Daudzfunkcionāla signālu laika analizatora eksperimentāla izstrāde (SiLA)

Eiropas Reģionālās attīstības fonds

Projekta nosaukums:

Daudzfunkcionāla signālu laika analizatora eksperimentāla izstrāde

Projekta numurs: 2010/0283/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/084

Projekta zinātniskais vadītājs: Dr.sc.comp. Jevgēņjs Buls

Projekta vispārīgais mērķis ir izstrādāt tādu zinātniski pamatotu koncepciju jauna veida iekārtas – daudzfunkcionāla signālu laika analizatora radīšanai un ražošanai, kura nodrošinātu tā konkurētspēju pasaules tirgū.

Projekta specifiskais mērķis ir eksperimentāli izstrādāt tādas vajadzīgās metodes un tehniskos līdzekļus, kuri dotu iespēju sasniegt radikāli uzlabotus Analizatora tehniskos parametrus un paplašināt tās pielietošanas spektru.

Zinātniskie pētījumi projektā atbilst valstī izvirzītajam prioritārajam zinātnes virzienam, “Inovatīvie materiāli un tehnoloģijas”, konkrēti apakšvirzienam “Informācijas un signālapstrādes tehnoloģijas”.

Plānots veikt sekojošu metožu izstrādi un izpēti:

analogu signālu pārveidošanai notikumu plūsmās;
notikumu laika mērīšanai ar augstu precizitāti;
notikumu plūsmu diskrētai apstrādei.

Tiks veikta arī Analizatora prototipa izstrāde, tā eksperimentāla izpēte un novērtēšana.

Projekta rezultāti ļaus iesaistīt esošos (vai jaunradītus) Latvijas uzņēmumus tādu jaunu IKT produktu izstrādē un ražošanā, kādus līdz šim pie mums neražo un kuriem būs gan liela pievienotā vērtība, gan liels eksporta potenciāls. Šajā nozīmē šī projekta rezultāti radīs nepieciešamos priekšnoteikumus Latvijas ekonomikas rūpniecības sektora attīstībai.

Projekta īstenošanas vieta – Elektronikas un datorzinātņu institūts. Pētījumi, kas ir paredzēti projektā, veido sinerģisku efektu ar veiktiem Institūtā pētījumiem ESF aktivitātes 1.1.1.2 ietvaros projektā Nr.2009/0219/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/020 “Viedo sensoru un tīklotu iegulto sistēmu pētījumu un attīstības centrs”.

Projekta īstenošanas ilgums 36 mēneši no 1.01.2011 līdz 31.12.2013.

Projektā plānotās izmaksas ir 270 682 LVL, tajā skaitā 250 380 LVL no ERAF līdzekļiem.

01.01.2011.g. – 31.03.2011.g. periodā pētniecības darbība projekta ietvaros bija koncentrēta uz trim galvenajām aktivitātēm:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

Izstrādāti un izpētīti tehniskie līdzekļi, kas nodrošina platjoslas impulsu signālu reprezentāciju notikumu plūsmu veidā.
Piedāvāta un eksperimentāli izpētīta koncepcija AM-signāla reprezentēšanai ar notikumu plūsmu, kura tiek veidota, mērķtiecīgi nobīdot detektēšanas sliekšņa līmeni.

Pētījumu rezultāti realizēti maketā un atainoti darba materiālos plānotiem starppārskatiem. Sagatavots viens referāts starptautiskai konferencei.

Aktivitātes Nr.1.2. Jaunu attīstītu metožu, pielāgojamu specifisku pielietojumu īpatnībām, izstrāde un izpēte notikumu plūsmu efektīvai piesaistei pie reālā laika skalas ietvaros tika:

Izstrādāta modificēta notikumu taimera kalibrēšanas metode, kura ir adaptēta lidojuma laika mērīšanai. Izstrādāts un izpētīts kalibrēšanas ģeneratora makets ar automātisku frekvences regulēšanu taimera maksimālās precizitātes uzturēšanai.

Pētījumu rezultāti realizēti maketā un atainoti darba materiālos plānotiem starppārskatiem. Sagatavoti divi referāti starptautiskai konferencei un iesniegts LR patents „Interpolācijas „laiks-kods” pārveidotāja kalibrēšanas metode”.

Aktivitātes Nr.1.3. Jaunas pieejas izstrāde un izpēte notikumu plūsmu izmantošanai signālu diskrētai reprezentācijai un diskrētai apstrādei ar piesaisti specifiskiem pielietojumiem ietvaros tika:

Piedāvāta samēra vienkārša unificēta fluktuāciju mērīšanas metode ar augstas precizitātes notikumu taimeru palīdzību. Šī metode ļauj raksturot fluktuācijas no dažādām pusēm, izmantojot akumulētu fluktuāciju tiešus mērījumus.

Pētījumu rezultāti izmantoti jaunu algoritmu radīšanai, kas realizēti programmā un atspoguļoti rakstā, kurš ir nosūtīts publikācijai žurnālā «Metrology & Measurement Systems».

01.04.2011.g. – 30.06.2011.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

Eksperimentāli izpētītas kompleksi modulētu signālu apraksta iespējas ar augsti precīzām notikumu plūsmu taimēšanas ierīcēm uz analogu periodisku signālu laika diskretizācijas pamata. Parādīts, ka saskaņotas pārvaldes nodrošināšana speciāli izstrādātai diskretizācijas ierīcei dod plašas iespējas atklāt un novērtēt dažādu tipu modulācijas.

Pētījumu rezultāti ir atspoguļoti referātā „Experimental study of potentialities of clock instability analysis on the basis of event timing” (autori: J.Artjuhs, J.Buls, J.Savarovskis) starptautiskajā konferencē „ELECTRONICS’2011”, 2011. gada 18.-20. maijs, Kauņā

Izpētītas notikumu taimera precizitātes raksturojumi, izmantojot modificēto kalibrēšanas metodi. Parādīts, ka šīs metodes lietošana ļauj nodrošināt augstākas precizitātes stabilitāti, neatkarīgu no ārējo apstākļu izmaiņām.
Veikti dažādi eksperimentālie pētījumi ar taimēšanas metodi, bāzēto uz viļņu paketes digitālās apstrādes. Realizēta taimešanas metode, kurai nav nepieciešama interpolācijas funkcijas aktualizēšana atkarīgi no ārējo apstākļu izmaiņām.

Pētījumu rezultāti attēloti:

referātā „Event Timer A033-ET: Current State and Typical Performance Characteristics” (autori: J.Artjuhs, V.Bespaļko, J.Buls, V.Vedins) starptautiskajā konferencē „17th International Workshop on Laser Ranging”, 2011. gada 16.-20. maijs, Bad Kötzting, Vācija;
rakstā „Precise Measurement of Event Flow Time Coordinates Based on the Digital Processing of a Triggered Relaxation Oscillator Wave Train” (autori: A.Ribakovs, V.Vedins) starptautiski atzītajā žurnālā „Automatic Control and Computer Sciences”, ISSN 0146_4116.

Saņemts LR patents Nr. 14358 „Interpolācijas „laiks-kods” pārveidotāja kalibrēšanas metode” (izgudrotāji: V.Bespaļko, J.Artjuhs, J.Buls, A.Mezeriņš).

Izstrādāta periodisko impulsu secību ļoti mazas nestabilitātes atklāšanas un novērtēšanas metode, balstoties uz divu vienādu taimeru lietošanu. Eksperimentālie pētījumi un skaitļošanas analīze parādīja, ka novērtēšanas precizitāte vairakkārt pārsniedz viena notikuma taimera precizitāti.

Pētījumu rezultāti atspoguļoti rakstā, kura ir akceptēta publikācijai starptautiski atzītajā žurnālā „Мeasurement Techniques”, Nr. 6, 2011.

01.07.2011.g. – 30.09.2011.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

atrasti vairāki risinājumi, kā mērīt periodisko impulsu signālu prezentējošos laika intervālus, kas ir mazāki par A033-ET taimešanas nejutības laiku. Šie risinājumi tiks realizēti izstrādājamās ierīces jaunā modifikācijā, kas pārveido platjoslu impulsu signālu notikumu plūsmā

analizēti A033-ET veida notikumu taimēšanas ierīces bāzes bloka lietojamības nosacījumi izstrādājamā laika Analizatora ietvaros. Pamatojoties uz šīs analīzes rezultātiem, ir noteiktas A033-ET taimēšanas bloka funkciju un tehniskās realizācijas modificēšanas ievirzes.

veikti testa ģeneratoru džitera vērtēšanas kross-korelācijas metodes lietojamības pētījumi, mērot asinhronus laika intervālus ar subpikosekunžu precizitāti; balstoties uz pētījumu rezultātiem, tika sagatavots raksts publicēšanai

Pārskata periodā starptautiski atzītajos žurnālos publicēti divi raksti, kas atspoguļo iepriekšējā periodā sasniegtos zinātniskos rezultātus:

• Y. Artyukh, E. Boole. – Jitter Measurement on the Basis of High-precision Event Timer. – Metrology and Measurement Systems, Vol. XVIII (2011), No.3, pp.453-460.

• Беспалько В.А, Буль Е. – Оценка джиттера тестовых генераторов с помощью аппаратуры измерения времени. – Измерительная техника, 2011, №.6, с.59-62.

01.10.2011.g. – 31.12.2011.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

izstrādāts analogu augstfrekvences signālu pārveidotājs regulāru notikumu plūsmā ar maināmu intensitāti, kas tiek pielāgota taimera ātrdarbībai, kā arī ar minimālu ienesamu džiteru un signālu kropļošanu ieejas augstfrekvences signāla adekvātai reprezentēšanai;
izstrādāts paņēmienu kopums tehniska aprīkojuma un reālās pasaules platjoslu signālu pārveidošanai unificētu notikumu plūsmā un, ievērojot šo notikumu reģistrāciju, izdalītu, apstrādātu un aprēķinātu signālu raksturojošus parametrus. Paņēmieni un eksperimentālu pētījumu rezultāti ir atspoguļoti Starppārskatā Nr.11/1.

izstrādātas notikumu izlases un reģistrācijas metodes, kas ļauj aprakstīt pētāmu signālu un aprēķināt dažādus to raksturojošus parametrus. Tika veikti šo metožu pētījumi, lietojot signālu pārveidošanas maketu. Rezultāti ir aprakstīti Starppārskatā Nr.11/1.

izstrādāti un implementēti signālu analīzes algoritmi, kas ļauj pētīt dažādu tipu signālu ģeneratorus plašā frekvenču diapazonā ar saskaņotu ģeneratoru parametru kopuma regulēšanu un signālu pārveidotāju pielāgošanu signālu parametriem. Izstrādātas programmas dažu pielietojumu apraksts ir iekļauts Starppārskatā Nr.11/1.

Pārskata periodā starptautiski atzītajā žurnālā, kas ir iekļauts SCI zinātniskās periodikas sarakstā, publicēts raksta tulkojums angļu valodā:

V.A. Bespalko and E.S. Bul. An Estimate of the Jitter of Test Generator Usig Time-Measuring Apparatus. Measurement Techniques, Vol. 54, No. 6, September, 2011, p.716 – 721.

01.01.2012.g. – 31.03.2012.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

formulēti nepieciešami uzlabojumi un signālu pārveidošanas iespēju paplašinājumi ar attiecīgām modifikācijām taimēšanas modulī pētījumu darbiem, kas ir saistīti ar analogu signālu pārveidotāju regulāru notikumu plūsmā izstrādi un tās efektivitātes un precizitātes pētījumiem

izanalizēta inovatīva metode, kas paredzēta augstas veiktspējas uz digitālās signālu apstrādes pamata notikumu taimēšanai, kā arī izskatīti aktuālie tehnoloģijas R&D attīstības virzieni. Veiktie teorētiskie pētījumi veicina turpmāko uzlabojumu notikumu taimēšanā metožu un inovatīvas tehnoloģijas attīstīšanu ar mērķi izveidot daudzfunkcionālu signālu laika analizatoru. Šīs metodes pielietojumi un pētījumu rezultāti attēloti Starpparskatā Nr.12/1.
izstrādāts Globālas Pozicionēšanas Sistēmas pieskaņotās references frekvences modulis. Modulis nodrošina precīzu un augsti stabilu 10MHz frekvences signālu, kas tiek kontrolēts ar satelītu signāliem, un tiks izmantots Laika Analizatora eksperimentālā paraugā. Tas ir paredzēts mērījumiem ar pikosekunžu precizitāti un piesaisti pie reāllaika skalas.
veiktas taimēšanas moduļa modifikācijas, kas ļauj paplašināt augsti precīzu notikumu reģistrēšanas iespējas signāliem TTL/LVTTL/CMOS apgabalā, kas, savukārt, ļaus aptvert gandrīz visus signālu prezentēšanas veidus un analizēt plašāku signālu daudzveidību.

izgudrota jauna metode laika intervālu nestabilitātes vērtēšanai ar ļoti augstu precizitāti, kas daudzkārt pārsniedz taimēšanas ierīces iespējas. Metodes efektivitāte tika pētīta un pierādīta, izmantojot simulācijas modeli un balstoties uz eksperimentu rezultātiem ar dažādu izcelsmju ģeneratoriem.

Pārskata periodā ir saņemts LR patents:

LR Patents LV 14455 B. “Precīzo ģeneratora perioda džitera novērtējuma metode” . Izgudrotāji: V.Bespaļko, J.Buls. Īpašnieks: Elektronikas un datorzinātņu institūts, publicēts 20.03.2012.

01.04.2012.g. – 30.06.2012.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.3. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

izstrādāta metode īsu pulsu mērīšanai ar pulsa garumu mazāku par vienkanāla laika analizatora nejutīgumu periodu. Izveidota elektroniska mezgla principiāla shēma, kas atbilstoši izstrādātajai metodei konvertē pulsu sākuma un beigu momentus laika notikumos. Implementēta programma pulsu garumu mērīšanai un to stabilitātes novērtēšanai. Izstrādātas metodes lietošanas īpašības ir attēlotas rakstā [2].
izstrādāta metodika mērījumiem, kad notikumu plūsmu sastāda Starta un Stopa notikumi, bet Starta notikumi atkārtojas ar periodu mazāku par maināmo laika intervālu starp Starta un attiecīga Stopa. Šī metodika ļauj automātiski nobīdīt Starta impulsu, ja tieši šī laika tuvumā jābūt Stopa notikumam. Metodikas pamati un instalācijas struktūra ir aprakstīta rakstā [3].

Aktivitātes Nr.1.4. Jaunu attīstītu metožu, pielāgojamu specifisku pielietojumu īpatnībām, izstrāde un izpēte notikumu plūsmu efektīvai piesaistei pie reālā laika skalas ietvaros tika:

izvēlēts piemērotākais korpuss izstrādājamam, balstoties uz tīmeklī pieejamu datu analīzes rezultātiem. Izstrādāta komponentu bloku izvietošanas un savienojumu shēma. Izstrādāti un izgatavoti bloku, ventilatoru, ieslēdzēju un interfeisu stiprinājumu elementi. Pirmais makets samontēts un uzsākti darbi ar maketa bloku starp sadarbību organizēšanu un kontroli caur datora paralēlu portu un galveno FPGA funkcionalitāti.

Aktivitātes Nr.3. Projekta vadība un publicitātes nodrošināšana ietvaros tika:

bija organizēts seminārs, kurā piedalījās 29 cilvēki un bija apspriestas trīs tēmas:

Zinātniski metodiskie Analizatora uzbūves pamati: pētījumu galvenie uzdevumi un sasniegtie rezultāti (ziņotājs Jevgeņijs Buls)

Jaunu metožu un rīku eksperimentālie pētījumi analogu signāli attēlošanā ar notikumu plūsmām (ziņotājs Jakovs Savarovskis)

Augstas stabilitātes GPS pieskaņojamās atbalsta frekvences ģeneratora moduļa izstrāde un izpēte (ziņotājs Armands Mezeriņš).

Pārskata periodā ir publicēts žurnāla raksta tulkojums angļu valodā:

V. Bespal’ko, E. Boole, and J. Savarovskiy. An Instability Estimation of Precision Time Intervals. Instruments and Experimental Techniques, 2012, Vol. 55, No. 3, pp. 377–382.kā arī divi raksti pieņemti publikācijai BEC2012 konferences krājumos:
V. Bespal’ko, J. Savarovsky, V. Stepin, D. Stepin “Method for measuring pulse width, which is less than the dead time of measurement instrument”
E.Boole “Event timer application for high-precision measurement of overlapping time intervals under online controllable gating of STOP pulses”

01.07.2012.g. – 30.09.2012.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

Turpinās analogu signālu pārveidotāja regulāru notikumu plūsmā izstrāde un tā efektivitātes un precizitātes pētījumi. Eksperimentālu pētījumu rezultātā tika noteiktas un realizētas jaunas modifikācijas, kas ļautu paplašināt signālu analizējamo parametru klasteri. Aprobēta pārveidotāja kontrole un funkcionēšana analizatora eksperimentāla parauga ietvaros kopā ar attiecīgi modificētu taimēšanas moduli. Izstrādātas shēmas un lietošanas īpašības ir aprakstītas maketā.

Tika izstrādāta metode, kas paredzēta laika momentu reģistrācijas sistemātiskas kļūdas atkarību no arējas temperatūras novērtēšanai. Tiek pētīta dažādu notikumu ģeneratoru piemērotība, lai novērtētu absolūtas kļūdas vērtības pikosekunžu diapazonā. Izstrādāti paņēmieni taimēšanas moduļa auto korekcijas mehānismi, lai kompensētu laika skalas temperatūras novirzes.

Aktivitātes Nr.1.4. Laika analizatora eksperimentālā parauga izstrāde, tā eksperimentālā izpēte un novērtēšana. Šīs aktivitātes ietvaros pārskata periodā:

Turpinās darbi, saistīti ar laika analizatora eksperimentālā parauga izstrādi. Tiek pārbaudītas mijiedarbības iespējas starp maketa blokiem, kā arī kontroles un laika mērīšanas datu vākšana caur datora paralēlu portu un galveno FPGA funkcionalitāti. Sākta signālu laika analizatora nepieciešamas programmatūras izstrāde. Kopēja programmatūras sistēmas arhitektūra un sastāvdaļas apspriestas laboratorijas seminārā.

01.010.2012.g. – 31.12.2012.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

izstrādāts pārslēgšanas mezgls, paredzēts ienākošu īsu pulsu sekvences pārveidošanai notikumu sekvencē, kas ļautu izmērīt pulsu garumus īsākus par taimera nejutības laiku; testēšanas un pētījumu rezultāti ir atspoguļoti rakstā [1];
turpinās pētījumi, saistīti ar signālu pārveidotāja komutācijas un laika pārveidošanas precizitātes ar maksimālu frekvenci novērtēšanu ar izejas laika momentu saskaņošanu; pētījumu rezultāti tiks formulēti un atspoguļoti nākamā starppārskatā un pielietoti signāla pārveidotāja uzlabojumam.

turpinās pētījumi, saistīti ar laika mērīšanas rezultātu precizitātes paaugstināšanu; galvenā analizējama problēma ietver nepieciešamību mērījumu rezultātu atkārtojamībai pie dažādiem ārējiem apstākļiem, kad mainās interpolācijas vērtējumi, kas var ietekmēt rezultātu deviāciju.
izstrādāts jauns kalibrēšanas ģeneratora modelis, kas nodrošina kalibrēšanas augstu kvalitāti un atkārtojamību, pateicoties saskaņotai darbībai ar GPS pieskaņotās references frekvences moduli. Tā realizācija tiks iebūvēta analizatora aparatūrā kopā ar GPS moduli.

izstrādāts un realizēts programmatūrā metožu kopums, kas pamatojas uz signāla pārveidošanu notikumu plūsmā un signālu pārveidotāja pārvaldi mērījumu laikā; realizācijā iekļautas takts ģeneratoru vērtēšanas metodes, modulācijas atrašanas metodes, impulsu sekvences raksturošanas metodes. Metožu pamati un realizācija programmatūrā, kā arī eksperimentu rezultāti atspoguļoti Starppārskatā Nr.13/1 un eksperimentālās programmās [3, 4].

Pārskata periodā darba rezultāti ir apspriesti starptautiskajā konferencē BEC2012 Tallinā un publicēti šīs konferences krājumos, kā arī iekļauti IEEE explore datubazē:

1. V. Bespal’ko, J. Savarovsky, V. Stepin, D. Stepin “Method for measuring pulse width, which is less than the dead time of measurement instrument”– In Proc. 13th Biennial Baltic Electronics Conference (BEC2012), Tallinn, Estonia, October 3-5, 2012, pp.311-314.

2. E.Boole “Event timer application for high-precision measurement of overlapping time intervals under online controllable gating of STOP pulses”– In Proc. 13th Biennial Baltic Electronics Conference (BEC2012), Tallinn, Estonia, October 3-5, 2012, pp.131-132.

Aktivitātes Nr 1.3. ietvaros tika izstrādātas divas eksperimentālas programmas:

3. Eksperimentāla programma Nr. 003/2012-ERAF. Periodisku pulsu sekvences analīzes programma.

4. Eksperimentāla programma Nr. 004/2012-ERAF. Signāla kritumlaika un kāpumlaika mērīšanas programmatūra.

01.01.2013.g. – 30.04.2013.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

pabeigta signālu-notikumu pārveidotāja pārbaude un ekstremālu parametru analīze. Implementēta funkcionalitāte atbilst iepriekš noteiktajām funkcijām. Testēšanas un pētījumu rezultāti ir atspoguļoti Starppārskatā Nr.1.2/2;
uzsākti darbi, kas ir saistīti ar analogu signālu reprezentēšanu ar laika momentiem, kuros stabils references sinusa signāls šķērso analizējamu signālu. Izstrādāti šķērsošanas noteikšanas principi un saistītu notikumu ģenerēšanas paņēmieni. Izanalizēti shēmotehniskie aspekti šķērsojumu-notikumu pārveidošanas funkcijas realizācijai.

izstrādāts jauns modulis, kas apvieno takts frekvences un kalibrēšanas signālu ģenerēšanu. Pēc daudzpusīgiem eksperimentiem un pētījumiem tika noteikts, ka, pateicoties kalibrēšanas signāla piesaistei takts signālam, kalibrēšanas procedūra kļuva stabila un paredzama kvalitātes un ilguma nozīmēs. Realizācijas specifika un daži pētījumu rezultāti atspoguļoti maketa Nr.6 aprakstā.

izstrādāta jauna korelācijas metode, kas ar minimālu aparatūras modifikāciju ļauj taimerim novērtēt savu precizitāti un attiecīgi novērtēt analizējamu signālu precizitātes parametrus līdz pikosekunžu daļām. Metodes realizācija un teorētiskie pamatojumi ir aprakstīti rakstā.

Aktivitātes Nr.1.4. Laika analizatora eksperimentālā parauga izstrāde, tā eksperimentālā izpēte un novērtēšana ietvaros tika:

turpināti darbi, saistīti ar laika analizatora eksperimentālā parauga izstrādi. Tika izstrādāts programmu kopums laika analizatora lietojumiem masspektrometrijā un līdzīgās ar vārtiem vadāmās lidojumu laika mērīšanas procedūrās.

Pārskata periodā publicēts jauns raksts:

V. A. Bespal’ko and A. S. Rybakov. Correlation Method for Estimation of Event Timing Precision. Automatic Control and Computer Sciences, 2013, Vol. 47, No. 1, pp. 38–47. (krievu un angļu valodās)
Ir publicēts raksts agrāk pieejamais tikai elektroniski:

Yu.Artyukh, V.Bespal’ko, E.Boole, V.Stepin, D.Stepin, V.Vedin. Main Directions of Riga Event Timer Development and Current Results. Proceedings of the 17th International Workshop on Laser Ranging, Nr. 48, pp. 111-115, Verlag des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, 2012.

01.04.2013.g. – 30.06.2013.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros:

turpinās darbi, kas ir saistīti ar analogo signālu reprezentēšanu ar laika momentiem, kuros stabils references sinusa signāls šķērso analizējamu signālu; izstrādāts eksperimentālais makets šķērsojumu-notikumu pārveidošanas funkcijas īstenošanai; izstrādāti šķērsošanas noteikšanas principi un saistīto notikumu ģenerēšanas paņēmieni tiks realizēti FPGA.

turpinās pabeigtā signālu-notikumu pārveidotāja pārbaude un jaunu pielietojumu metodes izstrāde, saistītas ar impulsu atjaunošanu un reprezentēšanu uz mērījumu ar bīdāmu spriegumu sliekšņu pamata.

Aktivitātes Nr.1.2. Jaunu attīstītu metožu, pielāgojamu specifisku pielietojumu īpatnībām, izstrāde un izpēte notikumu plūsmu efektīvai piesaistei pie reālā laika skalas ietvaros:

turpinās eksperimenti un pētījumi ar moduli, kurā apvienoti vispārējā takts ģenerēšana un takts frekvencei piesaistītās kalibrēšanas frekvences ģenerēšana. Eksperimentālo pētījumu rezultāti rādīja lieliskus rezultātus kalibrēšanas stabilitātes jomā un attiecīgi precizitātes neatkarību no ārējiem apstākļiem. Rezultāti tiks atspoguļoti nākamjā starppārskatā šajā aktivitātē.

izstrādāta jauna programma mērīšanai masas spektroskopijas uzdevumos, ar maināmu logu, lai izvēlēties vēlamo intervālu diapazonu. Diapazons mērāmiem intervāliem tiks noteikts saskaņā ar pētāmo vielu, un izmērītie intervāli tiek grupēti histogrammā, kas raksturo masas sadalījuma īpašības.

Aktivitātes Nr.1.4. Laika analizatora eksperimentālā parauga izstrāde, tā eksperimentālā izpēte un novērtēšana ietvaros tika:

turpināti darbi, saistīti ar laika analizatora eksperimentālā parauga izstrādi un pārbaudi. Turpinās programmu izstrāde laika analizatora lietojumiem masas spektrometrijā, analogā signāla atjaunošana uz laika mērījumu bāzes un ieejas impulsa reprezentēšana grafiskā veidā.

Pārskata periodā viens raksts pieņemts publikācijai žurnalā Automatic Control and Computer Sciences:
V.Bespaļko, J.Buls, A.Ribakovs. Использование корреляционного метода при оценке точностных характеистик прецизионных приборов.

01.05.2013.g. – 31.08.2013.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

Aktivitātes Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām ietvaros tika:

veikti darbi, saistīti ar analogu signālu prezentēšanu ar laika momentiem, kad notiek stabila references sinusa signāla krustojums ar analizējamu signālu. Izstrādāti krustojumu detektēšanas principi un saistītu notikumu ģenerēšanas paņēmieni. Izanalizēti shematiski tehniskie aspekti krustojumu-notikumu pārveidošanas funkcijas realizācijās. Izgatavots makets metodes eksperimentālai pārbaudei. Sagatavota publikācija angļu un krievu valodā ir nodota žurnālā AVT.

veikti darbi ar jaunu moduli saistīti ar Analizatora mērījumu piesaisti UTC skalai (pasaules mērogā vienotais laika un frekvences standarts). Izmēģinājumu un pētījumu rezultāti ir atspoguļoti Starpparskatā 1.2/2.

Tika izpētītas korelācijas metodes iespējas un veikta to salīdzināšana ar jau zināmajām metodēm. Pētījumi parāda metodes efektivitāti un iespējas vērojami samazināt aparatūras vajadzības. Izpētīta lidojoša objekta sekošanas metode un tās iespējas realizēt Analizatora programmatūrā. Metožu teorētiskie pamatojumi un apraksts, kā arī realizācijas programmatūra atspoguļota Starpparskatā 1.3/2, kā arī sagatavots un pieņemts publikācijai žurnālā AVT raksts.
Tika izstrādāta metode un tās realizācija programmatūrā saistīta ar ierosināšanas signālu atbilžu sadales analīzi masu spektroskopijā, lietojot laika mērīšanas moduli un signālu pārveidošanas iespējas.

Aktivitātes Nr.1.4. Laika analizatora eksperimentālā parauga izstrāde, tā eksperimentālā izpēte un novērtēšana ietvaros tika:

veikti darbi, saistīti ar laika analizatora eksperimentālā parauga izstrādi. Tika pārbaudītas moduļu mijiedarbības atbilstība plānotajām funkcijām un turpinās eksperimentālie pētījumi tās uzticamības pārbaudei.

Pārskata periodā pieņemts publikācijai jauns raksts krievu valodā:
[1] В.А.Беспалько, Е.С.Буль и А.С.Рыбаков “Использование корреляционного метода при оценке точностных характеристик прецизионных приборов”, Атоматика и вычислительная техника, 2013

un jauns raksts angļu un krievu valodās nodots publikācijai:
[2] I.Bilinskis, E.Boole, K.Sudars, V.Vedin. Digital representing of analog signals using event timing information. Automatic Control and Computer Sciences, 2013, Vol. 47

01.09.2013.g. – 31.12.2013.g. periodā saskaņā ar plānoto aktivitāšu izpildi tika paveikti šādi darbi:

a) Aktivitāte Nr.1.1. Pielietojumam specifisku metožu izstrāde un izpēte dažāda veida signālu reprezentēšanai ar unificētām notikumu plūsmām. Šīs aktivitātes ietvaros pārskata periodā:

Pārbaudītas un izpētītas Analizatora eksperimentālā maketa iespējas impulsu sekvences pārveidošanai notikumu plūsmā. Izskatītas un izanalizētas precizitātes ierobežojumi nestabila ģeneratora gadījumā. Pētījumu rezultāti apspriesti atklātā informatīvā seminārā [3].
Eksperimentos ar krustojumu-notikumu pārveidošanas maketu tika izpētītas tā iespējas un ierobežojumi augstas frekvences diskretizācijā. Noteikti un definēti nepieciešami uzlabojumi turpmākai pārveidošanas funkcijas uzlabošanai Analizatorā. Pētījumu rezultāti publicēti rakstā [1] žurnālā AVT, kā arī apspriesti atklātā informatīvā seminārā [3].

b) Aktivitāte Nr.1.2. Jaunu attīstītu metožu, pielāgojamu specifisku pielietojumu īpatnībām, izstrāde un izpēte notikumu plūsmu efektīvai piesaistei pie reālā laika skalas.

Šīs aktivitātes ietvaros pārskata periodā:

Precizitātes uzlabojumi jaunā takts un kalibrēšanas moduļa pielietojumā ar notikumu taimēšanas moduli parādīja izcilu atkārtojamību kalibrēšanas tabulas veidošanā neatkarīgi no ārējas temperatūras. Pētījumu rezultāti apspriesti atklātā informatīvā seminārā [3]. Izstrādes rezultāti un to pielietošanas iespējas lazerlokācijas signālu analīzei apspriestas starptautiskajā konferencē un iekļautas rakstā [2] publicēšanai konferences krājumos.

c) Aktivitāte Nr.1.3. Jaunas pieejas izstrāde un izpēte notikumu plūsmu izmantošanai signālu diskrētai reprezentācijai un diskrētai apstrādei ar piesaisti specifiskiem pielietojumiem. Šīs aktivitātes ietvaros tika:

Izpētītas korelācijas metodes realizācijas iespējas ar vienu mērījumu kanālu un fiksētu elektronisku aizkavi. Definēti nepieciešami turpmāki pārveidošanas funkcijas uzlabojumi Analizatorā. Pētījumu rezultāti un to realizācijas iespējas, kā arī divkanālu realizācija apspriesta atklātos informatīvos semināros [3,4].
Pārbaudīta un novērtēta izstrādātās metodes realizācija programmatūrā Analizatora pielietojumiem masu spektroskopijā. Rezultāti apspriesti atklātos informatīvos semināros [3,4].

d) Aktivitāte Nr.1.4. Laika analizatora eksperimentālā parauga izstrāde, tā eksperimentālā izpēte un novērtēšana. Šīs aktivitātes ietvaros pārskata periodā:

Pabeigta Laika Analizatora eksperimentālā parauga izstrāde un pārbaudītas funkcijas realizācija Analizatora programmatūrā. Pārbaudīta moduļu mijiedarbības atbilstība plānotajam funkcijām un novērtēti to funkcionālie un precizitātes parametri. Pētījumu rezultāti apspriesti atklātos informatīvos semināros [3,4].

Pārskata periodā publicēts raksts angļu un krievu valodas:

[1] I.Bilinskis, E.Boole, K.Sudars, V.Vedin. Digital representing of analog signals using event timing information. Automatic Control and Computer Sciences, 2013, Vol. 47, No.6, p.xx-xx.

Notika uzstāšanās starptautiskajā konferencē „18th International 18th International Workshop on Laser Ranging, 11-15 November 2013, Fujiyoshida, Japan” ar referātu, kā arī sagatavots raksts publicēšanai konferences krājumos:

[2] V. Bespal’ko, E. Boole, V. Vedin, Event Timer A033-ET: Advancement and Performance Characteristics.

Publicitātes nodrošināšanas dēļ organizēti divi atklāti informatīvi semināri:

[3] Seminārs par teorētiskiem pamatiem uz kuriem bāzēta Signāla Laika Analizatora izstrāde notika 16. decembrī viesnīcā Days Hotel, Rīga, Brīvības, 199c.

[4] Seminārs par praktiskiem risinājumiem ar izstrādātu maketu un programmatūru darbību demonstrāciju notika 27. decembrī Elektronikas un Datorzinātņu Institūtā, Rīga, Dzērbenes, 14.

Daudzfunkcionāla signālu laika analizatora eksperimentāla izstrāde (SiLA)

Eiropas Reģionālās attīstības fonds

Kā mūs atrast

Ātrās saites

.