1635 research outputs found
Sort by
Формирование высших производных характеристик нелинейных элементов
Get PDFIt was suggested to form higher derivatives, including the fourth one, characteristics of non-linear elements based on altering the synchronous, phase insensitive active band-stop filter to the needed harmonic component of the researched antiderivative of the characteristic of the examined element, which is proportional to the according derivative, which allows, if needed, to reestablish the missing phase component using a synchronous, sensitive to phase demodulating filter, which is agreed to the specially formed control signals, or to exclude it using a simple amplitude demodulator. The use of the proposed shaper of higher derivatives for the purpose of determining the primary parameters of various objects with nonlinear characteristics of antiderivatives makes it possible to substantially increase the accuracy of their measurements, bringing this process to the level of tenths of a percent, which is a very important result in the measurement technique, first of all, the Q-factor of radiotechnical elements, for example, varicaps, with a wide range of its change.Предложено формировать высшие производные, включая четвертую, характеристик нелинейных элементов на основе синхронного фазонечувствительного режекторно-полосового активного фильтра путем его перестройки на нужную гармоническую составляющую исследуемой первообразной характеристики объекта исследования, пропорциональную соответствующей производной, позволяющего, при необходимости, восстановить утрачиваемую при этом фазовую составляющую посредством фазочувствительного синхронного фильтра-демодулятора, согласованного со специально формируемыми управляющими сигналами, или ее исключить простейшим линейным амплитудным демодулятором. Применение предложенного формирователя высших производных для целей определения первичных параметров различных объектов с нелинейными характеристиками первообразных позволяет существенно повысить точность их измерения на уровне десятых долей процента, что необходимо при создании прецизионных средств измерений, прежде всего добротности радиотехнических элементов, например, варикапов, с широким диапазоном ее изменения
Обнаружение канала утечки информации из многомодового оптического волокна при помощи кремниевого фотоумножителя
Get PDF Currently, fiber-optic communication lines are widely used for data transmission. Despite the fact that the information signal propagates inside the optical fiber, covered with a protective shell, there are various ways to form information leakage channels from such fibers. The power control of the information signals transmitted over an optical fiber is one of the most common ways to detect an information leakage channel. This paper determines the parameters of a fiber-optic communication line based on multimode optical fibers for which silicon photomultipliers to detect information leakage channels can be used. The dependences of the branched power on the fiber bending diameter are presented. It has been found that the bending diameter increase leads to the branched power decrease and a decrease in the ability of the photodetector to detect power loss in the optical fiber. The value of the branched power of optical radiation with a wavelength of 850 nm is greater than for 650 nm for all studied bending diameters. It has been established that an increase in the optical radiation power introduced into the fiber to 10 mW makes it possible to detect power loss up to –0.005 dB for an optical radiation wavelength of 850 nm, and –0.142 dB for a wavelength of 650 nm. The results of this article can be used in systems for protecting information transmitted over fiber-optic communication lines.В настоящее время для передачи данных широко используют волоконно-оптические линии связи. Несмотря на то, что информационный сигнал распространяется внутри оптического волокна, покрытого защитной оболочкой, существуют различные методы формирования каналов утечки информации из таких волокон. Одним из наиболее распространенных способов обнаружения канала утечки информации является контроль мощности информационных сигналов, транслируемых по оптическому волокну. В данной работе определены параметры волоконно-оптической линии связи на основе многомодовых оптических волокон, для которых можно использовать кремниевые фотоумножители для обнаружения каналов утечки информации. Представлены зависимости ответвляемой мощности от диаметра изгиба волокна. Получено, что увеличение диаметра изгиба приводит к уменьшению ответвляемой мощности и снижению способности обнаружения фотоприемником потери мощности на оптоволокне. Величина ответвляемой мощности оптического излучения с длиной волны 850 нм больше, чем для 650 нм при всех исследуемых диаметрах изгиба. Установлено, что увеличение вводимой в волокно мощности оптического излучения до 10 мВт позволяет обеспечить обнаружение потери мощности до –0,005 дБ для длины волны оптического излучения 850 нм и –0,142 дБ для длины волны 650 нм. Результаты этой статьи могут найти применение в системах защиты информации, передаваемой по волоконно-оптическим линиям связи
Методика синтеза устройства управления по методу аналитического конструирования оптимального регулятора для задачи наведения летательного аппарата вдоль гиперболы
Get PDFThe purpose of the article is to describe the methodology for obtaining the structure of the optimal controller, which provides the guidance of the aircraft to the target point on the plane, using the method of time difference of arrivals (TDoA) for two navigation positions. The main feature of the system is that one measurement of time difference of arrivals between the aircraft and two navigation positions does not allow to describe the position of the aircraft on the plane fully. It describes only the line of position (LOP) in the form of a hyperbola. The aiming problem is solved by choosing a hyperbola passing through the target point, bringing the aircraft to a given hyperbola, followed by its movement along this hyperbola. In this case, the choice of the target hyperbola is a trivial task, in contrast to the task of determining the structure of the control system implementing the right and effective guidance law. The regulator obtained on the basis of the method of analytical design of the optimal regulator, according to the results of the computer simulation, showed its operability.Целью статьи является изложение методики получения структуры оптимального регулятора, позволяющего осуществить наведение на плоскости летательного аппарата в точку цели, используя разность дальностей до двух навигационных позиций. Особенностью данной системы является то, что одна разность дальностей между летательным аппаратом и двумя навигационными позициями не позволяет полностью описать положение летательного аппарата на плоскости, а описывает, фактически, линию положения в виде гиперболы. Задача наведения решается выбором гиперболы, проходящей через точку цели, выводом летательного аппарата на заданную гиперболу с последующим его движением вдоль данной гиперболы. При этом выбор необходимой гиперболы является достаточно тривиальной задачей в отличие от задачи определения структуры устройства регулирования. Регулятор, полученный на основе метода аналитического конструирования оптимального регулятора, по результатам компьютерного моделирования показал свою работоспособность
Сглаживающий фильтр с вариацией коэффициентов для сопровождения маневрирующей аэродинамической цели
Get PDFThe article offers a new filter for tracking a maneuvering aerodynamic target. During the process of the filter synthesis, three main requirements were considered: the filter must provide a minimum smoothing error in the areas without maneuver; the filter should ensure the minimum possible errors and emissions of smoothing error during the maneuver; filter must not contain additional constants, which take into account, for example, the value of input errors, parameters of target maneuver, period of information modification and so on. In order to meet these requirements a two-fold adjustment (variation) of the coefficients smoothing was used in accordance with the deviation of the coordinate of the newly measured position of the target (mark) from the extrapolated position. The variation is performed in accordance with the selected function, while the smoothing step acquires a certain conditional value. The proposed filter modelling has been performed. Received by modelling values of smoothing errors were compared with smoothing errors of other filters, described in scientific literature. The comparison results demonstrate a significant decrease in smoothing of the root mean square errors of coordinates and velocity in the proposed filter in comparison with other samples; with according to main requirements, any “tunes” in proposed filter were not used.В статье предложен новый фильтр сопровождения маневрирующей аэродинамической цели. При синтезе фильтра учитывались три главных требования: фильтр должен обеспечивать минимальную ошибку сглаживания на участках без маневра; фильтр должен обеспечивать минимально возможные ошибки и выбросы ошибки сглаживания во время маневра; фильтр не должен содержать дополнительные константы, учитывающие внешние параметры, например, величину входных ошибок, параметры маневра цели, период обновления информации и т. п. Для выполнения данных требований использована двухкратная корректировка (вариация) коэффициентов сглаживания в соответствии с величиной отклонения координаты вновь измеренного положения цели (отметки) от экстраполированного положения. Вариация производится в соответствии с выбранной функцией, при этом шаг сглаживания далее приобретает некоторое условное значение. Проведено моделирование предложенного фильтра. Полученные при моделировании значения ошибок сглаживания сравнивались с ошибками сглаживания других фильтров, описанных в научной литературе. Результаты сравнения показывают существенное снижение среднеквадратических ошибок сглаживания координаты и скорости у предложенного фильтра по сравнению с другими образцами; в соответствии с главными требованиями никаких дополнительных констант в предложенном фильтре не использовалось
Особенности проектирования зарядочувствительных усилителей на арсенид-галлиевом базовом кристалле
Get PDFFor the production of integrated analog circuits with a small-scale integration, which are developed to operate at temperatures up to minus 200 ℃ and/or with absorbed dose of gamma radiation up to 5 Mrad, a gallium arsenide master slice has been created. The following types of active elements are used in this master slice: DpHEMT with gate dimensions 100 ηm/0,2 ηm and 10 ηm/0,2 ηm; p-n-p HBT, they were chosen for realization of most common analog circuits of operational amplifiers, comparators, voltage followers. Despite the small number of available DpHEMT with high transconductance for circuit synthesis and volt-ampere characteristics features of DpHEMT experimental samples, which exclude use of those transistors at low drain current, master slice give opportunity for developing charge-sensitive amplifiers (CSA) circuits with only one type of active elements – DpHEMT. At the same time, correct choice of the operating point of transistors provide development of low-noise, high-speed CSAs with better parameters than silicon CSAs for sensors with internal capacitance up to 100 pF. So, developed on GaAs master slice CSA with head DpHEMTs and ratio of the gate width to its length, equal to W/L = 2000 and W/L = 3000, characterized by current consumption ICC = 5,46 mA and ICC = 5,25 mA, rise time tR = 10,7 ns and tR = 9,6 ns, equivalent noise charge ENC = 3960 el, and ENC = 3700 el. with sensor capacitance of 50 pF, while the CSA with a head silicon p-channel junction field-effect transistor has W/L = 3870, ICC = 6,99 mA, tR = 27,7 ns, ENC = 5360 el. with the same sensor capacitance. Для производства интегральных аналоговых микросхем малой степени интеграции, предназначенных для работы при температуре до минус 200 ℃ и/или при поглощенной дозе гамма-излучения до 5 Мрад, создан арсенид-галлиевый базовый кристалл. Тип применяемых в базовом кристалле активных элементов, а именно: DpHEMT с размерами затворов 100 мкм/0,2 мкм и 10 мкм/0,2 мкм; p-n-p HBT, выбран для реализации наиболее распространенных аналоговых схем операционных усилителей, компараторов, повторителей напряжения. Несмотря на небольшое количество доступных для схемотехнического синтеза DpHEMT с большой крутизной и особенности вольтамперных характеристик экспериментальных образцов DpHEMT, исключающие их применение при малых токах стока, на базовом кристалле возможно проектирование схем зарядочувствительных усилителей (ЗЧУ), содержащих только один тип активного элемента – DpHEMT. При этом правильный выбор рабочей точки транзисторов обеспечивает разработку малошумящих, быстродействующих ЗЧУ с лучшими параметрами по сравнению с кремниевыми ЗЧУ для датчиков с внутренней емкостью до 100 пФ. Так, разработанные на GaAs базовом кристалле ЗЧУ с головными DpHEMT и отношением ширины затвора к его длине, равным W/L = 2000 и W/L = 3000, характеризуются соответственно током потребления ICC = 5,46 мА и ICC = 5,25 мА, длительностью фронта нарастания tR = 10,7 нс и tR = 9,6 нс, эквивалентным шумовом зарядом ENC = 3960 эл. и ENC = 3700 эл. при емкости датчика 50 пФ, в то время как ЗЧУ с кремниевым головным полевым транзистором, управляемым p-n-переходом и каналом p-типа, имеет W/L = 3870, ICC = 6,99 мА, tR = 27,7 нс, ENC = 5360 эл. при той же емкости датчика
Мера отличия для управляемых вероятностных тестов
Get PDFThe problem of constructing characteristics of the difference between test sequences is investigated. Its relevance for generating controlled random tests and the complexity of finding difference measures for symbolic tests are substantiated. The limitations of using the Hamming and Damerau–Levenshtein distances to obtain a measure of the difference between test patterns are shown. For an arbitrary case, a new measure of the difference between two symbolic test sets is determined based on the interval used in the theory of the chain of successive events. The distance D(Ti, Tk) between test patterns Ti and Tk, using the interval characteristic, is based on determining independent pairs of identical (equal) symbols belonging to two patterns and calculating the intervals between them. The combinatorial nature of the calculation, the proposed difference measure for symbolic test patterns of an arbitrary alphabet and dimension, is shown. An example of calculating this measure is given and its possible modifications and limitations are shown. The application of the measure of difference is considered for the case of multi-run testing of memory devices based on address sequences pA with even p repetition of addresses. For the case p = 2, mathematical relations are given for calculating intervals and distances D(Ti, Tk) for address sequences 2A used for controlled random testing of memory devices. Experimental results are presented confirming the effectiveness of the proposed difference measure.Исследуется задача построения характеристик различия тестовых последовательностей. Обосновывается ее актуальность для генерирования управляемых вероятностных тестов и сложность нахождения мер отличия для символьных тестов. Показывается ограниченность применения расстояния Хэмминга и Дамерау – Левенштейна для получения меры отличия тестовых наборов. Для произвольного случая определяется новая мера различия двух символьных тестовых наборов на основе интервала, используемого в теории строя цепи последовательных событий. Расстояние D(Ti, Tk) между тестовыми наборами Ti и Tk, использующее характеристику интервала, основано на определении независимых пар одинаковых (тождественных) символов, принадлежащих двум наборам, и вычислении интервалов между ними. Показывается комбинаторный характер вычисления предложенной меры отличия для символьных тестовых наборов произвольного алфавита и размерности. Приводится пример вычисления данной меры и показываются возможные ее модификации и ограничения. Рассматривается применение меры различия для случая многократного тестирования запоминающих устройств на основе адресных последовательностей pA с четным p повторением адресов. Для случая p = 2 приводятся математические соотношения вычисления интервалов и расстояния D(Ti, Tk) для последовательностей адресов 2A, используемых для управляемого вероятностного тестирования запоминающих устройств. Приводятся экспериментальные результаты, подтверждающие эффективность предложенной меры отличия
Расчет высоты и времени срабатывания устройства инициализации реактивного снаряда
Get PDFThe purpose of this article is to present a method for improving the accuracy of calculating the height and response time of the missile initialization device at a given height, as well as a method for its structural implementation. The paper considers a time option for calculating the response height. I**-t is based on measuring the height of the projectile's flight at five points equidistant in time, from which the negative increment in heights is calculated, a formula that describes the vertical component of the projectile flight is drawn, the numerical calculation of which allows us to determine the projectile response time at a given height. As a structural diagram of the device, it is proposed to use a homodyne structure, the main advantages of which are easiness to implement, a small number of components and, as a consequence, small dimensions.Цель данной статьи заключается в представлении способа повышения точности расчета высоты и времени срабатывания устройства инициализации реактивного снаряда на заданной высоте, а также способа его структурной реализации. Снаряд, вылетевший из направляющих носителя, испытывает на себе различные возмущающие факторы: сопротивление воздуха, состояние атмосферы, воздействие воздушного потока от лопастей вертолета и др. В работе рассматривается временной метод расчета высоты срабатывания. Он основан на измерении высоты полета снаряда в четырех равноудаленных по времени точках, на основании которых рассчитывается отрицательное приращение высот, составляется уравнение, описывающее вертикальную составляющую полета снаряда. Для измерения высоты полета над подстилающей поверхностью внутри снаряда размещается малогабаритный радиовысотомер. Численный расчет аппроксимирующего полинома по методу Кардано позволяет определить время срабатывания снаряда на заданной высоте. В качестве структурной схемы устройства предлагается использование гомодинной структуры, основными преимуществами которой являются простота реализации, малое количество компонентов и, как следствие, малые габариты
Способ совершенствования методики синтеза квазидвухполосовых согласующих устройств
Get PDFThe article deals with issues related to the possibilities of the analytical technique for the synthesis of quasi-two-band matching devices and the way to improve it. The technique is based on the mathematical apparatus of the Generalized Darlington method with the use of a special method of forming quasi-two-band frequency characteristics at the stage of choosing an approximating function. A comparison of the results of load matching obtained using the developed methodology and a progressive numerical synthesis method is presented. The analysis of the solved problem allowed us to make a private assessment of the capabilities of the proposed analytical method of matching. An important limiting circumstance for the synthesis technique is indicated – the lack of solutions for loads of increased complexity, which is caused by a small variability of the known approximating power transfer functions. As a solution to the problem, boundedly flat functions are considered, which differ from classical approximations in their extended variability. The use of a combination of knowledge about the formation of quasi-two-band frequency characteristics and the technique of using limited-flat functions made it possible to expand the range of matched loads. A solution to the test problem of matching a 5-element load is presented, for which the use of classical approximations is not acceptable.В статье рассматриваются вопросы, связанные с возможностями аналитической методики синтеза квазидвухполосовых согласующих устройств и способом ее совершенствования. Методика основана на математическом аппарате обобщенного метода Дарлингтона с применением на этапе выбора аппроксимирующей функции специального способа формирования квазидвухполосовых частотных характеристик. Представлено сопоставление результатов согласования нагрузки, полученных при помощи разработанной методики и прогрессивным численным методом синтеза. Проведенный анализ решенной задачи позволил произвести частную оценку возможностей предлагаемой аналитической методики согласования. Обозначено важное ограничивающее обстоятельство для методики синтеза – отсутствие решений для нагрузок повышенной сложности, что связано с малой вариативностью известных аппроксимирующих функций передачи мощности. В качестве решения проблемы рассматриваются ограниченно-плоские функции, отличающиеся от классических аппроксимаций расширенной вариативной способностью. Использование комбинации знаний о формировании квазидвухполосовых частотных характеристик и методики использования ограниченно-плоских функций позволило расширить диапазон согласуемых нагрузок. Представлено решение тестовой задачи согласования 5-элементной нагрузки, для которой использование классических аппроксимаций не приемлемо
Алгоритмы подбора оптимального армирования по прочности и трещиностойкости железобетонных элементов и их верификация
Get PDFOne of the main stages in the design of reinforced concrete structures is to determine the crosssectional area of the reinforcement according to the requirements of strength, stiffness and crack resistance, the search for the number of rods based on the nomenclature of reinforcement, its placement in the cross section with the fulfillment of the conditions of durability, and fire resistance. The paper summarizes the experience of developing algorithms for solving the problem of selecting the optimal reinforcement of reinforced concrete elements and proposes an algorithm for optimizing reinforcement using nonlinear models of reinforced concrete elements. The proposed algorithm is implemented as a module of the software package for engineering construction calculations Beta 5.0. The article shows the results of verification of the proposed algorithms based on the results of trial operation of the module for selecting the optimal reinforcement within the activities of the Testing and Research Center of the Polotsk State University.Одним из основных этапов при проектировании железобетонных конструкций является определение площади поперечного сечения рабочей арматуры по требованиям прочности, жесткости и трещиностойкости, подбор количества стержней (исходя из сортамента арматуры), размещение ее в поперечном сечении с выполнением условий долговечности и огнестойкости. В работе обобщается опыт разработки алгоритмов решения задачи подбора оптимального армирования железобетонных элементов и предлагается алгоритм оптимизации армирования, использующий нелинейные модели железобетонных элементов. Предложенный алгоритм реализован в виде модуля программного комплекса для инженерных расчетов в строительстве Бета 5.0. В статье приводятся результаты верификации предложенных алгоритмов по результатам опытной эксплуатации модуля подбора оптимального армирования в рамках деятельности испытательно-исследовательского центра Полоцкого государственного университета
Экспериментальное определение минимальных флуктуаций частоты на выходе синхронизированного генератора
Get PDFThe phenomenon of synchronization is used in many fields of science and technology, and especially in radio engineering. With the help of synchronization, for example, it is possible to solve the problem of stabilizing the frequency of powerful self-oscillators. The paper experimentally shows that frequency fluctuations at the output of a synchronized continuous mode generator do not always correspond to frequency fluctuations of the synchronizing oscillation even in the middle of the synchronization band. The minimum possible frequency fluctuations at the output of a synchronized oscillator are determined by fluctuations in the phase difference in a synchronized oscillator. The latter, in turn, depend both on internal causes associated with complex processes occurring inside the device, and on external causes associated with pulsations of supply voltages, mechanical influences and parameters of synchronizing oscillations. Явление синхронизации используется во многих областях науки и техники и особенно в радиотехнике. С помощью синхронизации, например, можно решать задачу стабилизации частоты мощных автогенераторов. В работе экспериментально показано, что флуктуации частоты на выходе синхронизированного генератора непрерывного режима не всегда соответствуют флуктуациям частоты синхронизирующего колебания даже в середине полосы синхронизации. Минимально возможные флуктуации частоты на выходе синхронизированного генератора определяются флуктуациями разности фаз в синхронизируемом автогенераторе, которые, в свою очередь, зависят как от внутренних причин, связанных со сложными процессами, протекающими внутри прибора, так и от внешних причин, связанных с пульсациями питающих напряжений, механическими воздействиями и параметрами синхронизирующего колебания.