Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск
Том 20, № 7 (2022)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКА 

5-11 197
Аннотация

Настоящая статья является продолжением исследований взаимодействия упруго деформируемой ленты со шкивом, представленных автором ранее. Если в предыдущей работе рассматривалось взаимодействие гибкой ленты (звена) с неподвижным шкивом, то в данной публикации изучено взаимодействие гибкого звена с ведущим и ведомым шкивами механизма при начале движения и в установившемся режиме. В результате теоретических исследований получено выражение для коэффициента, характеризующего явление упругого скольжения в механизмах с гибким звеном с фрикционным сцеплением. Отмечена линейная зависимость коэффициента упругого скольжения от коэффициента тяги, определяемого как отношение усилия сопротивления движению к двойному начальному натяжению ветвей гибкого звена. Получено выражение, оценивающее влияние явления упругого скольжения на значение передаточного отношения действительного механизма. Рассмотрено условие передачи движения в механизмах с гибким звеном с фрикционным сцеплением. Показано, что при превышении определенного значения коэффициента тяги в механизме вместо упругого скольжения наступает пробуксовывание.

12-19 148
Аннотация

Методом лазерной интерферометрии и сканирующей электронной микроскопии установлены закономерности изменения во времени интенсивности отраженного сигнала, регистрируемого детектором лазерного интерферометра с рабочей частотой 670 нм в процессе реактивного ионного травления в индуктивно-связанной плазме в атмосфере Cl2/N2/O2 слоев GaN, p-GaN и AlGaN в гетероструктурах типов AlGaN/GaN и p-GaN/AlGaN/GaN, обусловленные изменениями их показателей преломления и скоростей травления. При реактивном ионном травлении в индуктивносвязанной плазме слоев GaN и p-GaN интенсивности отраженного сигнала изменяются по периодическому закону с периодом изменения толщины порядка 144 нм, а для слоев типа AlGaN – порядка 148 нм, что обусловлено различиями их показателей преломления и скоростей травления. При переходе границы раздела p-GaN/AlGaN и AlGaN/GaN наблюдается скачкообразное изменение интенсивности отраженного сигнала в пределах 2,7–9,5 % в течение 20–40 с, обусловленное изменениями концентрации алюминия, показателей преломления и скорости травления на границах раздела. Изменение периодичности интерферограммы, сопровождающееся скачком интенсивности при переходе фронта травления через границу раздела p-GaN/AlGaN и AlGaN/GaN, позволяет с помощью лазерной интерферометрии в реальном масштабе времени определять время окончания процесса реактивного ионного травления в индуктивно-связанной плазме слоев AlGaN и p-GaN в гетероструктурах типов AlGaN/GaN и p-GaN/AlGaN/GaN с двумерным электронным газом. Полученные результаты могут быть использованы для формирования элементов устройств СВЧ и силовой электроники на основе гетероструктур типа AlGaN/GaN.

20-27 147
Аннотация

Статья посвящена установлению влияния применения быстрой термической обработки (450 °С, 7 с) для формирования омического контакта между двумя слоями алюминиевой металлизации на электрические параметры и надежность интегральных микросхем. В качестве анализируемых параметров выбраны величины сопротивлений контактных цепочек алюминий-кремний, алюминийполикремний, поликремний-кремний n+, алюминий-кремний n+, вольт-амперные характеристики тестовых биполярных транзисторов, а также результаты анализа их надежности путем проведения термополевых испытаний. Сравнение этих параметров проводилось относительно микросхем, изготовленных с применением стандартной термообработки (450 °С, 20 мин) для формирования данного контакта. Анализ результатов величины сопротивления различных контактных цепочек показал, что независимо от вида термообработки все контактные цепочки, за исключением цепочки контактов алюминий-поликремний, имеют практически одинаковое сопротивление. Путем анализа элементного состава скола в области данного контакта методом растровой электронной микроскопии установлено, что при быстрой термической обработке глубина проникновения алюминия в поликремний в два раза меньше, чем при стандартном его формировании, за счет уменьшения в два раза времени воздействия высокой температуры. Это приводит к более низкой концентрации алюминия в кремнии и, как результат, – к более высокому контактному сопротивлению между алюминием и поликремнием. Анализ вольт-амперных характеристик показал, что все они идентичны за исключением хода прямой ветви зависимости величины базового тока от напряжения эмиттер-база. Отклонение линейного характера данной зависимости в области малых значений напряжения (£ 200 мВ) в случае формирования омических контактов Al-Si и Al-Al с применением длительных термических обработок обусловлено преобладанием в данной области генерационно-рекомбинационного тока, связанного с повышенной плотностью ловушек в обедненной области и на поверхности полупроводника. Идеальное поведение базового тока в зависимости от напряжения эмиттер-база сохраняется с применением быстрой термообработки по формированию контакта Al-Al за счет устранения ловушек как в обедненном слое, так и на поверхности полупроводника. Проведенные испытания на надежность таких изделий показали, что она не зависит от вида формирования омического контакта между слоями металлизации.

28-35 161
Аннотация

В статье рассмотрен золь-гель-синтез и люминесцентные свойства титаната бария, легированного эрбием и иттербием (BaTiO3:Er,Yb), в пористом анодном оксиде алюминия. Пористый анодный оксид алюминия с его хорошо известной ячеистой структурой был выбран в качестве матрицы для золь-гель-синтеза BaTiO3:Er,Yb. Пористый анодный оксид алюминия изготавливали на кремниевой пластине и алюминиевой фольге. Раствор, соответствующий составу ксерогеля Ba0,76Er0,04Yb0,20TiO3, осаждался на пористый анодный оксид алюминия методом центрифугирования с последующей сушкой и термообработкой при относительно низкой температуре 450 °C на алюминиевой фольге или при 800 °C на кремнии. Пористый анодный оксид алюминия, известный также как оптически анизотропная структура, в эксперименте отличался размером пор и толщиной. По результатам испытаний установлено, что все изготовленные образцы демонстрируют ап-конверсионную люминесценцию эрбия при комнатной температуре при возбуждении диодным модулем в непрерывном режиме сфокусированным излучением лазерного диода на длине волны 980 нм мощностью 200 мВт. Ап-конверсионная люминесценция эрбия характеризуется полосами с максимумом на длинах волн 410, 523, 546 и 658 нм и соответствующими им переходами 2H9/24I15/2, 2H11/24I15/2, 4S3/24I15/2 и 4F9/24I15/2.

36-42 169
Аннотация

Cоздание многоуровневой системы межсоединений в субмикронных интегральных схемах позволяет уменьшить электрическое сопротивление токопроводящих дорожек, паразитную емкость между проводниками и ускорить быстродействие приборов микроэлектроники. Предлагается формировать поперечный профиль токоведущих дорожек системы многослойной системы металлизации в форме равнобочной трапеции с углами при нижнем основании, равными 75º-85º. Оптимальные углы наклона боковых поверхностей токоведущих дорожек обеспечиваются предлагаемыми режимами плазмохимического травления пленки на основе сплава алюминия. Травление пленки сплава на основе алюминия проводят в плазме газовой смеси BCl3, Cl2 и N2 при давлении 150–250 мТорр, плотности мощности 1,6–2,2 Вт/см2 со следующим содержанием компонентов, об.%: BCl3 – 50–65; Cl2 – 25–35; N2 – остальное.

43-47 146
Аннотация

В качестве источника случайных чисел часто применяют аппаратные генераторы случайных чисел, работа которых основана на хаотически изменяющихся параметрах различных физических процессов. Статистические характеристики таких генераторов не всегда позволяют использовать их в сфере защиты информации. Для совершенствования этих показателей используют различные программные средства обработки выходных данных генератора. Исследована возможность улучшения статистических характеристик аппаратного генератора случайных чисел программным способом. Данный генератор построен на основе шумового диода ND103L и на выходе имеет случайную цифровую последовательность двоичных чисел. С целью совершенствования статистических характеристик выходной поток случайных чисел обрабатывался при помощи программного метода, основанного на вычислении конечных разностей высокого порядка. Данный метод позволяет получить более симметричное распределение случайных чисел, а также увеличить скорость их генерации. После обработки данные с исследуемого генератора имели лучшие статистические характеристики, что подтверждено тестами NIST и Diehard, также скорость генерации увеличилась более чем в пять раз. Результаты выполненных исследований могут быть полезны разработчикам аппаратных генераторов случайных чисел, которым требуется улучшить характеристики генератора.

48-55 142
Аннотация

В статье представлены результаты экспериментального обоснования возможности использования электромагнитных экранов на основе порошкообразных алюмооксидов для снижения энергии электромагнитного излучения приборов электронной техники. Для реализации указанной цели разработана методика оценки влияния материалов на уровень электромагнитного излучения приборов электронной техники, а также систематизирована методика оценки радиуса контролируемой зоны побочного электромагнитного излучения средств вычислительной техники. В соответствии с обозначенными методиками проведено исследование, по результатам которого определено, что электромагнитные экраны, содержащие композиционное покрытие на основе порошкообразных алюмооксидов и оксида железа, обеспечивают подавление энергии электромагнитного излучения приборов электронной техники, а также уменьшение до двух раз радиуса контролируемой зоны побочного электромагнитного излучения средств вычислительной техники. Разработаны рекомендации по практическому применению композиционных покрытий на основе порошкообразных алюмооксидов и оксида железа. В соответствии с этими рекомендациями такие покрытия могут быть использованы в процессе изготовления или усовершенствования технических и эксплуатационных свойств электромагнитных экранов, предназначенных для обеспечения электромагнитной совместимости приборов электронной техники, а также для решения задач, связанных с обеспечением информационной безопасности.

56-64 430
Аннотация

Радиочастотное электромагнитное излучение базовых станций является основным источником электромагнитного фона, создаваемого системами мобильной (сотовой) связи на селитебной территории; его интенсивность вносит существенный вклад в уровень электромагнитного загрязнения среды обитания и определяет степень электромагнитной безопасности населения. Предложенная ранее методика оценки средней интенсивности этого фона, основанная на анализе территориальной интенсивности мобильного трафика, учитывает пространственную избирательность излучений базовых станций в упрощенной форме путем введения параметра направленности излучения U, обратного числу секторов обслуживания базовой станции, в предположении равенства ширины главного лепестка диаграммы направленности излучения ширине этого сектора и без учета направленности излучения в вертикальной плоскости, что определяет пессимистический характер этих оценок. Выполнен уточненный анализ значений параметра U для двухуровневой модели диаграмм направленности антенн, отражающей реальные значения ширины их главного лепестка в горизонтальной и вертикальной плоскостях, относительные уровни боковых лепестков и соотношение мощностей излучений по главному и боковым лепесткам. Анализ проведен как для стационарных секторных антенн систем сотовой связи, так и для адаптивных активных фазированных антенных решеток 4G/5G, способных обеспечивать обслуживание с использованием узких лучей. Установлено, что значение параметра U секторных антенн на 5–15 дБ меньше величины, обратной числу секторов базовой станции, а для узких лучей адаптивных антенных решеток это различие достигает 20 дБ. При углах наклона главных лепестков по отношению к горизонту менее 30° при оценке средней интенсивности электромагнитного фона в качестве параметра U пространственной избирательности (направленности) излучений базовых станций может быть использовано значение, обратное коэффициенту усиления антенны в главном лепестке.

65-71 125
Аннотация

В статье предложен новый алгоритм отождествления по координатам сопровождаемых траекторий и вновь поступивших отметок при вторичной обработке радиолокационной информации. Наибольшие трудности возникают при отождествлении в плотных группах, то есть когда расстояние между траекториями соизмеримо с ошибками измерения их координат. Обычно применяются известные методы решения задачи о назначениях, например, венгерский алгоритм и ему подобные. Общим недостатком данных методов является быстрое увеличение (пропорционально третьей или четвертой степени количества траекторий) времени решения задачи. Предлагается использовать метод «притяжения» для повышения скорости вычислений. В рассматриваемом алгоритме имитируются «притяжение» всех траекторий ко всем отметкам и взаимное «отталкивание» всех траекторий друг от друга. (Положение траекторий экстраполировано на время локации отметок.) Пошагово имитируется условное «движение» траекторий до заданного сближения с какими-либо отметками. Сравнительное моделирование алгоритма притяжения и венгерского алгоритма для случая равного количества траекторий и отметок показало, что качественные характеристики алгоритмов примерно одинаковы, но время выполнения для алгоритма притяжения растет медленнее, чем для венгерского (пропорционально квадрату количества траекторий). Поэтому при большом их количестве (более 100–300) алгоритм притяжения выполняется значительно быстрее. Очевидно, что при соответствующей корректировке величины и размерностей параметров новый алгоритм может быть использован для решения других задач о назначениях.

72-80 173
Аннотация

Планируемая к разработке компьютерная программа KLASS предназначена для работы в составе программного комплекса АРИОН-плюс и позволяет выполнять автоматизированную оценку надежности изделий электроники, включая полупроводниковые приборы. На этапе планирования работ по созданию программы KLASS, как модуля комплекса АРИОН-плюс, возник вопрос о рабочем времени, отводимом на процедуру тестирования компьютерной программы. Описанные в научной литературе подходы, используемые для оценки эксплуатационной надежности компьютерных программ с учетом их тестирования, исходят из того, что написан и отлажен программный код и имеются определенные данные о результатах тестирования компьютерной программы. Разработчики программного обеспечения еще до начала выполнения работ по написанию программного кода хотели бы знать прогнозное время тестирования, обеспечивающее заданную эксплуатационную надежность компьютерной программы. На основе анализа экспериментальных данных о надежности компьютерных программ разных областей применения предложена модель определения времени тестирования, необходимого для обеспечения эксплуатационной надежности программ. Модель использована для планируемой к разработке компьютерной программы KLASS и учитывает язык программирования, объем программного кода, быстродействие процессора компьютера и область применения программы. На основе полученной модели построена номограмма с двумя бинарными полями, позволяющая быстро определить прогнозное время тестирования компьютерных программ.

81-87 122
Аннотация

Рассмотрена многопоточная реализация свертки на основе блочных методов. Свертка по своей сути является основой множества методов, которые решают задачу определения степени похожести или независимости двух процессов, иными словами, когда необходимо определить степень корреляции. Алгоритм свертки выполняется с существенной задержкой, так как для его выполнения необходимо накопить весь сигнал и после этого осуществить обработку. Анализ показал, что одним из возможных способов снижения временных затрат является многопоточная реализация свертки на основе блочных методов. Раскрыты основные особенности реализации выполнения свертки методом перекрытия со сложением и методом перекрытия с добавлением, а также приведены численные примеры. Полученные результаты показывают, что применение данных методов без использования оконной функции приводит к возникновению существенных искажений в спектре сигнала. Предложена универсальная схема выполнения свертки на основе многопоточной обработки блока входных данных. Это позволяет достичь хорошего компромисса между вычислительной сложностью, архитектурой системы и временными затратами.

88-94 136
Аннотация

В настоящее время для передачи и хранения изображений необходимо их сжатие. В статье предлагается алгоритм гибридного сжатия, применяемый как для цветных, так и для черно-белых изображений. Он включает в себя дискретное вейвлет-преобразование и преобразование Уолша, которое используется для квантования. Коэффициенты преобразования Уолша квантуются и подвергаются арифметическому кодированию. На выходе объединенные данные находятся в сжатой форме и могут храниться на любом устройстве либо быть переданы через любую доступную сеть за самое короткое время. Сжатое изображение декодируется, и происходит декомпрессия исходного изображения с помощью операции обратного преобразования.

95-101 144
Аннотация

Исследована эффективность проведения БОС-тренингов на выработку навыка релаксации с использованием аппаратно-программного комплекса NeuroDog. Навык релаксации является одним из условий поддержания функционального состояния машинистов и помощников машинистов локомотивных бригад на оптимальном уровне во время рабочего рейса, а также это один из факторов успешного межрейсового отдыха. Выполнен множественный регрессионный анализ, который позволяет прогнозировать показатели, характеризующие успешность выработки навыка релаксации в зависимости от выраженности психофизиологических и личностных показателей машинистов и помощников машинистов локомотивных бригад. Построены две регрессионные модели, объясняющие зависимость показателей выработки навыка достижения релаксации от психофизиологических и личностных характеристик машинистов и помощников машинистов локомотивных бригад. Модели характеризуются достаточным качеством. Показатели качества: первой регрессионной модели – коэффициент детерминации R2 = 0,71 (при F(40, 65) = 4,06, p = 0,00000027), статистика Дарбина-Уотсона d = 1,81; второй регрессионной модели – R2 = 0,75 (при F(49, 56) = 3,51, p = 0,0000043), d = 2,09. Для прогнозирования показателей выработки навыка достижения релаксации получены регрессионные уравнения в зависимости от выраженности психофизиологических и личностных показателей машинистов локомотивных бригад.



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


ISSN 1729-7648 (Print)
ISSN 2708-0382 (Online)