Реферат на тему: Обобщенная структура перестраиваемых АRС-схем. Динамический диапазон перестраиваемых АRС-схем

Введение

Для снижения влияния электронных ключей на характеристики и параметры устройства целесообразно в качестве базисных структур использовать интеграторы (Si(р)), что в общем случае с переменной постоянной времени (ti), и усилители (Кj (р)) с управляемым коэффициентом передачи (Кj). Эти блоки объединяются в структуры посредством коммутирующей части схемы (КЧС), которая также связывает их с источником сигнала x0 и входным узлом схем y0 (рис. 1).

Рассматриваемая модель перестраиваемого устройства описывается следующей матрично-векторной системой уравнений:

Смысл векторов XS, XК, YS, YК, поясняется векторным сигнальным графом, изображенным на рис. 1. Структура матриц BSS, BSK, BKS, BKK и векторов ТК, ТS, АК, АS, относящихся к КЧС, приведена в табл. 1, где знак Т означает транспонирование.

Из векторного графа следует, что данная модель состоит из трех основных частей. Первая часть (компоненты векторов АК и АS) является расщепителем, который посредством разветвления преобразует скалярную величину входного сигнала x0 в векторную, воздействующую на соответствующие входы базисных структур. Вторая и наиболее важная часть системы (компоненты всех матриц, входящих в (2)) осуществляет основную операцию над векторными сигналами XS и XК, преобразуя их в Ys, YК. Здесь сосредоточены физически осуществимые принципы формирования коэффициентов полинома знаменателя передаточной функции и заложены основы конструирования коэффициентов полинома числителя. Третья часть (компоненты векторов ТS, ТК и скаляр t0) реализует сумматор, обеспечивающий связь с выходами базисных структур.

Рис. 1. Обобщенная структура перестраиваемого ARC-устройства

Рис. 2. Векторный сигнальный граф обобщенной структуры

Таблица 1

Компоненты коммутирующей части схемы

Матрица, вектор

Размерность

Физический смысл компонент

(передача КЧС)

от выхода i-го интегратора ко входу l-го интегратора

от выхода i-го интегратора ко входу q-го усилителя

от выхода j-го усилителя ко входу l-го усилителя

от выхода j-го усилителя ко входу l-го интегратора

от выхода i-го интегратора к нагрузке

от выхода j-го усилителя к нагрузке

от генератора ко входу i-го интегратора

от генератора ко входу j-го усилителя

Для обеспечения пассивности КЧС необходимо выполнить условия

гарантирующие возможность ее построения на базе резисторов, причем для любого h-го усилителя с фиксированным коэффициентом передачи возможна реализация отрицательных передач путем использования неинвертирующего входа операционного усилителя (ОУ). В этом случае в неравенстве (2) учитываются модули соответствующих величин. Базисные структуры описываются диагональными матрицами

компоненты которых являются передаточными функциями реальных интеграторов и усилителей, поэтому

где - площадь и статический коэффициент усиления ОУ, положенного в основу i-го интегратора (j-го усилителя); - коэффициент передачи на холостом ходу i-го (j-го) резисторного управителя.

Передаточная функция обобщенной структуры следует из системы векторно-матричных уравнений (1) и при переходе к блочным (клеточным) матрицам и векторам имеет вид:

Для идеальных ОУ блочная матрица основной части системы может быть представлена следующим образом:

При решении конкретных задач качественного характера удобным оказывается представление

при этом векторы , компоненты которых являются передаточными функциями на выходах интегрирующих и масштабных усилителей, определятся после обращения матрицы Lи по формулам Фробениуса [1] из следующих соотношений:

где .

Воспользовавшись методом В.Н. Фаддеевой [6] для вычисления резольвенты матрицы , функцию (10) можно привести к дробно-рациональному виду

где коэффициенты числителя и знаменателя определяются алгоритмом:

Здесь - след (сумма диагональных элементов) соответствую-щей матрицы.

Приведенный алгоритм позволяет на последнем шаге q = n осуществить контроль результата, т.к. . Однако он довольно чувствителен к ошибкам округления, поэтому при численных методах решения задачи необходимо предусмотреть перевод компонент матриц в числа с удвоенной точностью.

Оглавление

- Обобщенная структура перестраиваемых ARC-схем

- Динамический диапазон перестраиваемых ARC-схем

- Частотные свойства перестраиваемых ARC-схем

- Процедура синтеза интеграторных структур Библиографический список

Список литературы

- Блажкевич, Б.И. Топологический метод поиска минимальных структур RLС-цепей Текст / Б.И. Блажкевич, Е.Д. Михайлова // Теоретическая электротехника. - 2009. - Вып. 14. - С.

- Блажкевич, Б.И. Физические основы алгоритмов анализа электронных цепей Текст / Б.И. Блажкевич. - Киев : Наукова думка, 2009. - 240 с.

- Богатырев, В.Н. Проектирование и разработка ОУ на основе КМОП КНИ технологии Текст / В.Н. Богатырев и др. // Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем : материалы Всерос. науч.-техн. конф. - Подмосковье, 2009. - С.

- Бунза, Дж. Основные направления развития автоматизации проектирования в 1990-х годах Текст / Дж. Бунза, Г. Хоффман, Эд. Томсон // Электроника. - 2010. - 2. - С.

- Виляев, Л.Ю. Аналого-цифровой БМК "Рапира" и библиотека функциональных элементов на его основе Текст / Л.Ю. Виляев, Ю.Н. Владимиров, В.В. Полевиков, И.Н. Шагурин // Актуальные проблемы микроэлектроники и твердотельной электроники : труды IV Всерос. НТК с междунар. участием. - 2007. - С.