Разработка и исследование активных антиалайзинговых RC-фильтров и ограничителей спектра для задач аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков в устройствах автоматики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Денисенко Дарья Юрьевна

• Денисенко Дарья Юрьевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Денисенко Дарья Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АКТИВНЫЕ АНТИАЛАЙЗИНГОВЫЕ ЯС-ФИЛЬТРЫ И ОГРАНИЧИТЕЛИ СПЕКТРА В ЗАДАЧАХ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ

1.1 Особенности применения антиалайзинговых ЯС-фильтров и ограничителей спектра в устройствах ввода аналоговых сигналов

1.2 Динамические погрешности аналого-цифровых интерфейсов датчиков САУиК с учетом задержек сигнала

1.2.1 Погрешности первичных преобразователей датчиков

1.2.2 Анализ влияния аналоговых и цифровых антиалайзинговых фильтров

1.2.3 Оценка эффективной разрядности АЦП с учетом задержки сигнала

1.3 Выбор параметров антиалайзинговых АЯС-фильтров для работы в аналоговых интерфейсах датчиков систем контроля и мониторинга с учетом разброса параметров пассивных элементов

1.4 Выводы

ГЛАВА 2. АКТИВНЫЕ ЯС-ФИЛЬТРЫ С НЕЗАВИСИМОЙ НАСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ ПОЛЮСА, ДОБРОТНОСТИ ПОЛЮСА И КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ

2.1 Анализ обобщенной структуры звеньев второго порядка (ФНЧ,ФВЧ, ПФ) с независимой настройкой параметров

2.2 Разработка и исследование активного ЯС-фильтра нижних частот

2.3 Разработка и исследование активного ЯС-фильтра верхних частот

2.4 Разработка и исследование активных полосовых ЯС-фильтров

2.5 Анализ аналоговых и цифровых пассивных элементов для задач подстройки параметров антиалайзинговых ЯС-фильтров и ограничителей спектра

2.6 Выводы

ГЛАВА 3. НИЗКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ И ПРОГРАММИРУЕМЫЕ АКТИВНЫЕ ЯС-ФИЛЬТРЫ С РАСШИРЕННЫМ ЧАСТОТНЫМ ДИАПАЗОНОМ НА ОСНОВЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ И МУЛЬТИДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ

3.1 Сравнительный анализ частотных свойств аналоговых интеграторов

3.2 Разработка и анализ топологических правил синтеза структур активных ЯС-фильтров с расширенным частотным диапазоном

3.3 Синтез и анализ активных ЯС-фильтров, перестраиваемых с помощью цифровых

потенциометров

3.3.1 ARC-фильтры на основе дифференциальных операционных усилителей

3.3.2 Схемы ARC-фильтров на основе мультидифференциальных операционных

усилителей

3.3.2.1 ARC-фильтры первого порядка

3.3.2.2 ARC-фильтры второго порядка

3.3.2.3 ARC-фильтры третьего порядка

3.4 Разработка и анализ универсальных активных RC-фильтров, перестраиваемых с помощью цифро-аналоговых преобразователей

3.4.1 Программируемые активные RC-фильтры с расширенным частотным диапазоном

3.5 Выводы

ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВНЫХ RC-ФИЛЬТРОВ В АНАЛОГОВЫХ ИНТЕРФЕЙСАХ ДАТЧИКОВ САУиК

4.1 Разработка и исследования широкополосных АКСФ для обработки сигналов пьезодатчиков в системе вибродиагностики роторных машин

4.1.1 Двухканальный избирательный усилитель

4.1.2 Активный RC-фильтр на основе операционных усилителей с парафазным выходом

4.1.3 Практическая реализация и экспериментальные исследования АКСФ в

балансировочном оборудовани ООО «Энсет»

4.2 Выводы

Заключение

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 - Акт внедрения результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование активных антиалайзинговых RC-фильтров и ограничителей спектра для задач аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков в устройствах автоматики»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современные цифровые сигнальные процессоры и высокоразрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) позволяют создавать эффективные аналого-цифровые системы автоматического управления и контроля (САУиК) с широким спектром решаемых задач. Особенности работы устройства цифровой обработки сигналов (ЦОС) в САУиК требуют установки на его входе антиалайзинговых активных RC-фильтров (ARCO). Причем, высокие качественные характеристики ЦОС можно обеспечить только в том случае, если в достаточной мере обеспечена прецизионная подготовка аналогового сигнала для его последующей цифровой обработки (ограничение спектра с малой заданной неравномерностью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), минимизация времени задержки сигнала и т.п.).

Перед вводом в ЭВМ сигналы датчиков в САУиК проходят достаточно длинный путь -первичный преобразователь (1111), унифицирующий преобразователь (УП), аналоговый антиалайзинговый фильтр (АААФ), амплитудный мультиплексор (АМХ), АЦП. При этом образуется задержка сигнала по времени, оказывающая существенное влияние на соответствующие динамические погрешности процесса ввода аналоговой информации в САУиК, которые недостаточно исследованы и могут существенно превышать погрешности наложения спектров. Эта проблема сегодня не имеет удовлетворительного решения и может стать одной из центральных при разработке быстродействующих САУиК.

Сегодня проектирование антиалайзинговых ARCO для АЦ-преобразования сигналов развивается в направлении применения новых типов активных элементов - различных модификаций токовых конвейеров, мультидифференциальных операционных усилителей (МОУ) и усилителей с токовой обратной связью. Ведется поиск новых топологий перестраиваемых ARCO, которые обеспечивают минимизацию влияния на их основные параметры площадей усиления микромощных операционных усилителей (ОУ). Однако с учетом современных задач проектирования быстродействующих САУиК крайне важен поиск оптимальных решений антиалайзинговых ARCO.

Степень разработанности темы. Существенный вклад в изучение проблемы влияния антиалайзинговых фильтров на погрешности наложения спектров при АЦ-преобразованиях внесли российские и зарубежные ученые (П.П. Орнатский, Г.С. Ханян, Дж. Орайден, Дж. Парк, Л.К. Самойлов, С. Маккей, С. Ю. Као и А. Ранцер и др.). С 1955 года началось активное изучение ARCO, в т.ч. для задач АЦП. Важные научные результаты по этой теме имели В.И. Капустян, Г.Н. Славский, Л.П. Хьюлсман, A.A. Ланнэ, Рой Саллен, Эдвин Ки, В.И Анисимов, С.К. Митра и др. Большой вклад в теорию и практику проектирования ARCO внесли работы Е.И. Куфлевского,

С.Г. Крутчинского, А.С.Короткова, В.В. Христича, А.Е. Знаменского, В.Г. Миронова, В.П. Стыцько, И.Н. Теплюка и др. Однако, сегодня не решены проблемы синтеза и рационального выбора параметров антиалайзинговых АЯСФ, а также первичных преобразователей датчиков в аналого-цифровых САУиК с точки зрения минимизации вносимых ими динамических погрешностей, обусловленных временной задержкой сигнала.

Объектом исследования являются аналоговые антиалайзинговые АЯСФ в устройствах ввода в ЭВМ аналоговых сигналов датчиков физических величин.

Предмет исследования - низкочувствительные, универсальные и перестраиваемые антиалайзинговые АЯСФ для задач аналого-цифрового преобразования сигналов в САУиК, реализуемые на современных ОУ и МОУ в условиях ограничений на потребляемую мощность.

Цель диссертационной работы состоит в разработке низкочувствительных, универсальных и перестраиваемых антиалайзинговых АЯСФ с независимой настройкой основных параметров (коэффициента передачи, частоты полюса, затухания полюса), а также рекомендаций по уменьшению динамических погрешностей устройства ввода аналоговой информации в САУиК из-за наложения спектров и временной задержки сигналов.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть с единых позиций противоречивое влияние антиалайзинговых АЯСФ на погрешности устройства ввода сигналов датчиков САУиК, обусловленные наложением спектров при АЦП преобразованиях и задержкой сигнала.

2. Исследовать взаимосвязь задержки сигнала по времени в первичных преобразователях датчиков физических величин, их соответствующих динамических погрешностей и параметров амплитудно-частотной характеристики. Оценить влияние задержки сигнала в АЦП на его эффективную разрядность.

3. Разработать рекомендации по проектированию антиалайзинговых АЯСФ высокого порядка для задач выделения заданного спектра сигналов до их аналого-цифрового преобразования в устройствах контроля и мониторинга, которые позволят обеспечить заданную неравномерность АЧХ при разбросе параметров пассивных и активных элементов.

4. Провести синтез и анализ обобщенных структур АЯСФ второго порядка (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ), которые допускают независимую цифровую настройку основных параметров (коэффициента передачи, частоты полюса, затухания полюса).

5. Обобщить схемотехнические методы расширения частотного диапазона активных ЯС-фильтров на микромощных операционных усилителях, которые позволят синтезировать ограничители спектра с малым энергопотреблением.

6. Исследовать архитектуры ARCO второго порядка (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) на основе дифференциальных операционных усилителей, в которых возможно уменьшение влияния площадей усиления применяемых ОУ на основные характеристики.

7. Разработать низкочувствительные, универсальные и перестраиваемые АЯСФ (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) на основе мультидифференциальных операционных усилителей для задачи аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков, обладающие свойством независимой подстройки основных параметров.

8. Исследовать и обобщить схемотехнику цифро-программируемых и перестраиваемых по частоте антиалайзинговых АВ.СФ и ограничителей спектра.

9. Разработать и исследовать широкополосный ограничитель спектра с цифро-управляемым диапазоном рабочих частот для обработки сигналов пьезоэлектрических датчиков при их АЦП преобразовании в системе вибромониторинга роторных машин.

Методы исследования. Предлагаемые схемы АЯСФ анализируются с помощью теории графов и формулы Мейсона, а также компьютерном моделирование, выполненном на ЭВМ в программах Micro-Cap, LTSpice.

Достоверность полученных результатов имеет подтверждение в математическом анализе разработанных АЯСФ, их компьютерном моделировании, 25 статьях в изданиях WoS/Scopus, 36 патентах РФ, экспериментальных исследованиях АЯСФ в составе оборудования «ВИБРОЛАБ», личных выступлениях диссертанта на всероссийских и международных IEEE конференциях.

Научная новизна диссертации состоит в оценке численных значений динамических погрешностей устройства ввода в ЭВМ аналоговых сигналов датчиков физических величин с учетом их задержки по времени в первичных преобразователях, в антиалайзинговых аналоговых фильтрах, функциональных блоках АЦП и создании комплекса оригинальных схемотехнических решений низкочувствительных антиалайзинговых АЯСФ нового поколения, учитывающих современные требования аналого-цифрового преобразования сигналов в быстродействующих САУиК.

В рамках диссертации получены следующие научные результаты:

1. Дана оценка одновременного и противоречивого влияния антиалайзинговых АЯСФ на суммарные погрешности модулей ввода сигналов датчиков в САУиК, обусловленные наложением спектров при их АЦ-преобразованиях, а также задержкой по времени.

2. Исследована взаимосвязь задержки сигнала в первичных преобразователях датчиков физических величин, параметров их амплитудно-частотной характеристики, частоты изменения измеряемой физической величины и соответствующих динамических погрешностей.

Установлено существенное влияние задержки сигнала в функциональных узлах АЦП на его эффективную разрядность.

3. Для устройств контроля и мониторинга сформулированы рекомендации по проектированию антиалайзинговых АЯСФ высокого порядка, обеспечивающих выделение заданного спектра сигналов до их аналого-цифрового преобразования.

4. Синтезирована обобщенная структура АЯСФ второго порядка, которая позволила разработать не существовавший ранее подкласс АЯСФ (ФНЧ, ФВЧ, ПФ), защищенный 14 патентами РФ, обладающих свойствами независимой цифровой настройки частоты полюса, добротности полюса и коэффициента передачи.

5. Предлагается классификация схемотехнических методов расширения частотного диапазона активных ЯС-фильтров на микромощных операционных усилителях, которая позволяет синтезировать новые схемы АЯСФ с малым энергопотреблением.

6. Разработана новая архитектура универсального АЯСФ второго порядка (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ), перестраиваемая с помощью цифровых потенциометров и ЦАП, в котором уменьшается влияние площадей усиления применяемых ОУ на амплитудно-частотные характеристики.

7. Синтезирован новый подкласс универсальных АЯСФ (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) первого, второго и третьего порядка на основе МОУ, позволяющих за счет использования разных сочетаний входов и выходов получить конкретные типы АЯСФ и обеспечить независимую перестройку их параметров с помощью цифровых потенциометров.

8. Разработаны и исследованы новые модификации цифро-программируемых антиалайзинговых АЯСФ с повышенной стабильностью реализуемой добротности, которые обеспечивают более чем десятикратную перестройку частоты полюсов.

9. Разработан и исследован широкополосный ограничитель спектра с цифро-управляемым диапазоном рабочих частот для прецизионной обработки и аналого-цифрового преобразования сигналов дифференциальных пьезоэлектрических датчиков измерительной системы «ВИБРОЛАБ» (www.enset.ru), повышающие точность балансировки роторов в условиях синфазных помех.

Основные результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Оценка одновременного влияния антиалайзинговых АЯСФ на суммарные погрешности модулей ввода сигналов датчиков в САУиК, обусловленные наложением спектров при их АЦ-преобразованиях, а также задержкой сигнала по времени.

2. Взаимосвязь задержки сигнала по времени в первичных преобразователях датчиков физических величин, параметров их амплитудно-частотной характеристики, частоты изменения

измеряемой физической величины и соответствующих динамических погрешностей. Влияние задержки сигнала в АЦП на его эффективную разрядность.

3. Рекомендации по проектированию антиалайзинговых ARCO высокого порядка для задач выделения заданного спектра сигналов до их аналого-цифрового преобразования в устройствах контроля и мониторинга.

4. Обобщенные структуры ARCO второго порядка и обоснование эффективности семейства ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ, которые допускают независимую цифровую настройку основных параметров (коэффициента передачи, частоты полюса, затухания полюса).

5. Классификация схемотехнических методов расширения частотного диапазона активных RC-фильтров на микромощных операционных усилителях.

6. Архитектуры АЯСФ второго порядка (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) на основе дифференциальных операционных усилителей, в которых возможно уменьшение влияния площадей усиления применяемых ОУ.

7. Низкочувствительные универсальные АЯСФ (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) на основе мультидифференциальных операционных усилителей, обладающие свойством независимой подстройки основных параметров.

8. Схемотехника цифро-программируемых и перестраиваемых по частоте антиалайзинговых АЯСФ и ограничителей спектра с повышенной стабильностью реализуемой добротности.

9. Архитектуры и схемотехника широкополосных ограничителей спектра с цифро-управляемым диапазоном рабочих частот для обработки сигналов дифференциальных пьезоэлектрических датчиков при их АЦ-преобразовании в системе вибромониторинга роторных машин.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в создании новых архитектур и схем АЯСФ, отвечающих современным требованиям аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков, в учете их влияния на динамические погрешности процесса ввода аналоговых сигналов в устройствах автоматики, их анализе и практическом использовании.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались на 14 всероссийских и международных конференциях: IEEE International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM'2017, EDM'2019, Erlagol); IEEE EAST-WEST DESIGN & TEST SYMPOSIUM (EWDTS-2017, EWDTS-2019, EWDTS-2020); 24th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS'2017, Batumi, Georgia); Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies together with Siberian Conference on Control and Communications (MWENT-2018, Moscow); VIII

Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем» (МЭС-2018, Москва); IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech-2018, EExPolytech-2020, Saint Petersburg); Telecommunications Forum TELFOR (TELFOR 2018, TELFOR 2019, Belgrade, Serbia); International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON 2019, Tomsk); XVI-th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA 2019, Varna, Bulgaria); 22-й Всероссийская молодежная научная школа-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г. Ульяновск, 2019); Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении» (КомТех-2019, КомТех-2020, Таганрог); XVII Всероссийская научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов (ИТСАУ 2019, Таганрог); International Conference on Computation, Automation and Knowledge Management (ICCAKM - 2020, Dubai); llth National conference with international participation «Electrónica 2020» (Sofia, Bulgaria, 2020).

Диссертация выполнена в соответствии с плановыми исследованиями ДГТУ в рамках проекта РНФ № 18-79-10109 «Структурно-параметрические методы расширения частотного диапазона активных RC-фильтров и входных ограничителей спектра АЦП на основе электронной компонентной базы нового поколения» (2018-2021 гг., ответственный исполнитель проекта), а также личного проекта № СП-1778.2019.3 «Разработка и исследование нового поколения низкочувствительных, универсальных (ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ) и перестраиваемых активных RC-фильтров на основе радиационно-стойких и низкотемпературных БМК для задач аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков», как победителя конкурса стипендий Президента РФ для молодых ученых и аспирантов на 2019-2021 гг.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использовались в балансировочном оборудовании «ВИБРОЛАБ», выпускаемом ООО «Энсет» (г. Ростов-на-Дону, www.enset.ru), а также в составе станков для балансировки роторов, которые поставляются в 14 стран мира, в том числе в Германию, США, Венгрию, Испанию, Польшу, Италию, Литву, Латвию, Беларусь, Казахстан, Перу.

Публикации. Результаты диссертационной работы (ДР) отражены в 1 монографии, 40 статьях, в том числе 25 - в изданиях Scopus и Web of Science, 3 - в изданиях из перечня ВАК РФ, 36 патентах РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка, включающего 145 наименований и 1 приложение. Основной текст работы изложен на 198 страницах машинописного текста, поясняется 167 рисунками и 23 таблицами.

ГЛАВА 1. АКТИВНЫЕ АНТИАЛАЙЗИНГОВЫЕ ЯС-ФИЛЬТРЫ И ОГРАНИЧИТЕЛИ СПЕКТРА В ЗАДАЧАХ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ

В современных системах автоматического управления и контроля (САУиК) наиболее эффективно использовать цифровые регуляторы, которые реализуются на основе микроконтроллеров и цифровых сигнальных процессоров. Ввод аналоговой информации в аналого-цифровую САУиК осуществляется путём предварительной подготовки сигналов датчиков до аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с помощью аналоговых ограничителей спектров (АОС), в качестве которых наиболее часто используются антиалайзинговые фильтры (ААФ). Таким образом, свойства типовой САУиК зависят не только от характеристик её цифрового вычислительного устройства, но и от характеристик АОС и АЦП [1-39], включая, динамические погрешности, связанные с задержкой сигнала [2,4,9,14,15,20,21,23].

Анлиалайзинговый фильтр оказывает противоречивое влияние на суммарную погрешность устройства ввода аналоговой информации в аналого-цифровой САУиК. С одной стороны, он ставится для уменьшения погрешности наложения спектра при АЦП преобразовании, а с другой стороны - он создает временную задержку сигнала и соответствующую составляющую динамической погрешности, которая может значительно превышать погрешность наложения спектров.

Суммарная динамическая погрешность устройства ввода в аналого-цифровой САУиК зависит от погрешностей отдельных звеньев, осуществляющих последовательное преобразование аналогового сигнала (первичный или унифицирующий преобразователь, антиалайзинговый фильтр, амплитудный мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь). В этой связи для формулирования требований к проектируемым антиалайзинговым активным ЯС-фильтрам (АЯСФ), синтез которых рассматривается во 2-3 главах диссертации, необходима предварительная оценка вклада АЯСФ, а также других преобразователей по цепи прохождения входного сигнала (первичный или унифицирующий преобразователь, антиалайзинговый фильтр и др.) в суммарную динамическую погрешность устройства ввода.

Как следствие, до этапа проектирования антиалайзинговых АЯСФ, которые рассматриваются во 2-3 главах диссертации, важно определить требования к их основным характеристикам (частоте среза, частоте задержки, типу аппроксимации АЧХ (Баттерворта, Бесселя, Чебышева), коэффициенту усиления в полосе пропускания и т.д.). Данные обстоятельства необходимо учитывать при построении быстродействующих САУиК. Для систем контроля этот фактор во многих случаях не является определяющим.

Следует отметить, что на сегодняшний день нет достаточно четкой универсальной стратегии применения аналоговых и цифровых антиалайзинговых фильтров [Baker В., "Filtering? Before or after?", EDN, Feb. 20, 2000. - Pp. 22], однозначных рекомендаций о выборе места их включения (до АЦП или после АЦП). Большие проблемы возникают при проектировании перестраиваемых и подстраиваемых ARC фильтров [21], которые необходимы для построения прецизионных систем ввода аналоговой информации, а также в системах с изменяемой частотой дискретизации.

В том случае, когда АЦП работают с постоянной частотой дискретизации, большое значение для обеспечения высокой прецизионности имеют антиалайзинговые ARCO с независимой цифровой подстройкой основных параметров - частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи [45-66,71].

При изменении частоты дискретизации требуется подстройка частоты среза ARCO [11]. В этой связи нужна оценка взаимосвязи погрешности наложения спектров и параметров антиалайзингового фильтра, без которой невозможно его проектирование.

Таким образом, названные выше особенности проектирования антиалайзинговых ARCO для аналого-цифровых САУиК требуют предварительного рассмотрения их погрешностей в задачах аналого-цифрового преобразования сигналов, которые позволят в дальнейшем (главы 24 [45-66,76-113]) сформулировать ограничения на их основные характеристики.

1.1 Особенности применения антиалайзинговых RC-фильтров и ограничителей спектра в устройствах ввода аналоговых сигналов

К положительным свойствам систем цифровой обработки сигналов (ЦОС) (рисунок 1.1) [27] следует отнести их универсальность, так как они строятся по типовым структурным схемам, легко реконфигурируются программным путем и имеют высокую стабильность параметров.

Рисунок 1.1- Структурная схема системы цифровой обработки сигналов

Данные показатели качества обычно обеспечиваются следующими параметрами: числовыми параметрами (коэффициентами), которые хранятся в памяти цифрового устройства (ЦУ) и под воздействием различных дестабилизирующих факторов не могут изменяться; стабильностью кварцевого резонатора ЦУ; большим динамическим диапазоном, который

обеспечивается высокоразрядным аналого-цифровым преобразователем; применением ЦУ с высокой разрядностью арифметико-логического устройства и возможностью работы с числами с плавающей запятой.

Однако, дискретный способ обработки сигналов приводит к тому, что реализуемые цифровым устройством характеристики носят периодический характер, что в свою очередь может приводить к "наложению спектра", т.е. появлению на выходе несуществующих (ложных) спектральных составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Для борьбы с этим явлением в системах цифровой обработки сигналов [28, 29] применяют входные аналоговые ограничители спектра, которые в литературе часто называют антиалайзинговые фильтры (ААФ).

Высокие качественные характеристики, обеспечиваемые цифровым устройством САУиК, в том числе и метрологические, могут быть достигнуты только при условии, что и входящий в систему ЦОС антиалайзинговый фильтр имеет аналогичные или лучшие параметры по точности.

Во многих случаях антиалайзинговые фильтры представляют собой аналоговые фильтры нижних частот (ФНЧ), а их схемотехника, как правило, выполняется на активных элементах (операционных усилителях) и ЯС-цепях. Построение ФНЧ осуществляется в два этапа [30-32].

На первом этапе формулируются требования к АЧХ антиалайзингового АЯСФ и решается аппроксимационная задача, в результате решения которой определяется порядок передаточной функции и характер поведения АЧХ в полосах пропускания и подавления (рисунок 1.2).

АЧХ

и Атах

Amin - /

0 fc А

Полоса пропускания Переходная Полоса задержания

Рисунок 1.2 - Основные параметры АЧХ фильтра нижних частот

На практике задаются следующие параметры АЧХ ФНЧ: коэффициент передачи фильтра на нулевой частоте (на постоянном токе) (М), неравномерность АЧХ в полосе пропускания (Атах), затухание в полосе задержания (Amin), частота среза ФНЧ нормированная {fc), частота задержания ф), рабочая полоса пропускания фильтра {fp), коэффициент прямоугольности АЧХ (Кр = fз/fc■), требования к характеру поведения АЧХ в полосе пропускания (монотонная, равноволновая и т.д. - этим определится аппроксимация Баттерворта, Лежандра, Чебышева или Золотарева-Кауэра), частота преобразования АЦП (fa). Среди параметров АЧХ наиболее существенными являются Атах, Amin и Кр.

Для цифровых систем обработки измерительных сигналов неравномерность АЧХ в полосе пропускания обычно задается не более 0.1 дБ [27], а затухание в полосе задержания не менее 80...100 дБ. Коэффициент прямоугольности АЧХ определяется частотой преобразования АЦП {¡а) и близостью этой частоты к частоте среза ФНЧ (/с), причем, чем ближе эти частоты, тем выше должен быть порядок передаточной функции ФНЧ. Здесь следует обратить внимание на то, что частотой среза ФНЧ (/с), как правило, ограничивается рабочая полоса частот в которой находятся полезные (измерительные) сигналы. Проблема аппроксимации АЧХ фильтра хорошо исследована и изучена [6,30,31,34], поэтому далее в работе не рассматривалась.

На втором этапе построения подыскивается схема фильтра нижних частот, которая позволяет реализовать найденную передаточную функцию.

Реализация схем активных ЯС-фильтров осуществляется на основе каскадной и различных видов некаскадных (многопетлевых) структур [33-36]. При этом во всевозможных структурах фильтров достигается различная чувствительность реализуемых параметров (АЧХ и ФЧХ) к изменению (разбросу) параметров элементов, как пассивных, так и активных.

Реализовать активный ЯС-фильтр с прецизионными характеристиками возможно только с применением пассивных элементов, имеющих допуски на отклонения их номинальных значений не более 0,1% [27]. И, если резисторы с такими допусками и менее выпускаются производителями электронных компонентов, то конденсаторы с допусками менее 1% не найти.

В этой связи, для реализации антиалайзингового фильтра с прецизионными характеристиками применяют настройку, которая позволяет устранить влияние разброса параметров пассивных элементов и скомпенсировать влияние частотных свойств операционных усилителей. Для реализации процесса настройки в схему фильтра вводят элементы подстройки (аналоговые и цифровые), что, в конечном итоге, приводит к увеличению массогабаритных параметров антиалайзингового АЯСФ и увеличению стоимости конечного устройства.

Когда схемотехника активного ЯС-фильтра применяется в портативном приборе, то всегда ставится дополнительное требование - обеспечение минимально возможного энергопотребления его активными элементами. Достигается это путем применения операционных усилителей (ОУ) с низким потреблением тока. Такие усилители имеют малую площадь усиления (частоту единичного усиления), что приводит к деформации АЧХ фильтра нижних частот в области его частоты среза [37-39].

Для настройки антиалайзингового АЯСФ наилучшим образом подходит каскадная реализация фильтра, так как отдельные звенья первого и второго порядка, применяемые в ней, могут быть настроены независимо друг от друга (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Каскадная реализация ФНЧ 8-го порядка для системы контроля [27]

Отметим также, что в процессе работы активного ЯС-фильтра на его характеристики оказывают влияние ТКС резисторов и ТКЕ конденсаторов, а также изменение частотных свойств операционных усилителей под воздействием температуры или радиации [27]. Это необходимо учитывать при организации цифровой подстройки АЯСФ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Денисенко Дарья Юрьевна, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маккей С., Парк Дж. Сбор данных в системах контроля и управления. Практическое руководство / Парк Дж., Маккей С. - М.: ООО «Группа ИТД», 2006. - 504 е., илл.

2. Самойлов, Л.К. Динамические погрешности процесса ввода сигналов датчиков в аналого-цифровых системах управления и контроля / Л. К. Самойлов, Д. Ю. Денисенко, Н. Н. Прокопенко. - Текст: непосредственный // Радиотехника. - 2019. - № 3. - С. 63-69.

3. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник / Дж. Фрайден. - Москва: Техносфера, 2005. - 592 с. - ISBN 5-94836-050-4.

4. Samoilov, L. К. Dynamic Error Appraisal of The Primary Transducer / L.K. Samoilov, D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko // 11th National conference with international participation "Electrónica 2020м 23 - 24 July 2020. - Pp. 1-4.

5. Самойлов, Л.К. Ввод - вывод аналоговых сигналов в системах управления и контроля. Монография. Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2015. - 264 с. ISBN 978-5-9275-1692-6 http://elibrary.ru/item.asp?id=24893396

6. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры / Г. Лэм. - М.: Мир, 1982. - 260 с.

7. Самойлов, Л. К. Обобщенное неравенство Бернштейна для сигналов с протяженным спектром / Л. К. Самойлов // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - № 3 (Выпуск 41). - 2012,- стр.31-36

8. Орнатский, П. П. Теоретические основы информационно-измерительной техники / П. П. Орнатский. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Виша школа. Головное изд-во, 1983. - 455 с.

9. Samoylov, L. К. Analog/digital anti-aliasing filters / L. К. Samoylov, D. Y. Denisenko, N. N. Prokopenko // 2019 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Tomsk, Russia, 2019. - Pp. 1-4. - Doi: 10.1109/SIBCON.2019.8729645.

10. Baker, B. "Anti-aliasing Analog Filters for Data Acquisition Systems," / Baker B. // AN699, Microchip Technology. - Pp. 1-8.

11. Baker, B. "Using Digital Potentiometers to Design Low-Pass Adjustable Filters," / Baker B. // AN737, Microchip Technology. - Pp. 1-8.

12. Ifeachor, Emmanuel C. "Digital signal processing: a practical approach," / Ifeachor, Emmanuel C., Barrie W. Jervis // Pearson Education, 2002. - 933 p.

13. Maheshwari, R. Multirate DSP and its technique to reduce the cost of the analog signal conditioning filters / Maheshwari R., Bharadia M., Gupta M. // International Journal of Computer Applications, 2010, Vol. 4, No. 10. - Pp. 27-34. DOI: 10.3520/862-1211

14. Samoylov, L.K. The Function Approximation of the Signal Delay Time in the Anti-Alias Filter of the A/D Interface of the Instrumentation and Control System / L. K. Samoylov, D. Yu.

Denisenko, N.N. Prokopenko // 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech), St. Petersburg, 2018. -Pp. 18-21. Doi: 10.1109/EExPolytech.2018.8564413.

15. Samoilov, L. K. Digital Interface Dynamic Error when Inputting Analog Sensor Signals in Control and Monitor Systems / Leonty K.Samoilov, Darya Yu.Denisenko, Nikolay N. Prokopenko. // 28th Telecommunications forum TELFOR 2020, Serbia, Belgrade, November 24-25, 2020, - Pp. 1-4.

16. Котельников, В. А. О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи / В. А. Котельников // Успехи физических наук: Журнал. - 2006. - № 7. - С. 762-770.

17. Джерри А. Дж. Теорема отсчетов Шеннона, её различные обобщения и приложения. Обзор. - ТИИЭР. - 1977-т. 65. -№ 11. - С. 53-89.

18. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике / К. Шеннон / Под ред. Добрушина и Ляпунова. -М., 1963: илл.

19. Крушель Е. Г. Информационное запаздывание в цифровых системах управления: монография / Е. Г. Крушель, И. В. Степанченко // ВолГТУ. - Волгоград, 2004. - 124 с.

20. Samoilov, L. К. Appraisal of the Effective Number of Bits of the ADC with Account for Dynamic Errors Proceedings / L. K. Samoilov, N. N. Prokopenko, D. Yu. Denisenko // Proceedings of 18th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS-2020), September 4-7, 2020, Varna, Bulgaria. - Pp. 1-4.

21. Самойлов, Л. К. Динамические погрешности ввода аналоговых сигналов датчиков в системах автоматического управления и контроля: моногр. / Л. К. Самойлов, Д. Ю. Денисенко, Н. Н. Прокопенко. -М.: СОЛОН-Пресс, 2021.-240 с.

22. Цапенко М. П. Измерительные информационные системы: структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование: учеб. пособие для вузов / М. П. Цапенко. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

23. Самойлов, Л.К. Ввод аналоговой информации датчиков в системах управления с использованием широковещательных команд / Л. К. Самойлов, Д. Ю. Денисенко, Н. Н. Прокопенко. - Текст: непосредственный // Датчики и системы - 2021. - № 5. - С. 26-33.

24. Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием / В. В. Денисенко. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 608 с.

25. Као С. Y. and Rantzer A. Stability analysis of systems with uncertain time-varying delay. Automatica, 43: 959-970, 2007.

26. Самойлов Л. К. Динамические погрешности аналоговых мультиплексоров / Л. К. Самойлов // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 2. - С. 118-122.

27. Денисенко, Д.Ю. Выбор параметров аналоговых ограничителей спектра для цифровых систем обработки сигналов с учетом допусков и температурной нестабильности

пассивных компонентов / Д. Ю. Денисенко, Ю. И. Иванов, Н. Н. Прокопенко. - Текст: непосредственный // Радиотехника. - 2017. - №1. - С. 148-152.

28. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов // Оппенгейм А., Шафер Р.

- Москва: Техносфера, 2006. - 856 с.

29. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов: учеб. пособие / А. Б. Сергиенко. 3-е изд. - СПб.: БХВ - Петербург, 2011. - 768 е.: илл.

30. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров / Р. Зааль: Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1983.-752 с.

31. Славский Г.Н. Активные RC- и RCL- фильтры и избирательные усилители / Г.Н. Славский. -М: Связь, 1966. -216 с.

32. Moschytz G. S., Horn P. Active filter design handbook: for use with programmable pocket calculators and minicomputers. Chichester England, New York, J. Wiley, 1981, 316 p.

33. Крутчинский С.Г., Иванов Ю.И., Григорьев B.C. Прецизионные ARC-звенья второго порядка/ С.Г. Крутчинский, Ю.И. Иванов, B.C. Григорьев//Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1999.

- Т. 42. - № 8.

34. Капустян В. И. Активные RC-фильтры высокого порядка / В. И. Капустян. - М: Радио и связь, 1985. - 248 с.

35. Куфлевский Е.И., Гура В.Д., Иванов Ю.И., Лысенко Г.В., Макаренко Б.Ф. Опыт разработки прецизионных активных фильтров в гибридно-пленочном исполнении / Тезисы доклада на X научно-технической конференции, посвященной Дню радио. - М.: 1984. - С. 81.

36. Куфлевский Е.И. Иванов Ю.И. Схемотехника и реализация микроэлектронного фильтра нижних частот / Полупроводниковая электроника в технике связи: сб. статей / Под ред. Николаевского. - М.: Радио и связь, 1990. - Вып. 28. - С. 63-67.

37. Денисенко, Д.Ю. О влиянии параметров операционных усилителей на характеристики интеграторов / Денисенко Д.Ю., Иванов Ю.И., Финаев В.И. // Отечественная наука в эпоху изменений: Постулаты прошлого и теории нового времени / Сборник трудов III Международной научно-практической конференции. Екатеринбург: Изд-во НАУ. - №3. - 2014. -4.2. - С. 35-38.

38. Денисенко, Д.Ю. Аналоговые и дискретно-аналоговые перестраиваемые интеграторы / Денисенко Д.Ю., Денисенко М.Е., Иванов Ю.И., Финаев В.И. // Инженерный вестник Дона. - №4. - 2015. - С. 1-14.

39. Прокопенко H.H., Чернов Н.И., Югай В.Я., Дворников О.В., Бутырлагин Н.В., Будяков П.С. и др. Аналоговая и цифровая электронная компонентная база для задач

приборостроения. Каталог разработок 2011-2016. - Шахты: Изд-во ИСОиП (филиал) ДГТУ, 2016. -205с.

40. Справочник по расчету и проектированию ARC-схем / С. А. Букашкин, В. П. Власов, Б. Ф. Змий, А. И. Калякин, С. Г. Крутчинский, Е. И. Куфлевский и др. / Под редакцией А. А. Ланнэ. - М: Радио и связь, 1984. - 368 с.

41. Lam H.Y.-F. Analog and Digital Filters: Design and Realization, Prentice-Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey, 1979. 592 p.

42. Denisenko, D. Yu. Digital Potentiometers in the Tasks of Settings Precision Analog RC-filters Taking into Account the Tolerances for Passive Components /D. Yu. Denisenko, Y. I. Ivanov,N. N. Prokopenko, N. A. Dmitrienko // 2017 18th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol, 2017. - Pp. 205-210, doi: 10.1109/EDM.2017.7981741

43. Sallen R. P. and Key E. L. A Practical Method of Designing RC Active Filters. IRE Trans. Circuit Theory. Vol. CT-2. March 1955. - Pp. 78-85.

44. Huelsman L. P. and Allen P.E. Introduction to the Theory and Design of Active Filters. McGraw-Hill: New York, 1980. 429 p.

45. Denisenko, D. Yu. The Antialiasing ARC-LPF with Independent Trimming of the Main Characteristics / D. Yu. Denisenko, Yu. Iv. Ivanov, N. N. Prokopenko // 2017 IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS), Novi Sad, 2017. - Pp. 1-4, doi: 10.1109/EWDTS.2017.8110145

46. Denisenko, D. Yu. The ARC-HPF with Independent Trimming of the Main Characteristics / D. Yu. Denisenko, Yu. Iv. Ivanov, N. N. Prokopenko // 2017 24th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS), Batumi, 2017. - Pp. 94-97, doi: 10.1109/ICECS.2017.8292110.

47. Denisenko, D. Yu. Band-Pass ARC-Filter Based on the Classical Wien Bridge with the Pole Frequency Rise and Independent Adjustment of the Main Parameters / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, Y. I. Ivanov, E. A. Zhebrun // 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech), St. Petersburg, 2018. - Pp. 22-26, doi: 10.1109/EExPolytech.2018.8564412.

48. Denisenko, D. Yu. The Band-Pass ARC-Filter on Two Operational Amplifiers with Downconversion of the Pole and Independent Trimming of the Main Parameters / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, Y. I. Ivanov, N. V. Butyrlagin. // 2018 26th Telecommunications Forum (TELFOR), Belgrade, 2018, pp. 1-4, doi: 10.1109/TELFOR.2018.8611838.

49. Denisenko, D. Yu. Band-Pass ARC-Filter with Pole Frequency, Pole Decay and Transfer Ratio Independent Adjustment / D. Y. Denisenko, E. A. Zhebrun, N. N. Prokopenko, Y. I. Ivanov //

XVI-th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems ELMA 2019: Proceedings, 6-8 June 2019, Varna, Bulgaria. - Pp. 286-289. doi: 10.1109/ELMA.2019.8771568.

50. Denisenko, D. Yu. Design Features of the Second-Order Active Band-Pass Filters with Independent Adjustment of Critical Parameters / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, E. V. Butovka // llth National conference with international participation "Electrónica 2020" 23 - 24 July 2020, Sofía, Bulgaria. - Pp. 1-4.

51. Патент № 2656728 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12, Н03Н 7/00 (2006.01). ARC-фильтр нижних частот с независимой настройкой основных параметров: № 2017122656 : заявл. 27.06.17 : опубл. 06.06.18, Бюл. № 16 / Денисенко Д. Ю., Иванов Ю. И., Прокопенко Н. Н., Бугакова А. В.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

52. Патент № 2694135 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12, Н03Н 7/12 (2006.01). ARC-фильтр верхних частот с независимой подстройкой основных параметров: № 2018132374 : заявл. 11.09.2018 : опубл. 06.06.18, Бюл. № 16 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

53. Патент № 2694134 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Полосовой ARC-фильтр на двух операционных усилителях с повышением частоты полюса и независимой подстройкой основных параметров: № 2018132364 : заявл. 11.09.18 : опубл. 09.07.19, Бюл. № 19 / Денисенко Д. Ю., Бугакова А. В., Прокопенко Н. Н., Свизев Г. А.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

54. Патент № 2688237 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Полосовой ARC-фильтр на двух операционных усилителях с понижением частоты полюса и независимой подстройкой основных параметров: № 2018132388 : заявл. 11.09.2018 : опубл. 21.05.19, Бюл. № 15 / Денисенко Д. Ю., Бугакова А. В., Прокопенко Н. Н., Жебрун Е. А.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

55. Патент № 2701095 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Низкочувствительный полосовой фильтр с независимой подстройкой основных параметров: № 2019106613 : заявл. 11.03.2019 : опубл. 24.09.19, Бюл. № 27 / Денисенко Д. Ю., Бугакова А. В., Игнашин А. А., Прокопенко Н. Н; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

56. Патент № 2704530 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Широкополосный полосовой фильтр с независимой подстройкой частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи: № 2019106528 : заявл. 07.03.2019 : опубл. 29.10.19, Бюл. № 31/ Денисенко Д. Ю., Бугакова А. В., Жебрун Е. А., Прокопенко Н. Н; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

57. Патент № 2697944 Российская Федерация, МПК НОЗН 1/00 (2006.01), Н03Н 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр второго порядка с независимой подстройкой основных параметров: № 2019105096 : заявл. 25.02.2019 : опубл. 21.08.19, Бюл. № 24 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Свизев Г. А., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

58. Патент № 2701038 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров: № 2019105489 : заявл. 27.02.2019 : опубл. 24.09.19, Бюл. № 27 / Денисенко Д. Ю., Овсепян Е. В., Титов А. Е., Прокопенко Н. Н. ; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

59. Патент № 2718709 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр с независимой подстройкой основных параметров : № 2019137557 : заявл. 22.11.2019 : опубл. 14.04.20, Бюл. № 11 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е.; заявитель ДГТУ.

- Текст: непосредственный.

60. Патент № 2718830 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр второго порядка с независимой подстройкой основных параметров : № 2019137873 : заявл. 25.11.2019 : опубл. 14.04.20, Бюл. № 11 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е. ; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

61. Патент № 2722602 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Активный полосовой фильтр второго порядка с независимой подстройкой основных параметров : № 2019140628 : заявл. 10.12.2019 : опубл. 02.06.20, Бюл. № 16 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

62. Патент № 2720558 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр на двух операционных усилителях с независимой подстройкой основных параметров : № 2019140818 : заявл. 11.12.2019 : опубл. 12.05.20, Бюл. № 14 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

63. Патент № 2722752 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Полосовой фильтр с независимой подстройкой частоты полюса, затухания полюса и коэффициента передачи : № 2019140820 : заявл. 11.12.2019 : опубл. 03.06.20, Бюл. № 16 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

64. Патент № 2721404 Российская Федерация, МПК НОЗН 11/12 (2006.01). Активный ЯС-фильтр с независимой подстройкой основных параметров : № 2019141018 : заявл. 12.12.2019 : опубл. 19.05.20, Бюл. № 14 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е.; заявитель ДГТУ.

- Текст: непосредственный.

65. Денисенко, Д.Ю. Полосовой ЯС-фильтр с независимой подстройкой основных параметров для интеллектуальных систем управления / Д. Ю. Денисенко, Н. Н. Прокопенко, Е.

А. Жебрун, H. В. Бутырлагин. - Текст: непосредственный // Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении" «КомТех-2019», Таганрог, Россия, 4- 8 июня 2019 г. - С. 296-302.

66. Денисенко, Д.Ю. Активный RC-фильтр с независимой настройкой основных параметров на двух операционных усилителях / Д. Ю. Денисенко, Н. В. Бутырлагин, А. Е. Титов.

- Текст: непосредственный // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники: материалы 22-й Всероссийской молодежной научной школы-семинара (г. Ульяновск, 22-24 октября 2019 года). - Ульяновск: УлГТУ, 2019. - С. 310-311.

67. Сигорский В.П., Петренко А.И. Основы теории электронных схем. Киев.: Вища школа, 1971. - 568 с.

68. Larry D. Paarmann Design and Analysis of Analog Filters: A Signal Processing Perspective, Kluwer Academic Publishers, 2001. - 439 p.

69. G. C. Temes and S. K. Mitra, "Modern filter theory and design," New York, Wiley, 1973,

566 p.

70. W. E. Heinlein; W.Harvey Holmes, "Active Filtkerers for Integrated Circuits: Fundamentals and Design Methods," Muenchen, R. Oldenbourg, New York, Springer-Verlag New York, 1974, 668 p.

71. Денисенко, Д.Ю. Сравнение базовых архитектур перестраиваемых аналоговых RC-фильтров второго порядка / Д. Ю. Денисенко, Е. В. Викулина, Е. А. Жебрун, H. Н. Прокопенко.

- Текст: непосредственный // Проблемы автоматизации. Региональное управление. Связь и автоматика (ПАРУСА-2019): сборник трудов VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Геленджик, 6-8 ноября): в 2 т. / Южный федеральный университет; сост. Ю.Б. Щемелева, C.B. Кирильчик. - Ростов-на-Дону: Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2019. Т. 1. С. 172-177.

72. Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре / М.: Радио и связь, 1982. 112 с.

73. Иванов Ю.И., Мусиенко Ю.Н.. Чепрасова Т.С., Югай В.Я. Перестраиваемые октавные и третьоктавные фильтры с автоматической калибровкой характеристик / Проблемы современной аналоговой микросхемотехники: Сб. материалов Международного научно-практического семинара: В 2-х ч. / Под ред. H.H. Прокопенко. - Шахты: ЮРГУЭС, 2003 . 4.1. С.57-60.

74. Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. — 12-е издание. Москва: Додэка XXI, 2015. - 1784 с.

75. Пат. 2019904 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12. Программируемый ARC-фильтр / Гришин С. В., Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г.; патентообладатель ТРТИ им. В. Д. Калмыкова. -№ 4728660/09; заявл. 07.08.1989; опубл. 15.09.1994.

76. Denisenko, D. Yu. Functional Properties and Frequency Characteristics of Low-Sensitive RC Filters Based on Micropower Operational Amplifiers / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, Yu. I. Ivanov // Russian Microelectronics. - 2019. - Vol. 48. - No. 5. - Pp. 299-309

77. Denisenko, D.Yu. Topological Features of the Active RC-Filter Schemes with the Extended Frequency Operating Range / D. Yu. Denisenko, Yu. I. Ivanov, N. N. Prokopenko // 2018 Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT), Moscow, 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/MWENT.2018.8337239.

78. Денисенко, Д.Ю. Низкочувствительный активный RC-фильтр второго порядка с расширенным частотным диапазоном / Д.Ю. Денисенко, Н.Н. Прокопенко. - Текст: непосредственный // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем -2018. Сборник трудов / под общ. ред. академика РАН А.Л. Стемпковского. М.: ИППМРАН, 2018. -Выпуск IV. - С. 17-23.

79. Denisenko, D. Active RC LPFs with single-element pole frequency tuning / D. Denisenko, N. Prokopenko, N. Butyrlagin // XI National Conference with International Participation "Electrónica 2020", Sofia, Bulgaria, 23 - 24 July 2020. - Pp. 1-4.

80. Denisenko, D. Y. Multi-Functional Active RC-Filter (BPF, LPF, HPF, RF) for Designing Specialized Gate-Array Master Chip and Frequency Selection Devices / D. Y. Denisenko, N. N. Prokopenko, N. V. Butyrlagin, A. E. Titov // 2019 27th Telecommunications Forum (TELFOR), Belgrade, Serbia, 2019. - Pp. 1-4, doi: 10.1109/TELFOR48224.2019.8971105

81. Denisenko, D. All-Pass RC-Filters Architecture with Independent Adjustment of the Main Parameters Based on Differential Difference Amplifiers / D. Denisenko, N. Prokopenko, N. Butyrlagin // Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. - 2019. - Vol. 4. - No. 4. - Pp. 65-72 https://www.astesi.com/publications/ASTESJ 040409.pdf DOI: 10.25046/aj040409.

82. Denisenko, D. Yu. Multi-Functional Programmable Active RC-Filters with Digital Elements for Parameter Resetting / D. Denisenko, N. Prokopenko, N. Butyrlagin, E. Vikulina // 2020 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics (EExPolytech), St. Petersburg, Russia, 2020. - Pp. 9-12, doi: 10.1109/EExPolytech50912.2020.9243963.

83. Denisenko, D. Yu. Differential Difference Amplifiers in the Second Order Low-Sensitive All-Pass Active RC-Filters / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, N. V. Butyrlagin // 2020 International Conference on Computation, Automation and Knowledge Management (ICCAKM), Dubai, United Arab Emirates, 2020. - Pp. 275-279, doi: 10.1109/ICCAKM46823.2020.9051558.

84. Denisenko, D. Yu. Third-Order Low-Pass Filters for Limiting the Signal Spectrum at the Differential Input of the Analog/Digital Converters / D. Yu. Denisenko, N. N. Prokopenko, N. V. Butyrlagin//Journal of Physics: Conference Series, 1443 (2020), 012011. - Pp. 1-4. doi:10.1088/1742-6596/1443/1/012011

85. Denisenko, D.Yu. Modified Low-Frequency Filter for Signal Spectrum Limitation at Analog-Digital Converter's Input with Differential Input / D. Yu. Denisenko, E. A. Zhebrun, N. N. Prokopenko, Yu. I. Ivanov // XVI-th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems ELMA 2019: Proceedings, 6-8 June 2019, Varna, Bulgaria. - Pp. 41-44. DOI: 10.1109/ELMA.2019.8771530 (Scopus)

86. Denisenko, D. Y. All-Pass Second-Order Active RC-Filter with Pole Q-Factor's Independent Adjustment on Differential Difference Amplifiers / D. Y. Denisenko, N. N. Prokopenko, N. V. Butyrlagin // Proceedings of 17th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS-2019), September 13-16, 2019, Batumi, Georgia. - Pp. 263-266. doi: 10.1109/EWDTS.2019.8884395

87. Denisenko, D.Yu. Low pass anti-alias filter for ADC with differential input on base Op-Amp with differential Output with a minimum number of capacitors / D.Yu. Denisenko, N.N. Prokopenko, N.V. Butyrlagin. //2020 IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 862 (2020) 032073. - Pp. 1-4. doi:10.1088/1757-899X/862/3/032073

88. Denisenko, D.Yu. Low-Temperature KHN Active RC Filter Circuit with the Effect of Compensation of Gain Areas of Operational Amplifiers / D.Yu. Denisenko, N.N. Prokopenko, E.A. Zhebrun, G.A. Svizev // Problems of Advanced Micro- and Nanoelectronic Systems Development, 2019, Issue III, Moscow, IPPMRAS. - Pp. 2-7. DOI 10.31114/2078-7707-2019-3-2-7

89. Denisenko, Daria Yu. Multi-functional filters on differential difference operational amplifiers with a minimum number of elements / Daria Yu. Denisenko, Nikolay N. Prokopenko, Nikolay V. Butyrlagin // 28th Telecommunications forum TELFOR 2020, Serbia, Belgrade, November 24-25, 2020. - Pp. 1-4.

90. Denisenko, D.Yu. The Third Order Active Low-Pass RC-Filters Based on Differential and Differential Difference Operational Amplifiers / D.Yu. Denisenko, A.V. Bugakova, N.N. Prokopenko, Y.Iv. Ivanov // 20th IEEE International Conference on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol, June 29 - July 3, 2019. - Pp. 695-699. DOI: 10.1109/EDM.2019.8823488

91. Патент № 2718212 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Универсальный программируемый ARC-фильтр : № 2019137424 : заявл. 21.11.2019 : опубл. 31.03.2020, Бюл. № 10 / Денисенко Д. Ю., Викулина Е. В., Прокопенко Н. Н., Бутырлагин Н. В.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

92. Патент № 2721405 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Универсальный программируемый ARC-фильтр на основе матриц R-2R : № 2019140625 : заявл. 10.12.2019 : опубл. 19.05.2020, Бюл. № 14 / Денисенко Д. Ю., Викулина Е. В., Прокопенко Н. Н., Клейменкин Д. В.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

93. Патент № 2695981 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр нижних частот третьего порядка с дифференциальным входом на базе операционного усилителя с парафазным выходом : № 2019106672 : заявл. 11.03.2019 : опубл. 29.07.2019, Бюл. № 22 / Денисенко Д. Ю., Жебрун Е. А., Бугакова А. В., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

94. Патент № 2695977 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр нижних частот третьего порядка на операционном усилителе с парафазным выходом : № 2019105508 : заявл. 27.02.19 : опубл. 29.07.2019, Бюл. № 22 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н.В., Титов А.Е., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

95. Патент № 2697945 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр нижних частот третьего порядка на базе операционного усилителя с парафазным выходом : №2019105119 : заявл. 25.02.19: опубл. 21.08.19, Бюл. № 22 / Денисенко Д. Ю., Бугакова A.B., Свизев Г.А., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

96. Патент № 2702496 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/00 (2006.01). Универсальный активный RC-фильтр на основе мультидифференциальных операционных усилителей : № 2019107341 : заявл. 15.03.2019 : опубл. 08.10.2019, Бюл. № 28 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

97. Патент № 2710292 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Низкочувствительный активный RC-фильтр второго порядка на основе двух мультидифференциальных операционных усилителей : № 2019115651 : заявл. 22.05.2019 : опубл. 25.12.2019, Бюл. № 36 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Прокопенко Н. Н; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

98. Патент № 2702499 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Универсальный активный RC-фильтр : №2019107174 : заявл. 14.03.2019 : опубл. 08.10.2019, Бюл. № 28 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

99. Патент № 2707706 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01), Н03Н 7/12 (2006.01). Универсальный активный RC-фильтр второго порядка на основе мультидифференциальных операционных усилителей : № 2019115988 : заявл. 24.05.2019 : опубл. 28.11.2019, Бюл. № 34 / Денисенко Д. Ю., Бугакова А. В., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. -Текст: непосредственный.

100. Патент № 2730172 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006/01). Универсальный активный ЯС-фильтр второго порядка на мультидифференциальных операционных усилителях: № 2020110715 : заявл. 13.03.2020 : опубл. 19.08.20, Бюл. № 23 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Прокопенко Н. Н., Титов А. Е. ; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

101. Патент № 2710852 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Низкочувствительный АЯС-фильтр второго порядка на основе двух мультидифференциальных операционных усилителей : № 2019115928 : заявл. 23.05.2019 : опубл. 14.01.20, Бюл. № 2 / Денисенко Д. Ю., Жебрун Е. А., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

102. Патент № 2718210 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный ЯС-фильтр нижних частот с одноэлементной перестройкой частоты полюса на дифференциальных и мультидифференциальном операционных усилителях : № 2019137425 : заявл. 21.11.2019 : опубл. 31.03.2020, Бюл. № 10 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Бутырлагин Н. В., Жебрун Е. А.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

103. Патент № 2720559 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный ЯС-фильтр нижних частот с одноэлементной перестройкой частоты полюса на дифференциальном и двух мультидифференциальных операционных усилителях : № 2019137553 : заявл. 22.11.2019 : опубл. 12.05.2020, Бюл. № 14 / Денисенко Д. Ю., Титов А. Е., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

104. Патент № 2677362 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/00 (2006.01). Активный ЯС- фильтр : № 2018108897 : заявл. 14.03.18 : опубл. 16.01.2019, Бюл. № 2 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

105. Патент № 2724917 Российская Федерация, МПК: Н03Н 11/12 (2006.01). Универсальный активный ЯС-фильтр второго порядка на мультидифференциальных операционных усилителях с минимальным количеством пассивных и активных элементов: № 2020110712 : заявл. 13.03.2020: опубл. 26.06.20, Бюл. № 18 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Прокопенко Н. Н., Овсепян Е. В. ; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

106. Патент № 2737390 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/00 (2006.01). Универсальный полосовой фильтр, фильтр низких частот и режекторный фильтр на трех мультидифференциальных операционных усилителях: заявка на патент: № 2020110709: заявл. 13.03.2020, опубл. 30.11.2020, Бюл. № 34 / Денисенко Д. Ю., Викулина Е. В., Игнатович А. А., Прокопенко Н. Н. ; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

107. Патент № 2736239 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/00 (2006.01). Универсальный полосовой и режекторный фильтр с регулируемой полосой пропускания: №

2020110761: заявл. 13.03.2020: опубл. 12.11.2020, Бюл. № 32 / Денисенко Д. Ю., ВикулинаЕ. В., Иванов Ю. И., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

108. Патент № 2697612 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр нижних частот третьего порядка: №2018143817: заявл. 11.12.2018: опубл. 15.08.2019, Бюл. № 23 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Прокопенко Н. Н. Жебрун Е. А.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

109. Патент № 2721155 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Фильтр нижних частот третьего порядка с минимальным количеством конденсаторов на порядок: № 2019137446: заявл. 21.11.2019: опубл. 18.05.2020, Бюл. № 14 / Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Игнашин А. А.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

110. Денисенко, Д. Ю. Универсальные активные RC-фильтры: современное состояние схемотехники, новые и перспективные архитектуры / Д. Ю. Денисенко, Н. Н. Прокопенко // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники: материалы 22-й Всероссийской молодежной научной школы-семинара (г. Ульяновск, 22-24 октября 2019 года). - Ульяновск: УлГТУ, 2019. - С. 12-21.

111. Денисенко, Д.Ю. О влиянии частоты единичного усиления операционных усилителей на характеристики перестраиваемых ARC-фильтров / Д. Ю. Денисенко, Е. В. Викулина, А. А. Игнатович, Н.Н. Прокопенко. - Текст: непосредственный // Информационные технологии, системный анализ и управление (ИТСАУ-2019): сборник трудов XVII Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Таганрог, 4-7 декабря 2019 г.).: в 2 т. / Южный федеральный университет. - Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2019. Т. 2. С. 47-51.

112. Денисенко, Д.Ю. Универсальный полосовой и режекторный фильтр с регулируемой полосой пропускания / Денисенко Дарья Юрьевна, Викулина Елена Владимировна, Иванов Юрий Иванович, Прокопенко Николай Николаевич // Всероссийская научно-технической конференции с международным участием имени профессора О.Н. Пьявченко "Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении", 17-19 июня 2020, г. Таганрог, ЮФУ.

113. Denisenko, D.Yu. The perspective architectures of active low frequency RC filters for limiting the signal spectrum at the differential input of analog-digital sensor converters / N.V. Butyrlagin, D.Yu. Denisenko, E.A. Zhebrun, D.V. Kleimenkin. - Текст: непосредственный// Физико-технические проблемы в науке, промышленности и медицине (ФТПНПМ-2019) : сборник научных трудов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и

молодых ученых ; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2019. - С. 246

114. Dimopoulos Н. G. Analog Electronic Filters: Theory, Design and Synthesis. Springer, Netherlands, 2012. 498 pp. DOI: 10.1007/978-94-007-2190-6

115. W. J. Kerwin, L. P. Huelsman and R. W. Newcomb, "State-Variable Synthesis for Insensitive Integrated Circuit Transfer Functions," in IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 2, no. 3. Pp. 87-92, Sept. 1967. DOI: 10.1109/JSSC.1967.1049798.

116. P.H. Lawrence, E.A. Phillip, "Introduction to the Theory and Design of Active Filters," McGraw-Hill, New York, 1980. 429 p.

117. J.J. Friend, C.A. Harris, D. Hilberman, "STAR: An Active Biquadratic Filter Section," IEEE Trans. Circuit and Systems, vol. CAS-22, no.2, 1975. pp. 115-121.

118. D. Akerberg, K. Mossberg. A Versatile, "Active RC Building Block with Inherent Compensation for the Finite Bandwidth of the Amplifier," IEEE Trans. Circuits and Systems, vol. CAS-21, no 1, 1974. Pp. 75-78.

119. Пат. 2108660 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12. Активный RC-фильтр / Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г.; патентообладатель Таганрогский государственный радиотехнический университет им. В. Д. Калмыкова. -№ 96114821 /09; заявл. 23.07.1996; опубл. 10.04.1998

120. Пат. 2089041 СССР, МПК Н03Н 11/12. Активный RC-фильтр / Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г.,; патентообладатель Таганрогский государственный радиотехнический университет им. В. Д. Калмыкова. -№ 4874960/09; заявл. 16.10.1990; опубл. 27.08.1997

121. Пат. 1381689 СССР, МПК Н03Н 11/12. Активный RC-фильтр / Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г., Черников В.В.; патентообладатель Таганрогский государственный радиотехнический университет им. В. Д. Калмыкова. - № 3720941; заявл. 04.04.1984; опубл. 15.03.1988

122. D. Akerberg, К. Mossberg. A Versatile, "Active RC Building Block with Inherent Compensation for the Finite Bandwidth of the Amplifier," IEEE Trans. Circuits and Systems, vol. CAS-21, no 1, 1974. Pp. 75-78.

123. Analog Devices: AD8132. Low Cost, High Speed Differential Amplifier. Pp. 27. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad8132.pdf

124. Пат. 2019904 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12. Программируемый ARC-фильтр / Гришин С. В., Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г.; патентообладатель ТРТИ им. В. Д. Калмыкова. -№ 4728660/09; заявл. 07.08.1989; опубл. 15.09.1994.

125. Пат. 2110140 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/04. Перестраиваемый ARC-фильтр / Гришин С. В., Иванов Ю. И., Крутчинский С. Г.; патентообладатель ТРТИ им. В. Д. Калмыкова. -№ 95108962/09; заявл. 05.06.1995; опубл. 27.04.1998.

126. Н. Zumbahlen, "Digitally Programmed State Variable Filter," [Online], Available: https://goo.gl/TlXzmK

127. Schubert T. F., Kim E. M. Fundamentals of Electronics, Book 3. Active Filters and Amplifier Frequency Response. Morgan & Claypool Publishers, 2016. 292 p. DOI: 10.2200/S00712ED1V03Y201603DCS049.

128. Izadian A. Fundamentals of Modern Electric Circuit Analysis and Filter Synthesis: A Transfer Function Approach Cham. Springer, 2019, 521 p. DOI: 10.1007/978-3-030-02484-0.

129. P. V. Ananda Mohan. VLSI Analog Filters. Active RC, OTA-C, and SC. Birkhauser Basel, 2013, 618 p. DOI: 10.1007/978-0-8176-8358-0.

130. Saari, J. Ryynanen, S. Lindfors. Continuous-Time Low-Pass Filters for Integrated Wideband Radio Receivers. Springer-Verlag New York, 2012, 190 p. DOL10.1007/978-1-4614-3366-8.

131. Karantzalis Philip. A Simple Digitally Tunable Active RC Filter. Analog Devices, Linear Technology Magazine, March 2006, 42-45 p

132. Boushra M. W., Kenneth K. L. Functionally tunable active low-pass filter. U.S. Patent 3891938, Jun. 1975.

133. Jin Xin and Dai Foster F. A 6th order zero capacitor spread 1MHz- 10MHz tunable CMOS active-RC low pass filter with fast tuning scheme. 2012 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 2012, 1187-1190 p.

134. Singh В., Singh A. K. and Senani R. A new universal biquad filter using differential difference amplifiers and its practical realization. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 2013, no. 75, pp. 293-297. WOS:000317623500012.

135. Masud M. I. et al. Reconfigurable CNTFET based fully differential first order multifunctional filter. 2017 IEEE IMPACT, Aligarh, 2017, pp. 55-59. DOI: 10.1109/MSPCT.2017.8363973

136. Micro-Cap 10. Electronic Circuit Analysis Program, User's Guide. Tenth Ed. Spectrum Software. Oct. 2010. 220 p.

137. AD830 - High Speed, Video Difference Amplifier. Analog Devices, Inc. [Online], Available https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad830.pdf

138. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 512 с.

139. Chen W.-K. Passive, Active, and Digital Filters. The Circuits and Filters Handbook, 3rd Edition. CRC Press. Published June 23, 2009, 829 p.

140. Denisenko, D.Yu. Active RC-Filter with Differential Input for Signal Processing of Piezoelectric Sensors / D.Yu. Denisenko, A.V. Bugakova, N.N. Prokopenko, Y.I. Ivanov, A.S. Vyrodov // 2019 20th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol (Altai Republic), Russia, 2019. - Pp. 188-193, doi: 10.1109/EDM.2019.8823386.

141. Пат. 2391770 Российская Федерация, МПК H03F 3/45, H03F 3/70. Усилитель заряда для пьезоэлектрического датчика вибрации (варианты) / И. И. Радчик, В. М. Тараканов, О. Б. Скворцов, В. И. Морев, С. А. Королев, А. Н. Гузнеев, В. Н. Тихомиров, Р. А. Устинов, В. В. Янчич, А. А. Иванов, С. И. Смирнов, С. В. Лихтанский; патентообладатель ООО «Диамех 2000». - 2008131370/09; заявл. 31.07.2008; опубл. 10.06.2010, Бюл. № 16.-27 с.

142. Stasz P., Terry Н. Signal processing circuit for pyro/piezo transducer. US Patent 6,702,755, March 9, 2004

143. Патент № 2692967 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр для обработки сигналов пьезоэлектрических датчиков: № 2018132384: заявл. 11.09.2018: опубл. 28.06.2019, Бюл. № 19/Полушкин О. О., Денисенко Д. Ю., Прокопенко Н. Н., Выродов А. С.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

144. Патент № 2697611 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Активный RC-фильтр для обработки сигналов пьезоэлектрического преобразователя: № 2018143801: заявл. 11.12.2018: опубл. 15.08.2019, Бюл. № 23 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Бугакова А. В., Прокопенко Н. Н.; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

145. Патент № 2694740 Российская Федерация, МПК Н03Н 11/12 (2006.01). Широкополосный избирательный RC-фильтр с дифференциальным входом: № 2018143825: заявл. 11.12.2018: опубл. 16.07.2019, Бюл. № 20 / Денисенко Д. Ю., Бутырлагин Н. В., Игнашин А. А., Прокопенко Н. Н; заявитель ДГТУ. - Текст: непосредственный.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 - Акт внедрения результатов диссертационной работы

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной работы Денисенко Д. Ю., посвященной разработке и исследованию активных ЯС-фильтров на основе дифференциальных и мультидифференциальных усилителей тока и напряжения для задач аналого-цифрового преобразования сигналов датчиков, использовались в системе измерений вибрационной балансировочной ВИБРОЛАБ, выпускаемой ООО «Энсет» (г. Ростов-на-Дону, www.enset.ru) в качестве готовой продукции, а также в составе станков балансировочных для любых роторов.

При создании в ООО «Энсет» современных станков для балансировки роторов различного диаметра и массы возникает проблема недостаточного подавления нежелательных частот и помех в спектре измеряемого сигнала параметров вибрации до его аналого-цифрового преобразования и последующей цифровой обработки. Во многих случаях это вызывает нелинейные режимы работы традиционных АЯС-фильтров, что приводит к ухудшению точности измерений или невозможности оптимальной балансировки изделий. Разработанная в диссертационной работе схема активного ЯС-фильтра, предназначенная для обработки сигналов дифференциальных пьезоэлектрических датчиков, позволяет повысить избирательность, подавить нежелательные гармоники и улучшить точность измерений.

Созданный в рамках диссертации АЯС-фильтр был реализован на печатной плате в виде встраиваемого 1Р-модуля. Особенность его практической реализации - наличие цифровых коммутаторов диапазонов рабочих частот фильтров.

УТВЕРЖДАЮ

Ал 1

Генеральный ^цректор ООО «Энсет»

/А I XV \

\ Мячин В. В.

внедрения результатов, полученных в диссертационной работе аспирантки Денисенко Дарьи Юрьевны

Внедренная схема ARC-фильтра обеспечивает высокое ослабление сигналов вне полосы пропускания, что позволяет улучшить метрологические характеристики электромеханических систем балансировки роторов различного назначения. При этом ARC-фильтр обладает следующими основными параметрами:

- две независимые полосы пропускания 2-50 и 50-500 Гц, управляемые одним логическим сигналом;

- неравномерность АЧХ в полосе пропускания - 0,5 дБ;

- крутизна АЧХ по левому и правому склону - 40 дБ/дек;

- дифференциальные вход и выход, обеспечивающие более эффективное подавление синфазных помех, уменьшение нелинейных искажений, а также непосредственное согласование ARC-фильтра с дифференциальным пьезоэлектрическим датчиком и дифференциальным входом современных АЦП.

На разработанные по теме диссертации активные RC-фильтры для обработки сигналов пьезоэлектрических датчиков получено три патента РФ на изобретения: № 2694740 «Широкополосный избирательный RC-фильтр с дифференциальным входом», № 2692967 «Активный RC-фильтр для обработки сигналов пьезоэлектрических датчиков», № 2697611 «Активный RC-фильтр для обработки сигналов пьезоэлектрического преобразователя», а также опубликована совместно с работниками ООО «Энсет» статья в издании WoS/Scopus «Active RC-Filter with Differential Input for Signal Processing of Piezoelectric Sensors / D.Yu. Denisenko, A.V. Bugakova, N.N. Prokopenko, Y.I. Ivanov, A.S. Vyrodov // 20th IEEE International Conference on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM 2019). Proceedings, Erlagol, Altai Republic, 29 June - 3 July, 2019, pp. 188-193».

Запатентованные модификации ARCO позволяют ООО «Энсет» решать широкий класс практических задач, связанных с построением измерительных систем станков балансировочных, применяемых в машиностроении, газовой, нефтяной и электротехнической промышленности, энергетике, авиа- и

/

судостроении, производстве и техническом обслуживании автомобилей. Оборудование производства ООО «Энсет» поставляется в 14 стран мира, в том числе в Германию, США, Венгрию, Испанию, Польшу, Италию, Литву, Латвию, Беларусь, Казахстан, Перу.

Генеральный директор ООО «Энсет»

Инженер-электроник

ООО «Энсет», пл. Гагарина, 1, г. Ростов-на»Дону, Россия, 344000 тел. [phone] [e-mail], https://enset.ru