Деградационные процессы и низкочастотный шум в полупроводниковых светоизлучающих структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Введение

Глава I Состояние вопроса по исследованию низкочастотных шумов в полупроводниковых светоизлучающих структурах

1.1 Понятие низкочастотного (фликкерного) шума вида Ц

1.2 Статистические характеристики низкочастотного шума вида 1Д

1.3 Диагностические свойства низкочастотного шума

1.4 Физическая природа низкочастотного шума

1.4.1 Представления о равновесном происхождении фликкерных флуктуаций

1.4.2 Представления о неравновесном происхождении фликкерных флуктуаций

1.5 Низкочастотные флуктуации в полупроводниковых светоизлучающих структурах

1.5.1 Поверхностный механизмы генерации НЧ шумов в полупроводиковых светоизлучающих структурах

1.5.2 Генерационно-рекомбинационная природа низкочастотных шумов

1.5.3 Флуктуации подвижности носителей зарядов как источник

1Д шума полупроводниковых диодов

1.5.4 * Формирование современных тенденций и представлений о механизмах генерации низкочастотных колебаний в полупроводниковых светоизлучающих структурах

1.6 Выводы

Глава II Модель генерации низкочастотного шума в полупроводниковых структурах

2.1 Экспериментальные данные, свидетельствующие о существовании механизма НЧ шума, обусловленного множественностью его источников

2.2 Основные положения многоисточниковой модели

2.3 Одновременное существование в полупроводниковых материалах и структурах нескольких источников фликкерных флуктуации

2.4 Механизм дефектообразования, обусловленный воздействием горячих электронов

2.5 Механизм подпорогового дефектообразования и массопереноса как источник избыточного низкочастотного шума в полупроводниковых светоизлучающих структурах

2.6 Выводы

Глава III Методики экспериментов и аппаратура для исследования низкочастотных флуктуаций

3.1 Измерение распределения эффективной концентрации заряженных центров в полупроводниковых структурах

3.2 Установка для комплексного измерения собственных электрических и фотонных шумов светоизлучающих полупроводниковых структур

3.3 Методика определения параметров низкочастотного фликкер-шума с использованием относительно более высокочастотной усилительной аппаратуры

3.4 Точность и репрезентативность измерений

3.5 Выводы

Глава IV Исследование шумовых, электрофизических и фотоэлектрических характеристик полупроводниковых светодидов при внешних воздействиях и длительной наработке

4.1 Изменение параметров шума светоизлучающих полупроводниковых структур при длительном протекании прямого тока

4.2 Исследование влияния распределения эффективной концентрации заряженных центров на шумовую картину

4.3 Пространственная локализация фотонной электролюминесценции полупроводниковых светоизлучающих диодов при обратном смещении

4.4 Исследование сверхбыстрой деградации фотоэлектрических параметров полупроводниковых светоизлучающих диодов

Изучение возможности отбраковки кремниевых фотоприемников с использованием радиационной технологии и шумовой спектроскопии

Исследование многоисточникового механизма генерации избыточного низкочастотного шума в полупроводниковых структурах Использование низкочастотных шумов для диагностики состояния биологических систем Выводы

Физическая природа и механизмы генерации электрических низкочастотных (НЧ) шумов в электронных системах интенсивно исследуются на протяжении последних десятилетий. Одной из основных причин этого является возможность использования результатов шумовых измерений для изучения деградационных процессов в полупроводниковых структурах и диагностики качества полупроводниковых приборов.

В реальных приборных структурах всегда имеются естественные источники электрических шумов. В некоторых случаях эти шумы существенно ограничивают рабочие параметры приборов на низких частотах, в частности - мешают приблизиться к фундаментальному пределу чувствительности измерений, в то время как в высокочастотной области этот предел практически достигнут. Основную роль здесь играет избыточный, так называемый «фликкерный» НЧ шум. Его характерной особенностью является возрастание спектральной плотности флуктуаций на низких частотах по закону Б (0 ~ ¡/(РО. где í - частота, у — коэффициент, принимающий значения близкие к единице. При этом нижний частотный предел возрастания плотности не ограничен и определяется лишь длительностью измерений. Это свойство до настоящего времени не нашло фундаментального объяснения. В большинстве полупроводниковых приборов фликкер-шум становится доминирующим на частотах ниже 1001000 Гц. Будучи параметрическим, он имеет свойство модулировать более высокочастотные сигналы и переноситься в окрестности рабочих частот практически всех радиоэлектронных устройств.

Эксперименты показывают, что все процессы, связанные с деградацией или термодинамическим неравновесием систем, сопровождаются появлением или заметным повышением уровня их собственных низкочастотных шумов, что используется для неразрушаю-щего контроля изделий электронной техники и в исследовательских целях. Не составляют исключения и полупроводниковые светоиз-лучающие структуры. Деградационные процессы в них, особенно при больших уровнях тока и (или) времени наработки, протекают достаточно интенсивно, оказывая определяющее влияние на параметры низкочастотных шумовых флуктуаций. В связи с тем, что излучение в таких структурах формируется на относительно узком участке ОПЗ р-п перехода, многие традиционные методы исследования полупроводниковых приборов могут быть малоэффективными. В то же время, экспериментальные данные свидетельствуют о достаточно высокой чувствительности методов шумовой спектроскопии по отношению к изменениям электрофизических параметров активных областей.

С этих точек зрения особенно актуально проведение комплексных исследований деградационных процессов в полупроводниковых светоизлучающих приборах с использованием методов шумовой спектроскопии, а также изучение процессов формирования низкочастотных фликкер — шумов.

Целью настоящей работы является выявление связи физических процессов деградации в полупроводниковых светодиодных структурах с параметрами их собственных низкочастотных электрических шумов.

Для достижения указанной цели были сформулированы и поставлены следующие задачи:

1. На основе исследования низкочастотных флуктуаций в полупроводниковых светодиодных структурах (СДС) установить закономерности изменения параметров шумов в процессе деградации СДС при длительной работе, а также в результате внешних воздействий.

2.Разработать модель генерации шума в исследованных структурах исходя из доминирующих механизмов изменения их параметров и характеристик в процессе деградации.

3.Разработать методы и аппаратуру для исследования параметров электрических и фотонных низкочастотных шумов при деградации СДС.

4.Разработать рекомендации по использованию измерений низкочастотных шумов с целью прогнозирования стабильности и надежности работы светодиодных и других полупроводниковых структур.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложена модель генерации низкочастотного шума и механизм изменения его параметров в процессе длительной работы полупроводниковых светоизлучающих структур в различных электрических и тепловых режимах в предположении доминирующего влияния термодинамически неравновесных процессов.

2. Выявлены специфические параметры НЧ шума, обусловленные процессами массопереноса и дефектообразования, связанного с подпороговым смещением атомов при протекании прямого и обратного тока через р-п переход светоизлучающих структур.

3. Установлен механизм и выявлена пространственная локализация фотонной электролюминесценции в полупроводниковых светоизлучающих структурах при обратном смещении.

4. Разработан метод анализа низкочастотных шумов вида 1Д с применением относительно более высокочастотной измерительной аппаратуры.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработаны качественные диагностические критерии оценки текущего состояния и прогнозирования стабильности параметров полупроводниковых структур по результатам измерений низкочастотного шума.

2. Разработан метод и изготовлен аппаратно-программный комплекс для исследований собственных токовых и фотонных низкочастотных шумов полупроводниковых светоизлучающих структур.

3. Разработаны рекомендации по снижению интенсивности де-градационных процессов и уровня связанных с ними НЧ шумов в ходе эксплуатации полупроводниковых приборов.

На защиту выносятся следующие положения и результаты работы:

1.Низкочастотный шум вида 1Д в полупроводниковых светоизлучающих структурах есть следствие протекания нестационарных процессов в термодинамически неравновесной системе.

2. Основным механизмом генерации фликкерного шума в полупроводниковых светоизлучающих структурах, подвергающихся термополевым, радиационным и. другим видам воздействий является массоперенос вследствие диффузии и подпорогового смещения атомов кристаллической решетки в их активных областях.

3. Изменения параметров низкочастотного шума тока полупроводниковых структур сопровождаются изменениями профиля распределения эффективной концентрации заряженных центров в активной области.

10

4. Анализ низкочастотного фликкер-шума может проводиться с использованием измерительной аппаратуры с более высокими рабочими частотами, чем собственные частоты исследуемого шума.

5. Использование для диагностики состояния полупроводниковых светоизлучающих структур изменений параметров фотонных шумов и пространственного распределения электролюминесценции, ускоренных обратным смещением.

4.8 Выводы

1) Проведены комплексные исследования параметров низкочастотного электрического шума в оптоэлектронных полупроводниковых структурах в диапазоне частот 0,01 - 100000 Гц при прямых токах от 10~7 до Ю-1 А., обратных токах от 10" 8 до Ю-2 А, установлена их взаимосвязь с деградационными процессами, вызванными длительными радиационными и термополевыми воздействиями.

2) Экспериментально установлена многоисточниковая природа генерации фликкерных флуктуаций в полупроводниковых структурах, механизмы которой обусловлены деградацион-ными и генерационно-рекомбинационными процессами.

3) Установлены корреляции между параметрами собственного НЧ шума и изменением параметров профилей распределения эффективной концентрации заряженных центров в активных областях светодиодных структур, вызванными внешними воздействиями.

4) Выявлена взаимосвязь параметров собственных низкочастотных электрических и фотонных шумов в полупроводниковых структурах, установлены связывающие их закономерности, характерные для процессов деградации. В частности, корреляция между фотонными и электрическими шумами, скоростью деградации структур, профилем распределения ЭКЗЦ, пространственным распределением электролюминесценции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа носит комплексный характер. Проведены исследования параметров низкочастотного электрического шума в оптоэлектронных полупроводниковых структурах в диапазоне частот 0,01 - 100000 Гц при прямых токах от Ю-7 до Ю-1 А., обратных токах от Ю-8 до Ю-2 А, установлена их взаимосвязь с деградационными процессами, вызванными длительными радиационными и термополевыми воздействиями.

Экспериментально установлена многоисточниковая природа генерации фликкерных флуктуаций в полупроводниковых структурах, механизмы которой обусловлены деградационными и генерационно-рекомбинационными процессами.

Проведен анализ механизма возникновения НЧ шума в активных областях полупроводниковых структур, обусловленного процессами массопереноса и изменения распределения ЭКЗЦ в следствие под-порогового смещения атомов и диффузии примеси, получены аналитические выражения, описывающие закономерности проявления этого механизма шумообразования.

Установлены корреляции между параметрами собственного НЧ шума и изменением параметров профилей распределения эффективной концентрации заряженных центров в активных областях светодиодных структур, вызванными внешними воздействиями.

Выявлена взаимосвязь параметров собственных низкочастотных электрических и фотонных шумов в полупроводниковых структурах, установлены связывающие их закономерности, характерные для процессов деградации. В частности, корреляция между фотонными и электрическими шумами, скоростью деградации структур, профилем распределения ЭКЗЦ, пространственным распределением электролюминесценции.

131

Разработана обобщенная модель генерации фликкерного шума, основанная на доминирующих механизмах, лежащих в основе термодинамически неравновесных процессов.

Разработанный метод регистрации пространственного распределения электролюминесценции при протекании обратного тока позволяет на этапе формирования светоизлучающей структуры выявлять неоднородности распределения эффективной концентрации заряженных центров, оценивать качество и прогнозировать потенциальную надежность исходя из характера расположения областей свечения по поверхности кристалла.

Разработан метод анализа низкочастотных шумовых спектров вида \Ц с использованием относительно высокочастотной усилительной аппаратуры.

1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебн. для вузов по спец. "Радиотехника". М.: Высшая школа, 1988. 448 с.

2. Битюцкая Л.А., Селезнев Г.Д. Тепловой фликкер-шум в диссипа-тивных процессах предплавления кристаллических веществ // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24, № 14. С. 24-27.

3. Блейкмор Д. Физика твердого тела. Пер. с англ. М.: Мир, 1988.

4. Богданов Г.П., Кузнецов В.A., JIotohob М.А. и др.; под ред. В.А. Кузнецова. Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники. М.: Радио и связь, 1990.

5. Бочков Г.Н., Кузовлев Ю.Е. Новое в исследованиях 1/f шума//Успехи физических наук. 1983. Т. 141. Вып.1. Сентябрь. С.151-176.

6. Букингем М. Шумы в электронных приборах и системах. Пер. с англ. М.: Мир, 1986.

7. Вакман Д.Е., Вайнштейн Л.А. Амплитуда, фаза, частота основные понятия теории колебаний//Успехи физических наук. 1977. Т.123, № 12. Вып.4. С. 657-682.

8. Ван Дер Зил А. Шум. Источники, описание, измерение. М.: Советское радио, 1973.

9. Ван Дер Зил А. Шумы при измерениях. М.: Мир, 1979. 10 Вентцель Е.С. Теория Вероятностей. М.: Наука, 1969.

10. Врачев A.C. О термодинамическом подходе к проблеме низкочастотного шума// Известия вузов. Сер. Радиофизика . 1980. Т.23, №12. С. 1464 1472.

11. Гленедорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Наука, 1973.

12. Горелик Г.С. Колебания и волны. М.: Физматгиз, 1959.

13. Горюнов H.H. Свойства полупроводниковых приборов при длительной работе и хранении. М.: Энергия, 1970.

14. Гудков Н.Д. Исследование низкочастотных шумов типа 1/f обратно смещенных германиевых р-n переходов. РиЭ. 1967. Т.12, №5. С. 946.

15. Деч Р. Нелинейные преобразования случайных процессов. М.: Сов. Радио, 1965.

16. Дещеревский A.B., Журавлев В.И. Тестирование методики оценки параметров фликкер-шума. М.: ОИФЗ РАН, 1996.

17. Дьяконова Н.В., Ливинштейн М.Е., Контерас С., и др. Низкочастотный шум в n —GaN // Физика и техника полупроводников. 1998. Т.32, №3. С.285-289.

18. Изделие "Ворон—3". Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации. АНВЯ 2.076.006 ПС. МВД СССР. НИИ специальной техники. 1989.

19. Какушадзе Д. Г. Исследование вопросов кинетики и деградации электролюминесценции светоизлучающих диодов на основе арсенида галлия: Автореф. дис. канд. физ.мат. наук. Грузинский технический университет. Тбилиси, 1997.

20. Карпов Ю.С., Галушко B.C., Мартине В. Влияние поверхностного потенциала на избыточные электрические флуктуации в германиевых р + -п переходах. Известия Вузов. Приборостроение. 1969. Т. 12, № 4. С.5.

21. Климонтович Ю.Л. Остаточные временные корреляции и спектр 1/f при броуновском движении // Журнал экспеприментальной и теоретической физики. 1981. Т.80. Вып. 6. С. 2243-2248.

22. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И., Кудряшов В.Е. и др. Изменения люминесцентных электрических свойств светодиодов из гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при длительной работе // Физика и техника полупроводников, 1998. Т.32, № 1. С.224-232.

23. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И., Кудряшов В.Е. и др. Люминесценция р — п гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при ударной ионизации // Физика и техника полупроводников, 1998. Т. 32, Ne 1. С.63-67.

24. Коган Ш.М. Низкочастотный токовый шум со спектром типа 1/f в твердых телах //Успехи физических наук. 1985. Т. 145. Вып.2. Февраль. С. 285-328.

25. Король А.Н., Кицай М.Е., Стриха В.И. Влияние глубоких уровней на избыточный шум диодов с барьером Щоттки // Полупроводниковая техника и микроэлектроника. 1976. № 22. С.43.

26. Крамер Г., Линбеттер М. Стационарные случайные процессы. М.: Мир, 1969.

27. Лукьянчикова Н. Б., Гарбар Н. П., Лисянский M. II., Коган Л.М. Де-градационные процессы и токовый шум в светоизлучаюших диодах изфосфида галлия // Физические основы надежности и деградации полупроводниковых приборов. Кишинев. 1982. Т.2. С. 94.

28. Лукьянчикова Н.Б., Гарбар Н.П., Матинова М.С. и др. Шумы прямого тока и инжекционной люминесценции р-n переходов в монокристаллах Ga0.g In0.iAs //Украинский физич. журнал. 1975. Т.20, № 6. С.946-951.

29. Лукьянчикова Н.Б., Гарбар Н.П., Шейнкман М.К. Избыточные токи и шумы прямосмещенных GaP диодов // Физика и техника полупроводников. 1972. Т. 6, №5. С. 869-878.

30. Лукьянчикова Н.Б. Низкочастотный шум в полупроводниковых диодах//Литовский физический сборник. 1984. Т.24, №1. С.51-66.

31. Лукьянчикова Н.Б., Ткаченко H.H. Механизм формирования 1/f шума в полупроводниковых гетероструктурах // Тезисы докладов Зй всесоюзной конференции по физическим процессам в полупроводниковых гетероструктурах. Одесса. 1982. Т.1. С.81.

32. Лучинин A.C. Влияние фликкер-шума на гармонический сигнал в усилителе на биполярное транзисторе // Известия ВУЗов. Сер. Радиофизика. 1980. Т.23, №3. С. 317-321.

33. Малахов А.Н., Якимов A.B. Радиотехника и электроника. 1974. Т. 19. С.2438.

34. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники: уч. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1985.

35. Маняхин Ф.И. Подпороговый механизм образования дефектов инжектированными носителями заряда в полупроводниковых структурах // Изв. ВУЗов. Сер. Материалы электронной техники. 1998. №1. С. 63-69.

36. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. Горелик С.С., Дашевский М.Я.: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1988.

37. Орешкин П.Т., Денисов А.Л., Кордюков С.И. Низкочастотные шумы диодов Шоттки // Радиотехника и электроника. 1985. Т. XXX. Вып. 7. С.1449-1450.

38. Основы оптоэлектроники. Пер.сяп.-М.: Мир, 1988.

39. Паленскис В., Шоблинскас 3. Шумовая спектроскопия примесных уровней и 1/f шум в высокоомных монокристаллах кремния // Литовский физический сборник. 1985. Т.25, № 3. С. 88-96.

40. Пейтон А.Дж, Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. Пер. с англ. В.Л. Григорьева. М.: Бином, 1994.

41. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. М.: Прогресс, 1994.

42. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986.

43. Придорогин В.М. Шумовые свойства транзисторов на низких частотах. М.: Энергия, 1976.

44. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. М.: Наука, 1971.

45. Солимар Л., Уолш Д. Лекции по электрическим свойствам материалов: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.

46. Таратута А.Н., Чайка Г.Е. Шумы прямосмещенного р-n перехода на низких частотах // Украинский физический журнал. 1968. Т. 13, №6. С.931.

47. Шалимова К.В. Физика полупроводников. Учебник для студентов вузов. М.: Энергия, 1976.

48. Якимов А.В. Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1980. Т.23. С.238.

49. Якимов А.В. Изв. вузов. Сер. Радиофизика. 1982. Т.25. С.308.

50. Bell D.A. J. Phys.Ser.C. 1980. V.13. P.4425.

51. Cowly A.M., Zettler R.A. Shot noise in silicon Shottky barier dioides. // IEEE Tr. El. Dev., 1968. V.ED-15, № 10. P.761.

52. Dutta P., Eberhard J.W. Horn P.M. 1/f noise in copper whiskers // Solid State Communications, 1977. № 21. P. 679-68.

53. Dutta R., et.al. // Sol.State Comm. 1978. V.27. P. 1389.

54. Eberhard. J.W. Horn P.M. Temperature dependence of 1/f noise in silver and copper // Phys. Rev. Lett. 1977, № 39. P. 643-646.

55. Hooge F.N. 1/f noise is no surface effect // Physics letters. V.29A, №3. 21 April 1969. P. 139-140.

56. Hooge F.N. et.al. // Rept. Progr. Phys. 1981. V.44. P.479.

57. Hooge F.N., Kedzia J, Vandamme L.K.J. Boundary scattering and 1/f noise//J. Appl. Phys. 1979, № 50. P. 8087-8089.

58. Hooge F.N., Vandamme L.K.J. Lattice scattering causes 1/f noise // Phis. Lett. 1978. V.66A, №4. P.315.

59. Hsu S.T., Fitzgerald D.J., Grove A.S. Surface state related 1/f noise in p-n junctions and MOS transistors // Appl. Phys. Lett. 1968. V.12, №5. P.287.

60. Hsu S. T. Low-freguency excess noise in metal-silicon Shottky barrier diodes // IEEE Sol. St. El. 1979. V.22, №2. P.121.

61. Hsu S.T. Low frequency excess noise in metal-silicon Shottky barrier diodes // IEEE Tr. El. Dev. 1971. V. ED-18, №10. P.496.

62. Kleinpenning T. G. M. 1/f noise in p-n diodes // Physica. 1980. V.98B, №4. P. 289.

63. Kleinpenning T. G. M. Low frequency noise in Shottky barrier diodes // Sol. St. El. 1979. V.22, № 2. P.121.

64. Lauritzen P.O. Low frequency generation noise in junction fielde effect transistors // Sol. St. El. 1965. V.8, № 1. P.41.

65. Massobrio G., Antognetti P. Semiconductor device modeling with SPICE. Second edition// McGraw-Hill, Inc. New York, 1993. P.299-309.

66. Pelegrini B. One model flicker, burst, and generation-recombination noises // Phys. Rev. B. 1981. V.24, № 12. P.7071.

67. Van der Ziel A. The surface recombination model of p-n diode flicker noise // Phisica, 1970, V.48, № 2. P. 242.

68. Voss R.F., Clark J, Flicker (1/f) noise: equilibrum temperature and resistance fluctuations // Phys.Rev.B. 1976. V.13, №2. P.556-573.

69. Wall E.L. Edge injection currents and their affects on 1/f noise in planar Shottky diodes // Sol. St. El. 1976. V.19, №3. P. 389.

70. Yajima T., Esaki L. Excess noise in narrow germanium p—n junctions. // J. Phys. Soc. Jap. 1958. V.13, №11. P. 1281.риложение1рограмма записи, спектрального анализа и отображения шзкочастотного шумового сигнала на языке Бейсик

71. Установка графики высокого разрешения 640x350 ^LS : SCREEN 10 :ONST PI = 3.141592654# 5 REM ВВОД ПАРАМЕТРОВ ДАНЫХ

72. NPUT "Задайте длину массива (128,256,512,1024,2048,4096)"; М1. F М = 128 THEN GOTO 101. F М = 256 THEN GOTO 101. F M = 512 THEN GOTO 101. F M = 1024 THEN GOTO 101. F M = 2048 THEN GOTO 101. F M = 4096 THEN GOTO 10iEM PRINT "неверное значение": GOTO 5

73. INPUT "количество серий измерений (0 стоп)"; n1. F n = 0 GOTO 1000

74. EM Определение массива данных "Z" из (m на n) элементов, 'EM массива "X" данных с вычтенной постоянной составляющей 'ЕМ и массива результатов Фурье-анализа "S" из (к на п) элементов : = 20

75. Z(M, n): DIM Х(М, n): DIM S(k, n)

76. ЕМ Определение массива фазовых сдвигов и усредненной :пектральной плотности )IM Q(k, n): DIM SI (к)

77. ЕМ определение массивов к-тов альфа (U) и к-тов ропорциональности (L) )IM U(4): DIM L(4)

78. HEM 20 INPUT "верхняя частота = 9,1 Гц / на"; ti 2 = .334: t3 = 1 / t2

79. НЕМ Определение и заполнение массива вычисляемых частот DIM F(k)5 = (t3 / 2) (2 * t3 / M)

80. OR kl = 1 TO k: F(kl) = 2 * t3 / M + t5 * kl / (k + 4): NEXT kl1. HEM Обнуление массивив

81. HEM FOR nl = 1 TO n: FOR ml = 1 TO m

82. HEM Z(ml, nl) = 0: X(ml, nl) = 0: NEXT ml

83. HEM FOR kl = 1 TO k: S(kl, nl) = 0: Q(kl, nl) = 0: NEXT kl: NEXT nl

84. HEM FOR kl = 1 TO k: Sl(kl) = 0: NEXT kl

85. НЕМ Определение множителя для формулы отображения точки•рафика

86. НЕМ спектра на экране п4 и коэффициента для рисования сетки графикаi4 = 20: п5 = 300 / п4 LOO CLS

87. DRINT "Произвести измерения 1"

88. DRINT "Режим осциллографа 2"3RINT

89. DRINT "Произвести спектральный анализ 3" DRINT "Результаты спектр.анализа на экран - 4" DRINT "Вывести исходные данные на экран - 5" DRINT

90. ООО REM ОСТАНОВКА ПРОГРАММЫ

91. ЕМ Восстановление работы принтера )UT 890, 4

92. RINT "Работа программы завершена" ITOP: END0000 REM Подпрограмма рисования сетки графика •OR X = 100 ТО 600 STEP 100: LINE (X, 0)-(Х, 300) sTEXT X

93. OR у = 0 ТО 300 STEP 100: LINE (100, 300 у)-(600, 300 - у) \ГЕХТ уэ7 = 2 * t3 / М jOCATE 22, 13: PRINT о7 э7 = t3 / 2

94. OCATE 22, 70: PRINT o7; "Гц."

95. ЭСАТЕ 1, 7: PRINT INT(EXP(n5)): LOCATE 8, 7: PRINT INT(EXP(2 * n5 /0

96. OCATE 15, 7: PRINT INT(EXP(n5 / 3)): LOCATE 22, 7: PRINT JT(EXP(0))

97. OCATE 3, 7: PRINT "Sin." EM LOCATE 23, 25 ETURN: END1000 REM подпрограмма обнуление, пуск, задержка, стоп, читывание

98. ЕМ Обнуление ячеек хранения данных счетчика •EF SEG = 0: РОКЕ 1128, 0: РОКЕ 1129, 0: РОКЕ 1130, 0 ЕМ Пуск счетчика )UT 890, 16

99. ЕМ Отработка задержки = tl/18.2 секунд (50 + ml высота звука Гц.) .ЕМ SOUND 50 + ml, tl

100. ЕМ Отработка задержки 1/4 сек оператором ВЕЕР IEEPiEM Стоп счетчика (890 = 37Ah) )UT 890, 0

101. EM Предотвращение ввода первого элемента равного нулю(дается 5 эпыток)1. ЕМ 13010 ol = 0

102. ЕМ rem Вызов подпрограммы счета импульсов за заданное время ЕМ 13020 GOSUB 11000 ЕМ IF d <> 0 THEN GOTO 13030 ЕМ ol = ol + 1

103. ЕМ IF ol < 5 THEN GOTO 13020

104. EM PRINT "первые 5 измерений"; nl; "- го цикла нулевые, проверьте истему"

105. ЕМ GOSUB 12000: GOTO 1310 ЕМ 13030 Z(l, nl) = d

106. ЕМ ВНИМАНИЕ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ РЕЖИМА РЕДОТВРАЩЕНИЯ ВВОДА 1 НУЛЕВОГО

107. ЕМ ЭЛЕМЕНТА УСТАНОВИТЬ В СЛЕДУЮЩЕЙ СТРОКЕ ml =2 to m OR ml = 1 ТО М

108. EF SEG = 0: POKE 1128, 0: POKE 1129, 0: POKE 1130, 0 )UT 890, 16: BEEP: OUT 890, 0

109. PEEK(1128) * 1!: В = PEEK(1129) * 256!: с = РЕЕК(ПЗО) * 65536! )EF SEG : d = a + В + с (ml, nl) = d IEXT ml

110. RINT "Завершена серия"; nl; "из"; n I EXT nl

111. EM Вычисление массива переменного сигнала "X" (фильтрация

112. ЕМ постоянной составляющей) и определение средн. уровня о5 в = 0: о5 = 0

113. RINT "РЕЖИМ ОСЦИЛЛОГРАФА. ДЛЯ ОСТАНОВКИ КЛАВИША 'ЕМ| •OR i = 1 ТО 500 30SUB 11000

114. ЕМ Отображение точки на графикеjOCATE 19, 1: PRINT "Значение"; d

115. DSET (i + 100, 300 LOG(d) * 20), 14i$ = INKEY$: IF LEN(a$) = 0 THEN GOTO 15010

116. F ASC(a$) = 101 THEN GOTO 150201.5010 NEXT i1. : GOTO 15000 5020 RETURN: END5000 REM ЗАПОМИНАНИЕ ДАННЫХ В ФАЙЛЕ

117. JPUT "Название файла данных"; пЗ$

118. JPUT "Текст комментариев"; п4$1. PEN n3$ FOR OUTPUT AS #1

119. OR nl = 1 TO n: FOR ml = 1 TO MrRITE #1, X(ml, nl): NEXT ml: NEXT nlrRITE #1, n4$1.SE #1:

120. RINT "Данные сохранены": GOSUB 12000 ETURN: END7000 REM ЗАПОМИНАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СПЕКТРАЛЬНОГО НАЛИЗА В ФАЙЛvfPUT "Название файла вычисленного спектра"; пЗ$ •JPUT "Текст комментариев"; п4$ PEN n3$ FOR OUTPUT AS #1 rRITE #1, n4$

121. OR kl = 1 TO k: WRITE #1, F(kl), Sl(kl): NEXT kl OR il = 1 TO 4: WRITE #1, U(il), B(il): NEXT il rRITE #1, u3, u4

122. SE #1: PRINT "Результаты анализа сохранены": GOSUB 12000 ETURN: END

123. B000 REM ЧТЕНИЕ ДАННЫХ ИЗ ФАЙЛА sfPUT "Название файла"; пЗ$ •PEN n3$ FOR INPUT AS #1 OR nl = 1 TO n: FOR ml = 1 TO M \fPUT #1, X(ml, nl): NEXT ml: NEXT nl1. JPUT #1, n4$

124. SE #1: PRINT "Данные измерений считаны из файла": PRINT п4$ OSUB 12000 ETURN: END

125. ЭООО REM ЧТЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИЗ АЙЛАtfPUT "Название файла вычисленного спектра"; пЗ$ •PEN n3$ FOR INPUT AS #1 . ^JPUT #1, n4$

126. OR kl = 1 TO k: INPUT #1, F(kl), Sl(kl): NEXT kl OR il = 1 TO 4: INPUT #1, U(il), B(il): NEXT il SfPUT #1, u3, u4

127. SE #1: PRINT "Результаты анализа считаны из файла": GOSUB 20001. ETURN:END0000 REM ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА НА ЖРАНls

128. RINT "РЕЗУЛЬТАТЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА", п4$

129. RINT "Частота", "S(f)", "Частота", "S(f)"1. OR kl = 1 ТО k 1 STEP 21. RINT F(kl), Sl(kl),•RINT F(kl + 1), S1 (kl + 1)1. TEXT kl1. OR i = 1 TO 4

130. RINT "Альфа("; i; ") = "; U(i), "B = "; L(i) TEXT i

131. RINT "Общее Альфа = "; u3, "B = "; u4

132. RINT "Средний уровень сигнала"; о5 RINT "Интегральная мощность сигнала"; s2 OSUB 12000 ETURN: END1000 REM ВЫВОД ДАННЫХ НА ЭКРАНls

133. RINT " ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ/ПЕРЕМЕННЫЙ СИГНАЛ" RINT : FOR ml = 1 ТО М RINT Z(ml, 1); 7"; X(ml, 1), ГЕХТ ml: PRINT

134. REM PRINT a, COS(2 * ml * p * PI / 180), b, SIN(2 * ml * p * PI / 180) NEXT mlz = SQR(a * a + В * В) S(kl, nl) = с * t

135. ЕМ Отображение графика спектральной плотности ОСАТЕ 18, 1: PRINT "Значение" ОСАТЕ 19, 1: PRINT " ОСАТЕ 19, 1: PRINT S(kl, nl)

136. SET (INT(500 * kl / (k + 4)) + 100, 300 INT(LOG(S(kl, nl)) * n4)), 141. EM Вычисление фазы

137. EM Q(kl, nl) = -arccos(a/c)

138. EM IF b < 0 THEN Q(kl, nl) = -Q(kl, nl)iOCATE 23, 1: PRINT "Точка"; kl; "из"; k1. TEXT kliOCATE 23, 20: PRINT nl; "- серия из"; n; "вычислена" JEXT nljOCATE 23, 1: PRINT "Вычисление усредненного спектра и дисперсии" ¡2 = 0

139. OR kl = 1 ТО к •OR nl = 1 ТО пi(kl) = Sl(kl) + S(kl, nl): NEXT nll(kl) = Sl(kl) / n: s2 = s2 + Sl(kl): NEXT kl

140. M аппроксимация степенного показателя альфа и к—та1. ЕМ пропорциональности

141. PRINT "РЕЗУЛЬТАТЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА", п4$ iPRINT

142. PRINT "Частота", "S(f)\ "Частота", "S(f)H1. OR kl = 1 TO k 1 STEP 21. PRINT F(kl), Sl(kl),jPRINT F(kl + 1), Sl(kl + 1)1. TEXT kljPRINT1. OR i = 1 TO 4jPRINT "Альфа("; i; ") = "; U(i), "B = "; L(i)1. EXT i

143. ЕМ иЗ, и4 средние к-т Альфа и к-т пропорциональности1ЕМ с рабочий коэффициент при Фурье-анализе1ЕМ г(т,п)- массив данных

144. ЕМ Б(к,п)— массив результатов фурье —анализа

145. ЕМ к кол-во точек фурье-анализа1ЕМ (=кол-во точек данных/10)

146. ЕМ БЦк) — массив результатов усреднения

147. ЕМ первой серии фурье-анализов1ЕМ б2 Суммарная мощность шума на исследуемом участке1. ЕМ спектра1. ЕМ о Дежурная переменная

148. ЕМ о1 Счетчик попыток при предотвращении ввода 1-го 'ЕМ нулевого элемента

149. ЕМ т Длина массива — количество точек измерений

150. ЕМ п Ширина массива - количество серий измерений

151. ЕМ пЗ$, п4$ Название сохраняемых файлов и текст комментариев1ЕМ I время между точками отсчета данных (=12)1ЕМ И Коэффициент деления при выборе максимальной частоты

152. ЕМ \2, Период считывания данных