Публикации

Публикации в зарубежных изданиях

K.S. Gorshkov, “The simulation technique for large-scale tree structured interconnects,” In Proc. of International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, pp. 1–6, May 2016.
An accurate and efficient method for modeling and analysis of on-chip interconnects is presented in this paper. The proposed technique is based on circuit decomposition approach and provides the recursive calculation of T-tree transfer function. The symbolic expressions of voltage transfer functions of the large-scale integrated interconnect structures are determined. To demonstrate the validity of the proposed method, lumped T-tree networks of different levels for the microelectronic interconnect application are simulated. Excellent agreement between the modeling results and SPICE-computations is found both in frequency- and time-domains.

V. V. Filaretov, S.A. Kurganov and K. S. Gorshkov, “Generalized parameter extraction method for analog circuit fault diagnosis,” In Proc. of International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, pp. 1–6, May 2016.
The symbolic technique for analog fault diagnosis is presented in this paper. The cancellation-free Generalized Parameter Extraction Method for parametric fault diagnosis of electronic circuits is considered. The topological conditions of diagnosability of the active analog circuit are discussed. The algorithm for automotive fault diagnosis is proposed and implemented with the Cirsym symbolic analyzer. The experimental results on a filter circuit show the efficiency and reliability of proposed technique.

G. Mayko, V. Filaretov, and K. Gorshkov, “Equivalent transformations of trees with nullor and mirror pathological elements,” in Proc. of 3rd Workshop on Advances in Information, Electronic and Electrical Engineering (AIEEE-2015), Riga, Latvia, pp. 1-5, Nov. 2015.
In this paper the method of circuit synthesis using transformation of trees with pathological elements is discussed. The generalization and mathematical proof of equivalent transformations of trees with mirror and/or nullor pathological elements are presented. Algorithm of generating equivalent trees with these pathological elements is also suggested. It is based on tagging of the vertices (nodes) by taking into account a type of pathological elements between these nodes and preserving these tags during transformations of trees. Illustrative example of universal filter synthesis by means of proposed algorithm is included.

V. Filaretov, K. Gorshkov, and S. Kurganov, “Parameters extraction technique for optimal network functions of SC circuits,” in Proc. of International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2015), Omsk, Russia, pp. 1–6, May 2015.
The parameter extraction technique for symbolic analysis of switched capacitors circuits have been presented. The proposed extraction formulae reduce of cancellation sum-of-product terms amount in transfer function expression. For equivalent circuits of SC the models based on voltage controlled current sources with capacities parameters have been used to avoid the cancellations appearance at the circuit level. The proposed technique is implemented in symbolic circuit analysis program Cirsym. Illustrative examples on SC circuit symbolic analysis are given.

V. Filaretov, K. Gorshkov, and S. Kurganov, “A Cancellation-Free Symbolic Sensitivity Technique Based on Network Determinant Expansion,” Adv. Electr. Eng., vol. 2015, pp. 1–13, 2015.
The generalization of Bode’s sensitivity analysis technique for all types of the transfer functions and circuit elements is presented in the paper. The proposed formulae for first- and second-order symbolic sensitivity calculation provide the compact size of obtained expression and have the advantages of cancellation-free sum-of-product terms and matrix-free computation. This is achieved by means of the concept of high order summative cofactors and the generalized parameter extraction method. The proposed technique is implemented in symbolic circuit analysis program Cirsym. Illustrative example on symbolic sensitivity circuit analysis and comparison of the presented technique with the transimpedance method and the method based on the modified Coates flow-graph are given.

Filaretov and K.S. Gorshkov, “Topological analysis of active networks containing pathological mirror elements,” In Proc. of IEEE XXXIII International Scientific Conference "ELECTRONICS AND NANOTECHNOLOGY" (ELNANO–2013), Kiev, Ukrain, pp. 293–296, April 2013.
The new topological rules providing symbolic analysis of the networks with pathological mirror elements have been proposed. The approach is based on generalized parameter extraction method and it doesn't require presentation of the circuit in matrix or oriented graph form. The main advantage of this method is that there are no reductions of the generated terms of symbolic expressions. The method has been implemented in the computer program SCADS. A discussion of theoretical basics as well as results of the calculation is included.

V.V. Filaretov and K.S. Gorshkov, “A circuit synthesis technique based on network determinant expansion,” in Proc. of International Conference on Synthesis, Modeling, Analysis and Simulation Methods and Applications to Circuit Design (SMACD`12), Seville, Spain, pp. P. 293–296, Sept. 2012.
In this paper we present a simple technique of analog electronic circuits synthesis by means of a linear representation. The approach is based on generalized parameter extraction method. It describes the procedure for developing the circuit topology both for passive or active circuits. The input data for the proposed synthesis method are the arbitrary network function approximated in polynomial form and specified elements set. In contrast to other synthesis approaches the proposed technique provides the realization of full set of equivalent circuits and allow to choose the best circuit solutions by various criteria. Experiments conducted on the low-pass filter design demonstrate the simplicity and effectiveness of synthesis method.

V.V. Filaretov and K.S. Gorshkov, “The Generalization of the Extra Element Theorem for Symbolic Circuit Tolerance Analysis,” Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 2011, Article ID 652706, 5 p, April 2011.
A new method of the symbolic circuit tolerance analysis has been proposed. The approach is based on Middlebrook’s extra element theorem and the generalized parameter extraction method. It does not need the matrix network description or presentation as algebraic sets or topological graphs. The proposed techniques have been realized in the computer program (Toleralize). To verify the theoretical analysis, computer simulation results are included.

V.V. Filaretov and K.S. Gorshkov, “Transconductance Realization of Block-diagrams of Electronic Networks,” in Proc. of International Conference on Signals and Electronic Systems (ICSES`08), Krakow, Poland, pp. 261–264, Sept. 2008.
A method of realization of block-diagram is proposed. The algorithm of transconductance realization is presented. The features of the algorithm for the design of high-precision amplifiers is discussed. The results of circuit simulation of electric networks based on the transconductance amplifiers, and a comparison between these networks and conventional operational amplifiers based circuits are included.

Filaretov V., Gorshkov K. Transconductance Realization of Block-diagrams of Electronic Networks // Proc. of International Conference on Signals and Electronic Systems (ICSES`08).– Krakow, Poland.– 2008.– Р. 261–264. (формат PDF - 154Кб)
A method of realization of block-diagram is proposed. The algorithm of transconductance realization is presented. The features of the algorithm for the design of high-precision amplifiers is discussed. The results of circuit simulation of electric networks based on the transconductance amplifiers, and a comparison between these networks and conventional operational amplifiers based circuits are included.

V.V.Filaretov, A.S.Korotkov, “Generalized parameter extraction method in case of multiple excitation,” // Proc. 8th Int. Workshop on Symbolic methods and applications to circuit design, Wroclaw, Poland, pp.8-11, September 2004. (формат PDF - 155Кб)
An extension of the generalized parameter extraction method for the case of multiple excitations is considered. The task of the analysis is to obtain the circuit response in symbolic form. The approach is based on simultaneous determinant calculation of numerator and denominator of the function that presents the response. An example of the method application illustrates the theoretical part of the paper.

V.V. Filaretov and A.S. Korotkov, “Generalized parameter extraction method in case of multiple excitation,” in Proc. 8th Int. Workshop on Symbolic methods and applications to circuit design, Wroclaw, Poland, pp.8–11, Sept. 2004.
An extension of the generalized parameter extraction method for the case of multiple excitations is considered. The task of the analysis is to obtain the circuit response in symbolic form. The approach is based on simultaneous determinant calculation of numerator and denominator of the function that presents the response. An example of the method application illustrates the theoretical part of the paper.

V.V.Filaretov, A.S.Korotkov. Generalized Parameter Extraction Method in Symbolic Network Analysis // European conference on circuit theory and design (ECCTD–2003). – Krakуw, Poland, 2003.– Vol. 2. P. 406-409. (формат PDF - 161Кб)
A new method of the symbolic circuit analysis has been proposed. The method is based on special circuit transformation and on a new algorithm of an extraction of nullors and controlled source parameters. It doesn’t need the network description or presentation as algebraic sets or topological graphs. The main advantage of the method is that it is cancellation free. The method has been realized in the computer program CIRSYM. A discussion of theoretical basics, as well as a result of the calculation, is included.

V.V. Filaretov and A.S.Korotkov, “Generalized parameter extraction method in symbolic network analysis,” in Proc. ECCTD, Krakow, Poland, vol. 2, pp. 406–409, Sept. 2003.
A new method of the symbolic circuit analysis has been proposed. The method is based on special circuit transformation and on a new algorithm of an extraction of nullors and controlled source parameters. It doesn't need network description or presentation as algebraic sets or topological graphs. The main advantage of the method is that it is cancellation free. The method has been realized in the computer program CIRSYM. A discussion of theoretical basics, as well as a result of the calculation, is included.

V.V.Filaretov, “A topological analysis of electronic circuits by a parameter extraction method,” Electrical technology Russia, no. 2, pp.46-61, 1998.
The problem of deriving an expression for symbolic network functions is considered. A network approach to this problem, proposed by Feussner, is extended to networks with controlled sources. The method proposed here, unlike that proposed by Barrows and Hoang, does not require laborious enumeration of transfer loop circuits.

Filaretov V.V. Improved decoding method for electrical network analysis // Electrical technology.- 1996.- N 4.- P. 41-53. (формат PDF - 7,5Мб)

Публикации в российских изданиях

Курганов С.А., Филаретов В.В. Символьный анализ электрических цепей с нуллорными и зеркальными аномальными элементами. – Электричество, 2013, № 10, с. 60–65.
Предложен метод безызбыточного топологического анализа электрических цепей со всеми известными аномальными элементами: двумя нуллорными (нуллатор и норатор) и двумя зеркальными (зеркало напряжения и зеркало тока). Определитель схемы с зеркальным элементом представляется как сумма определителей двух модификаций исходной схемы. Установлено, что существование контуров с четным числом зеркальных элементов влечет вырождение схемы.

Курганов С.А., Филаретов В.В. Формирование уравнений состояния линейных электрических цепей с обобщенными индуктивными сечениями и емкостными контурами. - Электричество, 2013, № 09, с. 49–55.
Доказано существование уравнений состояния для независимых переменных в цепях c управляемыми источниками, содержащих обобщенные индуктивные сечения и емкостные контуры. Предлагается методика формирования уравнений состояния минимальной размерности без трудоемких операций исключения зависимых переменных.

Курганов С.А., Филаретов В.В. Обобщенный принцип наложения для линейных электрических цепей. - Электричество, 2012, № 07, с. 57–63.
Сформулирован обобщенный принцип наложения:0отклик в линейной электрической цепи равен линей ной комбинации двух частичных откликов, получающих при наличии и отсутствии независимого источника, при замыкании и размыкании резистора, при замене нуллором и нейтрализации управляемого ис точника. Формулы наложения обобщены для произвольного числа элементов и могут применяться как для экспериментальных исследований, так и для чис ленных расчетов.

Е. В. Белобров, С. А. Курганов. Частотный анализ цепей с переключаемыми конденсаторами, учитывающий сопротивление ключей. - Синтез, анализ и диагностика электронных цепей: Международ. сб. научных трудов под ред. В.В.Филаретова.– Ульяновск: УлГТУ, 2008.– С. 3–12.
Предложены комплексные схемы замещения типовых элементов спереключаемыми конденсаторами (ПК), учитывающие сопротивления ключей в замкнутом состоянии. Схемы применяются для частотного анализа цепей с развязанными между собой элементами, в частности, с помощью операционных усилителей. С помощью предложенных схем проведено исследование частотных характеристик фильтра на базе ПК.

Горшков К.С., Филаретов В.В. Реализация структурных схем электрических цепей на основе транскондуктивных усилителей (формат PDF - 261Кб)
Предложен метод реализации структурных схем электрических цепей на транскондуктивных усилителях (усилителях проводимости). Разработан алгоритм транскондуктивной реализации. Обсуждаются особенности его применения для проектирования высокоточных усилительных устройств. Приводятся результаты моделирования схем, полученных с помощью метода транскондуктивной реализации, и дается сравнение с традиционным исполнением на операционных усилителях.

Горшков К.С., Токарев Ю.В., Филаретов В.В. Структурный синтез электрических цепей по их схемным функциям (формат PDF - 307Кб)
Разработан алгоритм восстановления электрической схемы на основе символьного выражения схемного определителя. Предложен метод синтеза структур электрических цепей по заданной символьной схемной функции. Обсуждаются примеры восстановления и синтеза схем пассивных и активных цепей. Приводятся результаты тестирования компьютерной программы восстановления схем.

Горшков К.С., Токарев Ю.В., Филаретов В.В. Эквивалентные преобразования электрических цепей переносом и переключением активных элементов (формат PDF - 247КБ)
Предложены эквивалентные преобразования активных электрических цепей переносом управляющих ветвей. Показано, что в результате переноса элементов схемы могут получаться многомерные управляемые источники. Как подмножество преобразований переноса введено преобразование переключением активных элементов, сохраняющее количество элементов схемы, что важно при структурном синтезе.

Курганов С.А., Филаретов В.В. Символьный анализ линейных электронных цепей на основе схемно-алгебраических формул выделения параметров многополюсников (формат PDF - 392Кб)
Решение задачи символьного анализа состоит в переходе от исходной электронной цепи к алгебраической формуле – символьной схемной функции (ССФ) в комплексной или операторной форме. Известные методы анализа цепей с многополюсными электрокомпонентами (транзисторами, усилителями и др.) используют для этого дополнительные рабочие модели многополюсников, например, графы входов, сигнальные и ориентированные графы, символьные матрицы, структурные числа, схемы замещения с управляемыми источниками и цепи контуров передачи этих схем, а также непосредственно схемы замещения с УИ. Для реализации предлагаемого подхода введем понятие определителя принципиальной схемы электронной цепи, алгебраически тождественного известному понятию определителя соответствующей схемы замещения.

Королев Ф. А., Филаретов В. В. Сравнение методов получения схемных функций для электрических цепей с управляемыми источниками // Электричество.– 2008.– №5.– С. 42–53. (формат PDF - 366Кб)
В статье обсуждается проблема получения выражений для символьных схемных функций. Общая топологическая формула позволяет выполнять все вычисления на схемном уровне без формирования уравнений или графов. Рассматриваются различные методики, основанные на компенсации управляемых источников и выделении параметров. Сравнение методик выявило преимущества метода выделения параметров многополюсников. Схемно-алгебраические формулы требуют как минимального числа выкладок, так и минимального числа алгебраических операций.

Курганов С.А., Филаретов В.В. Неявный принцип наложения воздействий в линейных электрических цепях // Электричество.– 2005.– № 1.– С. 32–43. (формат PDF - 258Кб)

Монографии

Анализ электрических цепей с нуллорными и зеркальными аномальными элементами / С. А. Курганов, В. В. Филаретов. − Ульяновск : УлГТУ, 2015. − 224 с.
Рассмотрены предложенные авторами символьные диакоптические методы для анализа сложных электрических цепей: методы схемных миноров, схемно-алгебраической редукции и нуллорных схем. Методы предусматривают формирование как предельно компактных выражений, так и выражений без алгебраической избыточности. Выражения могут быть едиными или последовательными (иерархическими), что многократно увеличивает предельную размерность анализируемых схем. Снимаются существующие ограничения на число внешних узлов подсхем при символьном анализе. В книге приводятся сведения о разработанных компьютерных программах.

Топологические правила и формулы для анализа электрических цепей без избыточности / С. А. Курганов, В. В. Филаретов. – Ульяновск : УлГТУ, 2010. – 109 с.
Представлен схемный подход к символьному анализу линейных электрических цепей, позволяющий исключить появление избыточных слагаемых и вычислительных операций в выражениях схемных функций и откликов. Обсуждаются возможности минимизации избыточности в уравнениях Кирхгофа и их символьных решениях. Рассматриваются и сравниваются топологические правила и формулы Кирхгофа, Максвелла и Фойснера. Показывается, что метод схемных определителей является логическим следствием классических топологических методов в сочетании с нуллорным представлением числителей схемных функций и управляемых источников. Метод схемных определителей применяется для символьного анализа электрических цепей с предельными (стремящимися к бесконечности) параметрами элементов. Предложены схемно-алгебраические формулы выделения параметров, позволяющие получать компактные выражения, минуя предельный переход от первоначального избыточного выражения. Для специалистов в области теоретической электротехники и радиотехники, магистрантов и аспирантов соответствующих направлений и специальностей.

Схемный подход Вильгельма Фойснера и метод схемных определителей / К.С. Горшков, В.В. Филаретов ; под ред. В. В. Филаретова. - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - 189 с.
Представлено исследование развития схемного подхода к анализу и синтезу электрических цепей от пионерских работ В. Фойснера до новейших достижений. Приведена краткая биография В.Фойснера, установлен его приоритет в открытии целого ряда важных положений современной теории электрических цепей. Излагаются основы метода схемных определителей, базирующегося на формулах выделения параметров. Метод предназначен для получения оптимальных по сложности символьных выражений схемных функций, откликов, погрешностей преобразования и допусков элементов, а также параметров макромоделей подсхем и параметров неизвестных элементов в линейных электрических цепях. Используется непосредственно схема замещения цепи с произвольными линейными элементами, минуя составление уравнений равновесия. Рассмотрены приложения метода схемных определителей для решения задач символьного анализа сложных электрических цепей по частям и с произвольным числом воздействий, аналитического решения систем линейных алгебраических уравнений, символьного анализа электронных цепей с переключаемыми конденсаторами, реализации структурных схем электрических цепей на основе транскондуктивных усилителей, структурного синтеза электрических цепей по их символьным и полиномиальным схемным функциям. Для специалистов в области схемотехники аналоговых электрических цепей, магистрантов и аспирантов соответствующих направлений и специальностей.

Учебные пособия

Волгин Л.И., Королев Ф.А., Филаретов В.В. Схемно-алгебраический анализ и топологические преобразования моделей электронных цепей. - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 356 с.

Схемно-алгебраический анализ и принципы построения аналоговых операционных преобразователей : учебное пособие / Л. И. Волгин, Ф. А. Королев, В. В. Филаретов. - Ульяновск : УлГТУ, 2006. - 88 с.

Схемно-алгебраическое моделирование и расчет линейных электрических цепей / С. А. Курганов, В. В. Филаретов : учебное пособие. - Ульяновск : УлГТУ, 2005. - 319 с.

Схемно-символьный и матрично-численный анализ установившихся режимов линейных электрических цепей: Методические указания / Сост.: С.А.Курганов, В.В.Филаретов, Д.В.Шеин.– Ульяновск: УлГТУ, 2002.– 56 с.