Інваріантні п’єзорезонансні системи та їх використання в прецизійній радіоелектроніці

На кафедрі радіоелектронних апаратів і телекомунікацій у співтоваристві з кафедрою радіотехніки та зв’язку ведуться наукові дослідження за тематикою «Інваріантні п’єзорезонансні системи та їх використання в прецизійній радіоелектроніці».

Дана тематика присвячена теорії і реалізаційним основам побудови технічно інваріантних до ансамблю факторів впливу п’єзорезонансних пристроїв (ПРП) генерування стабільних за частотою сигналів, пристроїв частотної селекції та прецизійних частотних вимірювачів фізичних величин. Для забезпечення інваріантності ПРП використовується явище багаточастотної генерації в п’єзорезонансних системах, яке традиційно вважається винятково шкідливим і придушується різними методами, а також теоретичні, експериментальні і конструктивно-технологічні дослідження узагальнені в рамках єдиного системного підходу. Теоретичною основою даного підходу є фундаментальні роботи по теорії електроакустичних перетворювачів та по теорії інваріантності, матеріальною основою – бурний розвиток мікроелектронної та мікропроцесорної техніки, використання якої в комплексі з багаточастотним збудженням кварцового резонатора визначено «революційним напрямком» в прецизійній п’єзоелектроніці.

Проведення досліджень за темою: «Теорія і реалізаційні основи інваріантних п’єзорезонансних систем» (НДР, № держ. рег. № 0108U002236) під керівництвом д.т.н., доц.. каф. ТКІТ Підченка С.К.

Проведення досліджень за темою: «Удосконалення методів і систем прийому і обробки інформації дистанційного зондування Землі та супутникової метеоінформації (НДР, № держ. рег. 0111U002299). На фото: аспірант каф. РЕА і ТК Кальватинський О.В.

Основні положення даної теорії та запропоновані рішення прикладних питань можуть безпосередньо використовуватися не тільки в області п’єзоелектроніки, але й в інших областях прецизійної радіоелектроніки, зокрема, у системах генерації і фільтрації сигналів НВЧ.

Науковцями кафедри радіотехніки та зв’язку були вирішені ключові питання динаміки багаточастотних кварцових коливальних систем:

– забезпечення стійкості багатомодового режиму збудження кварцового резонатора для довільної кількості коливань за умов варіації їх активності та мінімізації тривалості перехідного процесу (к.т.н., доцент Підченко С.К);

– скорочення часу готовності багаточастотних кварцових резонаторів за рахунок вибору раціонального теплового режиму п’єзоелемента на етапі встановлення коливань та удосконалення інтегральних елементів нагріву (к.т.н., доцент Таранчук А.А.);

– покращення віброчастотної стабільності автогенераторних п’єзорезонансних пристроїв в режимі багаточастотного збудження кварцового резонатора (к.т.н., доцент Стецюк В.І.);

– створено новий клас вимірювальних частотних п’єзорезонансних перетворювачів з модуляцією міжелектродного зазору (к.т.н. Хільченко Г.Л.) на основі принципу «надлишкової» добротності керованих п’єзорезонансних пристроїв в умовах низькодобротного навантаження (к.т.н., доцент Мішан В.В.).

Практична реалізація запропонованих професором Колпаковим Ф.Ф. та його учнями принципів модуляції міжелектродного зазору кварцового резонатора призвела до створення принципово нової конструкції датчика тиску – п’єзорезонансного механотрону, точність та роздільна здатність якого значно перевищує характеристики існуючих датчиків. Ця розробка стала основою для створення спільно с концерном ВАТ «Родон» (м. Івано – Франківськ) промислового зразка тонометру «Станіслав – ТОН 01», який завдяки «надлишковій» для задач тонометрії роздільної здатності та спеціальному програмному забезпеченню вирішує і задачі сфігмографічного дослідження параметрів серцево – судинної системи людини. Розвиток даного напрямку призвів до створення на базі п’єзорезонансного механотрону сфігмографічної системи високої вірогідності реєстрації, яка надає нові можливості по визначенню параметрів пульсових коливань, дозволяє виявляти патології (атеросклеротичні зміни) серцево-судинної системи людини на ранніх стадіях та суттєво підвищити діагностичну цінність реєструємих параметрів.

Проведення досліджень за темою: «Розробка методів та засобів вимірювання параметрів серцево-судинної системи людини» (НДР, № держ. рег. 0108U001279) під керівництвом к.т.н., доц. каф. РЕА і ТК Таранчук А.А.

Аналоговий сфігмометричний канал для вимірювання параметрів пульсової хвилі людини (розробники: к.т.н., доц. Підченко С.К., к.т.н., доц. Таранчук А.А.

Використання принципів «надлишкової» добротності керованих п’єзорезонансних пристроїв в вимірювальних системах привело до створення універсального п’єзорезонансного вимірювача вологості речовин з дискретною структурою. Розроблений вимірювальний перетворювач вологості дозволяє сформувати єдиний підхід до вимірювання вологості дискретних речовин (формувальної суміші, суміші волокон пряжі, зернових культур, цукру тощо) за допомогою діелькометричного методу, що сприяє значному спрощенню побудови апаратури вимірювання вологості та забезпечення її універсальності.

Наукові розробки за темою «Інваріантні п’єзорезонансні системи»

Найбільш вагомі наукові публікації за темою «Інваріантні п’єзорезонансні системи»