№ 2 (2024)

Представлены варианты построения цифровых формирователей сигналов на основе быстродействующих цифроаналоговых преобразователей: со смесителем, с квадратурным модулятором и с применением специальных режимов работы, повышающих эффективность применения образов основной частоты. Предложены математические модели спектральной плотности мощности фазовых шумов рассматриваемых схем. Проведённая по предложенным моделям оценка шумовых характеристик рассматриваемых схем показала, что применение специальных режимов работы цифроаналоговых преобразователей позволяет понизить уровень фазовых шумов формирователей сигналов. Кроме того, применение быстродействующих цифроаналоговых преобразователей позволяет исключить из структуры формирователей сигналов аналоговые элементы, вследствие чего существенно повышается энергоэффективность.

Для непрерывного приёма телеметрической информации с борта летательных аппаратов, движущихся по сложным траекториям с высокой скоростью, применяется пространственное разнесение приёмных пунктов. Расположение приёмных пунктов в пространстве, обеспечивающее непрерывный приём, сильно зависит от траектории и характера движения объекта контроля, параметров антенных систем, что приводит к сложности прогнозирования их оптимальных координат. В силу этого актуальной является задача автоматизированного алгоритмического поиска оптимального расположения приёмных пунктов, решаемая в данной работе. Результаты оптимизации расположения приёмных пунктов радиотелеметрической системы, полученные с помощью специально разработанного программного обеспечения, показали возможность непрерывного качественного приёма телеметрической информации с помощью четырёх приёмных пунктов со скоростью около 8 Мбит/с с борта летательного аппарата, движущегося с высокой скоростью по нисходящей траектории с постоянным изменением пространственного положения двух передающих направленных антенн.

В статье рассмотрена реализация сенсорного устройства, предназначенного для работы в агрессивных условиях. Это является актуальной задачей вследствие необходимости применения надёжных и защищённых средств ввода информации в управляющих и вычислительных системах различного назначения. Для локализации места касания предложен оригинальный физический принцип действия устройства, основанный на использовании акустических волн, создаваемых при контакте с панелью. Разработаны аналитическая и численная модели вычислительной системы сенсорного устройства, проведено их исследование. Для решения систем нелинейных уравнений использованы численные методы (нелинейный системный решатель, метод Гивенса и метод Ньютона), оценена их точность и вычислительная сложность, что важно для последующей практической реализации. Исследовано влияние расположения микрофонов на панели, задания начальных характеристик и изменение геометрии панели на точность определения места касания. Предложенные аналитические и программные модели позволили обеспечить точность принятия решения не менее 99 %, а также дать практические рекомендации по конструктивным параметрам устройства и программным настройкам его вычислительной системы.

Приводятся результаты модельного и экспериментального исследования спектральных характеристик отражения комбинированных адресных волоконных брэгговских структур (КАВБС) асимметричного и симметричного типа. КАВБС, так же, как известные волновые (2l-АВБС) и фазовые (2π-АВБС), является двухкомпонентной, но в отличие от них, как минимум одна из её компонент является волоконной брэгговской решёткой с фазовым сдвигом, как правило, равным π (l/π-ВБР). Это позволяет на базе двухкомпонентных КАВБС впервые построить многоадресные сенсорные структуры, более простые в изготовлении и устойчивые к коллизиям появления в многосенсорных системах ложных адресных частот. В результате анализа КАВБС асимметричного типа, в структуре которой одна l/π-ВБР и одна классическая ВБР (l-ВБР), и симметричного типа, в структуре которой две l/π-ВБР, было выявлено влияние физической длины решёток и величины наведённого показателя преломления волокна в зоне записи компонент на итоговую форму их спектральных характеристик отражения, а также определены его значения для реализации различных режимов работы на отражение и пропускание. Кроме того, показано, что в них можно сформировать дополнительные адресные частоты, соответствующие пикам отражения l/π-ВБР, которые лежат в диапазоне единиц ГГц и могут быть различными. Это позволяет снизить стоимость адресного радиофотонного интеррогатора, который при использовании 2l- и 2π-АВБС требует применения фотодетекторов с полосой пропускания в десятки ГГц, соответствующей значениям их адресных частот. Представлена оценка возможности применения предлагаемых структур на примере многосенсорных приложений для интеллектуальных энергосистем, построенных по концепции Smart Grid Plus.

В работе представлен алгоритм регистрации информативных низкоамплитудных составляющих электрокардиосигналов для одноканального портативного анализатора. В качестве искомых составляющих рассмотрены поздние потенциалы желудочков сердца. Их наличие означает возникновение проблем с функционированием сердца в будущем с высокой вероятностью. В настоящий момент одноканальные устройства обнаружения потенциалов желудочков сердца отсутствуют, поэтому разработка таких устройств и программных алгоритмов, нацеленных на обнаружение потенциалов желудочков сердца, является актуальной задачей. Стандартный метод обнаружения потенциалов желудочков сердца – метод Симсона – основан на анализе сигналов по трём отведениям: X, Y, Z и в данной работе метод Симсона применён к сигналам, зарегистрированным только по отведению X. Научной новизной данной работы является разработка алгоритма обнаружения потенциалов желудочков сердца и оценкой всех их параметров в сигналах по отведению X. Тестирование алгоритма показало, что вероятность правильного принятия решения оценки потенциалов желудочков сердца превышает 80 %, что подчёркивает возможность эффективного решения поставленной задачи. Результаты работы могут быть использованы для разработки одноканальных анализаторов электрокардиосигналов в сферах телемедицины и безопасности водителей транспортных средств.