1. Zinātniski metodiskie Analizatora uzbūves pamati:
ERAF projekts No. 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084
“Daudzfunkcionāla signālu laika analizatora eksperimentāla izstrāde" (SiLA)
Projekta zinātniskais vadītājs Dr.hab.sc.comp. Jurijs Artjuhs.
Zinātniski metodiskie Analizatora uzbūves pamati:
pētījumu galvenie uzdevumi un sasniegti rezultāti
referents Jevgeņijs Buls

2. Event Timer Time-data Processor Signal Conditioner
Mērķi un uzdevumi
Galvenais projekta mērķis ir radīt zināšanu bāzētu inovatīva konkurētspējīga pasaules tirgū Daudzfunkcionālā Signālu Laika Analizatora izstrādes un ražošanas konceptu
Atbilstoši vispārīgai Analizatora struktūrai
Event
Timer
Time-data Processor
Signal Conditioner
ir plānots eksperimentāli izstrādāt un izpētīt metodes:
analoga signāla pārveidošanai notikumu plūsmās
notikumu plūsmu augstas precizitātes attēlošanai ar digitāliem datiem
notikumu plūsmu digitālai apstrādei
Un pēdējā projekta posmā ir plānots izstrādāt Analizatora prototipu un eksperimentāli pārbaudīt un novērtēt tas efektivitāti.
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
2/12

3. Notikuma laika reģistrators ka pamats
Projekta pamats ir DSP-bāzēta notikumu taimēšanas tehnoloģija:
laika momentu mērījumi, kuros īsi elektriskie impulsi pienāk uz mērīšanas ierīces ieeju
Parasti lietojamas DSP iespējas dominē mērījumu realizācijā, rezultātā nodrošinot lieliskas izpildes īpašības un mazāku un lētāku aparatūru
Example of ET hardware implementation in a single board
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
3/12

4. Eksperimentālā iestatne
Resolution: ~1.8 ps RMS
Meas. rate: up to 20 MSPS
Applied software under development and test
Eksperimentālās izstrādes mērķi:
atrast labāku analizatora pamatu operāciju kopumu funkcionalitātes un veiktspējas ziņā
atrast labāku Analizatora iestatnes implementēšanu
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
4/12

5. Analogu signālu pārveidošana notikumu plūsmās
Pamatpieeja šādai pārveidošanai ir analizējama signāla šķērsošanas ar iepriekš noteikto līmeni momentu notveršana.
Galvenā problēma ir nodrošināt tādu operāciju plašā frekvences diapazonā ar minimālu nestabilitāti radītā izejas notikumu plūsmā.
Test mock-up of Signal Conditioner
Input voltage range: -2…+3V
Crossing level controllable with 12-bit resolution
Incerted jitter: <1ps RMS
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
5/12

6. Notikumu plūsmas attēlošana ar laika momentu secību
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
6/12

7. Notikumu plūsmas raksturošana
Primāra funkcija
(Phase deviation)
Pirmās kārtas atvasināta funkcija
(Period deviation)
Otrās kārtas atvasināta funkcija
(Cycle deviation)
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
7/12

8. Laika džitera mērījumi un analīze
Oscilatora vienkāršots teorētiskais laika modelis
accumulative jitter component
- superimposed (non-accumulative) jitter component
Eksperimentāla džitera komponentu vērtēšana
Design equations
Example of calculations
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
8/12

9. Modulēta signāla analīze
Perioda deviācija laika skalā
Perioda deviācijas spektrs
Amplitūdas modulācijas dziļums līdz 0.1% var būt noteikts caur signāla salīdzinājuma līmeņa koriģēšanu
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
9/12

10. Femtosekunžu džiteru analīze
AFG3251 perioda džitera deviācija
Periods mainijās 4 ns diapazonā.
Džitera mērījuma iestatne
Džitera novērtēšanas precizitāte
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
10/12

11. Intervālu stabilitātes analīze
Intervālu stabilitātes mērījuma iestatne
Ģeneratora ETTG stabilitātes novērtēšana.
Intervāls mainījās 15 ns diapazonā
Stabilitātes novērtēšanas precizitāte
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
11/12

12. Pētniecības rezultātu publiska pieejamība
Publikacijas:
A.Rybakov, V.Vedin. Precise Measurement of Event Flow Time Coordinates Based on the Digital Processing of a Triggered Relaxation Oscillator Wave Train, Automatic Control and Computer Sciences, 2011, Vol. 45, No. 3, pp. 162–173.
Yu.Artyukh, E.Boole. Jitter Measurement on the Basis of High-precision Event Timer, Metrology and Measurement Systems, Vol. XIII (2011), No.3, pp
V.Bespal’ko, E.Boole. An estimate of the jitter of test generators using time-measuring apparatus Measurement Techniques: Volume 54, Issue 6 (2011), Page
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.
Yu.Artyukh, V.Bespal’ko, E.Boole, V.Vedin. Event Timer A033-ET: Curent State and Typical Performance Characteristics, Proceedings of the 17th International Workshop on Laser Ranging.
Patenti:
LR Patents LV B. “Precīzo ģeneratora perioda džitera novērtējuma metode” . Izgudrotāji:  V.Bespaļko, J.Buls. Īpašnieks: Elektronikas un datorzinātņu institūts, publicēts
LR patents Nr „Interpolācijas „laiks-kods” pārveidotāja kalibrēšanas metode” izgudrotāji: V.Bespaļko, J.Artjuhs, J.Buls, A.Mezeriņš. Īpašnieks: Elektronikas un datorzinātņu institūts, publicēts
Piedalīšanas zinātniskajos pasākumos:
The 15th International Conference “ELECTRONICS’2011”, May 2011, Kaunas. Ar referātu: Yu.Artyukh, E.Boole, J.Savarovskis. Experimental study of potentialities of clock instability analysis on the basis of event timing.
The 17th International Workshop on Laser Ranging, Bad Kötzting (Germany), May 16-20, Ar referātu: Yu.Artyukh, V.Bespal’ko, E.Boole, V.Vedin. Event Timer A033-ET: Curent State and Typical Performance Characteristics.
ERAF projekts 2010/0283/2DP/ /10/APIA/VIAA/084. Informatīvais seminārs, g. 29. maijs
12/12