Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск

Научный журнал «Доклады БГУИР» издается с 2003 г. Белорусским государственным университетом информатики и радиоэлектроники. Для опубликования в журнале принимаются оригинальные статьи на русском и английском языках. Статьи подлежат обязательному рецензированию. 

Текущий выпуск

Том 19, № 7 (2021)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА 

5-12 37
Аннотация

Одним из направлений улучшения параметров аналоговых интегральных микросхем является разработка новых и модернизация существующих конструкций интегральных элементов без значительного изменения технологического маршрута изготовления интегральных микросхем с одновременным созданием моделей новых интегральных элементов. В статье рассмотрены результаты экспериментальных исследований двухзатворного полевого транзистора с управляющим p-n-переходом, изготовленного по технологическому маршруту 3CBiT ОАО «Интеграл». На основе полученных результатов предложена электрическая модель двухзатворного полевого транзистора с управляющим p-n-переходом, описывающая особенности его применения в аналоговых интегральных микросхемах. Приведено сравнение результатов измерений и моделирования вольтамперных характеристик с использованием созданной модели при разных режимах управления затворами. Малая емкость и обратный ток верхнего затвора двухзатворного полевого транзистора с управляющим p-n-переходом, возможность компенсации постоянной составляющей входного тока обеспечивают значительное улучшение характеристик таких аналоговых интегральных микросхем, как электрометрические операционные усилители и зарядочувствительные усилители. Разработанный двухзатворный полевой транзистор с управляющим p-n-переходом может найти применение в устройствах считывания сигналов, необходимых в аналоговых интерфейсах датчиков космического приборостроения и ядерной электроники.

13-21 26
Аннотация

В настоящее время для решения многих задач все чаще используются нейронные сети (НС) вместо традиционных методов их решения. Это предполагает сравнение нейронной сети и традиционного метода на конкретных задачах. В данной работе выполняется компьютерное моделирование Байесовского решающего правила (БРП) и вероятностной нейронной сети с целью сравнения их операционных характеристик по распознаванию гауссовских образов. Моделировалось распознавание четырех и шести образов (классов) с числом признаков от 1 до 6 в случаях, когда образы хорошо и плохо разделены. Размеры обучающей и тестовой выборок выбраны достаточно большими: 500 реализаций для каждого образа. Анализировались такие характеристики, как время обучения решающего правила, время распознавания тестовой выборки, достоверность распознавания тестовой выборки, достоверность распознавания обучающей выборки. В рамках данных условий установлено, что достоверность распознавания тестовой выборки в случае хорошо разделяемых образов с любым числом признаков близка к 100 % для нейронной сети и БРП. Для плохо разделяемых образов нейронная сеть проигрывает Байесовскому решающему правилу по достоверности распознавания тестовой выборки на 0,1–16 %. Время обучения нейронной сети превышает время обучения Байесовского решающего правила в 4–5 раз, а время распознавания – в 4–6 раз. В результате не обнаружено явных преимуществ вероятностной нейронной сети по сравнению с классическим Байесовским решающим правилом в задаче распознавания гауссовских образов. Для негауссовских образов альтернативой нейронной сети может быть существующее обобщение Байесовского решающего правила.

22-30 21
Аннотация

Разработана единая математическая модель временных характеристик сигналов, звеньев и реакций систем телекоммуникаций и радиоэлектроники, которая описывает импульсную и переходную характеристики всех типов линейных звеньев и реакции последних на воздействия в виде периодических, непериодических финитных и непериодических бесконечно протяженных сигналов. Разработан алгоритм расчета временных характеристик, обеспечивающий построение эффективной автоматизированной процедуры моделирования сигналов, звеньев и реакций во временной области. Проведен сравнительный количественный анализ точности предлагаемого алгоритма и алгоритма дискретного преобразования Фурье.

31-39 35
Аннотация

Работа посвящена разработке схем процессоров быстрого преобразования Уолша (БПУ) последовательно-параллельного типа. Процессоры БПУ предназначены для декодирования помехоустойчивых кодов и синхронизации, их использование позволяет снизить затраты при вычислении мгновенного спектра по Уолшу практически в 2 раза. Класс процессоров для вычисления мгновенного спектра по Уолшу назван процессорами последовательно-параллельного типа. Разработаны схемы процессоров БПУ последовательно-параллельного типа. Произведен сравнительный анализ построенных графов процессоров БПУ. Предложен способ и процессор для вычисления коэффициентов преобразования по Уолшу, позволяющий увеличить скорость производимых преобразований. При вычислении коэффициентов преобразования с помощью процессоров параллельного, последовательного и последовательно-параллельного типов было установлено, что процессоры БПУ последовательно-параллельного типа требуют при вычислении мгновенного спектра по Уолшу выполнения 2(N–1) операций. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании устройств обработки дискретной информации, в телекоммуникационных системах при кодировании сигналов для их помехозащищенной передачи и декодировании, обеспечивающем оптимальное количество операций, а следовательно, оптимальные аппаратурные затраты.

40-48 21
Аннотация

Междупериодное когерентное накопление принятого сигнала обеспечивает рост отношения сигнал / помеха и просто реализуется при фиксированном периоде повторения зондирующих сигналов. На практике в импульсных радиолокационных станциях используют переменный период повторения для защиты от «слепых» скоростей. Разработаны алгоритмы междупериодного когерентного накопления при переменном периоде повторения и выявлены их особенности, которые целесообразно учитывать при практической реализации в радиолокационных станциях. Эти особенности определяют сложность алгоритма междупериодного когерентного накопления, интервал обзора по радиальной скорости (доплеровской частоте) и особенности спектра. Разработан алгоритм с одновременно реализуемыми междупериодным когерентным накоплением принятого сигнала и однократной череспериодной компенсацией мешающих отражений в спектральной области при переменном периоде повторения зондирующих сигналов. Представлены количественные показатели, полученные путем моделирования, и проведен сопоставительный анализ.

49-57 25
Аннотация

При сборке изделий электронной промышленности широко используются паяемые покрытия сплавами на основе олова. Переориентация производства на бессвинцовые технологии ставит задачу разработки новых технологических процессов формирования покрытий для электрических контактов, обладающих стабильностью электрических свойств, высокой способностью к пайке, сохраняющейся длительное время. Экспериментально исследованы особенности процесса электроосаждения покрытий сплавом олово-медь и установлены закономерности влияния состава электролита, плотности тока, интенсивности ультразвука на катодный выход сплава по току, скорость осаждения, элементный состав, структуру и функциональные свойства осадков. Для сонохимического воздействия использовалась разработанная в НИЛ 5.2 НИЧ БГУИР экспериментальная установка, позволяющая варьировать интенсивность ультразвуковых колебаний в пределах 0,058–1,7 Вт/см2 . Установлено, что использование ультразвука изменяет механизм формирования электрохимического сплава, уменьшает катодную поляризацию, повышает значение предельного тока, позволяет управлять составом и структурой осадков. При увеличении интенсивности от 0,12 до 0,95 Вт/см2 количество меди в покрытии увеличивается в 4,5 раза. Коэффициента растекания припоя равен 92,59–98,44 %.

58-64 72
Аннотация

Как известно, применение цифровых антенных решеток (ЦАР) при создании радиосредств с электронным сканированием луча позволяет реализовать высокую скорость пространственновременной обработки сигналов, способствует увеличению количества получаемой информации о распределении источников излучения или отражения в окружающей среде, улучшению разрешающей способности, быстродействия, пропускной способности, дальности, помехозащищенности и других параметров и характеристик радиотехнических систем различного назначения. Приемо-передающий модуль (ППМ) является ключевым звеном ЦАР и в значительной степени определяет технические характеристики системы в целом. Поэтому разработка сообразного технического решения ППМ становится узловым этапом проектирования радиосистемы с ЦАР, который гарантирует успешность ее реализации. В статье рассмотрены оригинальная структура и техническое решение ППМ, кратко описаны режимы функционирования, параметры, конструкция и результаты численного моделирования теплового режима модуля. Разработанное устройство обеспечивает высокую энергетику, малый коэффициент шума, большой динамический диапазон, возможность быстрого псевдослучайного синхронного изменения параметров зондирующего сигнала (включая частоту, закон модуляции, длительность, период повторения, поляризацию). Приемо-передающий модуль предполагается использовать в качестве элемента ЦАР радиолокационных систем метрового диапазона.

65-71 31
Аннотация

Для определения комплексных параметров и диэлектрической проницаемости керамических материалов в диапазоне 78,33–118,1 ГГц применен модифицированный метод Николсона – Росса – Вейра. Измерительная установка представляет собой измеритель комплексных коэффициентов отражения и передачи, волноводный измерительный тракт со специальной измерительной ячейкой, состоящей из двух нерегулярных волноводов и волноводной камеры между ними, обеспечивающей незначительное влияние мод высших порядков. Экспериментально получены зависимости амплитуды и фазы коэффициента отражения и передачи от частоты для фторопласта и трех керамических образцов в диапазоне частот 78,33–118,1 ГГц. Полученные S-параметры обрабатываются по алгоритму, включающему их усреднение на основе преобразования Фурье, с целью получения значений диэлектрической проницаемости. Фторопласт был использован в качестве эталонного материала с известной диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость фторопласта имеет стабильное значение 2,1 в вышеуказаннном диапазоне частот. Диэлектрическая проницаемость образца № 1 варьируется от 3,6 до 2,5 на границах диапазона, образца № 2 – от 3,7 до 2,1, образца № 3 – от 2,9 до 1,5. Данные эксперимента находятся в удовлетворительном согласии с литературными данными для других частот с учетом границ, заданных неопределенностью измерений.

72-79 24
Аннотация

Представлена система проведения оперативного контроля психофизиологических показателей операторов. В ее состав входит комплекс тестовых методик подбора психологически совместимых операторов систем высокой ответственности. Проведен отбор операторов на ПЭВМ. Приведены результаты электронных протоколов в повествовательном и графическом видах. После этого применена методика подбора психологически совместимых операторов систем высокой ответственности. Она использует математическую модель подбора операторов на базе ПЭВМ с помощью регрессионного анализа. Коэффициенты этой модели принимаются в качестве критерия подбора. Предельно допустимый максимальный критерий соответствует коэффициенту математической модели работы операторов с относительно высоким уровнем профессионально важных качеств, а предельно допустимый минимальный критерий соответствует коэффициенту математической модели работы операторов с относительно средним уровнем профессионально важных качеств. В дальнейшем расчет комплектуется по разработанному алгоритму подбора психологически совместимых операторов. Оперативный контроль психофизиологического состояния (ПФС) операторов выполняется при контрольном сопровождении отметок от цели в оптимальных условиях с помощью иерархической системы группового слежения на примере звеньев системы автоматического управления. В качестве критерия оценки устойчивости ПФС операторов на момент времени проведения контроля принимается диапазон изменения величины среднеквадратической ошибки при сопровождении контрольной отметки.

80-88 29
Аннотация

В работе представлены результаты моделирования процессов управляемого термораскалывания кварцевого стекла при параллельном воздействии на материал двух пучков лазерного излучения инфракрасного диапазона различной геометрии: с максимальной интенсивностью в центре и с нулевой интенсивностью в центре (кольцевое сечение). Для расчета распределения температуры в материале использовался метод функций Грина, который позволяет получить хорошо интерпретируемое решение практически для любого вида функции поверхностных источников тепла. Далее, с учетом квазистатического подхода, с использованием методов классической теории термоупругости были рассчитаны термоупругие микронапряжения как на поверхности, так и по глубине материала. Установлено, что одновременное использование двух указанных типов лазерного воздействия позволяет эффективнее управлять температурным полем и создавать предпосылки для наиболее устойчивого формировании микротрещины. Результаты моделирования показывают, что при двулучевом воздействии микромеханические напряжения, необходимые для формирования микротрещины, реализуются за более короткие интервалы времени как на поверхности, так и по глубине материала, что позволяет увеличить скорость обработки до 30 %. Усиление контроля над процессом управляемого термораскалывания позволяет существенно снизить процент брака и повысить качество получаемых изделий микроэлектроники.

89-98 26
Аннотация

Обоснован способ длительного комбинированного накопления отраженного сигнала, предусматривающий разделение его на непересекающиеся подпачки, когерентное накопление в подпачках с использованием одного из быстрых алгоритмов и последующее некогерентное накопление квадратов модулей результатов обработки подпачек. Отличительной особенностью способа является использование при некогерентном накоплении максимумов квадратов модулей результатов когерентной обработки, выбираемых из областей дальность/радиальная скорость в соответствии с заданной гипотезой о минимальном и максимальном значениях радиальной скорости цели и настройки канала обнаружения по радиальному ускорению. Работоспособность способа подтверждена путем имитационного моделирования. С использованием теорий порядковых статистик и метода моментов разработана методика расчета вероятности правильного обнаружения. Выполнены оценки потерь при обработке в сравнении с алгоритмами когерентного и некогерентного накопления для сигнала, отраженного от точечной цели, для случая, когда миграция дальности и частоты отсутствует. Приведены оценки для требуемого числа каналов приемника.

99-105 30
Аннотация

Исследовались закономерности изменения концентрации электрически активной легирующей примеси в пленке наноструктурированного кремния, путем изменения удельного электрического сопротивления в зависимости от условий легирования. Определены зависимости изменения полученных структур, легированных редкоземельными элементами (РЗЭ), такими как La, Eu, Sm, Dy, Gd (лантаноиды), на наноструктурированных пленках кремния. Установлены закономерности изменения полученных пленок и изменение температурного коэффициента сопротивления (ТКС) в зависимости от условий формирования. Показаны закономерности изменения ТКС в зависимости от выбранных условий легирования или нелегирования различными примесями наноструктурированных пленок кремния. Показано, что основными условиями, при которых показано воздействие и изменение температурного коэффициента сопротивления резисторов на тонких пленках с использованием РЗЭ, таких как кислород, бор и фосфор, в объеме пленки, считается температурное влияние уже после осаждения.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ 

106-109 23
Аннотация

Проведен анализ влияния предикторов на вероятность развития отслойки сетчатки у детей Минского региона на основании исследования медицинской документации 660 пациентов детского возраста, пролеченных в учреждениях здравоохранения «4-я детская городская клиническая больница» и «Минская областная детская клиническая больница» за период 2009–2019 гг. Из них 313 пациентов были старше 1 года с установленным диагнозом отслойки сетчатки, 107 детей в возрасте до 1 года, 240 детей старше 1 года без отслойки сетчатки на момент обращения и наличием предикторов ее развития (группа сравнения). Для оценки влияния факторов использовали методику, основанную на расчете отношения шансов. Наиболее значимым факторам риска присваивался балльный эквивалент от одного до четырех, что позволило количественно определить вероятность развития отслойки сетчатки и выделить группы риска в зависимости от общей суммы баллов. Применение предложенного способа позволило у детей группы сравнения выявить изменения витреоретинального интерфейса, которые потребовали проведения первичного лазерного профилактического лечения в 46,7% случаев (113 глаз) в течение трехлетнего периода наблюдения, у 45,4% детей (109 глаз) проводилось только динамическое наблюдение. Предотвратить развитие отслойки сетчатки удалось у 95,0% детей группы сравнения.

110-111 7
Аннотация

В аннотацию, текст и рисунки статьи «Исследование применимости ДПФмодулированного банка фильтров в системах со значительным усилением спектральных составляющих» авторов Н.С. Санько, М.И. Вашкевич, опубликованной в Т. 19, № 6 журнала «Доклады БГУИР» (с. 14–22), были внесены изменения. В связи с этим указанные фрагменты статьи необходимо читать в следующей редакции.

На сайте журнала в №6, 2021 г. размещена актуальная версия статьи.

Целью работы является исследование применимости ДПФ-модулированного банка фильтров в системах, требующих значительного усиления спектральных составляющих, таких как слуховой аппарат. Приведено описание метода анализа / синтеза звукового сигнала на основе кратковременного преобразования Фурье (КВПФ), используемого в большинстве систем обработки речевой информации. Показано, что ДПФ-модулированный банк фильтров является обобщением метода обработки на основе КВПФ. В системе анализ / синтез на основе ДПФ-модулированного банка фильтров входной сигнал разделяется на субполосы, проходя через банк фильтров анализа, далее происходит усиление сигнала в каждой субполосе, конечным этапом является восстановление сигнала с помощью банка фильтров синтеза. Однако в цифровых системах со значительным усилением спектральных составляющих из-за разницы в коэффициентах усиления для каждой субполосы результирующий сигнал после восстановления имеет искажения. В работе приводятся выражения для функции искажений и функции спектрального наложения, позволяющие оценить величину искажений, возникающих в системе анализ / синтез ДПФ-модулированного банка фильтров. Также предложены эффективные алгоритмы расчета функции искажений и функции спектральных наложений. В дальнейшем планируется разработка процедуры оптимизации ДПФ-модулированного банка фильтров, основанной на предложенных эффективных алгоритмах расчета функций искажений и спектральных наложений банка фильтров.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.