Բանբեր ՀԱՊՀ - Տեղեկատվական տեխնոլոգիաներ, էլեկտրոնիկա, ռադիոտեխնիկա

К решению динамических однопараметрических матричных уравнений типа Сильвестра

С. О. Симонян, О. С. Папоян — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Предложены методы решения динамических однопараметрических матричных уравнений типа Сильвестра, базирующиеся на соответствующих спектральных моделях, основанных на дифференциальных преобразованиях Г.Е. Пухова. Спектральные модели используют матричные дискреты рассматриваемых задач и порождают:

- рекуррентные нижнетреугольные блочно-матричные вычислительные структуры в первом случае;

- рекуррентные нижнетреугольные блочно-гиперматрично-гипервекторные вычис-лительные структуры во втором случае.

В первом случае при использовании спектральной модели получаются простые (прямые) рекуррентные вычислительные процедуры, которые генерируются при начальном матричном дискрете X(0) с дальнейшим вычислением последующих матричных дискретов X(1), X(2),… . Объединение этих вычислительных процедур приводит к нижнетреугольной блочно-матричной вычислительной структуре.

Во втором случае при использовании спектральной модели и аппарата кронекеровых произведений матриц получаются сравнительно сложные рекуррентные вычисли-тельные процедуры, которые также генерируются при начальном матричном дискрете X(0) с дальнейшим вычислением последующих матричных дискретов X(1), X(2),… . Объединение этих вычислительных процедур приводит к нижнетреугольной кронекеровой блочно-гиперматрично-гипервекторной вычислительной структуре.

Рассмотрен модельный пример, решение которого получено предложенными методами. В обоих случаях удается легко обойти сложную операцию численного интегрирования динамических матричных уравнений, что обычно имеет место в существующих в настоящее время методах.

Comparison of Neural and Bayesian Networks for Real-Time Data Classification

N. H. Abroyan — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Neural and Bayesian networks have been successfully used in different classification tasks during the last several decades. Then during the last several years, the interest towards deep neural networks have been hugely increased and they have started to be used in vast majority of fields including image, speech, signal processing. Currently field researchers and specialists try to apply neural networks in almost every sphere and system, including systems that deal with real-time data. Eventually neural networks became more popular in industry than Bayesian networks. However, there are some concerns and unanswered questions about this type of usage of neural networks. Especially neural networks are being misused very often in classification tasks, and field specialists do not consider the fact that Bayesian networks could be better solution with better performance and accuracy for a specific problem. In addition, there is a need to consider some factors before choosing the network type, such as transparency of the algorithm, theoretical justification, missing values in data, restriction of being only supervised approach, network building and training time, adaptiveness in case of real-time data. In this work, we present differences of neural networks and Bayesian networks, more specifically for classification tasks for real-time data and carry out theoretical and practical comparison between them. Afterwards, we provide some ideas on which approach is preferable in case of real-time data classification.

Modeling and Simulation of MPPT for the Grid-Connected PV System

G. H. Kirakosyan, V. V. Margaryan, V. S. Melkonyan, L. G. Kirakosyan — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

The grid-connected PV system must be designed to operate at its maximum power point (MPP) at any temperature or solar radiation. Generally if the load is not directly coupled with the PV panel, the operating point and MPP do not coincide. The direct connection of the load to the PV panel may result in the over sizing of the PV panel and thus increases the cost of the entire grid-connected PV system. The solution to this problem is to use the DC/AC converter (inverter) with an automatic trigger angle control which is usually inserted between the PV panel and the load. The current control method is used for modeling and simulating the MPP tracker for regulating the power flow originated from the PV panel-based on the gridconnected DC/AC converter (inverter). Current- based maximum power point tracker (MPPT) is investigated as a means for controlling the trigger angle of the grid-connected inverter. The maximum efficiency is the main issue presented in this article. A strategy for tracking the MPP for several solar radiation intensities has been used in this article. The control loop circuit, the grid-connected DC/AC converter, operating as an inverter, is modeled to verify the proposed control strategy performance. This article shows that the maximum power supplied by the PV panel is reached at any solar radiation intensity when the PV panel current is directly proportional to photocurrent. This important property of the PV panel means that at the MPP the ratio of the output voltage to the output current for the PV panel is a constant, forming an adaptive matching of the panel to the load. Since the current-voltage characteristic of a PV panel depends on the solar cell temperature, the solar radiation, and the load, it is very difficult to achieve an optimum matching at all solar radiation intensities and at all temperature variations. It should be emphasized that this article, in addition to tracking the MPP efficiently, presents analytical solutions of the transcendental equation.

Принципы построения электронных источников тока, управляемых напряжением

Б. М. Мамиконян, Т. А. Меликян — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Описаны основные принципы, по которым строятся источники тока, управляемые напряжением (ИТУН), на операционных усилителях (ОУ). Рассмотрены схемы ИТУН, предназначенных для незаземленных и заземленных нагрузок. ИТУН для незаземленных нагрузок наиболее просты в схемной реализации и в основном используют то свойство ОУ, что в инвертирующем и неинвертирующем усилителях по цепи отрицательной обратной связи протекает ток, не зависящий от сопротивления этой цепи, куда и включается нагрузка. При этом предпочтительно использование неинвертирующего усилителя, поскольку в этом случае коэффициент преобразования ИТУН не зависит от внутреннего сопротивления источника управляющего сигнала. ИТУН для заземленных нагрузок более совершенны; в них нагрузка имеет заземленный зажим, общий с заземленным зажимом источника управляющего напряжения. Все они основаны на использовании схемы источника тока Хауленда. Отличительной особенностью этой схемы является наличие дополнительной цепи положительной обратной связи. Через эту цепь и осуществляется компенсация изменения тока в нагрузке при изменении ее сопротивления, однако это происходит при определенных соотношениях резисторов. Изложена методика определения математических моделей всех рассмотренных ИТУН, путем анализа которых оценено их качество. Исследовано влияние на работу схем ИТУН разброса сопротивлений используемых резисторов и неидеальности ОУ. Приведены основные характеристики лучших схемных решений ИТУН.

Метод обнаружения метастабильности в синхронизаторах

О. А. Петросян, З. М. Аветисян, А. Р. Мартиросян — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

В настоящее время в системах на кристалле (СнК) возникает необходимость использования более одной синхросигнальной системы, что дает возможность совместить работу разных узлов СнК. В многосинхросигнальных сверхбольших интегральных схемах (СБИС), когда сигнал передается из области, работающей на одном синхросигнале, в область, работающую на другом синхросигнале, возникает проблема синхронизации разных синхросигналов. Во избежание проблем, возникающих вследствие этих переходов, используют синхронизаторы, которые широко применяются в современных СБИС․

В случае неиспользования синхронизаторов в читающем данные триггере, работающем в другой области, вследствие одновременного возникновения входных сигналов может возникнуть метастабильное состояние. Данное состояние может стать причиной некорректной работы иных узлов схемы, распространиться по всей интегральной схеме (ИС) и привести к неправильной работе всей системы. И так как выход из метастабильного состояния схемы с некоторой точностью является случайным процессом, необходимо использовать методы защиты от попадания схем в это состояние.

В статье изучены синхронизаторы, а также случаи возникновения метастабильных состояний в них. Выбрана защелка синхронизатора, и в ней смоделировано метастабильное состояние. Разработана и предложена новая схема, которая может обнаружить метастабильное состояние, возникаемое в синхронизаторах. В дальнейшем при проектировании выходной сигнал предложенной схемы может быть использован во избежание передачи неправильных сигналов, возникаемых в схеме в результате метастабильности.

Рассчитан ряд параметров, которые представлены в виде таблиц и диаграмм.

Моделирование длин цепей интегральных схем на этапе размещения элементов

А. Г. Арутюнян — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Так как на этапе размещения элементов интегральных схем (ИС) еще не известны топологические структуры цепей и, следовательно, их длины, то для оценки задержек сигнала в будущих межсоединениях возникает необходимость моделирования длин цепей ИС. Наличие таких моделей позволяет управлять процессом размещения элементов с точки зрения быстродействия. Основными требованиями для таких моделей являются быстрота и точность оценки длин будущих цепей.
С точки зрения точности, наиболее близкие к фактическим длинам цепей оценки выдает модель дерева Штейнера, так как она положена в основу используемых в автоматизированных системах электронного проектирования алгоритмов трассировки. Однако, поскольку модель Штейнера имеет NP сложность и ее решение требует большого машинного времени, ее применение на этапе размещения неэффективно.
В существующих программных инструментах размещения элементов ИС наибольшее применение получила полупериметрическая модель оценки длин цепей. Она является упрощенной моделью Штейнера и основана на построении ограничивающей контакты данной цепи минимальной прямоугольной рамки и определении ее полупериметра. Однако точность этих моделей убывает с ростом количества контактов цепи.
В условиях растущей интеграции ИС появляется необходимость разработки новых и усовершенствованных моделей оценки длин цепей, которые, с одной стороны, повысят точность оценки, с другой - потребуют относительно небольшого времени оценки.
В настоящей работе предложены новый метод и алгоритм моделирования длин цепей ИС, которые, имея O(nlogn) сложность, по точности превышают полупериметрическую модель и приближаются к точности модели минимального дерева Штейнера. Предложенный метод основан на том, что точность полупериметрической модели для цепей, имеющих не более трех контактов, совпадает с точностью модели минимального дерева Штейнера. Предлагается разбить монтажное поле цепи на области, содержащие не более трех контактов, с дальнейшей оценкой длины цепи каждой области по полупериметрической модели и дальнейшим соединением этих областей, применяя известные методы построения минимальных связывающих деревьев.

Определение областей применения стенда по исследованию систем видеонаблюдения

Р. Т. Сафин — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Обоснована необходимость исследования видеокамер охранной сигнализации, их тестирования при организации производства и целесообразность проведения лабораторных работ студентами вузов, изучающих системы охранной безопасности. Показано состояние дел этой области в постсоветских странах. Приведены некоторые требования Государственного образовательного стандарта по информативности и расширению возможностей лабораторных стендов. Рассмотрены входные параметры, необходимые для проектирования стендов по исследованию видеокамер. Представлены результаты исследования разработанного лабораторного стенда по изучению и исследованию систем охранного телевидения и определению областей их применения. Предлагается структура стенда и его частей. Приводятся рекомендации по его применению. Анализируется опыт проведения лабораторных работ по исследованию характеристик видеокамер охранной сигнализации. Показаны возможность исследования робастной фильтрации на помехозащищённость видеосистемы, влияние спектра подсветки на основные качественные характеристики видеокамеры с применением предлагаемого стенда. Приведенный перечень предлагаемых для выполнения на стенде работ включает лабораторные работы “Изучение параметров, режимов работы и конфигурации системы видеонаблюдения NOVUS”, “Исследование возможностей различных видов видеокамер при изменении освещенности и определение характеристик чувствительности различных видов видеокамер”, “Определение фокусного расстояния, угла обзора и разрешающей способности различных типов видеокамер и объективов”, “Определение рабочей зоны наблюдения, дальней и мертвой зон для различных типов видеокамер и объективов”, “Определение условно мертвых зон для различных скоростей записи видеорегистратора и при различных фокусных расстояниях” и “Определение объема и качества записанной информации от значения скорости записи видеорегистратора”, а также исследовательские работы “Устройство обработки сигналов с изменяющимся спектром”, “Влияние робастной фильтрации на помехозащищенность видеосистемы”, “Влияние спектра подсветки на основные качественные характеристики видеокамеры” и “Сравнительные характеристики аналоговых и цифровых видеокамер”.

Подвижная линия передачи миллиметровых волн для антенных измерений по ближнему полю

А. А. Багдасарян — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Рассматриваются вопросы проектирования и создания подвижной линии передачи диапазона миллиметровых волн (ММВ). Работа нацелена на дальнейшее исследование линии для ее применения в автоматических измерительных комплексах (АИК) амплитудно-фазового распределения (АФР) на плоскости ближних полей антенн соответствующего диапазона. Предлагаемая подвижная линия осуществляет передачу сигнала через участок ″сканируемый пробный зонд - неподвижная измерительная аппаратура″ и построена на отрезках сверхразмерных волноводов, соединенных с помощью их подвижных сочленений. Она способна обеспечить протяженность сканирования пробного зонда по плоскости до расстояния в 1000 мм. С другой стороны, такая линия передачи, являясь по сути квазиоптической, может обеспечить малые ослабления сигналов ММВ и универсальность ее применения во всем диапазоне ММВ. Для достаточной стабильности (по амплитуде и фазе) передаваемого сигнала геометрическая длина подвижной линии в процессе измерений остается неизменной. Неизменность длины обеспечивается методом одновременной тромбонной компенсации изменения ее длины. Применение предлагаемой подвижной линии передачи сигналов ММВ в АИК по измерениям АФР ближнего поля антенн отмеченного диапазона позволит определить параметры остронаправленных антенн (ширина главного лепестка диаграммы направленности (ДН) в пределах 0,10…10), нашедших широкое применение в радиолокационных, радионавигационных системах и в системах связи, зондирования и пассивного радиовидения диапазона ММВ. Создание такой линии передачи с достаточно стабильными передаточными характеристиками является частью развития технологии измерений АФР ближнего поля антенн диапазона ММВ.

An Algorithm for Analog Modulation Classification

A. M. Tantushyan — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Research in automatic modulation classification systems has been carried out for a long period of time and many methods and classifiers are presented for both analog and digital modulations. The purpose of such systems is to properly recognize the unknown signal’s mod-ulation type and transfer it to the demodulator in order to fully recover the modulating signal. The program code developed in LabVIEW graphical programming environment represents a new technical solution of the analog modulation classification problem. It enables the usage of fast-operating hardware for real-time testing. The description of automatic modulation recogni-tion algorithm for analog modulations programmed in LabVIEW is presented in this article. Among analog modulations especially double sideband (DSB), single sideband (SSB) and fre-quency modulated (FM) signals have been considered.
The LabVIEW code consists of three parts, each maintaining specific tasks. The first part has to implement the task of a receiver and process, the received signal and extract key fea-tures, but here only simulated signals have been considered. The second part represents the algorithm of the classifier and the third part is the demodulator block. After simulating a signal and extracting the key features, their values are passed to the classifier’s inputs. An artificial neural network was chosen as a classifier for this task. The network implements self-learning before testing and based on the learning results, classifies the current signal modulation type.
Afterwards, testing was carried out, and the results are shown in this paper.

Aging Impact Minimization on a Transmitter Jitter

A. K. Hayrapetyan — Sun, 23 Dec 2018 00:00:00 +0000

Nowadays, technological processes actively continue to shrink the transistor’s channel and Moor’s law is still driving the silicon market. The transistor channel gets actively shrunk, while supply voltages do not follow that much dynamics and do not get decreased by the same per-cent. This scenario increases the aging phenomenon.
The simulations of a serial-link transmitter are implemented, considering the aging pro-cess of the MOSFET device within 10 years. The aging is simulated for the idle mode of the transmitter, while pre-driver buffers are in a static state and only the PMOS or only the NMOS transistor has gate-source and gate-substrate voltage differences, hence only one of the devices is affected by the aging process. As a result, the duty cycle of pre-driver stages is distorted, which creates an extra jitter at the transmitter’s output.
In this paper, a technique is proposed to ensure the same degradation for the pre-driver PMOS and NMOS transistors during the aging process. It allows to have the same delay for transitions from logic ‘1’ to ‘0’ and from ‘0’ to ‘1’, hence the duty cycle distortion will not be created. As a result, the output jitter of the transmitter gets reduced, hence increasing the noise immunity by creating an extra margin for the noise induced jitter.