8 800100-19-30
Назад
Назад
Назад
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
23 ноября 2023
Разработка ДГТУ поможет повысить точность оцифровки аналоговых сигналов
В Донском государственном техническом университете завершился масштабный проект по созданию серии активных RC- и RLC-фильтров, с помощью которых можно решить проблемы с точностью обработки аналоговых сигналов в цифровые, а также принципиально увеличить качество обработки даже в трудных производственных условиях.

Речь идет о части микросхемы, которая фильтрует поступающие аналоговые сигналы для их последующей обработки в цифровой формат. Это неотъемлемая часть процесса работы современного оборудования практически во всех сферах деятельности – от промышленности и сельского хозяйства до медицины. Требования к качеству поступающего на обработку аналогового сигнала в каждой сфере разные, но в каждом случае эффективность работы цифрового оборудования напрямую зависит от точности и скорости передачи этого сигнала. В Донском государственном техническом университете с 2017 года занимаются разработкой нового семейства RC-фильтров, которые позволили решить наиболее часто встречающиеся проблемы с оцифровкой сигналов.

Донские ученые изучили составляющие динамической погрешности, которые возникают при вводе аналоговых сигналов в устройства с ограничителями спектра для их оцифровки. А после разработали и запатентовали почти два десятка новых видов активных RC- и RLC-фильтров, предназначенных для решения разноплановых задач быстродействующего и сверхбыстродействующего аналого-цифрового преобразования сигнала.

Разработки научной группы ДГТУ отличаются низким уровнем электромагнитных помех, устойчивы к изменениям как внутри системы, так и к дестабилизирующим внешним воздействиям. Некоторые схемотехнические решения позволяют повысить точность оцифровки аналоговых сигналов даже при экстремальных температуре и радиационном фоне. Также с помощью специальных фильтров была решена проблема повышения точности цифровых датчиков с запаздыванием по времени и адаптивных многоканальных устройств ввода аналоговой информации.

В течение нескольких лет команда Николая Бутырлагина – более десятка молодых ученых Шахтинского филиала ДГТУ – разрабатывали теоретическую часть, а после подтвердили ее с помощью компьютерного моделирования. Также была создана новая малошумная электронная компонентная база – «конструктор» для реализации проектирования активных фильтров с улучшенными параметрами.

– Уменьшение динамических погрешностей устройств ввода аналоговой информации в ЭВМ с широким набором возможных аналоговых ограничителей спектра, включаемых для решения конкретных задач предварительной подготовки сигналов датчиков, принципиально повлияет на разработку отечественных быстродействующих и сверхбыстродействующих систем автоматического управления техническими объектами, – подчеркнул Николай Бутырлагин. – Это поможет российским профильным предприятиям в создании соответствующих цифровых IP-модулей для различного интеллектуального технологического оборудования, выпускаемого сегодня для «цифровой» промышленности, сельского хозяйства, медицины, радиосвязи и других сфер реализации национальных и отраслевых программ по цифровизации процессов.

Основные результаты масштабного проекта ДГТУ опубликованы более чем в 100 научных статьях, подано более 80 заявок на патенты РФ, а также они отражены в монографии «Активные RC- и RLC-фильтры с перестраиваемыми параметрами» (издательство «СОЛОН-Пресс», Москва).

Проект «Структурно-параметрические методы расширения частотного диапазона активных RC-фильтров и входных ограничителей спектра АЦП на основе электронной компонентной базы нового поколения» был реализован за счет гранта Российского научного фонда. Наставником Николая Бутырлагина при работе над проектом являлся д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Информационные системы и радиотехника» ДГТУ и председатель секции вузовской науки и инноваций Совета ректоров вузов Ростовской области Николай Николаевич Прокопенко.



На фото: На основе разработанных по проекту активных RC-фильтров для обработки сигналов пьезоэлектрических датчиков (патенты РФ 2694740 и 2692967) был реализован ARC-фильтр на печатной плате в виде встраиваемого IP-модуля, который обеспечил высокое ослабление сигналов вне полосы пропускания и тем самым улучшил метрологические характеристики электромеханических систем балансировки роторов различного назначения.
Последние новости