Ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали схемотехнические решения для дискретно-аналоговых фильтров (ДАФ): их амплитудно-частотные параметры можно перестраивать, не меняя частоту коммутации. Разработка может стать отечественной альтернативой зарубежным решениям от Texas Instruments, Maxim, Cypress, Analog Devices и снизить зависимость от иностранной компонентной базы.
ДАФ обрабатывают сигналы по частоте, отсекают помехи и выделяют нужные диапазоны. В фильтрах на переключаемых конденсаторах частота среза обычно зависит от тактового сигнала. Команда ДГТУ предложила архитектуры, где основные параметры можно перестраивать независимо, при этом частота коммутации, затухание полюса и коэффициент передачи остаются постоянными.
Такие решения нужны при создании специализированных электронных устройств для промышленности, автомобилестроения, медицины, аэрокосмической отрасли и систем связи. В ДАФ нет катушек индуктивности и резисторов больших номиналов, что упрощает интеграцию фильтров в компактные микросхемы.
Исследование проходило с 2023 по 2026 год в ходе проекта «Дискретно-аналоговые фильтры для адаптивных измерительных систем и задач аналого-цифровой обработки сигналов с широкодиапазонной независимой перестройкой основных параметров». Он объединил специалистов ДГТУ и ЮФУ, в том числе молодых ученых. Руководит работой кандидат технических наук, старший научный сотрудник Управления научных исследований ДГТУ Дарья Денисенко.
«В рамках проекта мы исследовали обширный класс дискретно-аналоговых фильтров на переключаемых конденсаторах. Разработанные устройства обладают расширенным функционалом и возможностью независимой перестройки параметров в широком диапазоне. Наша работа закладывает научно-техническую основу для проектирования активных RC-фильтров и входных ограничителей спектра», — отметила Дарья Денисенко.
За три года ученые собрали банк схемотехнических решений ДАФ с результатами компьютерного моделирования. В 2025 году материалы направили профильным предприятиям России, в том числе Новосибирскому заводу полупроводниковых приборов «Восток», ООО «НМ-Тех» в Зеленограде и АО «НИИЭТ» в Воронеже.
Команда также исследовала пять новых подклассов ДАФ на переключаемых конденсаторах с широкодиапазонной независимой перестройкой основных параметров. Чтобы проверить решения, разработчики сделали измерительный стенд и макет универсального ДАФ второго порядка на современной электронной компонентной базе.
Прикладное значение проекта отметил министр промышленности и энергетики Ростовской области Андрей Савельев.
«Ростовская область укрепляет свои позиции в сфере микроэлектроники, — подчеркнул он. — Создается не только образовательная база, но и реальная научно-техническая среда, где рождаются прорывные идеи. Разработка донских ученых — это не просто теоретическое исследование, это прикладной инструмент, который создает фундамент для развития высокотехнологичного приборостроения в масштабах всей страны. Такие достижения подтверждают, что донская научная школа способна отвечать на самые сложные вызовы, обеспечивая отечественную промышленность конкурентоспособными компонентами».
Еще об одном направлении работы рассказал начальник отдела АО «ВНИИ «Градиент» Сергей Мельников.
«Команда исследователей из ДГТУ представила перспективный метод оценки схемной надежности. Их разработка позволяет точнее моделировать поведение компонентов в реальных условиях эксплуатации, выявлять потенциальные „слабые звенья“ на этапе проектирования и оптимизировать параметры фильтров, сохраняя их надежность».
Это создает научно-техническую базу для дальнейшей разработки отечественных ДАФ и специализированных микросхем для систем обработки сигналов.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
