Аналогово-цифровые преобразователи

Скачать

Авторская разработка модели измерительного нейрона в рамках эквисторной структуры измерительной нейросети, формируемые на ней ассоциативно-проективные измерительные структуры. Повышение метрологических характеристик аналогово-цифрового преобразователя.

Размер: 1,4 M
Тип: дипломная работа
Категория: Коммуникации и связь
Скачать

Другие файлы:

Аналогово-цифровые преобразователи перемещений
Рассмотрены вопросы теории и принципы построения аналогово-цифровых преобразователей перемещений, осуществляюих автоматическое преобразование линейных...

Аналого-цифровой преобразователь
Аналого-цифровые преобразователи, характеризующие статическую и динамическую точность. Общий вид упрощенных схем. Преобразователи с двухтактным интегр...

Цифровые измерительные устройства
Изложены общие вопросы цифровой измерительной техники: сформулирован общий отличительный признак цифровых измерительных устройств (ЦИУ), описаны приме...

Магнитные преобразователи информации
Анализу свойств магнитных усилителей, позволяющих использовать эти элементы автоматики в качестве посредников между источниками сигналов и исполнитель...

Аналого-цифровые преобразователи и системы сбора данных по курсу


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

  • Введение
  • 1. Аналого-цифровые преобразователи
  • 1.1 Базовые схемы АЦП
  • 1.1.1 Общие сведения
  • 1.1.2 Параллельные АЦП
  • 1.1.3 Последовательные АЦП
  • 1.1.3.1 АЦП последовательного счета
  • 1.1.3.2 АЦП последовательного приближения
  • 1.1.4 Последовательно-параллельные АЦП
  • 1.1.4.1 Многоступенчатые АЦП
  • 1.1.4.2 Многотактные последовательно-параллельные АЦП
  • 1.1.5 Интегрирующие АЦП
  • 1.1.5.1 АЦП многотактного интегрирования
  • 1.1.5.1.1 Автоматическая коррекция нуля. Преобразование биполярных входных сигналов
  • 1.1.5.2 Преобразователи напряжение-частота
  • 1.2 Структуры современных АЦП
  • 1.2.1 Тенденции развития современных АЦП
  • 1.2.2 Конвеерные АЦП
  • 1.2.3 Принципы построения быстрых АЦП
  • 1.2.3.1 С аналоговым декодированием
  • 1.3 Нейронные АЦП
  • 1.3.1 Принципы реализации аналого-цифровых преобразователей на основе нейронных технологий
  • 1.3.1.1 Принципы построения устройств с настраиваемой структурой
  • 1.4 Постановка задачи на проектирование
  • 2. Проектирование каскадного АЦП на основе нейротехнологий
  • 2.1 Нейронный подход к проектированию
  • 2.1.1 Искусственный нейрон
  • 2.1.1.1 Активационные функции
  • 2.1.2 Нейронные сети
  • 2.1.2.1 Однослойные искусственные нейронные сети
  • 2.1.2.2 Многослойные искусственные нейронные сети
  • 2.1.2.2.1 Нелинейная активационная функция
  • 2.1.2.4 Сети с обратными связями
  • 2.1.2.5 Применение нейронных сетей
  • 2.2 Структура проектируемого преобразователя
  • 2.2.1 Расширенная структурная схема АЦП.
  • 2.2.1.1 Работа устройства осуществляется следующим образом
  • 2.2.1.2 Пример
  • 2.2.2 Структурная схема АЦП
  • 2.2.2.1 Работа устройства
  • 2.2.2.2 Пример
  • 2.2.3 Структура нейронного преобразователя
  • 2.2.3.1 Работа схемы
  • 2.2.3.2 Пример
  • 2.2.4 Структура нейросети
  • 2.2.4.1 Структура сети
  • 2.2.4.2 Работа схемы
  • 2.2.4.3 Пример
  • 2.2.5 Структура нейрона
  • 2.2.5.1 Состав нейрона
  • 2.2.5.2 Работа устройства
  • 2.2.5.3 Пример
  • 2.2.6 Параллельное АЦП
  • 2.2.6.1 Состав
  • 2.2.6.2 Работа преобразователя
  • Глава 3
  • 3.1 Структура нейросети
  • 3.1.1 Однослойные прямонаправленные сети
  • 3.1.2 Многослойные прямонаправленные сети
  • 3.1.3 Рекуррентные сети
  • 3.1.4 Полностью связанные сети
  • Глава 4. Обоснование НИОКР
  • 4.1 Обоснование эффективности НИОКР
  • 4.1.2 Эффект НИОКР
  • 4.1.3 Рынок научно-технической продукции
  • 4.1.4 Маркетинговые исследования
  • 4.2 Определение сметной стоимости НИОКР
  • 4.2.1 Затраты НИОКР
  • 4.2.2 Определение сметной стоимости для научно-исследовательских и опытно конструкторских работ
  • Матрица выбора стратегии НИОКР
  • 5. Безопасность жизнедеятельности
  • 5.1 Анализ условий труда оператора ЭВМ-проектировщика
  • 5.2 Вредные факторы в работе
  • 5.3 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ
  • 5.4 Расчёт освещённости рабочего места
  • 5.5 Вывод
  • Список используемой литературы

Введение

Информационная техника имеет колоссальное и непрерывно возрастающее значение в жизни человечества. Она решает огромный круг задач, связанных главным образом со сбором, переработкой, передачей, хранением, поиском и выдачей информации человеку или машине. При этом особое место в этом ряду занимает измерительная техника, которая предназначена для получения опытным путем количественно определенной информации об объектах материального мира. С увеличением степени сложности создаваемых технических и технологических систем и комплексов их функционирование характеризуется огромной величиной различной и быстро меняющейся информации, которую необходимо измерять. Это определяет актуальность создания и совершенствования аналого-цифровых преобразователей (АЦП), предназначенных для измерения параметров сложных динамических объектов и быстротекущих процессов. Широкое распространение и использование в телекоммуникационных и вычислительных системах технических средств, для цифровой передачи данных, речи, аудио- и видеоинформации, цифрового телевидения и т.п. увеличивает интерес к современным системам измерения и преобразования информации, а также значимость указанной проблемы. В этих условиях проектирование современных АЦП - перспективная и актуальная задача.

Постоянное повышение требований к точности, быстродействию, информативности и другим характеристикам процессов сбора, измерения и обработки информации обусловливает необходимость создания и развития современных систем измерения и преобразования информации. Широкое применение средств цифровой вычислительной техники при построении аналого-цифровых преобразователей (АЦП) ориентировано именно на обеспечение высоких метрологических и эксплуатационных характеристик АЦП.

Несмотря на значительные успехи в области создания современных АЦП в микроэлектронном базисе (на основе БИС и СБИС), проектирование и нормирование их характеристик осуществляется в основном в соответствии с критериями построения автономных цифровых средств измерений. Оптимизация структуры и технических характеристик АЦП, обеспечивающая требуемое качество (метрологические параметры), возможна только при системном подходе к проектированию преобразователей. Общего подхода к построению АЦП как системного элемента в архитектуре информационно-измерительной системы (ИИС), обеспечивающего совместимость объектов измерения с процессами в АЦП, аппаратуры и процессов в АЦП с аппаратурой и процессами обработки в ИИС, на момент начала наших исследований не было.

В нашей работе решается актуальная научно-техническая задача - разработка основ структурной теории, методов, алгоритмов и программно-технических средств, для их реализации, сопряженная с развитием теории и проектированием адаптивных системных АЦП с потоковой динамической архитектурой. На основе функционально-эволюционного подхода рассматривается задача совершенствования системных АЦП, направленная на совместную реализацию потенциальных точности и быстродействия используемой элементной базы с целью повышения метрологических характеристик АЦП. Предлагаемый подход основан:

на адаптации аппаратуры АЦП к параллелизму измерительных процедур, изменению параметров входного измеряемого потока,

окружающей среды и объекта;

перестраивании оборудования преобразователя в различные

типы архитектур;

использовании в топологии АЦП структур магистрально-модульного типа.

аналоговый цифровой преобразователь нейросеть

В известной литературе вопросы теоретического и экспериментального исследования указанных структур АЦП не получили достаточной проработки.

Высокая производительность современных АЦП должна быть на несколько порядков выше достигнутой к настоящему времени. Традиционные источники увеличения - это использование сверхскоростных элементов, модульное расширение преобразователя, введение конвейерной обработки и т.п. Существенными недостатками традиционных методов являются усложнение аппаратуры, ограниченность области применения, возрастание стоимости устройства, ограниченность быстродействия элементной базы и др. Это обусловливает поиск новых направлений в развитии АЦП. К новым источникам повышения производительности АЦП относятся: адаптация аппаратуры к параллелизму измерительных процедур; перестраивание оборудования в различные типы архитектур.

В отличие от классических АЦП с фиксированной структурой, получивших широкое распространение в измерительных системах, в работе предлагается новый класс АЦП с перестраиваемой архитектурой, выполненной на основе нейронных технологий. Для этого класса АЦП характерны переменность логической структуры, конструктивная однородность и параллельное выполнение измерений. Благодаря однородности элементов и связей между ними существенно повышается технологичность и экономичность проектирования АЦП, а за счет переменности логической структуры и возможности программной настройки обеспечивается универсальность и гибкость решения различных измерительных задач. Наличие параллельного выполнения операций измерения обеспечивает возможность существенного увеличения скорости (производительности) измерительных устройств без увеличения физического быстродействия элементов преобразователя. Вместе с тем, распространение указанных выше подходов и решений на класс АЦП требует разработки новых алгоритмов и методов преобразования и измерения входных потоков данных.

В предлагаемой работе впервые решена задача построения перестраиваемой структуры АЦП, базирующейся на потоковой динамической архитектуре, реконфигурируемой в процессе решения задач обработки (измерения) и выполненной на нейроподобных элементах - нейронах (нейрочипах), специализирован...