобразователи информации / В.А. Чулков. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 324 С.
8. Шляндин, В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы : Учебник для вузов / В. М. Шляндин. М. : Высшая школа, 1973. — 278 С.
9. Линдсей, В. Системы синхронизации в связи и управлении : Пер. с англ. / Вильям Линдсей; Пер. В. Н. Кулешов, Пер. Г. Д. Лобов, Пер. Д. П. Царап-кин, Ред. пер. Ю. Н. Бакаев, Ред. пер. М. В. Капранов. М. : Советское радио, 1978. - 597 С.
10. Беликов, Н.И. Принципы построения микросхемных линий задержки / Н.И. Беликов // Радиотехника. 1982. - Т. 37. - №8. - С. 79 - 82.
11. Fleming, Т. The mature, yet evolving, technology of delay lines suits modern requirements / T. Fleming // EDN. 1987. - May 14. - P. 81.
12. Чулков, В.А. Малогабаритные блоки задержки/ В.А. Чулков, А.Д. Глыбов-ский, Е.Б. Федосеев // Вопросы радиоэлектроники, сер. ЭВТ. — 1985.14.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.