Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Witold MACHOWSKI"

CMOS inverter based analog multipliers

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono koncepcję realizacyjną czteroćwiartkowych analogowych układów mnożących zrealizowanych w oparciu inwerter CMOS. Układy analogowe wykorzystujące w swojej strukturze blok inwertera nie są ostatnio rzadkością, tym niemniej są to prawie wyłącznie aplikacje w układach liniowych. Rozszerzenie realizowanych funkcji o podstawową operację nieliniową jaką jest analogowe mnożenie sygnałów jest istotnym krokiem w kierunku realizacji zupełnej bazy analogowych bloków funkcjonalnych bazujących na inwerterze. (Analogowe układy mnożące w oparciu o inwerter CMOS) Abstract. In the paper a concept of CMOS implementation of four-quadrant inverter-based analog multipliers is presented. Analog circuits utilizing CMOS inverter become more an more popular recently, however most of research papers focus almost exclusively on linear applications. Exceeding the class of analog operations with multiplication of analog signals (which is a basic nonlinear one) may be a milestone step towards a complete base of analog signal processing blocks based on CMOS inverter. Słowa kluczowe: technika analogowa, układ mnożący, technologia CMOS, układy niskonapięciowe. Keywords: analog circuits, analog multiplier, CMOS technology, low voltage circuits. Introduction The domination of CMOS technology in contemporary microelectronics seems to be unquestionable, but of course present and especially predicted future CMOS significantly differs from that of past decades. Some of CMOS evolution aspects are especially challenging for analog part. When designing analog CMOS, the circuit designer has at his disposal very limited set of elements - in many cases only n-channel and p-channel MOSFETs. Thus all the demanded circuit features are to be obtained solely by appropriate transistor channel dimensioning. Some electrical parameters as well as total power dissipation (both in normal and stand-by mode) are strongly dependent on supply voltage and threshold volt[...]

Low voltage continuous time CMOS filters for audio frequency range

Czytaj za darmo! »

It is quite apparent that CMOS technology has been dominating in contemporary microelectronics for over twenty years, but present and especially predicted future CMOS devices differ significantly from that of past decades. Some of CMOS evolution aspects are especially challenging for analog part of the mixed-signal VLSI chips. One of the most important requirements in today’s analog CMOS design is low voltage suitability. For some time our group has been trying to solve this demand by extensive use of inverter structures [1,2]. The idea of using CMOS inverter as building block in analog part comes from the obvious observation that the structure in question has definitely the lowest voltage requirements, while the well established design techniques based on differential p[...]

CMOS inverter based analog multipliers - new experimental results and improvement study


  Starting from Naut's famous transconductor [1] complimentary push-pull CMOS inverter, invented by Wanlass and dedicated for low power digital logic has been more and more frequently used in analog applications [2-6]. Various authors have different motivations for such approach - one might be expected compatibility of EDA tools for both digital as well as analog CMOS, despite full design automation for analog so far seems to be unreachable goal. Our interest for inverter based analog circuits is motivated by extremely low supply voltage requirement of this block - just double threshold voltage, which is the minimum one, as long as circuits working in saturation region are under consideration. While most authors focus on linear analog applications, our unique contribution to this area is a design of the firsts and single so far known architecture of four quadrant analog multiplier based entirely on CMOS inverters [7, 8]. The analog multipliers, on the other hand, are versatile building blocks used for numerous communication signal processing applications like Phase-Lock Loops (PLLs), automatic variable gain amplifiers, mixers, modulators, demodulators and many other non-linear operations - including division, square rooting, frequency conversion etc. Thus they are necessary in any more sophisticated VLSI design. In the paper we describe a quarter-square analog four-quadrant multipliers based on aforementioned proprietary core architecture using four CMOS quasi-inverters. An emphasis on auxiliary circuit implementation for improved driving of the same core [9,10] was put as well as new architecture comprising regular inverters has been found [11]. Our most recent journal paper [10] on the subject does contain post-layout simulation results only, while now some new experimental data are available. In current paper we recall some simulation results and compare them with that of real prototype measurements. Two different arch[...]

Niskoenergetyczne bezprzewodowe personalne sieci sensorowe DOI:10.15199/48.2017.02.43

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono dwa spośród szerokiej gamy protokołów bezprzewodowych, personalnych sieci sensorowych - ANT/ANT+ oraz Smart Bluetooth (BLE). Protokoły te należą obecnie do najpowszechniej używanych, a ich popularność jest związana z faktem, iż większość urządzeń mobilnych (tabletów i smartfonów) jest wyposażona w interfejsy obsługujące te standardy. Skoncentrowano się na porównaniu obu protokołów oraz przedstawianiu struktury systemu monitoringu aktywności węzła sieci, opartego na uniwersalnym module transmisyjnym BLE/ANT. Abstract: In the paper two from many different personal wireless sensor networks standards, namely ANT/ANT+ and Smart Bluetooth (BLE) are presented. Both are currently most popular and it is because vast majority of mobile devices (smartphones and tablets) are equipped with interfaces supporting this standards. Emphasis is put on comparative study of both protocols and description of activity monitoring system proposal based on universal BLE/ANT transmission module. Personal wireless sensor networks standards ANT/ANT+ and Smart Bluetooth Słowa kluczowe: Bezprzewodowe sieci sensorowe, bezprzewodowe sieci personalne, Bluetooth Low Energy, ANT Keywords: Wireless Sensor Networks, Wireless Personal Networks, Bluetooth Low Energy, ANT Wprowadzenie Bardzo popularne obecnie urządzenia sensoryczne, wykorzystywane do realizacji różnego typu pomiarów i dostarczające bezprzewodowo informacji do systemów nadrzędnych, często wymagają wykorzystania zasilania bateryjnego. Ponieważ z punktu widzenia użyteczności funkcjonalnej powinny one działać w sposób nieprzerwany (nie wymagający wymiany baterii) jak najdłużej, bardzo istotne staje się opracowanie i wykorzystanie protokołów transmisji danych, zoptymalizowanych pod względem zużycia energii. Zdefiniowano wiele różnorodnych protokołów (często dla konkretnych zastosowań), które wykorzystywane są do tworzenia bezprzewodowych sieci sensorowych. Większość z nich ma jednak jedn[...]

A Concept of a Self-Powering Heat Meter

Czytaj za darmo! »

In the paper a concept and a study of a self-powering solution for heat energy consumption measurement in home or industrial heating systems is presented. The batteryless heat meter, equipped with a wireless transceiver could constitute a long life completely autonomous device that would not need any servicing nor power sources replacement. The proposed thermoelectric generator attached to a heat source can provide single miliwatts of power when the temperature difference exceeds a few grades. . Streszczenie. W artykule przedstawiono koncepcję i studium rozwiązania samo-zasilającego się licznika energii cieplnej dla systemu ogrzewania mieszkań i/lub powierzchni przemysłowych. Miernik energii cieplnej pracuje bez baterii i wyposażony jest w bezprzewodowy system nadawczoodbiorczy system, który może pracować dostatecznie długo jako system autonomiczny nie wymagający serwisowania czy wymiany źródeł zasilających. Dołączony do źródła ciepła generator termoelektryczny może dostarczać mocy rzędu kilku miliwatów gdy różnica temperatur na grzejniku przekracza kilka stopni Celsjusza (Koncepcja samo-zasilającego się licznika energii cieplnej). Keywords: ambient energy harvesters, heat meters, self-powering devices, thermoelectric generators. Słowa kluczowe: ambient energy harverters, liczniki energii cieplnej, urządzenia samozasilające się, generatory termoelektryczne Introduction Optimization of thermal energy utilization is one of the most important issues in times of increasing costs of energy production. On the other hand, the more and more restrictive environmental regulations force the end users as well as heat energy providers to pay more attention to power consumption and accurate heat flow metering. With the very fast development of wireless technology during the last few decades, it is now possible to constitute distributed telemetry systems consisting of many nodes performing simple measuring and calculation tasks [1], [2], [3]. Wirele[...]

Precise Time Distribution and Time Synchronized Transmission Aspects in the Industrial Ethernet Networks

Czytaj za darmo! »

In the article the main principles of transmissions in the Industrial Ethernet are described with the special attention to the real time transmission implementations. The requirements for transmissions in automation and control systems and the possibility of their realization using synthesized TCP/IP and Ethernet protocols are discussed. Additionally some practical aspects of ultra-precise clock signal distribution are presented. Streszczenie. W artykule przedstawiono główne zasady transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet, ze szczególnym uwzględnieniem transmisji realizowanych w czasie rzeczywistym. Omówiono wymagania stawiane procesowi transmisji w systemach automatyki i układach kontrolnosterujących oraz dokonano analizy możliwości ich realizacji przy wykorzystaniu stosu protokołów TCP/IP oraz sieci Ethernet. Ponadto przedstawiono w zarysie metody dystrybucji ultra-precyzyjnego sygnału zegarowego. (Dystrybucja precyzyjnego sygnału zegarowego oraz synchronizacja transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet). Keywords: clock distribution system; industrial Ethernet; real time transmissions. Słowa kluczowe: systemy dystrybucji sygnału zegarowego, Ethernet przemysłowy, transmisje czasu rzeczywistego. Introduction Ethernet protocol is currently the most popular local area networking method of data transmission in the home and office environment. Very high transmission speed (100Mb/s, 1Gb/s) and possibility of cheap implementation (computer devices usually have built-in Ethernet interface) are the reasons for its use not only in computer networking but also for data transmission in automatic control and sensor networks. However Ethernet protocol does not guarantee possibility of real-time transmission, which is often required for this type of network. In order to solve this problem a number of improvements to Ethernet time restricted transmission have been proposed in recent years [1][2]. Depending on the real time requirements, pro[...]

Zmodyfikowany protokół Ethernet w systemach samochodowych DOI:10.15199/48.2017.02.42

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono modyfikacje klasycznego protokołu Ethernet w celu dostosowania go do wymagań stawianych przez systemy transmisyjne w przemyśle samochodowym. Omówiono wykorzystanie protokołu w diagnostyce "on-board" i systemach multimedialnych. Omówiono również perspektywiczne, ale wymagające największych modyfikacji sprzętowo-protokołowych, możliwości wykorzystania Ethernetu do tworzenia sieci szkieletowych, łączących komputery pokładowe z systemami zewnętrznymi w ramach ogólnej struktury Internetu. Abstract. In the paper modifications introduced into standard Ethernet protocol to suit it for automotive industry requirements are presented. Issues related to possible use of Ethernet for on-board diagnostics and multimedia systems are discussed in detail. Future and most prospective possible implementations for creating backbone networks linking onboard modules with external nodes within entire Internet, requiring significant modifications both in hardware as well as protocols are also presented. (Modified Ethernet protocol for automotive systems). Słowa kluczowe: Ethernet przemysłowy, systemy transmisji danych, systemy czasu rzeczywistego. Keywords: Industrial Ethernet, data transmission systems, real time systems Wprowadzenie Współczesne pojazdy samochodowe wyposażone są w coraz większa liczbę układów i systemów elektronicznych. Układy sensoryczne, systemy bezpieczeństwa, układy komfortu czy też multimedialne systemy pokładowe, w czasie rzeczywistym dostarczają informacji do rozproszonych w całym pojeździe sterowników komputerowych (ECU - ang. Electronics Control Unit). W celu zapewnienia poprawnej komunikacji pomiędzy układami sensorowymi i komputerami pokładowymi oraz współpracy rozproszonych jednostek ECU, których liczba w samochodach najnowszej generacji dochodzi nierzadko nawet do kilkudziesięciu, niezbędne jest wykorzystanie bezpiecznego i szybkiego interfejsu transmisyjnego. Stosowane obecnie w przemyśle samochodowym[...]

Buforowanie danych w systemie transmisyjnym z koderem a/c i c/a o nierównomiernym próbkowaniu DOI:10.15199/48.2017.12.55

Czytaj za darmo! »

Metoda przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowoanalogowego z nierównomiernym próbkowa-niem skutkuje zmienną w czasie liczbą koniecznych do przesłania danych, stoi zatem w opozycji do klasycznych zasad synchronicznego transmitowania strumieni danych, gdzie informacje napływają w ściśle określonym czasie i ich liczba jest przewidywalna. Nic zatem dziwnego, że ten sposób konwersji i przesyłania sygnałów z trudem znajduje praktyczne zastosowania wśród licznych rozwiązań bazujących na klasycznej teorii sygnałów. Z drugiej jednak strony, konieczność rozbudowy systemów synchronicznych oraz rosnąca liczba koniecznych do przesłania danych napotyka też na ograniczenia technologiczne, dlatego w ostatnich latach obserwuje się coraz szersze zainteresowanie rozwijaniem algorytmów i budową modeli systemów z próbkowaniem asynchronicznym oraz z nierówno-miernym próbkowaniem adaptowanych do pracy w systemach synchronicznych [1]. Modulacje Delta z próbkowaniem adaptacyjnym Przykładem prostych koncepcyjne systemów adaptacyjnego próbkowania są kodery delta, pracujące według algorytmów NS-DM (ang. Non-uniform Sampling Delta Modulation) oraz ANS-DM (ang. Adaptive Nonuniform Sampling Delta Modulation) [1]. Są to jednobitowe kodery kształtu sygnału analogowego, w których strumień danych na wyjściu przetwornika z adaptacją próbkowania charakteryzuje się zmienną w czasie szybkością bitową, proporcjonalną do chwilowej aktywności sygnału próbkowanego. W stosunku do liniowej modulacji delta (LDM ang. Liner Delta Modulation) dzięki zmniejszaniu czasu między kolejnymi próbkami, algorytm NS-DM w naturalny sposób ogranicza szumy przeciążenia stromości przy takim samym poziomie granulacji [1]. W przypadku modulatora z algorytmem ANS-DM adaptacji podawana jest także wartość korku kwantyzacji, przez co osiąga się mniejsze zakresy zmian parametrów adaptowanych w stosunku do NS-DM osiągając taką sama jakość przy mniejszej średniej przepływności bitowej. G[...]

Przegląd protokołów wąskopasmowej transmisji danych po liniach energetycznych DOI:10.15199/48.2017.12.56

Czytaj za darmo! »

Komunikacja pomiędzy koncentratorem umiejscowionym w stacji SN/nn, a urządzeniem "końcowym" (inteligentnym licznikiem energii elektrycznej) realizowana może być przy wykorzystaniu różnorodnych technologii transmisji danych. Jedną z możliwych do wykorzystania jest technologia PLC (ang. Power Line Communications), wykorzystująca jako medium transmisyjne linie energetyczne. Zastosowanie tego typu technologii w znacznym stopniu upraszcza proces wprowadzania systemów inteligentnego opomiarowania, a wykorzystanie już istniejącej infrastruktury kablowej dla potrzeb realizacji transmisji, znacznie obniża koszty wdrożenia. Wiele firm i instytucji zrzeszających producentów oferuje obecnie urządzenia do transmisji danych po liniach energetycznych. Należą do nich min.:  PRIME Alliance (Intelligent Metering Evolution Powerline), - G3-PLC Alliance, - OSGP Alliance (Open Smart Grid Protocol), - Energy Services Association Network (ESNA), - Meters And More Open Technologies, - HD-PLC Alliance. Praktycznie każda z tych firm oferuje swoje własne urządzenia transmisyjne, niekompatybilne z urządzeniami pozostałych producentów. Wszystkie one bazują jednak na takich samych technikach bezpośredniego sterowania kanałem transmisyjnym (tak zwana warstwa fizyczna procesu transmisji) wynikających z narzuconych przez normę europejską EN 50065 reguł. Norma zakłada, że transmisja sygnałów po sieciach energetycznych niskiego napięcia realizowana może być w zakresie częstotliwości od 3kHz do 148,5kHz. Pasmo to podzielone jest na następujące podpasma:  A (3-95kHz) - przeznaczone dla dostawców energii elektrycznej,  B, C i D przeznaczone dla komunikacji publicznej, zgodnie z regułami: o B (95-125kHz) - przeznaczone dla dowolnych protokołów, o C (125-140 kHz), w którym wymagane są protokoły zgodne z CSMA (ang. Carrier Sense Multiple Access),D (140-148,5 kHz) przeznaczone dla dowolnych protoko[...]

 Strona 1