Найти

Результаты поиска

• МЕТОДИКА И АЛГОРИТМ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЕМЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ ЧЕБЫШЕВА I РОДА НИЖНИХ ЧАСТОТ НА БАЗЕ МЕТОДА БИЛИНЕЙНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

  И.И. Турулин , Ш.М. Аль-Карави Хуссейн

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Приводятся методика синтеза управляемых цифровых рекурсивных фильтров ниж-
  них частот Чебышева I рода с бесконечной импульсной характеристикой. Амплитудно-
  частотная характеристика таких фильтров имеет пульсации в полосе пропускания и яв-
  ляется максимально плоской в полосе заграждения. Под управляемостью понимается яв-
  ная зависимость коэффициентов фильтра от частоты среза. Методика основана на би-
  линейном преобразовании передаточной функции аналогового фильтра-прототипа нижних
  частот и частотном преобразовании амплитудно-частотных характеристик полученного
  цифрового фильтра. Основная идея методики состоит в том, что для аналогового фильт-
  ра-прототипа с частотой среза 1 рад/с параметры передаточной функции биквадратных
  или билинейных звеньев, имеющие размерность частоты, будут численно равны поправоч-
  ным коэффициентам для аналогичных параметров управляемого фильтра с произвольной
  частотой среза. В качестве примера рассмотрен синтез цифрового фильтра Чебышева I
  рода V порядка. В данной статье передаточная функция фильтра произвольного порядка
  представляется в виде каскадного соединения звеньев II порядка, если фильтр чётного
  порядка. В случае нечетного порядка больше единицы добавляется одно каскадно вкл ю-
  ченное звено I порядка. Несмотря на относительную простоту частотного преобразо-
  вания, при практическом использовании его для цифровых фильтров, синтезированных с
  помощью систем автоматизированного проектирования цифровых фильтров (или с по-
  мощью справочников, содержащих рассчитанные фильтры-прототипы нижних частот
  для различных аппроксимаций амплитудно-частотной характеристики идеального
  фильтра нижних частот) возникает ряд нетривиальных специфических моментов, з а-
  трудняющих инженерное использование такого способа синтеза управляемых цифровых
  фильтров. Поэтому кроме методики разработан пошаговый алгоритм, позволяющий
  синтезировать фильтр без знания этих моментов. Алгоритм реализован в среде
  Mathcad, в качестве примера рассчитан цифровой рекурсивный фильтр Чебышева I рода
  V порядка. В примере приводятся рассчитанные коэффициенты цифрового управляемого
  фильтра нижних частот, явно зависящие от частоты среза, амплитудно-частотные
  характеристики этого фильтра и его низкочастотного прототипа, преобразованного в
  фильтр с такой же частотой среза, амплитудно-частотные характеристики приведены в
  одних координатах. Благодаря хорошей формализации алгоритма последний пригоден для
  реализации систем автоматизированного проектирования управляемых цифровых фильт-
  ров нижних частот Чебышева I рода.

• МЕТОДИКА УМЕНЬШЕНИЯ ВЫБРОСА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ЦИФРОВОМ ФИЛЬТРЕ НИЖНИХ ЧАСТОТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ СРЕЗА

  Аль-Карави Хуссейн Шукор Мукер, И.И. Турулин

  2022-08-09

  Аннотация ▼

  Цифровая обработка сигналов широко применяется в современной технике, в том
  числе в робототехнике, медицинской технике и т.д. Так, управляемые цифровые фильтры
  используются для устранения постоянной составляющей выходного сигнала на выходе
  аналого-цифрового преобразователя. Это также снижает уровень низкочастотных по-
  мех, разбросанных по оси частот слева от нижней границы спектра сигнала. В реальных
  ситуациях сигналы подвержены разнообразным помехам и помехам; однако применение
  фильтра может подавить эти шумы и произвести чистый сигнал. Под управляемостью
  понимается явная зависимость коэффициентов фильтра от частоты среза. В цифровом
  фильтре может возникнуть переходный процесс, на который указывает выброс сигнала.
  Изменение частоты среза во время операции фильтрации может вызвать это переходное
  событие. В этом отчете фильтр LPF Баттерворта используется, чтобы предложить
  стратегию компенсации для уменьшения этого выброса. Переходный процесс – это выброс
  (драйв) на временной диаграмме результатов. Этот драйв является последствием под-
  стройки коэффициентов (границ) фильтра в процессе фильтрации (это классифицируется
  как «настройка на лету»). С помощью программы MATLAB исследовался переходный про-
  цесс, возникающий в результате перестройки фильтра, и проверялись формулы компенса-
  ции этого переходного процесса. Установлено, что применение такой компенсации снижа-
  ет негативные последствия переходного процесса. Это уменьшение зависит от порядка
  фильтра, коэффициента настройки (соотношение частот среза до и после настройки) и
  момента настройки (для периодического сигнала).

• ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРЕДАТЧИКА САНТИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН

  А. Н. Зикий , А. С. Кочубей

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Задающий генератор передатчика являются важнейшей составной частью, так как
  определяет его стабильность и диапазонные свойства. На рынке России имеется множест-
  во моделей автогенераторов отечественного и зарубежного производства. Они различаются
  по элементной базе (активному элементу), массе, габаритам, стоимости, диапазону рабочих
  частот и другим параметрам. Во многих случаях паспорт и технические условия не содер-
  жат ряд параметров, важных для потребителя. Целью данной работы является исследова-
  ние основных характеристик генератора, в том числе не задекларированных поставщиком.
  Объектом исследования является генераторный модуль СВЧ в типовой схеме включения.
  Представлены результаты экспериментального исследования ГУН, работающего в области
  5 ГГц. Дана оценка паразитных продуктов в спектре выходного сигнала. Представлены фо-
  то спектра выходного сигнала, демонстрирующего малую ширину спектральной линии. Из-
  мерены модуляционные характеристики при изменении управляющего напряжения и напря-
  жения питания, вычислена их средняя крутизна. Эти данные позволяют предъявить обосно-
  ванные требования к стабильности управляющего и питающего напряжений. Полученные
  результаты могут быть использованы в приёмо-передающей аппаратуре связи, навигации.
  Статья расширяет представление о линейке отечественных генераторов, демонстрирует
  их высокие электрические характеристики. Достигнуты следующие электрические пара-
  метры: – диапазон рабочих частот от 4968 до 5448 МГц; –выходная мощность не менее 11
  дБм; – напряжение питания минус 16 В; – управляющее напряжение от 5 до 31,5 В.

• АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ СИСТЕМЫ MATLAB ДЛЯ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЕМЫХ ЦИФРОВЫХ РЕКУРСИВНЫХ БИХ-ФИЛЬТРОВ БАТТЕРВОРТА

  Хуссейн Ш. Мукер, И. И. Турулин

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  В ряде приложений цифровой обработки сигналов применяются управляемые цифро-
  вые рекурсивные БИХ-фильтры. Под словом «управляемые» имеются в виду фильтры, ко-
  эффициенты структуры которых явно зависят от частоты среза или граничных частот.
  Управляемые БИХ-фильтры могут быть синтезированы с помощью различных средств для
  расчета традиционных, неуправляемых БИХ-фильтров. В статье был рассмотрен синтез
  неуправляемых БИХ-фильтров и проанализирована целесообразность представления ре-
  зультатов синтеза для построения управляемых БИХ-фильтров. Были описаны и объясне-
  ны методы проектирования на основе MATLAB (2021a) и фундаментальные концепции
  цифровых фильтров БИХ-Баттерворта. Составной сигнал был обработан анализируемым
  фильтром, чтобы определить, соответствует ли он критериям прохождения фильтра-
  ции. Для проверки рассчитанных фильтров использовался прототип Симулинк, a также
  инструмент FDA инструментария обработки сигналов. На основании полученных резуль-
  татов делается вывод о применимости системы MATLAB для синтеза управляемых циф-
  ровых рекурсивных БИХ-фильтров Баттерворта. Проанализированная техника была более
  эффективной, быстрой, уменьшила количество задач и обнаружила, что результаты
  удовлетворительны.

• ГЕНЕРАТОР ДЕЦИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

  А. Н. Зикий , А. С. Кочубей

  2021-07-18

  Аннотация ▼

  Гетеродин приёмника и задающий генератор передатчика являются важнейшими
  составными частями, определяя их стабильность и диапазонные свойства. В последние
  годы завод «Метеор» создал ряд новых микросхем генераторов, управляемых напряжением
  (ГУН), с высокими электрическими параметрами. Однако рекламные материалы предпри-
  ятия не содержат ряд параметров, важных с точки зрения потребителя. Целью данной
  работы является исследование основных характеристик генератора, в том числе не задек-
  ларированных поставщиком: ширины спектра сигнала, средней крутизны модуляционной
  характеристики, уровня гармоник. Объектом исследования является микросхема ГУН382 в
  типовой схеме включения. Представлены результаты экспериментального исследования
  ГУН, работающего в области 1200 МГц. Дана оценка паразитных продуктов в спектре
  выходного сигнала. Спектр выходного сигнала демонстрирует малую ширину спектраль-
  ной линии. Измерены модуляционные характеристики при изменении управляющего напря-
  жения и напряжения питания, вычислена их средняя крутизна. Эти данные позволяют
  предъявить обоснованные требования к стабильности управляющего и питающего на-
  пряжений. Полученные результаты могут быть использованы в приёмо-передающей аппа-
  ратуре связи, навигации, радиоэлектронной борьбы. Статья расширяет представление о
  линейке генераторов завода «Метеор», демонстрирует их высокие электрические харак-
  теристики: диапазон рабочих частот 1200 ± 16 МГц; выходная мощность не менее 1 дБм;
  напряжение питания + 5 В; управляющее напряжение от 0 до 8 В; уровень второй и
  третьей гармоники не превышает минус 22 дБ по отношению к полезному сигналу

• ФОТОДЕТЕКТОР С УПРАВЛЯЕМОЙ ПЕРЕДИСЛОКАЦИЕЙ: ДИФФУЗИОННО-ДРЕЙФОВАЯ МОДЕЛЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОПТИЧЕСКИХ МЕЖСОЕДИНЕНИЯХ

  И. В. Писаренко, Е.А. Рындин

  2020-07-20

  Аннотация ▼

  Ранее для реализации оптических межсоединений в интегральных схемах были предло-
  жены инжекционные лазеры с двойными AIIIBV наногетероструктурами, выполняющие функ-
  ции источников и модуляторов излучения. Чтобы преобразовать короткие оптические импуль-
  сы, генерируемые лазерами-модуляторами, в электрические сигналы, необходимы технологиче-
  ски совместимые фотодетекторы с субпикосекундным временем отклика. Поскольку тради-
  ционные конструкции фоточувствительных полупроводниковых приборов не удовлетворяют
  предъявляемым требованиям, разработан перспективный метод построения быстродейст-
  вующих фотодетекторов на основе принципа управляемой передислокации максимумов плот-
  ности носителей заряда в специально организованных квантовых областях. Данные оптоэлек-
  тронные приборы содержат продольный фоточувствительный p-i-n переход и поперечную
  управляющую гетероструктуру, в которую входят слои, выращенные методом молекулярно-
  лучевой эпитаксии при низких температурах, и два управляющих перехода. До наступления
  среза оптического импульса фотодетектор работает аналогично классическому p-i-n фото-
  диоду. Поперечное электрическое поле включается только во время заднего фронта лазерного
  импульса и передислоцирует максимумы плотности электронов и дырок из области поглоще-
  ния в области с низкой подвижностью и коротким временем жизни, в результате чего время
  отклика сокращается до субпикосекундной величины. В предыдущих исследованиях быстродей-
  ствие рассматриваемого фотодетектора оценивалось с помощью квантово-механической
  комбинированной модели, которая не учитывала некоторые важные аспекты протекающих в
  нем физических процессов. В данной статье предложена двумерная нестационарная диффузи-
  онно-дрейфовая модель, позволяющая провести детальный анализ транспорта носителей заря-
  да в структуре фотодетектора с управляемой передислокацией с точки зрения полуклассиче-
  ского подхода. Для реализации представленной модели разработаны методика конечно-
  разностного численного моделирования на основе явного метода и прикладные программные
  средства. Полученные результаты диффузионно-дрейфового моделирования выявили необхо-
  димость использования дифференциального принципа подключения для компенсации токов
  смещения в цепи питания прибора. С учетом данной особенности разработаны фотоприемная
  схема, обеспечивающая как формирование результирующего электрического сигнала, так и
  требуемый режим подачи управляющего напряжения на контакты фотодетектора, и драй-
  вер для лазеров-модуляторов.

• УСТОЙЧИВОСТЬ ШАГАЮЩИХ МАШИН И РОБОТОВ В ПОДВОДНЫХ УСЛОВИЯХ

  В.В. Чернышев, И. П. Вершинина, В.В. Арыканцев

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  При проведении подводно-технических работ шагающие машины и роботы, передви-гающиеся по дну существенно превосходят по тяговым свойствам и проходимости тради-ционные транспортные средства. Условия эксплуатации подводных шагающих робототех-нических систем – сложный рельеф морского дна, уклоны, слабонесущий грунт и др., обуслав-ливают актуальность проблемы их устойчивости. Обсуждаются результаты теоретиче-ских и экспериментальных исследований, направленных на обеспечение динамической устой-чивости шагающих машин и роботов в подводных условиях. Новизна исследования обусловле-на учетом специфических особенностей их условий эксплуатации. Исследования базируются на результатах испытаний опытного образца 6-ти ногого подводного шагающего аппарата МАК-1. Неустойчивость шагающего аппарата может быть обусловлена особенностью походки. Также потеря устойчивости шагающего аппарата может наступить при встрече с нераспознанным препятствием и при преодолении уклонов. Проведено математическое моделирование динамики статически неустойчивых походок. Проанализированы основные этапы фазы движения аппарата в неустойчивом положении. Показано, что в подводных условиях динамически устойчивая ходьба 6-ти ногого шагающего аппарата с цикловыми движителями возможна и в случае независимого привода ног правого и левого борта. Рас-смотрены методы автономного реагирования на встречу с нераспознанным препятствием. Проанализированы различные типовые ситуации, возникающие при движении по неорганизо-ванной поверхности. Предложены методы самоадаптации и самоуправления ног на базе нечетких алгоритмов, исключающие возникновение аварийных ситуаций, включая опрокиды-вание. Рассмотрены особенности преодоления уклонов шагающими аппаратами в подводных условиях. При движении традиционных транспортных средств возможно их опрокидывание или сползание под уклон. Показано, что на слабых грунтах сползание шагающих машин под уклон маловероятно. Это обусловлено значительными деформациями грунта под опорными элементами (стопами) шагающих машин. Рассмотрен способ повышения устойчивости к опрокидыванию при движении шагающего аппарата вдоль уклона за счет раздельного регулирования условного клиренса механизмов шагания. Определенное внимание уделено устойчивости буровых шагающих платформ, передвигающихся по дну. Их специфика – высокое рас-положение центра масс. Рассмотрены возможные этапы опрокидывания шагающих плат-форм. Показан стабилизирующий эффект завышенного расположения центра плавучести. Результаты работы могут быть востребованы при разработке шагающих машин и роботов, предназначенных для подводнотехнических работ, для новых промышленных техноло-гий освоения ресурсов морского дна, для обеспечения антитеррористической и техногенной безопасности объектов подводной инфраструктуры и др. работ