Synthesis of a Table-type Tonal Arithmetic Device

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

One of the obstacles to the further development of the capabilities of high-speed measuring technology is the limitations of digital electronics in terms of the ADC control circuit. The paper proposes to use an alternative approach based on arithmetic in the system of residual classes, while discrete phases of harmonic signals are used as the basis for coding modular numbers. Before a high-speed ADC control scheme is implemented, it is necessary to theoretically justify the functioning of basic computing devices. The article discusses algorithms for the operation of a tabular arithmetic device and a phased key with a high rate of state change. A simple model of the computational path is given in order to focus attention on possible problems with the microwave signal. Modern achievements in the field of potential semiconductor and superconducting instrumentation are analyzed.

About the authors

Aleksey A. Kozhevnikov

Rostov State Transport University

Author for correspondence.
Email: akozhev@yandex.ru

Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor; Department of Socio-humanitarian, Natural Science and General Professional Disciplines of the Branch of Rostov State Transport University. Voronezh, Russian Federation

Russian Federation, Voronezh

References

  1. Akushskii I.Ya., Yuditskii D.I. Arithmetic of computers in the residue number system. Moscow: Sov. Radio, 1968. 440 p.
  2. Burbaev T.M. et al. Use of magnetic field screening by high-temperature superconducting films to switch microwave signals. Technical Physics Letters. 1998. Vol. 24. No. 7. Pp. 533–535.
  3. Vendik I.B. et al. Nonlinear characteristics of resonators and filters made from high-temperature superconducting films. Technical Physics Letters. 1998. Vol. 24. No. 12. Pp. 956–958.
  4. Volkov A.F., Zavaritskiy N.V., Nad F.Ya. Electronic devices based on loosely coupled superconductors. Moscow: Sov. Radio, 1978. 136 p.
  5. Gudkov A. Josephson junctions: Electrophysical properties, applications and development prospects. Electronics NTB. 2014. No. 9. Pp. 65–80. (In Rus.)
  6. Gusev A.N. Identification of the properties of superconductivity and prediction of new compositions of five-component oxyarsenides with a high transition temperature to the superconducting state. Bulletin of the Moscow Region State University. Series: Physics-Mathematics. 2011. No. 1. Pp. 36–46. (In Rus.)
  7. Dyakonov V. Sensation 2015: Teledyne LeCroy mastered the release of the world’s first 100-GHz real-time oscilloscope! Components and Technologies. 2015. No. 3. Pp. 16–22. (In Rus.)
  8. Emelyanov V. Microelectronic microwave components based on high-temperature superconductors. Part 1. Components and Technologies. 2001. No. 6. (In Rus.) URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_15166442_32507913.pdf (data of accesses: 17.01.2023).]
  9. Irkhin V.P., Fedyaev V.N. Implementation of operations of modular arithmetic on coherent phase shifters. Neurocomputers: Development, Application. 2010. No. 9. Pp. 55–59. (In Rus.)
  10. Kagan M. Y. et al. Anomalous superconductivity and superfluidity in repulsive fermion systems. Physics-Uspekhi. 2015. Vol. 58. No. 8. Pp. 733–761.
  11. Kapaev V.V. et al. High-frequency response and the possibilities of frequency-tunable narrow-band terahertz amplification in resonant tunneling nanostructures. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2013. Vol. 116. No. 3. Pp. 497–515.
  12. Kester W. Analog-to-digital conversion. Moscow: Technosphere, 1016 p.
  13. Kozhevnikov A.A. Arithmetic simple devices of modular special processors. Instruments and Systems: Monitoring, Control, and Diagnostics. 2018. No. 2. Pp. 46–51. (In Rus.)
  14. Kozhevnikov A.A. Synthesis of tonal devices for multiplication modulo. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2019. No. 3. Pp. 65–70. (In Rus.)
  15. Kozhevnikov A.A. Multifunctional arithmetic devices in residual classes. Proceedings of TUSUR University. 2018. No. 4. Pp. 59–62. (In Rus.)
  16. Kopaev Yu.V., Murzin V.N. Investigation of microwave properties of tunnel-resonant heterostructures in order to create multifunctional microwave chips and generators of the terahertz range. Russian Foundation for Basic Research Bulletin. 2012. No. 1. Pp. 119–125. (In Rus.)
  17. Romanova I. ADCs and DACs of Fujitsu – new technologies, high performance. Electronics NTB. 2014. No. 1. Pp. 96–100. (In Rus.)
  18. Fedyukin V.K. The solution to the problem of “superconductivity” of electric current and superdiamagnetism. St. Petersburg: SPbGIEU. 2011. 342 p.
  19. Shiganov A. SiGe-technology for LeCroy high-speed oscilloscopes. Components and Technologies. 2012. No. 2. Pp. 131–134. (In Rus.)
  20. Shitov S.V. et al. 1-THz low-noise SIS mixer with a double-dipole antenna. Technical Physics. 2002. Vol. 47. No. 9. Pp. 1152–1157.
  21. Shishkin G.G., Ageev I.M. Nanoelectronics. Elements and devices. Moscow. BINOM. Laboratoriya znaniy. 2012. 408 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Approximate upper limit of high-speed analog-to-digital conversion capabilities. Above the dots is the name of the methods, below the dots is the name of the chips

Download (69KB)
3. Fig. 2. Arithmetic unit modulo m of tabular type

Download (125KB)
4. Fig. 3. Programmable phase delay on PS matrix for operation |γ1 ∙ γ2|5

Download (126KB)
5. Fig. 4. Phased key modulo m

Download (40KB)
6. Fig. 5. Parameters of the SA signal for the RNS modules (from top to bottom) equal to 5, 6 and 7, respectively: a – dependence of the phase (relative to Sδ) of the output harmonic on the phase difference of the input Δ1 (S1, 2 and Sref); b – dependence of the amplitude of the output harmonic on the phase difference of the input Δ1. In parentheses: difference of deductions γ = (γ1, 2 – γref) mod m

Download (392KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».