21.04.2021
PL EN
25.03.2021 aktualizacja 25.03.2021

Coraz bardziej precyzyjne generowanie odcinków czasu

Generator wzorcowych odcinków czasu, fot. Dominik Sondej, mat.pras. Generator wzorcowych odcinków czasu, fot. Dominik Sondej, mat.pras.

Układy programowalne są stosowane w centrach przetwarzania danych, komputerach kwantowych czy sieciach komputerowych i 5 G. Przetwornik, który zamienia wartość cyfrową na bardzo dokładne odcinki czasu, a jednocześnie pozwala zaoszczędzić zasoby logiczne układu programowalnego, opracował dr inż. Paweł Kwiatkowski z Wojskowej Akademii Technicznej.

Rozwój mikroelektroniki pozwala na umieszczanie w jednym układzie scalonym coraz większej liczby zasobów logicznych. Niektóre układy programowalne są o tyle użyteczne, że ich konfigurację można zmieniać wielokrotnie, nawet w trakcie działania. Takie układy zawierają wiele dodatkowych bloków funkcjonalnych. Bloki te mogą wspomagać np. wytwarzanie sygnałów zegarowych o różnych częstotliwościach, przechowywanie danych, czy wykonywanie operacji arytmetycznych.

Bloki do cyfrowego przetwarzania sygnałów (ang. digital signal processing, DSP) pozwalają w czasie rzeczywistym, bezpośrednio w układzie scalonym usuwać szumy z sygnału czy wyodrębniać istotne informacje ze zbiorów danych.

W artykule opublikowanym 16 marca w czasopiśmie „Measurement” dr inż. Paweł Kwiatkowski zaproponował nietypową konfigurację bloku DSP, która umożliwia generację odcinków czasu z wysoką rozdzielczością: 0,000 000 000 009 części sekundy.

Jak wyjaśnia naukowiec, w rzeczywistości wytwarzane odcinki czasu nie są stałe tylko ich długość oscyluje wokół nastawionej wartości. Miarą tych „oscylacji” jest tzw. rozmycie czasowe odcinka czasu. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że zaproponowana metoda zapewnia znacznie mniejsze rozmycie niż inne znane rozwiązania oparte na układach programowalnych. Badacz dodaje, że przetwornik pozwala zaoszczędzić podstawowe zasoby logiczne układu – programowalne bloki logiczne.

Układ, zgłoszony do opatentowania, może znaleźć zastosowanie w nowych rozwiązaniach wysoce precyzyjnych generatorów odcinków czasu, generatorów wzorca i systemów synchronizacji używanych w specjalistycznych laboratoriach badawczych oraz w przemyśle. Może być także elementem systemów przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu realizowanych w układach programowalnych.

Zakład Techniki Cyfrowej (ZTC) Instytutu Systemów Łączności Wydziału Elektroniki od wielu lat opracowuje urządzenia pomiarowe do metrologii czasu i częstotliwości. Opisany w artykule przetwornik pozwala na dokładniejsze wzorcowanie opracowywanych w WAT liczników czasu. Więcej na ten temat w serwisie Nauka w Polsce - tutaj.

Szczegółowe informacje w artykule źródłowym: „Digital-to-time converter for test equipment implemented using FPGA DSP blocks” .

PAP – Nauka w Polsce

kol

Copyright © Fundacja PAP 2021