Интегрирующие аналого-цифровые преобразователи, использующие методы однобитной сигма-дельта модуляции
Диссертация
В последнее время в измерительной технике появилась тенденция перехода на беспроводные технологии передачи данных и построения датчиков в виде автономных измерительных систем. Для беспроводных датчиков требуются как правило 16−24 битные АЦП, работающие в режиме однократного преобразования и обладающие наилучшим энергетическим показателем количества энергии, которое тратится на получение единицы… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
- Глава 1. Анализ современного состояния исследований и разработок интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, использующих методы сигма-дельта модуляции
- 1. 1. Основные положения и определения
- 1. 2. Общие замечания
- 1. 3. Анализ тенденций развития и теории интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, использующих методы сигма-дельта модуляции
- 1. 4. Совершенствование интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, использующих методы сигма-дельта модуляции
- 1. 5. Цели и задачи исследования
- Глава 2. Разработка элементов теории интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, использующих методы сигма-дельта модуляции
- 2. 1. Общие замечания
- 2. 2. Математическая модель сигма-дельта модуляторов высоко порядка. 50 2.2.1. Математическая модель сигма-дельта модуляторов на непрерывно-дискретных интеграторах
- 2. 2. 2. Математическая модель сигма-дельта модуляторов на непрерывных интеграторах
- 2. 3. Анализ условий устойчивости работы однобитных сигма-дельта модуляторов высоких порядков
- 2. 3. 1. Общие замечания
- 2. 3. 2. Анализ устойчивости работы однобитных сигма-дельта модуляторов в режиме преобразования сигналов большого уровня
Список литературы
- Богатский В. А. Методика оценки качества аналого-цифровых преобразователей // Управляющие системы и машины. № 6, 1985.
- Волгин Л.И. О гиперболическом распределении технетики. Датчики и Системы, № 2, 1999, С.3−34.
- Голуб В. Взгляд на сигма дельта АЦП. Chip News, 1999,№ 5, С. 2327 (с поправкой в № 8, С. 48).
- Голуб В. С. Сигма дельта модуляторы и АЦП. Радюаматор, Киев, 2000, № 8, с. 36 — 37- 2001, № 2, С. 27 — 28.
- Голуб В. С. Мгновенная и средняя частота колебаний и интегрирующие ЧМ и ЧИМ модуляторы. Радиотехника, 1982, т. 37, № 9, С. 48−50.
- Голуб В. Цифровая обработка сигналов: сигма-дельта АЦП // Электроника. М.: РИЦ «Техносфера», 2001. — № 4 — С. 22−28.
- Грачев А.Д. Системное проектирование микромощных измерительных преобразователей для информационно-измерительных систем, Юбилейный международный симпозиум «Актуальные проблемы науки и образования», 19−22 ноября 2003 г., Пенза С. 32−35.
- Гублер Г. Б., Гутников B.C. Применение ДХ-модуляции в измерительных устройствах. Сборник трудов «Микропроцессорные средства измерений», Санкт-Петербург, 1998.- с.3−14.
- Гутников В. С. Фильтрация измерительных сигналов. — Ленинград, издательство Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990.— 192 с.
- Гутников В. С. «Интегральная электроника в измерительных устройствах», 1980, 186 с.
- Гутников B.C. Применение операционных усилителей в измерительной технике, 1975. 120 с.
- Джерри Хорн. Физические пределы аналогово-цифрового преобразования // Инженерная микроэлектроника.- М., 2000. № 2. — С. 5−10.
- Диденко В. И. Моделирование электронных схем, 1986, 76 с.
- Карандеев К.Б., Гриневич Ф. Б., Новик А. И. — Библиотека по автоматике. Выпуск 195. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры, 1966, 136 с.
- Киреев, А. О. Исследование энергетических режимов работы беспроводных сенсорных сетей / А. О. Киреев // Научно-техническая конференция специалистов и молодых ученых ЦНИИСТ ФСБ: тез. докл. Всерос. конф.-М.2011.-С. 10−11.
- Киреев, А. О. Эффективное управление энергопотреблением беспроводных сенсорных сетей информационно-измерительных систем // Надежность и качество: тр. междунар. симп.: в 2 т. Пенза: Инф.-изд. центр ПензГу, 2009. -Т. 2.-С. 131−136.
- Кнеллер В.Ю., Боровских Л. П. Определение параметров многоэлементных двухполюсников. 1986. 144 с.
- Кудрин Б.И. Технетика: новая парадигма философии техники. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1998.
- Кудрин Б.И. Введение в технетику. Томск: Изд-во Томского университета, 1993.
- Куликовский, В. В. Мотов Теоретические основы информационных процессов. 1987, 248 с.
- Куликовский Л. Ф. Морозов В.К. Основы Информационной Техники. 1977, 233 с.
- Ломтев, Е.А. Проектирование цифровых вольтметров параллельно-последовательного уравновешивания / И. Р. Добровинский, Е. А. Ломтев. -Саратов: изд-во Саратовского ун-та, 1990. 140 с.
- Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Расчет и реализация/ Пер. с англ. М.: Мир, 1982 (Lam Н. Y.F., Analog and DigitalFilters: Design and Realisation, PrenticeHall, 1979).
- Мартяшин А.И., Шахов Э. К., Шляндин B.M. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1076.-392 с.
- Михотин В.Д., Чувыкин Б. В., Шахов Э. К. Методы синтеза весовых функций для эффективной фильтрации измерительных сигналов. -Измерения, контроль, автоматизация, 1981, № 5(39), с.3−13.
- Михотин В.Д. Проектирование помехоустойчивых АЦП: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1984. — 88 с.
- Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. JL: Энергия, 1968.
- Орнадский П.П. Автоматические измерения и приборы. К.- Техника, 1990 — 448с.
- Пилипко М.М., Коротков A.C. Моделирование дельта-сигма модулятора АЦП с учетом неидеальностей элементов схемы // Материалы Всероссийской межвузовской НТК студентов и аспирантов «XXXV неделя науки СПбГПУ». Ч. VI- СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2007. С. 23−25.
- Пилипко М.М., Коротков A.C., Морозов Д. В. Реализация устройств троичной логики на основе стандартной МОП технологии // Микроэлектроника, 2009. Том 38, № 3. С. 224−236.
- Пилипко М.М., Коротков A.C., Морозов Д. В., Хауэр Й. Дельта-сигма модулятор с частотой дискретизации 50 МГц на основе 0.18 мкм КМОП технологии //Микроэлектроника, 2010. Том 39, № 3, С. 230−240.
- Светлов, A.B. О выборе элементной базы беспроводной сенсорной сети охраны объектов / А. О. Киреев, A.B. Светлов, В. А. Первунинских // Инфокоммуникационные технологии. Т. 6. Спец. выпуск «Технологии безопасности и охраны». — 2008. — С. 38−42.
- Светлов, A.B. Средства мониторинга и анализа энергетических режимов работы автономных микромощных систем А.О. Киреев, A.B. Светлов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки.- 2010. № 3(15).-С. 92−102.
- Светлов, A.B. Беспроводные сенсорные сети в сфере технологий охраны объектов / А. О. Киреев, A.B. Светлов // Надежность и качество: тр. междунар. симп.: в 2 т. Пенза: Инф.-изд. центр ПензГу. 2008. — Т. 2. — С. 179−181.
- Светлов, A.B. Исследование энергетических режимов работы автономных микромощных систем / А. О. Киреев, A.B. Светлов // Шляндинские чтения 2010. -Пенза: Инф.-изд. центр ПензГу. 2010. — С. 4852.
- Солодов Ю.С., И.Н. Желбаков, В. Ю. Кончаловский. Метрология, стандартизация, сертификация. 2004, 156 с.
- Тер-Аракелян Р. Г Проектирование сигма-дельта-модуляторов по критерию устойчивости / Б. В. Чувыкин, В. Н. Ашанин, Р. Г. Тер-Аракелян //
- Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2011. — № 4 (20). — С. 51−62.
- Тер-Аракелян Р. Г. МодельА-АЦП с модулятором 3-го порядка / Б. В. Чувыкин, И. А. Долгова, Р.Г. Тер-Аракелян // Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 9(32). — Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2010, С.150−153.
- Тер-Аракелян Р. Г. Анализ флуктуационных шумов квантования АЦП / И. А. Долгова, И. А. Сидорова, Р.Г. Тер-Аракелян // Наука и современность 2011: сборник материалов XI Международной научно-практической конференции. — Новосибирск, 2011. — С. 274−279
- Чувыкин Б.В. Информационно-энергетический подход к проектированию микромощных измерительных преобразователей // А. Д. Грачев, Б. В. Чувыкин // Датчики и системы.-2005.-№ 9.-С. 33−35.
- Чувыкин Б.В. Системы мониторинга на основе беспроводной связи // О. В. Тужилкин, Б. В. Чувыкин, Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении», Таганрог: 2011, № 5.
- Чувыкин Б.В. Паутина датчиков новая концепция построения ТСО / Б. В. Чувыкин, А. Д. Грачев, А. Ю. Балыкова // Современные технологии безопасности. -4.1 2005. № 1.-С.6−10., ч.2 2005. № 2 С.8−10.
- Чувыкин Б.В. Использование кластерного анализа в автономных интеллектуальных информационных системах. // С. А. Рыбин, Б. В. Чувыкин / М.: Вопросы радиоэлектроники. Секция ЭВТ, 2008, № 5, стр. 128 — 137
- Туз Ю.М., Володарский Е. Т., Малиновский Б. Н. Планирование и организация измерительного эксперимента. 1987,280 с.
- Шахов Э.К., Михотин В. Д. Интегрирующие развертывающие преобразователи напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 144 с.
- Шахов Э.К. Развитие алгоритмов и структур интегрирующего развертывающего преобразования. Измерения, контроль, автоматизация, 1978, № 3(15), с.3−12.
- Шахов, Э.К. Методы синтеза весовых функций для эффективной фильтрации измерительных сигналов / В. Д. Михотин, Б. В. Чувыкин, Э. К. Шахов // Измерение, контроль, автоматизация. 1981. — № 5 (39). — С. 3−12.
- Шахов Э.К. Метод повышения помехоустойчивости интегрирующих цифровых приборов. Автометрия, 1980. — № 5.
- Шахов Э.К. Методы построения интегрирующих АЦП: Учеб. пособие. Пенза: РИО ППИ, 1984.
- Швец В., Нищирет Ю. Архитектура сигмадельта АЦП иЦАП. -Chip News, 1998, № 2, с. 2−11.
- Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1974. с. 354.
- Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т. 2 / Пер. сангл. -М.: Мир, 1983 (Horowitz P., Hill W., The Art of Electronics, Cambridge University Press, 1980).
- Материалы сайта www.wirelessdesignmag.com
- Интегрирующие АЦП. http://gaw.ru/html.cgi/txt/doc/adc/adc5.htm.70. Сигма-дельта АЦП. http ://news .rtcs .Ru/html. С gi/txt/ic/AnalogDevices/adc/delta.
- Тер-Аракелян Р. Г. Программа моделирования и визуализации динамики переходных процессов сигма-дельта модуляторов интегрирующих АЦП. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2 011 616 089. Дата регистрации в реестре 4 августа 2011 г.
- Тер-Аракелян Р. Г. Программа оптимизации сигма-дельта модуляторов п-го порядка. Свидетельство о государственной регистрациипрограммы для ЭВМ № 2 011 612 981. Дата регистрации в реестре 17 июня 2011 г.
- Тер-Аракелян Р. Г. Программа моделирования сигма-дельта модуляторов высоких порядков. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2 011 613 923. Дата регистрации в реестре 4 октября 2011 г.
- Akyildiz I. F, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci. A Survey on Sensor Networks. IEEE Communication magazine, August, 2002, vol. 20, № 8, pp. 102−114.
- Aldebert P., P. Benabes, R. Kielbasa, «Analog-to-digital sigma-delta converters modelling for simulation andsynthesis,» Proceedings of International Workshop on ADC Modelling and testing, Bordeaux, France, pp. 3−14,September 9−10, 1999.
- Application Note AN 283: Sigma Delta ADCs and DACs. Applications Reference Manual, Analog Devices, 1993, p. 203 -2018.
- Benabes P., A. Beydoun and J. Oksman, «Extended frequency-banddecomposition sigma-delta A/D converter,» Analog Integrated Circuitsand Signal Processing, Springer, Jan 2009.
- Benabes P., A. Gauthier, and D. Billet, «New wideband sigma-delta convertor,» Electron. Lett, vol. 29, pp. 1575−1577, Aug. 1993.
- Bharatula, N.B.- Zinniker, R.- Troster, G. Hybrid Micropower Supply For Wearable-Pervasive Sensor Nodes. In Proceedings of the 2005 9th IEEE International Symposium on Wearable Computers, 2005.
- Brooks R., C. Griffin, and D. S. Friedlander, «Self-Organized distributed sensor network entity tracking,» to be published in the International Journal of
- High Performance Computing Applications, Special Issue on Sensor Networks, 2002.
- Clare L. P, Pottie G. J., and J. R. Agre, «Self-Organizing Distributed Sensor Networks,» Proc. SPIE, vol. 3713, April 199, pp. 229−238.
- Dan Li, Kerry D. Wong, Yu H. Hu and Akbar M. Sayeed., Detection, Classification and Tracking of Targets in Distributed Sensor Networks. IEEE Signal processing magazine, March 2002, volml9,№ 2, pp. 17−29
- Davidson, J.- Knight, C.- Behrens, S. Scoping study energy harvesting for wireless sensor networks. CSIRO internal report ET/IR 1017, February 2008.
- Gomes C. On the Intersection of Artificial Intelligence and Operations Research. Journal of Knowledge Engineering Review, Cambridge Press, Vol. 16 1, 2001, 1−6.
- Gomez-Cama J. M., O. Ruiz, S. Marco, J. M. Lopez-Villegas, and J. Samitier, Simulation of a Torsional Capacitive Accelerometer and Interface Electronics Using an Analog Hardware Description Language. Southampton, U. K.: Computational Mechanics, 1997.
- Kester W., Bryant J., Buxton J. ADCs for Signal Conditioning. -Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, Analog Devices, 1999, p. 8.1 -8.39.
- Meguerdichian, S- Slijepcevic, S- Karayan, V- Potkonjak, M. Localized algorithms in wireless ad-hoc networks: location discovery and sensor exposure. MOBIHOC 2001.
- Kielbasa R., A. Yahia, P. Benabes, «Bandpass Delta-Sigma modulators synthesis with high loop delay,» in Proc. IEEE Int. Symp. Circuits Syst., 2001, vol. 1, pp. 344−347.
- Kielbasa R., P. Benabes, M. Keramat, «A Methodology for designing Continuous-time Sigma-Delta Modulators,» in Proc. European Design and Test Conf., pp. 46−50, 1997.
- Knight C, J. Davidson, S. Behrens. Energy options for wireless sensor nodes // Sensors 2008. — № 8. 8037 — 8066.
- Korotkov A.S., Morozov D.V., Pilipko M.M., Sinha A. Delta-Sigma ADC for Ternary Code System // Proc. Int. Symposium Signals. Circuits and Syst., Iasi. Romania. July 2007. P. 1−4.
- Kusuma J., Doherty L., Ramchandran K. Distributed compression for sensor networks// ICIP-International Conference on Image Processing, October 2001.
- Lakeman, C.D.E.- Fleig, P.F.- DeGreeff, J.L.- Trainor, J.T. Hybrid Power For Wireless Sensors. In Proceedings of SPIE, Unattended Ground, Sea, and Air Sensor Technologies and Applications VIII, 2006.
- Nairn D. Architectural advances lead to focus on the ADC’s auxiliary circuitry.
- Pister, K. Smart Dust: Autonomous Sensing and Communication in a Cubic Millimeter, http://robotics.eecs.berkeley.edu/~pister/SmartDust/
- Pottie, G.J.- Kaiser, W.J. Wireless integrated network sensors. Communications of the ACM 2000, 43(5), 51−58.
- Raghunathan, V.- Schurgers, C.- Park, S.- Srivastava, M. Energy-aware wireless microsensor networks. IEEE Signal Processing Magazine, 2002, 40−50.
- Roundy, S.- Wright, P.K.- Rabaey, J.M. Energy Scavenging for Wireless Sensor Networks: With Special Focus on Vibrations- Kluwer Academic Publishers: Norwell, MA, USA, 2004.
- Roundy, S.- Wright, P.K.- Rabaey, J. A study of low level vibrations as a power source for wireless sensor nodes. Comput. Commun 2003. — № 26. — c. 1131 — 1144.
- Royer E., Toh C. A Review of Current Routing Protocols for Ad-Hoc Mobile Wireless Networks //IEEE Personal Communications 1999. V. 4. P.c. 46 -55.
- Ruser H., Jena A.V., Magori V. A Low -cost ultrasonic-microwave multisensor for orbust sensing of velocity and range// Ibid. C3.
- Wang A., Chandraksan A. Energy-efficient dsps for wireless sensor networks// IEEE Sigal Processing Magazine, pp. 68 78, July 2002.
- Warneke B Last M Liebowitz B. Smurt Dust: communication with a cubicmillimeter computer. // IEEE Comput Mag/ Volume 34, Issue 1, Jan 2001, P. 44−51.
- Wesson, R- Hayes-Roth, F.- Burge, J. W.- Stasz, C- Sunshine, C. A. Network structures for distributed situation assessment. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 1981, SMC-ll (l), 5−23.
- Zhao F., Shin J., and J.Reich. Information driven Dynamic Sensor Collaboration. IEEE Signal processing magazine, March 2002, volml9,№ 2, pp.61−72.
- Zuniga M., Krishnamachari B. An analysis of unreliability and asymmetry in low-power wireless links. ACM Transactions on Sensor Networks, Vol. 3, No. 2, June 2007.
- MicroConverter: MicroConverter® On-Chip. www.analog.com.