Оптимізація аналогового модулю за шумовими характеристиками у бортовому детекторі реєстратора-аналізатора для ідентифікації заряджених частинок

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЄзерський, Нікіта Валерійович
dc.contributor.authorМовчанюк, Андрій Валерійович
dc.date.accessioned2023-10-24T10:07:25Z
dc.date.available2023-10-24T10:07:25Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionВ статті розглядається приклад оптимізації каскаду за шумовими характеристиками на основі операційного підсилювача в схемі включення з Т-подібним RC мостом. Смуга частот приблизно рівна 100 кГц. В результаті шумову модель вдалось представити єдиною функціональною залежністю, підготовлену до оптимізації комп'ютерним розрахунком, що пришвидшує розв'язок задачі ще на стадії проектування.uk
dc.description.abstractВ аналогових підсилювачах слабких сигналів постає питання пошуку оптимального співвідношення сигнал/шум за шумовими характеристиками для подальшої дискретизації сигналу цифровими методами. Використання комп’ютерних симуляцій не є рішенням цього питання, адже розробники симуляторів електроніки зазвичай не розкривають хід обрахунків, або надають можливість самостійно вводити формули для розрахунку з ймовірною непередбачуваністю результатів прогнозування. В даній роботі розроблено метод розрахунку та оптимізації рівня шумів, який пропонується застосувати при налагодженні роботи схем на базі операційних підсилювачів, що заощадить час та кошти при подальшому тестуванні та оптимізації схеми ще до її виготовлення, оскільки розробники у супровідній документації вказують шумові параметри без врахування схеми включення (з розімкнутим колом зворотного зв’язку та інше). Тому варто розробити підхід по проектуванню підсилювача враховуючи вплив шумових параметрів схеми включення. Ключовими параметрами каскадів, що впливають на достовірність дискретизації серед інших типів обрано власні шуми операційних підсилювачів та теплові шуми елементів схеми включення, що оптимізовано зведенням до одного базису та перевірено відповідності поставленим задачам дослідження. Додатково описана послідовність дій, яка встановлює точність дискретизації системи з впливом шумової напруги. В результаті пришвидшено рішення задачі мінімізації рівня шуму спрощеним комп’ютерним розрахунком. Співвідношення сигнал/шум оптимізовано із застосуванням методу нелінійного програмування. Запропонований метод можна використовувати як для аналізу дискретних, так і до інтегрованих кіл. Результати роботи використано для оптимізації спроектованого аналогового модулю реєстратора-аналізатора MiPA_ep, що планується до запуску на низьку навколоземну орбіту для вивчення природи мікросплесків високоенергетичних електронів та протонів.uk
dc.description.abstractotherIn analog amplifiers of weak signals, the question arises of finding the optimal signal/noise ratio based on noise characteristics for further discretization of the signal by digital methods. Using computer simulations is not a solution to this problem. Because the developers of electronics simulators do not reveal the progress of calculations as usual, or provide the opportunity to independently enter formulas for calculation with the unpredictable probability of forecasting results. In current work, a method for calculating and optimizing the noise level has been developed. It is proposed to be used for debugging circuits based on operational amplifiers, which will save time and money during further testing and optimization of the circuit before its manufacture. And the developers in the datasheet specify the noise parameters without taking into account all the cascade (with open feedback loop, etc.). That is why, a method is needed that takes into account the noise parameters of the switching circuit. The key parameters of the cascades, which have an impact on the reliability of sampling, are among other types: inherent noises of operational amplifiers and thermal noises of the elements of the switching circuit, which are optimized by reduction to a single basis and checked for compliance with the research objectives. In addition, the sequence of actions that establishes the accuracy of discretization of the system with the influence of noise voltage is described. As a result, the solution of the noise level minimization problem by simplified computer calculation is accelerated. Signal-to-noise ratio optimization achieved by non-linear programming method. The proposed method can be used both for analysis discrete and integrated circuits. The results of the work have been used for optimization of the existing analog scheme of the small-caliber spectrometer MiRA_ep that is planning to be launched into low near-Earth orbit to study the nature of the high-energy electron and proton microbursts.uk
dc.format.pagerangeС. 93-104uk
dc.identifier.citationЄзерський, Н. Оптимізація аналогового модулю за шумовими характеристиками у бортовому детекторі реєстратора- аналізатора для ідентифікації заряджених частинок / Н. Єзерський, А. Мовчанюк // Iнфокомунікаційні та комп’ютерні технології. – 2023. – Т. 1, № 5. – С. 93–104.uk
dc.identifier.doi10.36994/2788-5518-2023-01-05-12
dc.identifier.issn2788-5518
dc.identifier.orcid0000-0002-7482-0832uk
dc.identifier.orcid0000-0003-2901-0424uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/61716
dc.language.isoukuk
dc.publisherВідкритий міжнародний університет розвитку людини "Україна"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofНауковий журнал Інфокомунікаційні та комп'ютерні технології, №1 (05)uk
dc.subjectоптимізаціяuk
dc.subjectСubeSATuk
dc.subjectнелінійнеuk
dc.subjectпрограмуванняuk
dc.subjectопераційнийuk
dc.subjectпідсилювачuk
dc.subjectшумоваuk
dc.subjectмодельuk
dc.subjectoptimizationuk
dc.subjectprogramminguk
dc.subjectnon-linearuk
dc.subjectamplifieruk
dc.subjectoperationaluk
dc.subjectmodeluk
dc.subjectnoiseuk
dc.subject.udc520.6.05/621.3.084.6uk
dc.titleОптимізація аналогового модулю за шумовими характеристиками у бортовому детекторі реєстратора-аналізатора для ідентифікації заряджених частинокuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Operational_amplifier_optimization.docx
Розмір:
428.25 KB
Формат:
Microsoft Word XML
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (РЕ)