УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ по дисциплине. «Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств». Термин радиоэлектронная аппаратура (РЭА) был предложен в 1963 году и применяется как


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт радиоэлектроники и информационной безопасности
Кафедра Р
ади
оэлектроника и телекоммуникации
УЧЕБНО
МЕТОДИЧЕСКОЕ
ПОСОБИЕ
по дисциплине
ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА
РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ
СРЕДСТВ
для
обучающихся
очной
и заочной форм обучения
направления 11.03.01
Радиотехника,
специальности
11.05.01
Радиоэлектронные системы и комплексы
Севастополь
201
УДК 621.396.6
Учебно
методическое
пособие
по дисциплине 
Основы к
онстр
ировани
я и технологии производства
радиоэлектрон
ных
средств
 для
обучающихся
очной
и заочной форм обуче
ния
направления
11.03.01
Радиотех
ника
специальности
11.0
.01
Радиоэлектронные системы и комплексы
Электронный р
сурс
СевГУ; сост.
зкин.
Севастополь: Из
во
СевГУ, 201
с.
Режим доступа: Сервер методических
указаний кафедры РТ
Цель
методической разработки
: обеспечить
обучающимся
всех форм обучения возможность самостоятельного изучения
теоретической части дисципли
ны ОК
РЭС
Учебно
методическое
пособие у
тверждено на
заседании
кафедры
адио
электрон
и телекоммуника
ции
от
22 декабря
протокол
Учебное пособие рассмотрено и рекомендовано к изданию
на заседании методической комиссии Института радиоэлектр
ники и информационной безопасности
от 09 января
201
протокол №
Рецензент:
т. н
профессор
Афонин
Ответственный за выпуск:
заведующий кафедрой
адио
электрон
телекоммуникации
д. т. н., профессор
Афонин
Издательский номер
21/17
СОДЕРЖАНИЕ
Часть 1. Общие вопросы конструирования
Основные понятия, термины и определения
Системный подхо
д к РЭС и их проектированию
2.1.
Радиоэлектронное средство как система
2.2.
Жизненный цикл изделия как система
2.3.
Классификация РЭА по объектам
носителям
Система показателей качества РЭС
3.1.
Виды показателей качества
3.2.
Обобщенные показатели
3.3.
Технические показатели (требования к конструкции)
Часть 2. Обеспечение работоспособности РЭС
Тепловой режим РЭС и его обеспечение
4.1.
Основные определения
4.2.
Связь теплового режима с электрическим режимом
4.3.
Анализ теплового реж
има
4.4.
Обеспечение теплового режима
Механические воздействия и защита от них
5.1.
Основные понятия
5.2.
Описание колебаний тела с одной степенью свободы при
вязком трении и кинематическом воздействии
5.3.
Особенности систем с сухим трением
5.4.
Обеспечение прочности и устойчивости РЭС при воздействии
вибрации
5.5.
Общие рекомендации по защите от вибрации
5.6.
Особенности защиты от ударов
5.7.
Защита от механических возде
йствий других видов
Паразитные связи и наводки в РЭС
6.1.
Основные понятия
6.2.
Источники и приемники наводок. Виды паразитных связей
6.3.
Анализ паразитных связей
6.4.
Борьба с п
аразитными связями и наводками
Часть 3. Основы теории надёжности
и точности
Надежность по внезапным отказам и ее обеспече
7.1.
Статистические показатели надежности
7.2.
Интенсивность отказов элементов и среднее время безотказной
работы
7.3.
Показатели надежности сложного изделия
7.4.
Ресурсные показатели надежности
7.5.
Принципы и приемы обеспечения надежности
Точность выходного параметра и параметрическая надежность РЭС
8.1.
Постановка задач
8.2.
Анализ и обеспечение технологической точности изделия
8.3.
Параметрическая надежность
8.4.
Обеспечение точности и параметрической надежности РЭС
Библиографи
ческий список
ЧАСТЬ 1. О
БЩИЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУ
ИРОВАНИЯ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕ
РМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Согласно ГОСТ 26632
85 под
радиоэлектронным средством
(РЭС)
понимают изделие или его составные части, решающие технические зад
а−
чи передачи, приема и преобразования информации, в основу фу
нкцион
рования которых положены принципы радиотехники и электроники.
Термин
радиоэлектронная аппаратура
(РЭА) был предложен в 1963
году и применяется как собирательное понятие для РЭС различного уровня
и вида. Например, говорят о РЭА космического корабля,
хотя конкретное
представление о составе РЭС данный термин не даёт.
Конструкцией
РЭС называется статическая пространственная стру
тура и каналы связи с окружающей средой, предназначенная для размещ
е−
ния РЭС и обеспечения его функционирования в заданных услов
иях эк
с−
плуатации.
Здесь под понятием окружающая среда понимаются все другие
РЭС, с которыми данное РЭС взаимодействует, человек
оператор и об
ект
носитель РЭС, а под каналами связи
все пути взаимодействия
между РЭС и средой. Например, оператор может
изменять частоту
настройки, поворачивая ручку регулятора: здесь имеются механический
канал связи и электрический канал связи.
Конкретный вид конструкции данного РЭС определяется следующ
ми факторами:
назначением РЭС;
условиями его эксплуатации, включая хар
актеристики окружа
щей среды и условия, создаваемые объектом
носителем РЭС;
техническим уровнем элементной базы;
физическими особенностями работы отдельных элементов РЭС;
уровнем развития технологии изготовления РЭС;
социальными факторами (
например, эстети
ческими вкусами потр
е−
бителя)
В элементах РЭС происходят преобразования энергии в различные ее
виды и формы, что накладывает определенные ограничения на констру
цию РЭС (таблица 1.1).
Таблица 1.1
Особенности некоторых электрорадиоизделий, вли
я−
ющие на ко
нструкцию РЭС
Элемент
Физический механизм
Особенности для
конструирования
Превращение электрической
энергии в тепловую
Необходимо отводить излишнее
тепло
Элемент
Физический механизм
Особенности для
конструирования
Электромагнитная
индукция
Магнитное поле
существует вне пр
водов, что накладывает ограничения
на минимальные габариты
Диоды, транзисторы,
микросхемы
Превращение электрической
энергии в тепловую
Необходимо отводить излишнее
тепло
В конструкции должны также быть учтены особенности работы эл
е−
мен
тов на высоких частотах, например, паразитные емкости монтажа, п
а−
разитные емкости элементов, индуктивности выводов элементов и т.
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
К РЭС
И ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
В силу сложности задач создания новых РЭС и внедрения их в прои
водство наиболе
е плодотворным считается так называемый
системный
подход
, согласно которому само РЭС и его жизненный цикл рассматрив
а−
ются как технические системы.
Под
технической
системой
понимают сложную совокупность эл
е−
ментов, предназначенную для решения конкретных тех
нических задач.
Система обладает тремя основными свойствами:
а) возможность композиции и декомпозиции;
б) образование при композиции новых качеств, не сводящихся к
сумме качеств элементов;
в) иерархическая структура.
2.1.
Радиоэлектронное средство как система
ри разработке конкретного РЭС оно считается технической сист
е−
мой, входящей в состав
макросистемы
, о которой известны только пар
а−
метры каналов связи с системой. Например, производителю аварийног
радиобуя (АРБ) системы КОСПАС
SARSAT
должны быть известны тол
ько
те требования, которые эта система предъявляет к
техническим характер
стикам АРБ.
В свою очередь, РЭС может быть рассмотрена
как совокупность
систем
, выделенных по физическим принципам, например:
электромагнитная подсистема (режимы электрических цеп
ей и все
виды электромагнитных взаимодействий внутри РЭС и при со
местной работе данного РЭС с другими средствами и системами);
механическая подсистема (пространственная структура констру
ции, устойчивость конструкции
механическ
м воздействиям);
тепловая
подсистема (все вопросы, связанные с распределением
температур внутри РЭС);
оптическая подсистема (индикация и передача сигналов);
акустическая
подсистема.
В РЭС также можно выделить составные части (разукрупнить) по
функциональным признакам (рис. 2.1).
Рис. 2.1
Уровни разукрупнения РЭС по функциональной сложности
Низшим уровнем является
радиоэлектронный функциональный
узел
РЭФУ
функционально законченная сборочная единица, реал
зующая функцию преобразования сигнала, но н
е имеющая самостоятел
ного эксплуатационного применения.
РЭФУ входят в состав
радиоэлектронного устройства
РЭУ
), кот
рое реализует одну функцию или не
сколько функций преобразования
формации и имеет самостоятельное эксплуатационное применение.
Например,
РЭУ являются
конструктивно законченный
лабораторный м
а−
кет и радиоизмерительные приборы
Радиоэлектронный комплекс
РЭК
является совокупностью РЭФУ
и РЭУ, выполненной без сборочных операций, и
имеет
свойство перестр
ения структуры с целью обеспечения функ
ционирования.
Наглядным пр
мером РЭК может служить лабораторная установка
, в которой лаборато
ный макет соединён с радиоизмерительными приборами
через интерфе
сы
В случае выхода из строя какого
либо прибора, работоспособность
установки легко
восстановить,
заменив прибор таким же или аналогичным.
Радиоэлектронная система
РЭ система
) обладает свойством пер
е−
строения структуры с целью
для рационального
(оптимального)
решения
технических задач при изменении условий эксплуатации
. Например, о
спутниковой системе
связи можно говорить только тогда, когда в ее сост
ве будет достаточное количество спутников, наземных пунктов и польз
вателей
, чтобы система могла эффективно решать свои задачи.
т момента
создания минимального
комплекса
радиоэлектронных средств до начал
коммерческого использования
спутниковой
системы может пройти н
е−
сколько лет.
РЭС можно также разукрупнить на составные части по конструкти
ным признакам, но соответствующая классификация требует дополнител
ных пояснений.
В основу разработки конструкции
РЭС можно положить два основных
принципа:
пространственно
индивидуальный
модульный
. В первом
случае пространственное размещение элементов РЭС и элементы несущей
конструкции (НК) выбираются и разрабатываются специально для ко
кретного изделия. Во втором с
лучае для пространственного размещения
элементов РЭС используют несущие конструкции со стандартизованными
размерами
так называемые
базовые несущие конструкции
БНК
).
Кроме того, к сборочным единицам, называемым в этом случае
ради
электронными модулями
), предъявляются требования констру
тивной законченности и взаимозаменяемости. Пространственная коорд
нация в БНК строится на основе выбранного значения
геометрического
модуля
Основные
размеры БНК и РЭМ выбираются путем умножения
модуля на целое число ил
на число, кратное 0,5. Н
апример, для печатных
плат роль геометрического модуля играет шаг координатной сетки.
В классификации составных частей РЭС (таблица 2.1) общие наим
е−
нования можно применять для любых конструкций.
Таблица 2.1
Уровни разукрупнения
РЭС по конструктивным
признакам
овень
Составные части общие
Для модульной РЭА
Наименование
Несущая конструкция
БНК
Наименование
ЭРИ
электро
радиоизде
лия
РЭМ 0
РЭ ячейка
НК 1
платы, рамки,
лепестки, кронштейны
БНК 1
РЭМ 1
РЭ блок
шасси блока,
лицевая панель, корпус
БНК 2
РЭМ 2
РЭ шкаф (стойка,
пульт)
НК 3
шасси шкафа,
кожух, элементы связи
с объектом
носителем
БНК 3
РЭМ 3
2.2.
Жизненный цикл изделия как система
История
изделия начинается с момента начала его производства, в
то
время как
предыстория
включает разработку изделия и подготовку его
производства (рис. 2.2).
Рис.
2.2
Схема жизненного цикла изделия
Разработка изделия начинается с
техническ
ого
предложени
),
котор
формулирует заказч
ик или которые составляются на основе общ
е−
ственной потребности. Это самые общие требования к основным характ
е−
ристикам РЭС, являющиеся достаточными для начала
научно
исследовательской работы
Исполнители НИР вначале, в контакте с заказчиком, формулиру
ют
техническое задание (ТЗ), которое содержит полный набор требований к
РЭС. Собственно НИР составляют исследования, направленные на прове
ку возможности создания РЭС с требуемыми параметрами, на разработку
структурной схемы, функциональной и принципиально
й схем, а также о
с−
новных конструктивных решений. Результатами НИР являются эскизный
проект (ЭП) и макет изделия, возможно
, в нескольких вариантах.
После испытаний макета или даже несколько ранее начинается этап
опытно
конструкторских работ
ОКР
), во время
которого схемы и ко
струкция прорабатываются полностью. По результатам НИР разрабатыв
а−
ется технический проект (ТП) и выполняется опытный образец изделия,
который проходит полные испытания. Если характеристики образца уд
влетворяют предъявляемым требованиям
, то создается рабочий проект
(РП)
полный комплект документации, обеспечивающий возможность
производства и эксплуатации
изделия.
На основе РП выполняется
технологическая подготовка произво
ства
ТПП
), в ходе которой выбираются схемы технологических цепоч
ек,
разрабатываются технологические процессы, подготавливаются произво
ственная база, материалы и комплектующие изделия, выполняется обуч
е−
ние персонала.
Производство изделия включает следующие этапы:
освоение (ОСВ), отличающееся постепенным наращиванием об
ема выпуска при окончательной отработке технологии;
устойчивый выпуск (УВ);
модернизация (М);
снятие с производства (СП).
Одновременно с основным производством начинается производство
запасных частей (ПрЗЧ), которое продолжается некоторое время и после
сн
ятия с производства самого изделия, до момента полного окончания
производства (ОП).
Эксплуатация изделия начинается практически одновременно с его
освоением, а после снятия с эксплуатации производится (У) утилизация
выработавших свой ресурс изделий. Отмети
м, что в настоящее время р
е−
сурс изделия может быть ограничен не только физическим, но и морал
ным износом.
Таким образом, жизненный цикл изделия удовлетворяет определению
понятия техничес
кая система и обладает всеми её
свойствами. Благодаря
системному по
дходу можно оптимизировать жизненный цикл исходя из
современных и перспективных требований к РЭС, например, в какой
то
мере объединить этапы НИР и ОКР с целью сократить продолжительность
разработки.
2.3.
Классификация РЭА по объектам
носителям
Условия эксплуата
ции РЭС в значительной степени определяются
условиями на объекте
носителе (таблица 2.2).
Представление об условиях
эксплуатации РЭА на различных объектах дает таблица 2.3, составленная
на основе ГОСТ 15150
69.
Таблица 2.2
Виды РЭА по объектам
носителям
лассы
Наземная РЭА
Морская РЭА
Бортовая РЭА
Подклассы,
виды
Стационарная:
для отаплива
е−
мых помещений;
для неотаплив
а−
емых помещений;
для открытого
воздуха;
Судовая:
для
крупното
нажных
судов;
для малых судов.
Авиационная:
для самолетов;
для вертолетов.
ытовая.
Мобильная:
Корабельная:
Ракетная.
для колесного
транспорта;
для подводных
кораблей;
Космическая.
для гусеничного
транспорта;
для специал
ных помещений.
Для артснарядов.
железнодоро
ная.
уйковая.
Носимая:
специальная
бытовая.
Таблица 2.3
Стандартные параметры
внешних воздействий
Группа
РЭА
мин,
макс
Вибрация
кПа
Дополнит.
условия
м/с
Стационарная,
отапл. помещ.
+55
Стационарная,
откр. возду
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Возимая, автомоб.
транспорт
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Возимая, жел.
дор.
транспорт
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Судовая, большие
суда
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Носимая для о
крытого воздуха
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Носимая для
отапл. помещ.
+55
Самолетная
+60
Иней, роса,
дождь, пыль
Примечание
ОВ
относител
ьная влажность воздуха, АД
атм
сферное давление.
СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
КАЧЕСТВА РЭС
3.1.
Виды показателей качества
Качество РЭС
определяется по уровню соответствия технических п
а−
раметров заложенным в техниче
ских условиях (ТУ) требованиям.
уровню различают
бобщенные
конкретные
(технические) показатели.
Обобщенными считаются те показатели, которые определяются совоку
ностью конкретных показателей и характеризуют изделие в целом.
По способу оценки можно выделить:
количественные, задаваемые конкретными числов
ыми значени
я−
ми;
ранжируемые, значения которых условны и определяются мет
дом экспертной оценки;
репрезентативные, задаваемые по принципу да
нет или им
е−
ется
отсутствует.
3.2.
Обобщенные показатели
К обобщенным показателям можно отнести:
эффективность;
дежность;
технологичность.
Техническая эффективность
оценивается по реализованному вкладу
в удовлетворение общес
твенной потребности в изделиях
данного вида или
в фор
мирование этой потребности.
Экономическая эффективность
связана с коммерческим успехом
прои
зводителя. Ее может обеспечить только конкурентоспособное изд
лие
, то есть изделие, обладающее следующими свойствами
мировой уровень качества с учетом состояния рынка и перспектив
его развития;
риемлем
ая для потребителя
цен
укрепле
ние доверия
к фирме;
низкие эксплуатационные затраты
потребителя
преимущество потребителя
данного изделия по сравнению с п
требителями аналогичных изделий других фирм (например, благ
даря развитой сети сервисных центров).
Надежность
сложное понятие, связанное с возможность
ю для и
делия выполнять свои функции.
РЭС во время эксплуатации может находиться в трех состояниях:
работоспособном (РС):в данный момент работающем или спосо
ном выполнять свои функции немедленно после включения;
исправном (И), но неработоспособном по усло
виям хранения или
эксплуатации (например, разобранном для хранения);
неисправном (НИ).
Переходами между этими состояниями являются:
эксплуатация (техническое обслуживание, перевозка, хранение);
отказ
нарушение работоспособности;
дефект
нарушение испр
авности;
ремонт
восстановление работоспособности или исправности.
редставление о состояниях РЭС и переходах дает следующая ди
а−
грамма (рис. 3.1). Классификация отказов приведена в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Классификация от
казов
Классификационные
параметры
Виды отказов
1. Влияние на
функции.
1.1.
Отказы по основным функциям.
1.2.
Отказы по второстепенным функциям.
2. Характер
проявления.
2.1. Внезапные.
2.2. Постепенные (параметрические).
3. Временные
характеристики.
3.1.
Постоянные.
3.2. Самоустраняющиеся:
кратковременные (сбои);
перемежающиеся.
4. Взаимозавис
мость.
4.1. Независимые.
4.2. Спровоцированные:
одиночные;
катастрофические (ремонт нецелесообразен).
5. Причины
возникновения
(место в жизненном
цикле).
5.1. Элементная база.
5.2. Ошибки разработчика.
5.3. Ошибки технолога.
5.4. Нарушения технологии.
5.5. Нарушения условий эксплуатации.
5.6. Неотождествленные причины.
Надежность характеризуют по совокупности следующих свойств:
безотказность
отсутств
ие отказов на протяжении определенного
времени наработки;
б)
стабильность
параметров
отсутствие недопустимого ухода п
а−
раметров на протяжении определенного времени наработки;
в)
отказоустойчивость
работоспособность при наличии отказов
отдельных элементо
сохраняемость
сохранение исправности и допустимых значений
параметров в течение определенного срока хранения;
д)
контроле
пригодност
удобство и оперативность оценки тек
щего состояния РЭС;
ремонтопригодность
низкий уровень затрат на демонтаж
с об
екта
носителя, поиск и устранение неисправностей;
долговечность
обеспечение определенного срока службы при
заданном режиме использования (работа
хранение
транспортировка),
эксплуатации и ремонта.
Технологичность
характеризуют величиной и стр
уктурой затрат; при
этом разделяют
производственную
эксплуатационную
технологи
ность.
В п
роизводственные затраты
входят
апитальные
затраты
рудовые
затраты
стоимость
материал
ов и комплектующих
издели
затраты
на разработку и технологическую подготов
ку произво
ства;
текущие
издержки
оплата
электроэнерги
, вод
и т.п.).
Высокой технологичностью будет обладать изделие с приемлемой в
е−
личиной затрат, причем структура затрат (соотношение между отдельными
видами) должна соответствовать достигнутому мировом
у уровню и объему
выпуска изделия. Так например, если изделие выпускается малыми сери
я−
ми, то специализированные технологии (литье, штамповка), требующие
больших затрат на подготовку оборудования, применять нецелесообразно.
Эксплуатационную технологичность
определяют затраты на перево
ку, хранение, развертывание на объекте
носителе и демонтаж изделия, т
е−
кущие затраты, связанные с использованием по назначению, затраты на
техническое обслуживание и ремонт.
3.3.
Технические показатели (требования к конструкции)
3.3.1.
тойчивость к климатическим воздействиям
К климатическим воздействиям относятся температура, влажность и
давление воздуха, солнечная радиация, осадки, гидростатическое давление
(для водной окружающей среды), пыль, биологические воздействия (пл
е−
сень, насеком
ые, грызуны), ионизирующее излучение (естественного и
техногенного происхождения).
Устойчивость к ним характеризуется интенсивностью (уровнем), пр
чем вид характеристики и ее числовое значение определяются видом во
действия, и временем экспозиции. Например
, аварийный радиобуй сист
е−
мы КОСПАС
SARSAT
должен выдерживать погружение на глубину 10 м в
течение 1 часа. Это не значит, что при более длительной выдержке герм
е−
тичность его нарушится, но данные ограничения позволяют организовать
испытания буя
на герметичн
ость
3.3.2.
Прочность и устойчивость к механическим воздействиям
Прочность
способность сохранять исправное состояние в течение
срока службы. Аппаратура может работать или не работать во время мех
нических воздействий.
Устойчивость
к механическим воздействиям
способность сохр
а−
нять работоспособность во время действия механических сил.
К механическим воздействиям относятся: вибрация, удары, линейные
и центробежные ускорения, акустические воздействия (длительный шум
или удары), ветровые нагрузки
таблиц
3.2
аблица 3.2
Характеристики механических воздействий
Наимен
вание
тель
ность
Пери
ность
Характеристики
1. Вибрация
Форма:
синусоидальная;
несинусоидальная.
Период вибрации
основная частота
=1/
(для синусоидал
ной вибрации
единствен
я);
частоты гармоник
амплитуды вибро
перемещения
гармоник
,...
амплитуды виброускорения
гармоник
. Удары
Форма ударного импульса
длительность ударного импульса
условная ударная частота
= 1 / 2
амплитуда ударного ускорения
2. Лине
ные и це
тробежные
ускорения
Ускорение
или
перегрузка
где
9,8 м/с
ускорение свободного
падения.
3. Акуст
ческие во
действия
или
Звуковое давление
относительный
уровень
=20
lg
где
= 2

условный порог
слышимости
4. Ветровые
нагрузки
Скорость ветра
полная аэродинамическая сила
RCS
где
коэффициент формы
(для плоской пла
стины равен единице
площадь миделевого сечени
сечения тела
в самом широком месте);
плотность воздуха
(на уровне моря
при нормальных условиях
= 1,225 кг/м
3.3.3.
Экологические требования
Данные
требования ограничивают уровень загрязняющих факторов
при производстве, эксплуатации и утилизации
РЭС.
Основными
загрязн
я−
ющи
ми
факторам
и являются
электромагнитное излучение и магнитное поле;
конструкционные материалы (например, ртутьсодержащие);
химические вещества покрытий и заполнений;
вещества, выделяемые при работе РЭС (например, озон и закись
азо
та);
шум, пыль, вибрации и т.п.
3.3.4.
Требования системы человек
машина
Требования
техники безопасности
(ТБ) устанавливаются на опасные
факторы, которые могу привести к травмам персонала. Основные опасные
факторы, характерные для РЭА: электрическое напряжение
, электрома
нитное поле высокой интенсивности, движущиеся части механизмов.
Требования
промсанитарии
касаются вредных факторов, длительное
воздействие которых приводит к профессиональным заболеваниям. К
вредным факторам относятся, например, электромагнитн
ое поле малой и
тенсивности, шум, вибрация, яркий свет, недостаточная освещенность,
сквозняки и т.
Кроме защиты персонала от опасных и вредных факторов существе
на проблема защиты РЭА
от неквалифицированного воздействия
, так
называемая система 
fool
oof
 (в дословном переводе защита от дур
а−
ка). Данную систему составляют технические меры (например, устро
ство отключения высоких напряжений при открытии дверцы
высоковоль
ного
шкафа) и организационные меры (например, предупредительные
надписи).
Требован
ия
эргономики
направлены на обеспечение удобства работы
человека
оператора
РЭС
с учетом его психофизиологических особенн
стей. Например, эргономика определяет размеры рабочей зоны оператора,
размещение органов управления и индикации, усилия на переключател
ях и
кнопках, цвета световых индикаторов и т.п.
Требования
технической эстетики
позволяют обеспечить привлек
а−
тельный внешний вид устройства. К ним относятся
, например,
выраз
тел
ьность
формы
и совершенство дизайна,
следование тенденциям моды.
3.3.5.
Требования ст
андартизации и унификации
Существуют различные виды
стандартов
Международные стандарты носят рекомендательный характер (в силу
поли
тических причин),
но отступление от них каждой стране крайне нев
годно: во
первых, теряется возможность эффективного участия
в межд
народных проектах, во
вторых, снижается конкурентоспособность пр
дукции
данной
страны на мировом рынке.
Государственные стандарты определяют обязательные к применению
нормы. В частности,
на территории
России
действуют
стандарты,
обозн
а−
чаемые сокращ
ением ГОСТ
(Государственный СТандарт)
Отраслевые стандарты (ОСТ) определяют обязательные к примен
е−
нию нормы в пределах данной отрасли промышленности и вида проду
ции.
Стандарты предприятий (СТП) являются обобщением опыта данного
предприятия, поэтому носят
рекомендательный характер в отношении н
вой техники: разработчик может вносить предложения по совершенств
ванию этих стандартов.
Унификация
применение в разрабатываемой продукции узлов и
деталей из определенно
го набора. Этот набор выделяют
из всего мно
гоо
разия сходных изделий путем
типизации
выделения подобных друг
другу (типовых) технических решений. Затем выполняется разработка
унифицированных конст
рукций, форма и размеры которых
берутся за о
с−
нову при разработке конкретных изделий.
3.3.6.
Патентно
право
вые требования
Предмета
хозяйственного права являются:
а) авторское право:
открытия (новый физический эффект или явление природы);
изобретения (новое техническое решение, обладающее раннее н
е−
известной совокупностью существенных признаков, дающее п
ложит
ельный эффект);
интеллектуальная продукция (программы для ЭВМ, аудио
видеопродукция, внешний вид изделия);
б) промышленная собственность:
изобретения;
промышленные образцы;
товарные знаки;
секрет производства (
know
how
Для правовой защиты этих объектов
используются следующие док
менты:
патенты и сертификаты, определяющие исключительные права
собственника;
лицензии, на основании которых передается часть прав или все
права другим физическим или юридическим лицам.
С правовой точки зрения выделяют следующие
свойства
изделия:
а) охраноспособность
наличие признаков авторского права или
промсобственности, которые могут быть защищены юридически;
б) патентоспособность
охраноспособность в отношении собстве
ности, на которую выдается патент;
б) патентная чистот
а
отсутствие патентуемых технических реш
е−
ний, заимствованных без в
едома собственника патента (
без лицензии
или
другого разрешительного документа
ЧАСТЬ 2.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСП
ОСОБНОСТИ РЭ
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ РЭС И
ЕГО ОБЕСПЕЧЕНИЕ
4.1.
Основные определения
Тепл
овом полем
РЭС
называется пространственно
временное ра
с−
пределение температур во всем объеме, занимаемом его элементами.
Данное понятие является математическим, на практике
нет необход
моститочно
знать температу
каждой точке объема РЭС
Тепловым режимо
РЭС
называется пространственно
временное
распределение температур в нагретых зонах и критических точках.
Под
нагретой зоной
понимают часть объема изделия, температура в
которой может быть усреднена.
Критическими
называют те точки объема, температура кот
орых
определяет работоспособность изделия. Это могут быть не только тепл
нагруженные элементы, отказ которых вызывается перегревом сверх доп
стимых пределов, но и те элементы, температура которых определяет зн
а−
чения основных параметров изделия (например, к
варцевый резонатор з
а−
дающего генератора).
При конструировании
РЭС
возникают две основные задачи:
а) задача анализа теплового режима: при заданных внешних условиях
и рассеиваемой мощности определить распределение температур в нагр
е−
тых зонах и критических т
очках;
б) задача обеспечения теплового режима: выбор элементной базы и
поиск конструктивных решений, которые бы обеспечивали выполнение
ограничений на параметры теплового режима.
Системой обеспечения теплового режима
(СОТР) называется ко
м−
плекс конструктивн
ых решений, специально направленных на обеспечение
теплового режима.
4.2.
Связь теплового режима с электрическим
режимом
РЭС, как правило, содержит элементы, в которых происходит
переход
электрической энергии в тепловую
(резисторы, транзисторы и т.
п.).
тенси
вность этого перехода
характеризуе
рассеиваемая мощность
До включения
РЭС
все его элементы имеют температуру, равную
температуре окружающей среды. С
разу после включения
, за счет выдел
я−
емой тепловой энергии,
начнется повышение температуры элемен
тов:
пловой поток
в окружающую среду, измеряемый в единицах мощн
сти, вначале будет незначительным. Через некоторое время, называемое
временем тепловой инерции
ТИ
, тепловой поток сравняется с рассеива
е−
мой мощностью, а значит, изменение температуры прекратитс
я (рис. 4.1).
P
Рис. 4.1
Вид зависимости
теплового потока от времени
Для интервала
тепловой поток
происходит разогрев
элементов внутри корпуса изделия: тепловой
режим называется
нестаци
нарным
, так как тем
пература еще не установилась.
Начиная с момента
и до момента выключения
выкл
) =
, режим
вается
стационарным
: он характеризуется постоянством температ
ры.
После выключения
= 0, происходит остывание элементов, режим
снова становится
нестацио
нарным
При
периодическом
включении и выключении аппаратуры тепловой
режим сводится либо к стационарному, либо к нестационарному в завис
мости от соотношения
между временем работы и временем тепловой
инерции.
4.3.
Анализ теплового режима
4.3.1.
нное
авнение теплопередачи и его
электротехническая аналогия
Известны три механизма теплопередачи: теплопроводность, конве
ция и излучение.
Суммарный тепловой поток
можно
выразить
обо
б−
щенным уравнением
теплопередачи

QQQQST
=++=α∆
где
тепловые потоки теплопроводности, конвекции и изл
чения, соответственно;
обобщенный коэффициент теплопередачи;
характерная площадь, участвующая в теплопередаче;
разность между температурой рассматриваемого тела
темп
е−
ратурой второго тела
, участвующего в теплопередаче.
Данное уравнение по структуре напоминает уравнение закона Ома,
что позволяет построить аналогию между соотношениями, описывающими
теплопередачу и электротехнические закономерности (таблица 4.1).
аблица 4.1
Электротехническая аналогия для теплопередачи
Электротехника
Теплопередача
Закон Ома:
U
R
Уравнение теплопередачи:
=
S

T
Ток
Тепловой поток
, Вт
Разность потенциалов (напряжение)
, В
Разность температур
, К или
противление
, В/А или
Тепловое сопротивление
, К/Вт или
Проводимость
= 1 /
, А/В или
Сим
Тепловая проводимость
= 1/
Вт/К
Емкость
с/В
или
Тепловая емкость
, Дж/К
Напряжение на емкос
()()
utitdt
Разность температур на тепловой емк
сти
()()
TtQtdt
Постоянная времени
цепи
RC
Постоянная времени тепловой
инерции
тиТТ
RC
Источник тока
Источник тепло
вого потока
, Вт
Общая шина
Окружающая среда
Важнейшим из перечисленных понятий является
тепловое сопроти
ление
При стационарном тепловом режиме значение теплового
сопротивления показывает, на сколько градусов изменится
температура при изменении
рас
сеиваемой мощности на 1 ватт.
С физической точки зрения, так как передача тепла от одного нагрет
го объема до другого требует времени, температура корпуса может кратк
временно нарастать и после отключения источника тепла. На практике это
не влияет на усло
вия анализа теплового режима, поэтому понятие тепл
вая индуктивность обычно не вводят.
Из электротехнической аналогии (законов Кирхгофа) следует, что
при
наличии на пути теплового потока каких
либо других тел их тепловые с
противления складываются (после
довательное соединение), а при нескол
ких путях для теплового потока из какой
то точки следует использовать
параллельное соединение их тепловых сопротивлений.
Это позволяет з
а−
менять реальную картину теплопередачи эквивалентной
тепловой цепью
Таким образом
, задача анализа теплового режима может быть решена
следующим образом:
внутри корпуса устройства выделяются источники теплового п
тока с заданными значениями рассеиваемой мощности;
выделяются нагретые зоны и критические точки, где температуры
должны быть о
пределены;
анализируются механизмы теплопередачи
источник
ов через
нагретые зоны и критические
точки
окружающ
ую среду для
определ
ения
значе
ний
тепловых сопротивлений и тепловых емк
стей;
составляется эквивалентная тепловая цепь, учитывающая виды с
един
ений тепловых сопротивлений и тепловых емкостей;
методами
электротехники анализируется полученная цепь с целью
определить
температур
ы нагретых зон и критических
точ
Для примера на рисунке 4.2 рассмотрен случай мощного диода, ра
с−
положенного на прикреплен
ной к корпусу пластине через две изолиру
щие прокладки (рис. 4.2 а). Стрелками показаны тепловые потоки от
перехода в окружающую среду. Тепловую цепь составляют источник
тепловые сопротивления прокладок
, стержня
, гайки
, пласт
корпуса конвективное
КК
и корпуса излучения
КИ
(рис. 4.2 б).
Рис. 4.2
Пример к
анализу теплового режима:
а) пространственная схема;
б) эквивалентная тепловая цепь
Если тепловой режим является
стационарн
, то тепловые ем
кости в
рассмотрение не вводят.
Эквивалентная тепловая цепь содержит только
тепловые сопротивления, однако сложность ее анализа
обусловлена тем,
что даже при относительно небольших мощностях
тепловые сопротивл
е−
ния обладают существенной
нелинейност
сли
устройство работает кратковременно, то
тепловые емкости
определяют
, чтобы
оцен
ить
врем
тепловой инер
ции. Т
епловые емкости
элементов
находят
как произведения удельных теплоемкостей (справочные
величины) на массы
элементов
. Всю цепь
методами электротехники
сводят
к эквивалентной
цепи (рис. 4.2).
Q
Рис. 4.2
Эквивалентная цепь для расчета нестационарного теплового
режима
Результаты анализа такой цепи известны из электротехники.
Измен
е−
ния т
епло
вого
поток
) и разност
температ
ур
во времени подч
няются экспоненциальным законам
()1
QtPe
=−
()1
Tte

∆=−



где
ТИTT
RC
Чаще всего анализ нестационарного теплового режима сводят к расч
е−
ту эквивалентной тепловой цепи без тепловых ем
костей. Для э
вместо
источника с
заданной
рассеиваемой мощностью
берут эквивалентный
стационарный источник с уменьшенной мощностью
экв
, которая опред
е−
ляется соотношением между временем работы
и постоянной времени
тепловой инерции
экв
PPe


=−


Таким образом, при анализе теплового режима основную трудность
представляет определение тепловых сопротивлений: необходимо обр
а−
щаться к известным физическим соотношениям для конкретных видов
теплопередачи.
4.3.2.
Теплопередача теплопроводностью
плопроводность
основной механизм теплопередачи между
твердыми телами.
Пусть тело 1 имеет температуру
, тело 2
температуру
. Между
телами имеется проводник тепла в виде прямоугольного бруса
площадью
сечения
, длиной
(рис.
4.3).
S
Рис. 4.3
К пояснению процесса теплопроводности
Тепловой поток
между телами 1и 2 равен
TT
QSTST
=α∆=∆
где
коэффициент теплопередачи теплопроводностью;
коэффициент теплопроводности (справочная величина);
площадь
сечения теплопроводящего тела;
Значения коэффициентов
теплопроводности некоторых материалов
приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Коэффициенты теплопроводности материалов
Материал
Вт/м
Материал
Вт/м
Медь
380
Слюда
0,45
Алюминий
200
Фторопласт
0,25
Латунь
105
Текстолит
0,27
Сталь
Воздух
0,024
Видно, что неметаллические материалы имеют примерно на два п
рядка
меньшие значения коэффициента теплопроводности, а теплопрово
ность воздуха меньше еще на порядок. Правда, для реал
изации теплоиз
лирующих свойств воздуха необходимо исключить возможность его пер
е−
мешивания.
4.3.3.
Теплопередача конвекцией
Процесс
конвекции
возможен
для тел, частицы которых могут пер
е−
мещать
ся. В физике к таким телам относят
газы и жидкости, однако
кодиспер
сные
сыпучие твердые тела этим свойством также обладают.
Подразделяют
два вида конвекции:
естественную
, при которой пер
мешивание происходит под действием естественных физических проце
с−
сов, и
принудительную
, когда перемешивание вызывается специальными
техн
ическими устройствами (рис. 4.4).
Q
Рис. 4.4
Естественная (а) и принудительная (б) конвекция
Естественное перемешивание воздуха возникает следующим образом
(рис. 4.4
Если внутри корпуса устройства рассеивается мощность
, т
стенки корпуса начинают нагреваться и передают тепло путем теплопр
водности близлежащим объемам воздуха. Из
за повышения температуры
плотность воздуха в нагретых объемах уменьшается, и на них начинает
действовать архимедова выталкивающая сила, в результа
те чего нагретые
объемы воздуха начинают подниматься вверх, а их место занимают нен
а−
гретые объемы. В результате, несмотря на низкую теплопроводность во
духа, благодаря большой разности температур между нагретыми и нен
а−
гретыми объемами обеспечивается значит
ельный тепловой поток.
Если имеется искусственный источник движения частиц воздуха
(вентилятор), то нагретые и ненагретые
объемы
воздуха перемешиваются
принудительно (рис. 4.4
б). Аналогичные процессы могут происходить и в
случае других
теплоносителей (
жидкостей
, сыпучих материалов)
Величина теплового потока конвекции
определяется соотношен
ем
KK1212K
,,,...
QTTaaST
где
K1212
,,,...
TTaa
коэффициент теплопередачи конвекцией;
площадь, участвующая в конвекции;
разность те
мператур тела и окружающей среды.
Значения коэффициента теплопередачи конвекцией
зависят от
температуры тела
и температуры окружающей среды
, а также от ряда
параметров среды
и т.д. В качестве основных параметров можно в
делить:
коэффициент
теплопроводности;
удельную
теплоемкость;
коэффициент кинематической вязкости;
коэффициент объемного расширения;
коэффициент температуропроводности;
скорость потока;
число Рейнольдса.
апример, значение числа Рейнольдса позволяет установить характер
обтекан
ия тела. При
ламинарном
обтекании струи теплоносителя не п
е−
ремешиваются. При
турбулентном
обтекании образуются вихри, которые
вызывают интенсивное перемешивание теплоносителя.
Учитывают
также
обтекание
переходного
типа
, когда вихреобразование не охватывает
весь
поток
. Зависимость коэффициента теплопередачи конвекцией от темпер
а−
туры тела определяется характером обтекания (рис. 4.5).
Рис. 4.5
Характер зависим
ости коэффициента теплопередачи
конвекцией от температуры тела
за си
льной зависимости интенсивности конвекции от температуры
и других факторов (
табл
4.3
тепловые сопротивления
эквивалентных
схемах становятся нелинейными, что
усложняет
анализ теплового режима.
Таблица 4.3
Пределы изменения значений
коэффициент
тепло
передачи конвекцией
Вид теплоносителя
Вт/м
Воздух при нормальном атмосферном давлении
Масло трансформаторное
1500
Вода
200
10000
Вода с кипением
500
45000
Из приведенных данных видно, что в зависимости от вида конвекции
(естественная ил
и принудительная) и конкретных условий интенсивность
отвода тепла может изменяться в широких пределах. Теоретический расчет
значений коэффициента
можно провести путем решения системы кр
териальных уравнений
. Соответствующие рекомендации
содержа
в л
тературе [1].
4.3.4.
Теплопередача излучением
Известно, что всякое тело с температурой
, отличной от абсолютн
го нуля, излучает в пространство электромагнитное поле. Для реального
тела
, не являющегося абсолютно черным, тепловой поток излучения в
направлении другого тела с температурой
можно определить с пом
щью соотношения
ИИ12И1212И
(,)
QTTSTfTTST
=α∆=ϕε⋅∆
где
И12
коэффициент теплопередачи излучением;
площадь,
участвующая в излучении;
разность температур
12
коэффициент перекрытия излучения:
телесный угол перекрытия;
приведенная степень черноты
(табл. 4.4.)
12
(,)
fTT
функция, описывающая излучение абсол
ютно черного т
ла:
44
100100
(,)5,67
fTT



Таблица 4.
Значени
приведенной степени
черноты
Материал, в
ид
поверхности
алюминий полированный
0,02
0,05
алюминий
окисленный
0,2
0,3
алюминий
черненый
0,8
0,9
краски, эмали глянцевые
0,78
0,9
Важн
отметить, что краски и эмали значительно повышают степень
черноты
поверхностей
независимо от цвета, так как на степень черноты в
значительно большей мере влияет характер поверхности.
4.4.
Обеспечение теплового режима
4.4.1.
Классификация систем обеспечения тепловог
о режима
СОТР классифицируются по ряду параметров
(таблица 4.
Таблица 4.5
Классификация систем обеспечения теплового режима
Классиф
параметр
Виды СОТР, их характеристика
1. Пределы
поддержания
температур.
1.1.
макс
(ограничение сверху)
системы
ждения
1.2.
мин
макс
(ограничение с двух сторон)
стемы
термостабилизации
1.3.
ном
(поддержание номинальной темпер
а−
туры с высокой точностью)
системы
термост
тирования
2. Охват
нагретой
зоны
2.1
Общие.
2.2
Локальные.
3. Режим во
емени
3.1
Стационарные.
3.2
Нестационарные.
4. Способ
теплопередачи
4.1
С использованием теплопроводности.
4.2
Конвективные.
4.3
С использованием излучения.
4.4
Комбинированные.
Дополнительная классификация конвективных СОТР
4.2
По виду
теплоноси
теля
а)
С газовым теплоносителем.
С жидким теплоносителем.
С кипением жидкости.
4.2
По способу
перемешивания
а) С естественным перемешиванием.
б) С принудительным перемешиванием:
приточные;
вытяжные;
вентиляции (приточно
вытяжные).
4.4.2.
Выбор и расчет
систем обеспечения теплового режима
На ранней стадии проектирования выбирают предварительно общую
компоновку изделия, исходя из основных массогабаритных и
энергетич
е−
ских
параметров. Затем определяют, с помощью какой СОТР можно обе
печить тепловой режим.
ассмотрим задачу выбор
а типа
системы охлаждения. Исходными
данными для этой задачи являются:
предельная допустимая температура
РЭС
макс
максимальная температура окружающей среды
рассеиваемая мощность
максимальная высота размещения изделия над уров
нем моря
размеры корпуса, его объем
и коэффициент заполнения корпуса
по объему
Вначал
е выбирают модель нагретой зоны:
форму зоны внутри корп
са. Чаще всего считают, что
нагретая зона заполняет весь
периметр
корп
са
, а по высоте
олько часть
(рис
. 4.6).
b
k
v
h
Рис. 4.6
Расчетная модель нагретой зоны
В этом случае площадь нагретой зоны
равна
зк
SSk
где
площадь поверхности корпуса:
= 2[
)].
Для
выполнения количественных
оценок расс
читывают условную
плотность теплового потока
H
q
S
где
поправочный коэффициент, учитывающий высоту установки
объекта над уровнем моря [2].
На уровне моря
= 1;
с ростом высоты значения
увеличиваются
что вызвано снижением
охлаждающей способности воздуха
Затем
находят величину максимального перегрева
µαx0
TTT
∆=−
и л
гарифм величины
ыраженной в ваттах на квадратный метр. Для
выбора
подходящего способа охлаждения
использ
уют
графи
из [2]
, полученный
на осно
вании опыта проектирования РЭА во многих организациях
(рис.
4.7)
Т,
λg
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
2
3
4
5
6
7
8
9
Рис. 4.7
Кривые для выбора способа охлаждения
Значения
определяют положение точки, которая попадает в о
ну из отмеченных на графике зон. По номеру зоны
определяют подход
я−
щий способ охлаждения
естественное воздушное
охлаждение (ЕВО);
ЕВО или принудительное воздушное охлаждение (ПВО);
ПВО;
ПВО или естественное жидкостное охлаждение (ЕЖО);
ЕЖО;
ЕЖО или принудительное жидкостное охлаждение (ПЖО);
ПЖО или ес
тественное испарительное охлаждение (ЕИО);
ЕИО или принудительное испарительное охлаждение (ПИО);
В тех случаях, когда точка попадает в зоны с двумя возможными в
дами охлаждения, выполня
дополнительную
вероятностн
оценк
Например, для зоны 2 испо
льзуют следующие вероятностные кривые (рис.
4.8).
Т,
, Вт/м
= 0,9
= 0,5
= 0,3
= 0,1
Рис. 4.8
Вероятностные кривые
для ЕВО изделия
в перфорированном
корпусе
Положение точки указывает кривую с определенной вероятностью
обеспечить тепловой режим выбранным спосо
бом. Если вероятность
> 0,5, то режим обеспечить нетрудно. При 0,5
0,3 тепловой режим,
скорее всего, удастся обеспечить, выполнив два
три варианта конструкции.
Если 0,3 >
0,1, то для обеспечения режима, возможно, понадобится н
сколько варианто
в конструкции, что может быть экономически нецелес
образно. При
< 0,1 данный вид СОТР применить практически невозмо
: следует выбирать более эффективные системы
В процессе выбора конструкции выполняют
не только
расчеты тепл
вого режима
, на часто и
экс
периментальные исследования.
Можно сказать
что
задачу синтеза СОТР решают методом последовательных приближ
е−
ний, используя теоретические модели для анализа тепловых цепей и м
а−
кетные варианты конструкции для проверки принятых решений.
4.4.3.
Некоторые элементы си
стем обеспечения теплового режима
При разработке конструкции учитывают тепловую
нагруженность
дельных узлов. Э
лементы с высокой рассеиваемой мощностью
могут
даться в
локальных теплоотводах
и поэтому задачу обеспечения их те
лового режима целесообразн
о рассматривать отдельно.
Так, например,
отдельные мощные элементы
можно
вынести в такие
ны, где
обес
печивает
ся хо
роший обдув воздухом или где можно
распр
делить тепловой поток по
большой
площади.
Этим условиям удовлетв
ряют
стенки корпуса и специальные
теплоотводы:
радиаторы
, тепловые
трубки, элементы Пельтье и другие подобные решения
[2]
Если в качестве радиатора берется плоская пластина и обеспечивается
хороший тепловой контакт между ней и теплонагруженным элементом, то
расчетным или экспериментальным
путем можно получить
различные
а−
висимости теплового сопротивления и тепловой проводимости такого р
а−
диатора (рис. 4.9).
S
P
*
Y
S
P
*
Рис. 4.9
Зависимость теплового сопротивления от м
ощности (а) и
зависимость тепловой проводимо
сти от пло
щади (б) для плоского
радиатора
С ростом мощности при
одной и той же площади увеличивается те
м−
пература радиатора, увеличивается разность плотностей нагретого и нен
а−
гретого воздуха, возрастает толщина нагретого слоя, а следовательно, и
объем воздуха, участ
вующего в конвекции. Это приводит к возрастанию
эффективности конвекции: коэффици
ент теплопередачи конвекцией
растет
(см. рис. 4.5),
в результате
тепловое сопротивление уменьшается (см. рис.
4.9
Если мощность зафиксировать, а увеличивать площадь радиат
ора, то
вначале тепловой поток будет расти прямо пропорционально площади. Т
а−
кой же вид имеет начальный участок зависимости тепловой проводимости
от площади (см. рис. 4.9
б). Однако, поскольку источник тепла
точе
ный, а с каждого элемента поверхности част
ь теплового потока уходит, с
ростом размеров радиатора начинает проявляться неравномерность нагр
ва радиатора: во
первых, каждый следующий элемент поверхности рассе
вает меньшую мощность, а во
вторых, при меньшем перегреве уменьшае
ся и значение коэффициен
та теплопередачи конвекцией. В результате рост
теплов
ой проводимости замедляется и
значение тепловой проводимости
стремится к некоторому пределу.
Эффективность радиаторов можно увеличить, если увеличивать пл
щадь, участвующую в конвекции, без заметного уве
личения площади о
с−
нования (пластины, на которой установлен теплонагруженный элемент).
Таким свойством обладают ребристые, штыревые и игольчатые радиаторы
(рис. 4.10)
Рис. 4.
Вид ребристого (а), штыревого (б) и
игольчатого
(в) радиаторов
Ясно, что характер зависимостей теплового сопротивления и тепловой
проводимости радиаторов этих видов
будет
так
же, как плоского ради
тора, однако количественные параметры,
в частности
, предел для завис
мости
), будут своими для каждо
го конкретного вида
радиатора (рис.
4.11)
S
Рис. 4.
Вид зависимостей тепловой проводимости для радиаторов
различного вида
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙС
ТВИЯ И ЗАЩИТА ОТ НИХ
5.1.
Основные понятия
Телом с сосредоточенной массой
называется
физическое тело, дв
жения которого могут быть описаны как движения одной точки. Такой
точкой является
центр масс (Ц.М
.). Ясно, что телом с сосредоточенной
массой можно считать такие объекты, внутренние элементы которых
жестко закреплены.
Степенью свободы
называется координата, вдоль которой возможно
движение, не зависимое от других движений. У тела с сосредоточенной
массой, очевидно, может быть до 6 степеней свободы: 3
поступательн
го перемещения и 3
вращательного (рис. 5.1).
x
Рис. 5.1
Степени свободы тела с сосредоточенной массой
5.2.
Описание колебаний тела с одной степенью свободы при
вязком трении и кинематическом воздействии
Будем считать, что радиоэлектронный блок является телом с сосред
точенной массой и имеет одну степ
ень свободы для поступательных кол
е−
баний.
Пусть тело (блок) массой
закреплено через
упругий элемент
с к
эффициентом жёсткости
на основании массой
. Между телом и осн
ванием имеется также элемент, создающий
вязкое трение
коэффицие
вязкого трения
Вязким называется тако
й вид
трени
при
котором
сил
трения возника
ет
только при движении тела относительно основания
причём
ила вязкого трения
пропорциональн
скорости
относительного
перемещения.
Источником
независимых поступательных колебаний в сис
теме я
ляется основание.
Будем считать, что масса основания
много больше массы тела
тогда влиянием тела на колебания основания можно пренебречь. Таким
образом, рассматривается механическая колебательная система при
е−
матическом
воздействии.
Обозначи
м координату, вдоль которой возможны поступательные к
лебания, как
. Поскольку положение тела в покое
и положение осн
вания в покое
не влияют на колебания, будем рассматривать только о
клонения точек осно
вания
осн
) и центра масс тела
) от их
положений в
покое (рис. 5.2).
F
F
z
t
z
t
Z
z

Z
Рис. 5.2
Схема замещения для анализа поступательных колебаний
при
кинематическом воздействии
В системе действуют следующие силы:
динамическая сила упругости
) =
zосн
сила вязкого трения
оснб
Ft

=β−


сила инерции
Ftm
=−
слов
баланса сил
имеет следующий вид
) +
) = 0.
Подставив выражения для действующих сил, получим
дифференц
альное
уравнение
втор
ого порядка
оснб
оснб
δ()δ()δ()
()()0.
ddd
ztztzt
kztzt
ttt

+β−+−=


(5.1)
Рассмотрим важнейшие частные случаи.
Случай 1.
Свободные колебания в системе без трения. Уравнение
(5.1) приобретает вид
δ()
()0.
mkzt
−=
Его решение хорошо известно: это незатухающие гармонические к
лебания с
собственной частотой
, амплитуда которых
определяется
предысторией возникновения колебаний
бб0
()coσ
ztAt

где
k
Случай 2.
Свободные колебания в системе с трением. Уравнение (5.1)
запишем в виде
δ()δ()
()0
ztzt
−δ−ω=
где
m
величина, называемая
декрементом затухания
Решение данного уравнения описывает затухающий переходной пр
цесс
бб1
()coσ
ztAet
−δ

где
222
100
ω=ω−δ=ω−
Введенная величина
называется
эффициентом демпфирования
==
Коэффициент демпфирования характеризует потери энергии, вызва
ные трением, причем он тем больше, чем больше коэффициент трения.
При анализе электрических колебательных систем обычно вводят другую
хара
ктеристику потерь
добротность
, которая является обратной вел
чиной от коэффициент
демпфирования.
Как известно из электротехники, если величина
действительная,
то процесс имеет характер затухающих квазигармонических колебаний.
Есл
и же
мнимая величина, то процесс имеет экспоненциальный х
а−
рактер, без переколебаний. В обоих случаях длительность переходного
процесса
пер
примерно равна
пер
≈δ≈
(5.2)
Случай 3.
Вынужденные колебания при гармо
ническом воздействии
с амплитудой
осн
и частотой
осн
) =
осн
coσ
осн
coσ 2
Решение уравнения (5.1) содержит затухающий переходной процесс
с известной длительностью
пер
.2) и установившееся решение:
гармон
ческие колебания с частотой вы
нуждающей силы
и амплитудой
, пр
порциональной амплитуде колебаний основания
тношение
этих ампл
туд
называ
коэффициентом динамичности
механической
системы
22
222
осн
==
−ν+ν
(5.3)
где
f
относительная частота.
Полу
ченное выражение (5.3) аналогично амплитудно
частотной х
а−
рактеристике фильтра нижних частот 2
го поря
дка
с одним полюсом
рис
5.3.
Рис. 5.3
Зависимость коэффициента динамичности от частоты
вибрации
На приведенном графике мо
жно выделить
три
характерные
зоны
Зона 1
по частоте отвечает условию
<<
: собственная (резонан
с−
ная) частота значительно больше рабочих частот. В этой зоне коэффициент
динамичности близок к единице. Высокая резонансная частота соотве
ств
ует большим значениям коэффициента жесткости, поэтому данную о
ласть можно назвать зоной 
жесткой системы
Зона 2
называется
резонансной
, так как в ней рабочие частоты лежат
вблизи резонансной частоты. Здесь достигаются наибольшие значения к
эффициента ди
намичности
, которые зависят от значения
коэффициента
демпфирования
Зона 3
является зоной мягкой системы: рабочие частоты
значител
но
превышают резонансную
частоту
. Начиная с частоты, равной
, д
стигаются значения
, то есть амплитуда колебаний объекта меньше
амплитуды колебаний основания: проявляется эффект
виброзащиты
. В
е−
личину
для этой зоны принято называть
коэффициентом виброизол
5.3.
Особенности систем с сухим трением
При сухом трен
ии сила трения по величине
постоянна
, но всегда
направлена
против
направления перемещения.
Если действующие силы упругости и инерции не превышают велич
ны силы трения, то колебания в системе вообще не возникают: объект п
е−
ремещается вместе с основанием, ка
к при жестком закреплении. Если же
сумма сил больше силы трения, то в системе будут происходить динам
ческие процессы, подобные процессам в системе с вязким трением.
5.4.
Обеспечение прочности и устойчивости РЭС при воздействии
вибрации
Основным воздействующим
фактором при вибрации является вибр
ускорение. Поскольку ускорение есть вторая производная от перемещения,
для синусоидальной вибрации отношение амплитуд перемещения равно
отношению амплитуд виброускорений. Таким образом, уменьшение вел
чин действующих на
объект ускорений возможно только в зоне мягкой
системы. Этот эффект
достигается только в
динамик
платой за вибр
защиту является наличие резонансной зоны, через которую объект обяз
тельно проходит в процессе разгона и останова колебаний основания
(нап
ример, при запуске
и останове
двигателей).
Если допустимое ускорение объекта
доп
меньше ускорений основ
а−
ния
осн
, то для реализации виброзащиты применяют специальные изделия
амортизаторы
. Они содержат упругие
элементы и
элементы потерь
которые вводятся, чтобы
обеспечи
необходимые значения коэффициента
демпфирования.
Система амортизации
должна обеспечивать устойчивое положение
блока, поэтому она
содержит не менее трех амортизаторов,
но чаще
четыре
амортизатор
а
и более.
Исходными данными для расчета системы амортизации являются:
рабочая частота вибрации
или, для несинусоидальной вибрации,
частоты гармоник
,1,2...
амплитуды колебаний основания по каждой гармонике
осн
допустимое ускорение объекта
доп
минимальная
температура окружающей среды
мин
Расчет производим в следующем порядке.
Шаг 1.
Определяем амплитуды виброускорения основания для хара
терных частот (для синусоид
альной вибрации
одной частоты):
осн
= ( 2
осн
Для дальнейшего расчета выбираем одно значение
осн
, соответств
ющее наихудшему случаю.
Шаг 2.
Определяем требуемое значение коэффициента виброизол
я−
ции
доп
осн
Шаг 3.
Исходя
из условий эксплуатации предварительно выбираем
тип амортизатора [3].
Обозначение т
амортизатора определяет его о
с−
новные конструктивные характеристики, например, АД
Амортизатор
Демпфированный. Выбрать конкрет
ный типоразмер(
конкретную строку в
справ
очной таблице
, на данном этапе невозможно
, так как типоразмер
амортизатора определяется пределами допустимых нагрузок
Наиболее неблагоприятными температурными условиями являются
низкие температуры, т
ак
ак
с уменьшением температуры растет коэфф
циент де
мпфирования
в результате чего
качество амортизации снижае
ся. Если в справочных данных нет значений
при требуемой температуре,
то нужное значение следует определять по имеющимся данным линейной
интерполяцией
мин1
DDTT
=−−
где
низша
я,
высшая допустимые температуры;
справочные значения коэффициентов демпфирования для
низшей и высшей допустимых температур соответственно.
Шаг 4.
Решаем уравнение (5.3) относительно
численно или граф
чески (см. рис. 5.3), используя
наихуд
шее
для выбранного типа аморт
заторов значение
Шаг 5.
Определяем необходимую собственную частоту
системы
аморти
зации
f
Проверяем, соответствует ли
усредненным паспортным данным.
При несоответствии подбираем другой тип
ам
ортизатора, заново выполн
я−
ем шаги
Шаг 6.
Определяем статическую нагрузку на один амортизатор
При полной симметрии расположения амортизаторов относительно
центра масс
j
P
N
(5.4)
где
вес
объекта,
число а
мортизаторов.
Чаще всего берут четыре амортизатора
, но центр масс
бывает
смещен от центра симметрии на некоторую величину по одной из осей,
например,
; тогда смещение обозначим как
(рис.
5.4).
ц.м.
ц.с.
−β
Рис. 5.4
Расчетная
схема расположения амортизаторов
Нагрузки на каждый амортизатор
удовлетворяют системе уравн
е−
ний
11223344
PxPxPxPx
+++=
(5.5)
11223344
PyPyPyPy
+++=
где
координаты точек расположения амортизаторов относитель
но
положения центра масс.
При сохранении частичной симметрии, например, относительно оси
(см. рис. 5.4), т
сть при
= 0,
, второе уравнение с
стемы (5.5) становится тривиальным. Можно использовать упрощенную
систему
+ 2
= 0
где
случае
составной
массы
когда
вес
корпуса и шасси
распределен
между амортизаторами равномерно, а центр масс основного тяжелого эл
е−
мента конструкци
и весом
смещен, необходимо поступать следующим
образом:
согласно (5.4) распределить вес корпуса
по амортизаторам, то
есть найти
часть нагрузки на каждый амортизатор, опред
е−
ленная весом корпуса (равные значения);
согласно (5.5) распределить
вес элемента
по амортизаторам
найти
(различные значения);
найти суммарную нагрузку на каждый амортизатор
Шаг 7.
По справочным данным на выбранный тип амортизатора по
раем конкретные типоразмеры: расчетные
нагрузки должны находить
ся
примерно посредине допустимого диапазона.
Шаг 8.
Определяем статические прогибы амортизаторов
ст
где
коэффициент жесткости амортизаторов данного типоразмера,
Н/мм.
Шаг 9.
Определяем собственную частоту системы амортиз
ации
Для этого сначала находим собственные частоты для отдельных амо
тизаторов
ст
15,75
затем в качестве
принимаем среднее арифметическое значение от этих
частот.
Шаг 10.
Проверяем, обеспечивает ли выбранная система амортиза
ции
требуемую виброзащиту. Для этого подставляем найденное значение
формулу (5.3) или определяем величину по графику (см. рис. 5.3). Если д
стигнутое значение
меньше требуемого или больше требуемого
, но
не
более чем на 30
%, то выбор считаем удовле
творительным. В противном
случае подбираем иные типоразмеры амортизаторов и повторя
ем действия
шагов
10.
Шаг 11.
Сравниваем статические прогибы амортизаторов
: если
они различаются более, чем на 0,1
0,2 мм, то вводим в систему амортиз
а−
ции выравнив
ающие прокладки соответствующей толщины для предо
вращения поперечных колебаний.
Возможна такая ситуация, что по справочным данным подобрать в
пускаемые промышленностью амортизаторы оказывается невозможно. В
этом случае следует, прежде всего, проанализиро
вать происхождение з
а−
данного
значения допустимого виброускорения
доп
. Обычно его определ
ет допустимое ускорение наименее прочного элемента. Для покупных ЭРИ
допустимые ускорения оговариваются в их технических условиях (ТУ), а
для элементов конструкции ис
пользуют либо расчетные, либо экспериме
тальные данные. Следовательно, на величину
доп
конструктор может вл
ять, выбрав более прочные элементы или повысив жесткость и прочность
несущей конструк
ции. В самом крайнем случае могу
т понадобиться амо
тиза
торы
со
бственн
разработк
5.5.
щие рекомендации по защите от вибрации
Итак, изделие в целом можно защитить от действия вибрации аморт
заторами. Однако для всех элементов внутренней конструкции изделия
применить амортизацию невозможно. Остается только применить ж
есткое
закрепление элементов. Оптимальной будет такое закрепление, которое
обеспечивает близкие значения собственных частот элементов, значител
но превышающие (в 3
раз и более) максимальное значение рабочей ч
а−
стоты вибрации.
На основании изложенного, а т
акже с учетом того, что конструкция
амортизаторов, как правило, не предотвращает возможность возникнов
ния колебаний по другим степеням свободы, в том числе крутильным,
сформулируем основные рекомендации по обеспечению прочности и
устойчивости изделия к ви
брации:
а) для элементов внутренней конструкции используют жесткое закре
ление;
б)
система амортизации
должна
содерж
не менее трех амортиз
а−
торов
, но из
за трудности обеспечить равномерное распределение
нагрузок рекомендуется применять четыре, шесть и б
олее
аморт
заторов;
в)
крепление амортизаторов к корпусу следует выполнять так, чтобы
расстояние между плоскостью крепления и центром масс по выс
те было минимальным (рис. 5.5а)
При серьезной опасности во
никновения поперечных и крутильных колебаний следу
ет либо
применять направляющие, либо использовать дополнительные
амортизаторы (рис.
5.5б);
Рис.
Рекомендуемые способы
размещения
амортизаторов
поскольку на любом объекте существуют режимы разгона и
остановки механизмов
и машин, вызывающих вибрацию,
для
предотвращения резонансных выбросов
не следует применять
амортизаторы с коэффициентом демпфирования меньше 0,1.
5.6.
Особенности защиты от ударов
В отличие от вибрации удары действуют кратковременно, поэтому
при жестком закре
плении ударное ускорение передается полностью, а при
упругом закреплении в системе возникают собственные колебания, кот
рые и представляют наибольшую опасность.
Для защиты от ударов можно применять системы амортизации, анал
гичные рассмотренным выше. Расче
т таких систем довольно сложен. Его
можно выполнить, например, основываясь на результатах анализа механ
ческой колебательной системы методом интеграла Фурье [4]. Однако на
практике систему амортизации чаще всего проектируют для защиты от
комбинированного д
ействия вибрации и ударов, при этом основные пар
а−
метры системы определяют применительно к вибрации. Опасность ударов
и собственных колебаний учитывают, выбирая амортизаторы с большими
значениями коэффициента демпфирования, чем в случае виброзащиты:
не
мене
0,2
0,3.
5.7.
Защита от механических воздействий других видов
При линейных и центробежных ускорениях, как воздействий длител
ных и непериодических, динамическая защита невозможна: ускорения
непосредственно прикладываются ко всем элементам конструкции. След
ательно, единственным способом обеспечить прочность и устойчивость к
этим воздействиям является создание достаточно прочной и жесткой ко
струкции изделия.
Акустические удары и длительные воздействия представляют собой
колебания воздуха, поэтому они переда
ются элементам конструкции
обычно через стенки корпуса в виде вибрации достаточно высоких частот.
В результате системы амортизации не требуется, но возрастают требов
ния к жесткости закрепления элементов: их собственные частоты должны
быть выше акустически
х частот. Дополнительно применяют поглотители
акустический вибрации в виде обивки материалами с высоким внутренним
трением (например, линолеум).
Ветровые нагрузки существенны для изделий типа антенн, которые
эксплуатируются на открытом воздухе. Как отмечал
ось
ранее
(см. п. 3.3.2),
при скорости ветра
на тело действует полная аэродинамическая сила
RCS
коэффициент формы (для плоской пластины равен 1);
площадь миделевого сечения (в самом широком месте);
плотность во
здуха (у земли при нормальных условиях
= 1,225
кг/м
Эта сила приложена к так называемому центру давления (ц.д.)
ке, в которой аэродинамическая сила не создает поворачивающего моме
та. Для конкретной конструкции можно оценить положение ц.д., напри
мер,
для осесимметричных тел центр давления будет, очевидно, на оси тела.
Зная величину полной аэродинамической силы, можно выработать треб
вания к прочности и жесткости несущей конструкции. Например, если а
тенна расположена на мачте на высоте
, то при в
ыборе конструкции пя
ки мачты следует принимать во внимание выворачивающий момент
. Для определения
необходимой прочности растяжек следует р
е−
шить статическую задачу распределения нагрузок известными из физики
методами.
ПАРАЗИТНЫЕ СВЯЗИ И Н
АВОДКИ В
РЭС
6.1.
Основные понятия
Паразитным сигналом
принято называть сигнал, не
предусмотре
ный
схемой или конструкцией устройства
Механизм передачи паразитного сигнала называют
паразитной св
зью
Термин
наводк
применяют как синоним понятия 
разитны
сигнал
бо как процесс передачи паразитного сигнала
[1].
Задачи исследования паразитных связей и наводок относятся к пр
блеме
электромагнитной совместимости
радиоэлектронных средств
(ЭМС РЭС). При этом различают межсистемную и внутрисистемную (или
внутриблочную) Э
МС. Именно обеспечение внутрисистемной, внутр
блочной ЭМС относится к задачам конструирования РЭС, так как пробл
ма межсистемной РЭС должна решаться на этапе системного проектир
вания.
В цепь передачи наводки входят:
источник наводки ИН;
паразитная связь П
приемник наводки ПН.
Различают два основных вида цепей: цепь с отдельными элементами
(рис.
и цепь паразитной обратной связи
(рис.
, когда один о тот
же функциональный узел по выходу является источником, а по входу
приемником наводки.
Рис. 6.
Виды
цеп
ей
передачи паразитного сигнала
В задачи конструктора входит:
прогнозиров
ание ЭМС проектируемого изделия:
выявление всех
возможных ИН, ПН, ПС и оценка их основных характеристик;
разработка мероприятий, обеспеч
ивающих ЭМС блоков и узлов
изделия путем тщательного исполнения возможных ИН и ПН, а
также применение специальных мер подавления ПС.
6.2.
Источники и приемники наводок. Виды паразитных связей
Возможными ИН в блоках и функциональных узлах могут быть,
например
цепи сети питания переменного тока;
мощные генераторы ВЧ;
искровые разрядки, электродуговые нагреватели;
генераторы импульсов;
выключатели, переключатели, контакты электромагнитных реле;
феррорезонансные стабилизаторы напряжения;
выходные и предвыходные
каскады усилителей ВЧ, ПЧ, НЧ и и
м−
пульсов.
Приемниками
наводок могут являться все функциональные узлы с
низкими уровнями сигналов, а также длинные соединительные провода и
кабели.
По полосе занимаемых частот наводки могут быть узкополосными и
широкополосны
ми (импульсными или шумоподобными).
Паразитные сигналы могут проявляться:
как
аддитивная
смесь
с полезным сигналом:
паразитные сигналы
типа
шума
или
фона;
в виде
паразитной модуляции
высокочастотного сигнала;
в искажениях
формы частотных характеристик
впло
ть до сам
возбуждения функциональных узлов при паразитной обратной
связи (рис.
6.2).
Рис. 6.2
Влияние паразитной обратной связи (ПОС) на АЧХ усилителей
Рассмотрим классификацию паразитных связей (рис. 6.3)
]

]

]

Рис. 6.3
Классификация паразитных связей
6.3.
Анализ паразитных связей
6.3.1.
Кондуктивная паразитная связь
Кондуктивная ПС возникает в том случае, когда между ИН и ПН
имеются общие цепи протекания тока, а проводники, из которых составл
е−
ны эти цепи, им
еют ненулевое сопротивление. Чаще всего общими явл
ются цепи питания и за
земления (рис.
6.4).
общий источник питания; ИН
источник наводок;
ПН1, ПН2,
приемники наводок.
Рис. 6.4
Структурная схема цепи кондуктивной
ПС по цепи питания
Анализ кондуктивной ПС выполняют с помощью эквивалентных схем
(схем замещения), в которых учитывают все существенные паразитные п
а−
раметры (рис. 6.5).
конт
Рис. 6.5
Возможная эквивалентная схема цепи передачи к
ондуктивного
паразитного сигнала
На схеме обозначены:
ЭДС источника питания;
внутре
нее сопротивление источника питания;
емкость фильтра питания;
з1
паразитные индуктивности проводов питания и з
а−
земления, а также конд
енсаторов фильтра питания;
п1п2з1з2
,,,
RRRR
тивные сопротивления проводов питания и заземления;
конт
контактное
сопротивление точки подключения общего провода цепи к общему выводу
источника питания;
ЭДС и внутреннее сопротивлени
е источника
наводки;
сопротивление нагрузки для паразитного сигнала в прие
м−
нике наводки.
Другой возможный вид кондуктивной ПС
через сопротивление
изоляции между проводниками. Например, поверхностное сопротивление
основания печатной платы имеет коне
чную величину. Ее можно опред
е−
лить, зная значение справочного параметра удельного поверхностного с
противления
пов
, измеряемого в омах на квадрат. Такая единица введена
потому, что сопротивление плоского участка изоляции пропорционально
его длине, но обра
тно пропорционально ширине, следовательно, квадра
ный участок любого размера имеет одинаковое сопротивление.
Для гетинакса
пов
= 5
Ом/квадрат, для стеклотекстолита
пов
Ом/квадрат. При расстоянии между проводниками
и длине о
ласти связи
на этой длине умещается
квадратов, значит полное
сопротивление изоляции
между параллельными проводниками будет
равно
пов
6.3.2.
Емкостная (электростатическая) паразитная связь
Условием возникновения емкостной ПС является наличие
разнос
потенциалов
между проводником ИН и проводником ПН. Входное сопр
тивление ПН по паразитному сигналу должно отличаться от нуля.
Физическим механизмом связи является
электростатическая инду
Различают непосредственную емкостную ПС и связь через третий
провод (рис. 6.6). На рисунке
пар
паразитная емкость между проводн
ками контуров источника и приемника наводки,
пар1
пар2
паразитная
емкость между проводниками,
сопротивление между третьим пров
дом и общей шиной.
Рис. 6.6
Структурная схема цепи с
непосредственн
ой
емкостной
паразитной связью
(а) и связью через третий провод (б)
Рассмотрим эквивалентную схему непосредственной емкостной связи
(рис. 6.7).
пн
'
'
'
Рис. 6.7
Эквивалентная схема
цепи с непосредственной емкостной ПС
На рисунке обозначены:
ЭДС источника наводки;
сопротивления контура источника наводки;
пар
паразитная емкость;
ЭДС и внутреннее сопротивление источника полезного сигнала;
входное
сопротивление приемника наводки;
напряжение в хара
терной точке приемника наводки, складывающееся из напряжения поле
ного сигнала
) и напряжения наводки
При анализе этой схемы обычно полагают Z
, то есть
считают,
что в т
очке
А действует ЭДС
источника наводки
. Кроме того, учитывают
относительную малость емкости
пар
пренебрегая протеканием тока от
ЭДС сигнала в контуре наводки. Для гармонических сигналов модуль к
эффициента передачи паразитного сигнала
) равен
парпр
парпр
jCZ
ЕϕCZ
ω==

(6.1)
где
пнис
испн
Для напряжения сигнала
с учетом малости паразитной емкости
имеем
испн

В эквивалентную схему цепи передачи емкостной на
водки через тр
е−
тий провод входят как паразитные емкости
пар1
пар2,
так и сопротивление
между
третьим проводом и общей шиной
. Анализ данной цепи также
нетрудно провести методами теории цепей
Практическую трудность представляет выявление данного механ
изма
и оценка
пар1
пар2
так как третьим проводом может служить либо пр
водник, не входящий в схему ИН и ПН, либо просто металлический эл
е−
мент конструкции, не имеющий прямого контакта с корпусом (например,
кронштейн или радиатор).
Для оценки паразитных
емкостей можно использовать известные э
м−
пирические формулы и графики (см., например, [1,
2]), а в более сложных
случаях
приходится
проводить собственные экспериментальные исслед
вания.
6.3.3.
Взаимоиндуктивная паразитная связь
Механизмом передачи в этом случае
является
электромагнитная
индукция
Характеристики магнитного поля, возникающего вокруг любого пр
водника с током, количественно выражаются через его полную индукти
ность. Той части магнитного поля, которая проявляется вне проводника,
соответствует индукт
ивность рассеяния
. Между двумя проводниками с
индуктивностями рассеяния
возникает связь по магнитному полю,
которая характеризуется паразитной взаимной индуктивностью
пар
пар12
МkΛΛ
(6.2)
где
коэффициент пропорциональнос
ти, зависящий от взаимного ра
с−
положения проводников и расстояния между ними.
По этой причине данный вид связи по магнитному полю называют
взаимоиндуктивной
паразитной связью.
Условиями ее возникновения являются:
протекание тока в контуре ИН;
возмож
ность р
ассеяния
магнитного поля
, создаваемого эти током
возможность восприятия рассеянного магнитного поля проводн
ками контура ПН;
возможность протекания тока в контуре ПН.
Анализ
количественных характеристик
передачи паразитного сигнала
можно выполнить
на осно
эквивалентной схемы (рис. 6.8)
пн
пн
Рис. 6.8
Эквивалентная схема цепи с взаимоиндуктивной
паразитной
связью
На рисунке обозначены:
ЭДС источника наводки;
полное
контурное сопр
отивление цепи ИН (включающее
и индукти
вность пров
да, вокруг которого наводится магнитное поле);
пар
паразитная взаи
м−
ная индуктивность;
ЭДС и внутреннее сопротивление источника
полезного сигнала;
кпн
контурное сопротивление цепи между источн
ком полезного сигнала и приемником
наводки (активное и индуктивное
сопротивление проводов);
входное сопротивление ПН.
В частности, при гармонических сигналах с частотой
для напряж
ния наводки будем иметь
выражение
парвх
нин
иниск пнвх
jMZ
UE
ZZZZ
Для напряжения сигн
ала, пренебрегая влияние контура наводки, п
лучим
сис
иск пнвх
ZZZ
Для сигналов и наводок сложной формы можно оценивать отношение
сигнал
помеха по энергетическим спектрам (по мощности) или для в
бранных характерных гармоник.
Оценку величины
и индуктивности проводников можно выпо
нить, либо зная индуктивности рассеяния с помощью соотношения (6.2)
(например, для трансформаторов и дросселей), либо исходя непосре
д−
ственно из конфигурации проводников (см., например, [1,
]).
6.3.4.
Электромагнитная па
разитная связь
В СВЧ цепях излучение возникает на любых неодно
родностях
линий
передачи
(фидеров
feeders
открытого и полуоткрытого типа (например,
двухпроводные и микрополосковые линии, диэлектрические волноводы).
Если размеры этих неоднородностей сравни
мы с длиной волны, то излуч
е−
ние может быть достаточно эффективным. Однако такие случаи встреч
а−
ются относительно редко, так как при этом резко ухудшаются условия п
редачи и обработки сигнала.
Теоретические соотношения для оценки электромагнитной ПС внутри
локов РЭС в литературе отсутствуют. Считается, что данный вид связи
устраняется полностью при правильном конструировании СВЧ цепей, в
частности, экранов, которые являются практически неотъемлемой частью
внутриблочных линий передачи.
6.4.
Борьба с паразитными с
вязями и наводками
6.4.1.
Классификация мер борьбы
Предлагаемая классификация приведена в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Классификация мер борьбы с паразитными связями и
наводками
Классификацио
ный параметр
Виды
Способ
реализации
1.1
схемотехнические;
1.2.
конст
руктивные.
Цель
применения
2.1.
пассивные (подавление наводок достигается как
побочный эффект);
2.2.
активные (направленные на подавление наводок).
Место
в цепи
наводки
3.1.
источник наводки;
3.2.
приемник наводки;
3.3.
элементы связи.
Характ
ер
действия
4.1.
снижение уровня паразитного сигнала или пар
а−
зитной связи;
4.2.
устранение последствий действия паразитной
связи.
6.4.2.
Борьба с кондуктивной паразитной связью
К о
сновным мерам борьбы со
кондуктивной
связью
относятся
фил
трующие
развязывающие
цепи. Как правило, это
фильтры или
фильтры нижних частот, отлич
ающиеся местом включения (рис.
6.9).
Рис. 6.9
Примеры использования фильтрующих и развязывающих
цепей:
а) сетевой фильтр на индуктивностях
и конденсаторах
б) фильтрующие и развязывающие цепи в цепи питания
На схемах обозначены:
ЭДС и внутреннее сопротивление
источника питания;
ёмкость основного сглаживающего
конденсатор
источника питания,
его паразитная индуктивность;
мкость
доп
олнительного
фильтрую
щего
конденсатор
с малой индуктивностью;
фильтр шины питания;
элементы развязыва
щих цепей.
При конструктивном исполнении перечисленных цепей
обычно
с−
польз
уют
безиндуктивные конденсаторы, в частности,
дл
я шин питания
применяют
конденсаторы
опорного и проходного типа (рис. 6.10).
Рис. 6.10
Примеры рациональной
реализации фильтрующих и
развязывающих цепей: а)
, б)
с опорным конденсатором
, г)
с проходным конденсатором
При выборе типов (например,
ΛС
тип
или
тип
), числа звеньев и
номиналов фильтрующих и развязывающих цепей
можно
воспользоваться
результатами анализа эквивалентной схемы цепи кондуктивной наводки
(см. рис. 6.4)
нача
ле
т самые простые конфигур
ации
цепей
усложняя их лишь по мере необходимости.
Итак, нами рассмотрены фильтрующие и развязывающие цепи. По
нашей классификации (см. п. 6.1) эти меры борьбы с кондуктивной ПС о
носится к схемотехническим, активным, применяемым во всех элементах
цепи пе
редачи наводки, действующим на сам паразитный сигнал.
Вновь подчеркнем ценность классификации
мер борьбы с паразитн
ми связями и наводками
:
можно заметить, что нами рассмотрены
не все
возможные сочетания классификационных параметров
, а значит, имеет
смысл
поиск других мер борьбы
Так, например, известно
, что индуктивность проводника уменьшается
с ростом площади его сечения. Следовательно, для конструктивного и
полнения шин питания и заземления можно взять проводники значительно
большей толщины (ши
рины), че
м необходимо для пропускания рабочего
ток
. В частности, переход от ширины печатного проводника линии пит
а−
ния 0,4 мм к ширине 4,0 мм снижает индуктивность
проводника
при
мерно
в 2 раза, чем
обеспечивает
снижение
уровня
кондуктивного паразитного
сигнала на
дБ.
6.4.3.
Борьба с емкостной паразитной связью
Рассмотрим
применение токовых сигналов
для передачи информации
(рис. 6.11).
Рис. 6.11
Структурная схема цепи передачи с токовым сигналом
Чаще всего источники сигнала (ИС) имеют ма
лое внутренне
сопр
тивление, а информацию переносит
форма
напряжени
я в фидере
. Преобр
а−
зователь напряжения в ток (ПНТ) имеет высокое выходное сопротивле
ние
Преобразователь тока в напряжение (ПТН) имеет малое (близкое к нулю)
входное сопротивление. Благода
ря этим свойствам ПНТ и ПТН напряж
е−
ние на линии передачи практически равно нулю, и емкостной паразитный
сигнал не проявляется. На выходе ПТН напряжение информационного
сигнала восстанавливается.
К основным конструктивным, активным мерам борьбы с емкостной
ПС относится
электростатическое экранирование
Принцип действия экрана основан на том, что в электростатическое
поле, создаваемое проводником ИН, вносится дополнительный проводник
экран
так, чтобы он отвлекал на себя значительную часть поля, но
при
этом
электрический
потенциал
экрана
был близок к нулю.
Это условие
достигается
путем
короткого замыкания
экрана на общую шину.
Требования к экрану и качеству его соединения с общей шиной мо
но установить, рассмотрев эквивалентную схему (рис.
6.1
), в котор
ую для
упрощения рассуждений включен
переключатель

'
Рис. 6.1
К пояснению действия электростатического эк
рана
Пусть
паразитная емкость при отсутствии экрана (см. рис. 6.12
а). Если экранный проводник 3 помещен между
проводниками ИН 1 и ПН
2, то возникают емкости
(см. рис. 6.12 б). Остаточная паразитная
емкость непосредственной связи между проводниками
1 и 2 в присутствии
экрана
будет меньше, чем в первом случае, так как электростатическое
поле замыкается
теперь не по кратчайшему пути.
Модуль коэффициента передачи наводки без экрана (см. формулу
(6.1))
будет равен
Н12ПН

(6.3)
Коэффициент
ередачи при наличии экрана
при
холостом ходе
экранного проводника (положение 1 переключате
ля
на рис. 6.12)
оценим
как сумму коэффициентов передачи по двум параллель
ным каналам
1323
НЭ1
ПН12ПН
1323
ZCZ

(6.4)
При коротко
замыкани
экранного проводника
на корпус
(полож
е−
ние 2 переключателя
на рис. 6.
его потенциа
л становится равным н
лю, т. е.
та часть поля, которая связана с проводником 3, не будет перед
а−
ваться на проводник 2.
Коэффициент
ередачи
наводки теперь будет опр
деляться только остаточной ёмкостью
НЭ212ПН
KCZ

(6.5)
Коэффициент э
ффе
ктивност
экранирования
оценим
как отн
шение
K
K
(6.6
Проанализируем теперь полученн
соотношени
лучай
При коротко
замыкани
экранного проводника
на корпус
(положение
переключателя
на рис. 6
.12
становится максимальным
эф кз
Физически
величина емкости
12
определяется перераспределением
полной паразитной емкости
между
емкостями
. Следов
тельно, должны выполняться следующ
ие условия
(6.
лучай
При
холостом ходе экранного проводника (положение
переключателя
на рис. 6.
) получим
Эф хх
При выполнении соотношений (6.
эта величина будет меньше ед
ницы,
то ес
ть в режиме холостого хода экрана паразитный сигнал оказыв
а−
ется даже боль
ше, чем при
отсут
ствии
экрана.
Из
полученных
соотношений следует, что
для достижения наибол
шего эффекта
экранный проводник должен кон
структивно располагаться
между
проводниками 1 и 2
этом
зани
мая
возможно большую часть
про
странства, в котором действует
электростатическое поле.
На практике часто применяют радиаторы,
электрически
не изолир
ванные от коллекторов мощных транзисторов, а значит,
находящиеся под
напряжением и не допуск
ающие соединения
с общей шиной. Зададимся
вопросом: можно ли использовать такой радиатор в качестве экрана, с
единив его с общей шиной через конденсатор? Такое с
оединение
вполне
возможно
, так как характер частотной зависимости сопротивления конде
сатора та
кой же, как у сопротивления паразитных емкостей
. В соединении
экрана с корпусом
не допускается индуктивностей
(например, длинных
проводов), так как
с ростом
частоты
будет расти модуль сопротивления
между экраном и общей шиной
что приведет к
снижению эффек
тивности
экранирования.
Экран может иметь произвольную форм
у, но достаточно большую
площадь, чтобы перехватывать на себя большую часть электрического
поля. При этом он не обязательно должен быть сплошным
то есть отве
стия, вырезы и т.
п. не снижают каче
ства экранирования. П
роводимость
материала
, из которого изготовлен экран,
существенной роли не играет:
достаточно обеспечить выполнение условий (6.
). Принципи
ально важн
высокое
качество соединения с общей шиной:
для достижения хорошего
контакта
лучше все
го непосредственно соединять экранный проводник с
общей шиной пайкой, сваркой или надежным резьбовым соединением.
Незаз
емленные элементы конструкции (
например, пластины крепл
е−
ния, радиаторы и т.
п.) могут служить дополнительным каналом для пар
а−
зитных сигна
лов.
Такую возможность
исключают, проводя специальное
мероприятие, которое принято называть
металлизацией
вводят дополн
тельные проводники (провода, шины, жгуты)
для соединения
металлич
ских деталей с общей шиной.
сли непосредственное соединение нево
мож
но (например,
для
радиатор
под напряжением), то
для металлизации
применяют блокировочные
конденсаторы.
В заключение приведем несколько примеров реализации электрост
а−
тического экрана (рис.
6.13
2
экран; О
общая шина; П
перемычк
а; Р
радиатор; В
винт
Рис.
6.13
Примеры электростатических экранов:
печатный проводник,
) металлизация радиатора
крепежным
винтом; в) применение
экранированного про
вода; г)
экранный
провод,
скрученный
сигналь
ным (витая пара)
Замет
им, что при экранировании проводов соединение с общей шиной
в двух точках не дает выигрыша, но из
за такого соединения может возра
с−
ти уровень взаимоиндуктивной паразитной связи
, так как по экранному
проводнику в этом случае может протекать ток, что исключе
но при соед
нении в одной точке
6.4.4.
Борьба с
взаимоиндуктивной паразитной связью
данном случае обычно применяют
экраны двух видов:
вытесняющие поле из своего объема (магнитостатические);
работающие на принципе компенсации наведенного магнитного
поля (ни
зкочастотные электромагнитные).
Магнитостатические экраны
выполняют из магнитного материала с
большим значением относительной магнитной проницаемости
в виде
замкнутого объема, внутри которого помещается защищаемая цепь
(рис.
6.1
Рис.
6.14
К пояснению дейс
твия магнитостатического экрана
Материал
с высоким
значением
как бы втягивает в себя магни
ное поле (на рисунке 6.1
показаны силовые линии),
в результате внутри
полости
экрана напряженность магнитного поля снижается. Коэффициент
эффективности магнитостатического экрана
как отношение напряж
ния паразитного сигнала
на выходе
ранированного
ПН к исходному
напряжению наводки
приближенно оценивается соотношением [1]

где
толщина экрана
диаметр эквивалентного сферического экрана.
Практически экраны данного типа получаются громоздкими и тяж
е−
лыми. Их используют редко, в основ
ном, для экранирования силовых
трансформаторов на частотах до 1
кГц.
Электромагнитные низкочастотные экраны
работают на принципе
компенса
магнитного поля наводки собственным магнитным полем.
Рассмотрим наиболее опасный с точки зрения проявления взаимои
дуктивной паразитной связи случай, когда источник сигнала
ИС
и п
рие
м−
ник сигнала
ПС
находятся в
заземлённых
корпусах (рис.
6.1
I
Рис.
6.15
Передача сигнала между двумя РЭУ
по
одн
про
воду
ЭДС источника сигнала
связана с нагрузкой
, расположенной в
другом корпусе через один провод,
а в качестве второго проводника и
пользуется защитное заземление. П
рямой ток
создает
вокруг провода
магнитное поле
, которое может служить источником паразитного си
нала. Путь обратного тока
обр
пространственно удален от пути прямого
, и поэто
му магнитное поле этого тока не
может с
компенсир
овать
ма
нитное поле прямого тока.
Магнитное поле
прямого тока можно
полностью скомпенсирова
если обратный ток будет иметь ту же величину и протекать в той же обл
а−
сти пространства, что и прямой ток. Очевид
но,
что полной компенсации
технически добиться
невозможно, так как проводник для обратного тока
нельзя пространственно совместить с
проводником
для прямого
тока. О
нако
значительно подави
магнитно
пол
можно
, если
использовать
экранированный провод или
скрученную пару прово
дов.
оединение с
нагрузкой должно быть таким, чтобы
весь обратный ток протека
по
экранному проводни
ку (рис.
6.16
Рис.
6.16
Обеспечение подавле
ния магнитного поля наводки при
передаче сигнала
между дву
мя устройствами
Практически это можно обеспечить, если нагрузка
источника си
нала
, которая расположена внутри корпуса приемника сигнала ПС, не
связана гальванически со схемой ПС. Передачу сигнала при этом можно
реализовать
путем
примене
ния
специальн
ого
устройства гальванической
развязки
УГР, выход которого имеет контакт с общей точкой ПС, а вход
не имеет. В качестве основы для УГР могут служить трансформаторы
оптоэлектронные
и акустоэлектронные
приборы.
Отметим, что при возникновении случайного ко
нтакта между удале
ными точками экрана эффективность экранирования резко снижается, так
как часть обратного тока пройдет более коротким путем, и петля экр
нированного провода окажется незащищенной.
Таким образом, низкочастотный электромагнитный экран пре
дставл
я−
ет собой проводник, расположенный в непосредственной близости от з
щищаемого проводника, обеспечивающий замыкание всего обратного т
ка.
Обычно применяют либо оплетку экранированного провода, либо д
полнительный провод, скрученный с сигн
альным провод
ом (витая пара).
Оценить эффективность экрана можно
только
экспериментально.
6.4.5.
Борьба с электромагнитной паразитной связью
Как уже отмечалось, электромагнитная
паразитная
связь может быть
существенной в диапазонах МВ, ДМВ, СМВ, где размеры возможных и
луч
ателей сравнимы с длиной волны, а корпуса приборов могут создавать
условия для волноводного распространения паразитных сигналов. Однако
в этих диапазонах для
реализации электронных схем
используют линии
передачи
закрытого или полуоткрытого типа
, эффективно
сть
излучения
из
которых
низк
. Речь, таким образом, может идти о до
полнительном экр
а−
нировании
отдельных узлов, представляющих собой значительные нео
нородности в тракте (мощные усилительные каскады, катушки индукти
ности, контуры и т.
п.). В этих случаях
применяют высокочастотные эле
тромагнитные экраны, использующие скин
эффект (рис
6.17



J
z
Рис.
6.17
К пояснению скин
эффекта в проводниках
Скин
эффект состоит в уменьшении плотности тока
внутри прово
ника по отношению к плотн
ости поверхностного тока
. Проникновение
тока вглубь проводника характеризуется глубиной скин
слоя
ω⋅µ⋅µ⋅σ
(6.8
где
частота сигнала;
относительная и а
бсолютная магнитные проницаемости пр
водника;
его объемная проводимость.
Так
например, уже на частоте 100 кГц глубина скин
слоя для меди с
ставляет 0,2 мм
, а значит,
на частотах 1 МГц и выше экран достаточной
толщины мо
жет быть
выполнен
из тонкой фольги
Коэффициент
ффе
тивност
и экрана
толщиной
равен
отноше
нию
остаточной напряже
ности поля внутри экрана к напряженности
поля
вблизи внешней его п
верхности
можно приближенно оценить по отношению плотностей т
ков
на этих п
оверхностях
00
HJd
≈==
(6.9
Из (6.8
) и (6.
следует
, что экраны из магнитных материалов, вообще
говоря,
при одинаковой эффективности
могут иметь меньшую толщину,
чем экраны из немагнитных проводников. Однако существующие магни
ные матер
иалы на высоких частотах обладают значительными омическими
потерями (низкой проводимостью), что может привести к увеличению о
щих потерь при передаче сигналов (например, к снижению добротности
резонансных систем).
Таким образом, высокочастотные электромаг
нитные экраны должны
выполняться из определенных материалов, иметь достаточную толщину
стенок и окру
жать весь защищаемый
объем. Малые отверстия и щели, ра
положенные вдоль линий поверхностного тока, допустимы. Поперечные
щели и крышки, не имеющие надежно
го к
онтакта с экранирующим кож
хом
во многих точках, резко снижают эффективность экранирования.
6.4.6.
Схемотехнические меры борьбы с наводками различных типов
К широко применяемым мерам борьбы, обеспечивающим подавление
наводок различного типа относятся согласо
ванная передача сигнала и
применение симметричных сигналов.
Рассмотрим условия передачи мощности сигнала от источника с ЭДС
и внутренним сопротивлением
к нагрузке
. Положим для простоты,
что нагрузка
чисто активная:
. Ток в нагрузке
напряжение
на
ней
найдем по закону Ома
EER
RRRR
++
Мощность, выделяемая в нагрузке, равна
ER
Зависимость
этой
мощности от сопротивления нагрузки имеет след
ющий вид (рис. 6.1
Рис.
6.18
Зависимость мощности в нагрузке от сопротивления нагрузки
Видно, что выделяемая мощность имеет максимум при
. Н
е−
трудно убедиться, что при любом ненулевом значении реактивной соста
ляющей нагрузки значение максимальной мощности будет меньше,
чем
при а
ктивной нагрузке. Данный
режим
когда нагрузка чисто активна и
равна внутреннему сопротивлению источника
, называют режимом
согласованной передачи
сигнала
При емкостной паразитной связи внутреннее сопротивление источн
ка
велико, так
как
обычно
пар
зитные
емко
сти сравнительно
мал
. След
вательно, при оптимальной для основного сигнала нагрузке передача мо
ности от источника
емкостного
паразитного сигнала характеризуется
начальным участком зависимости, изображенной на рисун
ке 6.18
При взаимоиндуктивн
ой паразитной связи паразитного сигнала вну
реннее сопротивление источника
паразитного сигнала, наоборот, мало, и
передача мощности соответствует большим значениям сопротивления
нагрузки.
Таким образом, при согласованной передаче сигнала эффективно п
давля
ются как емкостные, так и взаимоиндуктивные наводки.
Идея метода
симметризации
сигналов состоит в следующем (
рис.
6.19
U
2
Z
Рис.
6.19
Эквивалентная схема цепи передачи симметричных сигналов
Полезный сигнал напряжением
с вых
ода источника сигнала ИС п
ступает на симметрирующее устройство СУ, которое имеет два выхода.
Коэффициент передачи СУ со входа на первый выход равен
, а на второй
выход равен
. Выходы СУ соединены с двумя линиями, по которым п
е−
редаются полезные сигнал
ы. Ясно, что при
потенциалы линий
по полезному сигналу относительно общей шины
будут
равны по модулю,
но сигналы
противоположны по фазе.
Концы линий с симметричными п
лезными сигналами подключаются к вычитающему устройству
дифф
е−
ренциальному у
силителю ДУ с коэффициентами передачи +
по с
ответствующим входам. В результате полезный сигнал на выходе ДУ
с.вых
будет равен
с.вых
= К K
Паразитные сигналы с источника
наводки ИН попадают через пар
а−
зитную связь на
сигнальные линии. При этом, так как паразитные с
игналы
не проходят через СУ,
напряжения наводки на первой и второй линиях
будут
синфазными
Паразитный сигнал на выходе ДУ
н.вых
равен
н.вых
К U
Коэффициент ослабления
наводки можно оценить, сравнивая
н.вых
с
величиной, которую можно получить на выходе при подключенно
й одной
линии, например, первой
осл.н
н1н2н1н2
KUU
KUUUU
Видно, что при
н1
ослабление
стремится к бесконечности, то
есть
навод
ка полностью пода
вляе
тся. Близость
значений
можно
обеспечить
, применяя
специальны
е конструктивные решения
сигнальных
линий (
например, прокладывая печатные проводники параллельно по двум
сторонам платы
), а также специаль
схемотехниче
ские
решения (в час
ности,
ыбирая схемы, обеспечивающие
близ
кие
значени
выходных с
противлений СУ
вых1
вых2
и вход
ные
сопротивле
ния дифференциального
усилителя
вх1
вх2
Таким образом, путем усложнения схемы передачи полезного сигнала
при специальном выборе параметров элемент
ов этой схемы и соотве
ствующем выборе конструктивных решений можно обеспечить эффекти
ное подавление наводок любого типа.
6.4.7.
Общие рекомендации
Так как проблема обеспечения межсистемной и внутриблочной эле
тромагнитной совместимости является весьма сложной,
орьба с парази
ными связями и наводками должна быть
комплексной
: меры борьбы дол
ны применяться во
все
возмож
ных
источни
ках
и приемни
ках
наво
док.
Особое внимание должно быть уделено
тям
прохождения паразитных
сигналов.
Применение активных мер борьбы с
вязано, как правило, со знач
тельными издержками: увеличением массы и габаритов, повышением м
а−
териалоемкости, дополнительными искажениями полезных сигналов и т.
п.
По этой причине следу
ет
пытаться найти
такой
вариант конструктивного
исполнения изделия, в к
отором достигается подавление паразитных сигн
а−
лов без экранирования, без существенной перера
ботки схемы и других
мер.
ЧАСТЬ 3.
ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЁЖН
ОСТИ
И ТОЧНОСТИ
НАДЕЖНОСТЬ ПО ВНЕЗАП
НЫМ ОТКАЗАМ И ЕЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
7.1.
Статистические показатели надежности
Все с
оотношения теории надежности базируются на первичных пок
а−
зателях
надежности
, которые могут быть
определ
ены только
экспериме
тально
. Такие экспериментальные исследования проводят производители
электрорадиоизделий (ЭРИ), иногда
производители
сложных
РЭС
ксперимент ставится следующим образом.
Берется
>>1 заведомо исправных изделий и все они одновременно
включаются в работу в номинальном режиме при нормальных внешних
условиях (иногда для ускорения испытаний применяют ужесточенные р
е−
жимы, но тогда результат
соответственно
пересчиты
вают
). Фиксируют
моменты наступления отказов
и число отказавших изделий
, пока все изд
е−
лия не выйдут из строя. Таким путем появляется информация о числе в
шедших из строя изделий
нарастающим итогом
на текущий момент врем
е−
исло
изделий, оставшихся работоспособными
раб
, очевидно,
равно разности между первоначальным количеством изделий и числом
вышедших из строя к моменту
раб
Для наглядности обе
зависимости
представляют г
рафически
, считая
изменение числа
изделий непрерывным
(рис. 7.1).
t
t
t
n
t

t
Рис.
7.1
Примерный вид зависимостей, характеризующих результаты
испытаний на надежность
В каждый момент времени имеем определенное число исходов сл
чайного эксперимента. По определению поняти
я вероятность случайного
события
вероятность
отказов
) равна отношению числа событий о
каз к общему числу возможных исходов
()()
()λiµ
ntnt
=≈
(7.1)
Аналогично вводится
вероятность безотказной работы
раб
()()
()λiµλiµ
NntNnt
NNN
−−
==
(7.2
Поскольку в рассматриваемом эксперименте других исходов быть не
может, эти две вероятности удовлетворяют условию полноты
()()1;()1()
QtPtQtPt
+==−
Момент наступления
очередного
отказа
можно считать непрерывной
случайной величиной, связанной с исхода
ми случайного эксперимента.
Тогда
) является
интегральным законом распределения времени нар
а−
ботки до отказа
, а
интегральным законом распределения времени
безотказной работы.
Формально можно ввести и
дифференциальные зак
распределения этих случ
айных величин
соответственно
) и
δ()()δ()()
;()
Qtnt
Ptnt
ttN
ttN
=≈
=≈−
(7.3)
Видно, что эти два закона отличаются только знаком. На практике и
с−
пользовать
дифференциальные
законы неудобно, так как значения
) и
) зависят от исходного числа изделий.
Эту
зависимость можно устр
а−
нить, если дифференциальные законы вводить не по отношению к исхо
ному числу элементов, а
к числу элементов,
оставшихся работоспосо
ными
к моменту времени
. Полученный дифференциальный закон носит
название
интенсивность отказов
tNnt
(7.4)
Получим соотношения, связывающие
) с интегральными характ
е−
ристиками. Сравнив (7.4) и (7.3), видим, что
в числителе правой
част
(7.4)
не хватает величины
поэтому
умно
жим
и раздели
на
правую часть на
эту величин
у. П
ерегруппиро
вав
сомножители
, получим
()()
()()
()()()
ntNntNptqt
tNntNtNNntPtPt
λ≈⋅≈⋅=−=
∆−∆⋅−
Поскольку
дифференциальный закон,
то есть результат дифф
е−
ренцирования интегрального закона,
можем теперь получить дифференц
альное уравнение
δ()
δ[λν()]
λ=−
λ=−
Домножив обе части на
и произведя интегрирование, получим
()εxπ()δ
tt
=−λ
(7.5)
Если интенсивность отказов не зависит от времени, то (7.5) упрощае
ся и приобретает вид экспоненциального закона
()ε
−λ
(7.6)
7.2.
Интенсивность отказов элементов и среднее время безотка
ной работы
7.2.1.
Зависимость интенсивности отказов элементов от времени
наработки
На основе многолетних наблюдений установлено, что зависимость
интенсивности отказов большинства ЭРИ им
еет три характерные зо
ны
(рис.
7.2
t
t
II
III
Рис. 7
Характерный вид зависимости интенсивности отказов
элементов от времени наработки
На начальном участке кривой (участок
) интенсивность отказов п
вышена из
за наличия скрытых дефектов, избежать которых
при изгото
лении элементов не всегда удается. Эти дефекты выявляются довольно
быстро, примерно за 30
100 часов наработки.
Принято называть участок
периодом
приработки
за выбывания изделий со скрытыми дефектами интенсивность о
казов снижается и на у
частке
становится приблизительно постоянной.
Данный участок характеризует период
основной эксплуатац
изделия,
продолжительность которого соответствует расчетному ресурсу изделия. В
зависимости от вида ЭРИ и, соответственно, физико
химических проце
с−
сов
, приводящих к исчерпанию ресурса, длительность периода основной
эксплуатации может составлять 10
часов и более.
Участок
рассматриваемой кривой, на котором интенсивность отк
а−
зов резко повышается,
характеризуется исчерпанием ресурса работосп
собнос
ти, поэтому
называется периодом
износовых
отказов
7.2.2.
Зависимость интенсивности отказов элементов от
электрического режима
теплового режима
других факторов
условий эксплуатации
При работе ЭРИ в электрических цепях они оказываются под некот
рой электрическ
ой нагрузкой. Очевидно, что при
значительном превыш
е−
нии электрической
нагруз
ки сверх расчетной
элемент может выйти из
строя.
Для оценки степени нагруженности электрического режима примен
я−
ют
коэффициенты нагрузки
ном
где
ном
минальное значение
нагрузочного параметра
рабочее значение нагрузочного параметра.
Некоторые ЭРИ имеют один нагрузочный параметр (например, мо
ность рассеяния для резисторов),
другие
два и более (например, степень
нагруженности режима транзисторов ха
рактеризуется током, напряжением
и мощностью рассеяния).
Кроме электрического режима, важнейшим фактором, определяющим
надежность элемента, является его тепловой режим, так как степень нагр
е−
ва элемента
значительно
влияет на скорость происходящих в нем физи
химических
деградационных
процес
сов
(рис. 7.3
t
Рис. 7.3
Характерный вид зависимости интенсивности отказов
элементов от электрического и теп
лового режимов
Номинальное значение интенсивности отказов
, которое приводится
в справочной литературе, соответствует номинальной нагрузке (единичн
му значению коэффициента нагрузки
) и нормальной температуре
=293
К. С ростом температуры интенсивность отказов, как правило, возрастает.
При снижении нагруженности электрического реж
има надежность возра
с−
тает. Важно отметить, что
при полном снятии нагрузки,
когда изделие не
работает
его ресурс все равно расходуется: интенсивность отказов не ст
новится равной нулю. Для некоторых видов ЭРИ, например, сверхбольших
интегральных микросхем,
ресурс быстрее расходуется в выключенном с
стоянии, чем в рабочем (пунктирная линия на рис. 8.2.).
Для к
оличественно
уче
влияни
электрического и теплового р
е−
жима
обычно вводят
поправочный
множитель
). Таблицы этой фун
ции двух переменных приводя
тся в справочной литературе (см., например,
[5]).
Остальные факторы, которые определяются условиями эксплуатации
изделия, в той или иной мере также влияют на надежность. Их действие
учитывают путем введения дополнительных коэффициентов, значения к
торых мо
жно найти в справочниках.
Таким образом, выражение для расчета уточненного значения инте
сивности отказов
с учетом основных действующих факторов приобрет
а−
ет вид
12340
(,)
azTkkkk
λ=
где
1234
,,,
kkkk
поправочные коэффициенты, с пом
ощью которых учит
вают
действие вибрации, ударов, повышенной влажности, пониженного
атмосферного давления.
7.2.3.
Среднее время безотказной работы
Как было отмечено выше, в большой партии однотипных ЭРИ им
е−
ются элементы с разным индивидуальным ресурсом. Для оцен
ки усре
ненного показателя вводятся в рассмотрение
идеальные по надежности
элементы
такие изделия, которые работают без отказа до момента и
с−
черпания ресурса, а затем все одновременно отказывают. Для идеальных
по надежности элементов зависимость вероятнос
ти безотказной работы от
времени имеет вид прямоугольника (рис. 8.3).
t
t
Рис. 7.4
Зависимости вероятности безотказной работы для идеальных по
надежности (а) и реальных (б) элементов
Партии из
реальных элементов можно постави
ть в соответствие т
а−
кую же по объему партию идеальных элементов с тем же значением по
ного ресурса наработки. Это означает, что площадь под кривой
) должна
быть равна площади прямоугольника с единичной высотой. Ширина так
го прямоугольника для идеальных
элементов будет равна его ресурсу, а
для реальных элементов
среднему времени безотказной работы
Приведенное рассуждение соответствует следующему
ражению
cp
()δ
tPtt
(7.7
Выразив вероятность безотказной работы через интенсивность
отк
а−
зов с помощью соотношения (7.5), получим
()δ
cp
−λττ
(7.8
Для основного периода эксплуатации, как было отмечено в п. 8.1, и
тенсивность отказов постоянна, поэтому справедлива формула (7.6) и б
дем иметь
cp
==−=
Заметим, что вероятность безотказной работы для наработки, равной
среднему времени безотказной работы, равна
cp
cp
()
0,3
Pteee
−λ
===≈
Таким образом, большая часть элементов откажет до на
работки, ра
ной
среднего времени безотказной работы: к значени
следует отн
ситься как к расчетной вели
чине,
позволяющей сравнивать надежность
различных элементов
. На практике граничное
значение
врем
ени
наработки
обычно оценивают из условия достижения достаточно большого гр
а−
ничного значения вероятности безотк
азной работы
гргр
грcπгр
;1;(1)(1)
PePttPtP
=≈−λ≈−≈−
Например, для граничной вероятности, равной 0,9, граничное время
наработки будет примерно в 10 раз меньше среднего.
7.3.
Показатели надежности
сложного изделия
7.3.1.
Показатели надежности однофункционального изделия без
резервирования
Для того, чтобы определить показатели надежности изделия, состо
я−
щего из
элементов, необходимо знать, по крайней мере, вероятности бе
отказной работы элементов
и характер влияния отказа каждого элемента
на надежность изделия. Затем соста
вляется
логически эквивалентная
схема
(ЛЭС) устройства: условные изображения элементов соединяются
линиями связи так, чтобы отказ одного элемента соответствовал разрыву
связи через этот элемент.
Случай однофункционального нерезервированного изделия являетс
простейшим: поскольку отказ одного элемента приводит к отказу всего и
делия ЛЭС пол
учается последовательной (рис. 7.5
Рис. 7.5
ЛЭС однофункционального нерезервированного изделия
Из данной ЛЭС видно, что случайное событие
отказ изделия пр
изойдет, если откажет первый элемент
ИЛИ
второй элемент и т.
д. При т
а−
кой логической связи вывести формулу для вероятности безотказной раб
ты изделия довольно сложн
Событие безотказная работа изделия наступает, когда работоспос
бен п
ервый элемент
второй элемент и т.д. Логика И
при независимых
событиях
соответствует перемножению вероятностей, поэтому для вероя
ности безотказной работы изделия
и для вероятности отказа
будем
иметь
11
;111(1)
nn
ii
PpQPpq
==−=−=−−
∏∏∏
где
вероятность
отказа
го элемента.
Подчеркнем
, что данные формулы справедливы, если отказы незав
симы: случай вынужденных отказов требует отдельного рассмотрения.
ринимая во внимание выражение (7
.6), получим
−λ
==
где
интенсивность
отказов
го элемента.
Таким образом, если ввести в рассмотрение интенсивность отказов
изделия
, то для основного этапа эксплуатации
эту величину можно
найти по формуле
11
ijj
ij
==
Λ=λ=λ
Последний вариант формулы соответствует наиболее
часто встреч
а−
ющемуся на практике случаю, когда изделие состоит из
групп по
=1,
) однотипных элементов.
Из полученных соотношений следует, что если отказ одного элемента
приводит к отказу вс
его изделия, то при усложнении
изделия (увеличении
числа
элементов) его надежность снижается.
7.3.2.
Оценка надежности многофункционального изделия без
резервирования
Как правило,
радиоэлектронное средство
выполняет несколько ра
личных функций. При этом часть его элементов работает при реализации
любой функции, а оста
льные группы элементов обеспечивают выполнение
только своей функции. Ясно, что общая часть и элементы, относящиеся к
каждой функции, объединяются по п
оследовательными ЛЭС (см. рис. 7
),
а в ЛЭС всего изделия цепочки, относящиеся к отдельн
ым функциям, п
а−
ллельны (рис.
Рис. 7
Укрупненная ЛЭС многофункционального изделия
Из схемы следует, что вероятность безотказной работы по каждой
функции
можно найти как для последовательной схемы
общФ
ii
PPP
где
общ
вероятность безотказной работы общей части изделия;
вероятность безотказной работы групп элементов, относящихся
й функции.
В свою очередь, значения
общ
можно найти по формуле (7
Таким образом, на основе ЛЭС можно оценить
показат
ели
надежн
ст
по каждой функции многофункционального изделия в отдельности.
Если функции по важности неравнозначны, то можно говорить о части
ной работоспособности или о работоспособности по важнейшим функц
ям.
7.3.3.
Оценка надежности изделия с общим и поэлемен
тным
резервированием
Резервированием
называется такое подключение дополнительных
элементов, при котором выход из строя одного или нескольких элементов
не приводит к отказу изделия в целом. Предположим, что по
таких эл
е−
ментов подключе
но к основным элемент
ам: случай
кратного
поэл
е−
ментного резервирования
. ЛЭС такого изделия содержит параллельные с
единения (рис. 7








Рис. 7.7
ЛЭС изделия с поэлементным резервированием
Первый индекс здесь указывает номер цепи (основная цепь и
меет н
левой номер), второй
номер элемента.
тказ
го элемента произойдет, если откажет основной элемент
первый
резервный,
второй резервный и т.
д. Следовательно, вероятность отказа
резервированного элемента
можно найти, перемножая вероятности
отк
а−
зов
основного и резервных
элементов
iji
Мы, фактически, теперь заменяем каждый элемент с резервными ц
е−
пями одним и переходим к последовательной ЛЭС (см. рис. 9.1). Для вер
ятности без
отказной работы имеем формулу (7
),
которая позволяет п
лучить окончательные соотношения
111010
(1)(1)1(1)
nnnmnm
iiijij
Ppqq
==
====
==−=−=−−
∏∏∏∏∏∏
11(1)
QPq
==
=−=−−
∏∏
Рассмотрим теперь случай
кратного общего резервирования, когда
резервируется вся цепь из
элементов. Чаще всего для подключения
е−
зервных цепей приходится использовать дополнительные коммутирующие
элементы, которые на ЛЭС отображаются
одним элементом, включенными
последовательно. Резервные
цепи параллельны
основной цепи
(рис.














Рис. 7
ЛЭС издел
ия с общим резервированием
Каждая
я цепь имеет последовательную ЛЭС, поэтому согласно
) можем вероятность безотказной работы этой цепи
выразить через
вероятности безотказной работы элементов
jji
Мы как бы свернули
каждую цепь, заменив ее одним элементом.
При этом элементы остались подключенными параллельно (кроме комм
татора К). Следовательно, непосредственно на основе ЛЭС можем найти
вероятность отказа резервированной части схемы
рез
и вероятность безо
казной рабо
ты
рез
000101
(1)1
1(1)
mmmnmn
резϕ
jjjiji
Qqppq
==
====

==−=−=−−


∏∏∏∏∏∏
001
11(1)11
mmn
резрез

jji
PQpp
==
=−=−−=−−
∏∏∏
15)
Полную вероятность безотказной работы
и полную вероятность о
каза
можем определить как для последовательного соединения коммут
а−
тора и резервированной части схемы
Крез
Крез
Крез
;11111
PPPQPPPQQ
==−=−=−−−
Сравним теперь рассмотренные виды резервирования между собой.
сленным расчетом по формулам (7.12
) и (7
14
) легко
убедиться, что выигрыш в надежности для поэлементного резервирования
выше, чем при общем резервировани
и. Надежность дополнительно сниж
а−
ется
за наличия
коммутатора, хотя обычно коммутатор содержит малое
число элементов и имеет значительно более высокую надежность, чем о
с−
новная часть схемы. Однако практическая реализация поэлементного р
зервирования
вес
ьма трудная задача, для многих видов элементов в
обще неразрешимая, так как и схемотехнические, и конструктивные реш
е−
ния необходимо вырабатывать заново. При общем резервировании можно
использовать ранее разработанные конструктивные единицы, изменив
только
несущую конструкцию и добавив коммутационные устройства. Т
а−
ким образом, можно говорить о комбинированном резервировании: исходя
из возможности реализации и
с точки зрения
целесообразности часть сх
е−
мы резервируется поэлементно, а
другая
часть
путем общего
резервир
вания.
7.4.
Ресурсные показатели надежности
Любые ЭРИ, из которых состоит схема РЭС, а также многие ко
структивные элементы имеют ограниченный ресурс работоспособности.
Для элементов
расходо
ванием
материалов (например: переключат
е−
ли, кнопки, реле,
электродвигатели, электровакуумные приборы) ресурс
может расходоваться либо в дискретные моменты их срабатывания, либо
непрерывно, во время работы.
Ресурс элементов
без расходования
материалов (например: резист
ры, конденсаторы, индуктивности, полупроводн
иковые компоненты)
обычно расходуется как время их работы, так и в отсутствие электрич
е−
ской нагрузки (перерывы в работе, хранение, транспортировка).
Вводится понятие 
наработка
 как накопление числа событий, выз
ваю
щих расходование ресурса. Чаще всего нара
ботку можно считать как
накопление времени работы. Отдельно учитываются суммарные
продо
жительности
простоя, хранения и транспортировки, так как показатели
расходования ресурса для этих состояний будут другими.
Ресурсными показателями надежности являются:
суммарное время использования по назначению
исп
суммарное время технического обслуживания
суммарное время ремонта
рем
суммарное время эксплуатации
суммарное время простоя, хранения и транспортировки
срок службы
Величина суммарного вр
емени эксплуатации определяется как сумма
эиспТОрем
ТТТТ
=++
срок службы составляют суммарные
продолжительности
всех состояний:
слэхр
ТТТ
=+
Поскольку после возникновения неисправностей и их устранения п
казатели надежности могут
изменяться, вводятся следующие вероятнос
ные показатели использования:
функция готовности
) к
ак отношение текущей наработки
су
м−
марному времени эксплуатации;
функция простоя
), равная 1
При
функция готовности
) стремится к некоторому пределу,
который называется коэффициентом готовности
Соответственно, пр
е−
делом функции простоя
) будет коэффициент простоя
исп
исп
испТОремэ
ТТТТ
=−
Функция готовности ремонтируемого изде
лия аналогична вероятн
сти безотказной работы, а функция простоя
вероятности отказов. Для
неремонтируемой (НР) необслуживаемой РЭА (НО) они совпадают. О
служиваемая (О) РЭА имеет начальное значение
(0), не равное единице.
Для ремонтируемой (Р) РЭА
) при возрастании
не стремится к нулю
(рис. 7.9
t
Рис. 7.9
Зависимости функции готовности от времени
для различных
видов РЭС
7.5.
Принципы и приемы обеспечения надежности
7.5.1.
Основные принципы проектирования надежной аппаратуры
ринцип избыточности
состоит в том, что применяются специал
ные технические решения, направленные на повышение надежности, но не
необходимые для обеспечения работоспособности.
Исходя из
принципа равнопрочности
мероприятия по повышению
надежности применяют
в первую очередь к наименее надежным элеме
там: ищут и устраняют узкие места по надежности
с целью
прибли
зить
показатели
надежности элементов и узлов друг к другу.
Принцип системности
предписывает обеспечивать высокую
наде
ност
на всех этапах жизненного
цикла изделия: при разработке, произво
стве и эксплуатации.
Ясно, что все мероприятия можно проводить, если не нарушается
принцип
целесообразности
: все технические решения должны быть эк
номически и технически оправданными.
7.5.2.
Экономические ограничения при
обеспечении надежности
Полная сумма затрат потребителя
складывается из ряда составля
щих:
кнэторемпфг
ССССССС
=+++++
где
стоимость конструкции, т.
самого изделия;
затраты на нормальную эксплуатацию (использование) изделия;
тоимость технического обслуживания;
рем
затраты на ремонт;
потери от невыполнения функций;
потери, связанные с гибелью людей из
за невыполнения
РЭС
своих
функций.
Стоимость изделия
растет с ростом достигнутого уровня надежн
сти, так как дл
я повышения надежности приходится применять все более
дорогие элементы, проводить глубокие научные исследования, разрабат
вать новые технологии и тому подобное. При достаточно большом врем
ни наработки (1000 часов и более) практически невозможно достичь ве
ятности безотказной работы, равной единице. По этой причине обычно з
а−
висимость стоимости изделия от этой вероятности аппроксимируют фун
цией вида
a
P
где
параметры, определяемые на основе опытных данных.
При использован
ии изделия затраты
связаны с потребляемой эле
троэнергией, оплатой труда оператора и т.п.
Обычно
счита
т, что они
практически не зависят от надежности.
стальные слагаемые в формуле (7
) прямо зависят от надежности и
с ее ростом снижаются. Если обозн
ачить сумму их
пот
суммарные п
тери из
за отказов, то качественно картина зависимости от вероятности
безотказной работы приобретает следующий вид (рис.
P
Рис.
Вид завис
имостей составляющих затрат от
вероятности
безотказной работы изделия
Таким образом, для каждого данного изделия существует оптимал
ное с точки зрения суммарных затрат потребителя значение показателей
надежности.
7.5.3.
Меры повышения надежности при разработке изделия
Итак, в соответствии с принципом рав
нопрочности, разработчик до
жен проанализировать схему и конструкцию первоначального варианта
изделия с целью выявить наименее прочные в смысле надежности эл
е−
менты и узлы. Затем, применяя различные виды избыточности, следует
найти новые технические решен
ия.
Различают
информационную
аппаратную
избыточность.
Пространственная
информационная избыточность реализуется п
тем параллельного хранения и обработки информации. При отказе в одном
из каналов информация не теряется.
Если одну и ту же информацию обрабат
ывать несколько раз, то этот
метод относится к
временной
избыточности: информацию можно части
но или полностью восстановить при самоустраняющихся отказах (сбоях).
Используют следующие
виды
аппаратной
избыточности:
рациональный подбор типов элементов с учет
ом из надежности;
применение эл
ектрически разгруженных режимов
снижения уровня внешних воздействий (например, уменьшение
рабочих температур);
введение в схему контрольных точек, контрольных разъемов, ко
тролирующих цепей и измерительных приборов;
введение
в схему защитных и стабилизирующих цепей;
резервирование.
Наиболее радикальным, но и
наиболее
дорогостоящим путем является
резервирова
ние
. По способу подключения различают
холодный
резерв,
горячий
резерв и резерв
полуразгруженный
При холодном
рез
ерве
резервные цепи до момента включения не
находятся под электрической нагрузкой
, благодаря чему
экономится р
е−
сурс
этих цепей
. Однако
подключени
резерв
ной цепи и её
активи
зация
могут занимать значительное
время, поэтому такое резервирование в
сложных сис
темах может быть неприемлемым.
Горячий резерв в любой момент готов к выполнению функций, но
его ресурс расходуется одновременно с ресурсом основных цепей. Пол
разгруженный резерв
является
компромисс
между двумя
крайними
сл
чаями: в активном состоянии н
аходятся
только
те узлы, включение кот
рых требует значительного времени.
7.5.4.
Избыточность при производстве
Для повышения надежности изделия в процесс производства вводятся
дополнительные операции:
входной контроль покупных ЭРИ;
пооперационный контроль;
анали
з точности и устойчивости технологических процессов, в
полнение периодической наладки оборудования;
выходной контроль и испытания;
тренировка (прогон).
При
входном
контроле измеряют основные параметры покупных ЭРИ,
затем результаты статистически обрабатыва
ют. Если
используют
спло
ш−
ной
контроль всех поступающих ЭРИ, то по результатам анализа можно
выполнить отбраковку негодных изделий и отбор групп изделий с нужн
ми пределами значений параметров. При
выборочном
контроле нет смысла
отбраковывать отдельные него
дные изделия: если таких изделий в выборке
встречается слишком много (больше установленного граничного знач
е−
ния), то отбраковывается вся партия.
В результате
пооперационного
контроля выявляют дефекты изгото
ления отдельных узлов. Дефектные узлы отбраковыва
ют или отправляют
на доработку.
Техпроцессы периодически контролируют по результатам статистич
е−
ского анализа параметров изготавливаемых элементов или узлов.
Вначале
получают результаты первичного анализа контролируемого параметра
, по
которым графически с
роят эмпирический закон распределения
. Ч
е−
рез установленный интервал времени проводят вторичный анализ, в р
е−
зультате которого получают новый эмпирический закон распредел
е−
) и сравнивают его с предыдущими результатами (рис.
x
x
p
p
p
Рис.
К анализу точности и устойчивости техпроцесса
Если форма распределения сохраняется, а различия в значениях сре
него и дис
персии незначительны (см. рис. 7
а), то процесс считается
устойчивым. Снижение точности обусловлено естес
твенными причинами
(например, износом режущего инструмента
для выполнения канавок в в
сокоомном слое при изготовлении резисторов
).
Для поддержания требу
е−
мой точности
достаточно периодически выполнять подналадку техпроце
с−
са.
Если же выяснилось, что форма ра
спределения или ее параметры ре
ко изменились (см. рис. 7
б), то
техпроцесс определяется как неусто
чивый вследствие действия
каки
то осо
причин нарушения точности
(например, неисправность
основных
контрольно
измерительных приб
ров). В этом случае м
еры по восстановлению устойчивости следует пре
принимать немедленно.
Готовое изделие контролируют по всем параметрам:
выходной ко
троль
имеет целью оценить соответствие изделия требованиям технич
е−
ских условий (ТУ) и выполнить при необходимости дополнительн
ую
настройку или доработку. Различные
испытания
(например, типовые, р
сурсные, испытания на надежность) в нормальных и ужесточенных усл
виях проводят с целью оценить эффективность проведенных мероприятий
и исследовать возможные пути дальнейшего повышения н
адежности.
Тренировка (прогон)
всех изделий
вынужденная мера, связанная с
наличием в покупных ЭРИ и элементах собственного изготовления скр
тых дефек
тов
. Поскольку на начальном этапе эксплуатации из
за скрытых
дефектов интенсивность отказов повышена, изг
отовитель вынужден уст
а−
навливать гарантийный срок, в течение которого он обязуется устранять
отказы бесплатно для потребителя. Затраты производителя на гарантийный
ремонт можно снизить, если перед поставкой изделий их включить в раб
ту на некоторое время.
При этом удается выявлять и устранять скрытые
дефекты на предприятии
изготовителе.
Оптимальное время прогона
пр.опт
устанавливается путем сопоставл
е−
ния затрат на гарантийный ремонт
и тренировку
. Для этого соста
ляются математические модели затрат
зависимости от времени прогона
затрат
) и
) с целью поиска минимума суммарных затрат
(рис. 7
Рис. 7
Вид зависимостей затрат на прогон и гарантийный ремонт от
времени прогона
7.5.5.
Меры повышения на
дежности при эксплуатации
Производитель обязан заботиться об эффективной эксплуатации св
их изделий. Для этого создаются технические центры, разрабатывается и
выпускается специальное контролирующее оборудование, запасные части
и принадлежности (ЗИП), прово
дится обучение персонала технических
центров и операторов, непосредственно работающих с выпускаемой апп
а−
ратурой.
Основным способом поддержания надежности является
техническое
обслуживание
(ТО). В состав операций по ТО, которые выполняются с
определенной
периодичностью, могут входить следующие действия:
контроль параметров изделия, оценка состояния элементов ко
струкции;
удаление пыли, микроорганизмов и окислов;
настройка отдельных параметров;
профилактическая замена отдельных элементов с признаками п
вре
ждений;
массовая замена элементов с исчерпанным ресурсом.
При массовой замене элементов зависимость интенсивности отказов
от времени наработки приобрета
ет немонотонный характер (рис. 7
2
t
t
t
t
t
Рис.
Характерный вид зависимос
ти интенсивности отказов
обслуживаемого изделия от времени наработки
В моменты
наступ
ают износовые отказы элементов первого
второго и третьего
типа, соответственно. После их замены на некоторое
время наступает стабилизация, но, как правило, инт
енсивность отказов
стабилизируется на все более высоком уровне из
за накопления после
ствий
деградационных процессов. Количество таких массовых замен
опр
е−
деляют
с точки зрения
эко
номической целесообразности
ТОЧНОСТЬ
ВЫХОДНОГО
ПАРАМЕТРА И
ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ
НАДЕЖНОСТЬ
РЭС
8.1.
Постановка задач
Значение выходного параметра радиоэлектронного функционального
узла (РЭФУ) или всего изделия в целом
определяется значениями пар
а−
метров
=1,
2...
) схемных элементов и функциональной зависимостью
между ними, соответст
вующей выбранным схемотехническим решениям:
.1)
В процессе расчета схемы по необходимому (расчетному) значению
выходного параметра
πас
определяют расчетные значения параметров эл
е−
ментов
πас
. Для каждого электрорадиоизделия (ЭРИ)
его основной пар
а−
метр
может отличаться от расчетного номинала
πас
на некоторую вел
чину
в силу чего выходной парамет
р также приобретает отклонение
рас
К отклонениям
входных параметров от их расчетных номина
лов
приводят различные причины:
дискретность сетки номиналов (для покупных электрорадиоизд
е−
лий);
технологический разброс;
уход параметров при изменении условий (например, температуры
окружающей среды);
старение элементов схемы.
Исходя из назначения РЭФУ в
технических условиях (ТУ) на изделие
задаются
границы поля допуска
ymin
max
] на выходной параметр (иногда
применяется одностороннее ограничение). Рассматриваются две задачи:
задача обеспечения
технологической точности
задача обеспечения
раметрическ
ой надежности
Первая относится к моменту выпуска изд
е−
лия с предприятия
изготовителя, а вторая
к процессу эксплуатации, в
связи с чем для первой задачи уход параметров и старение элементов не
рассматриваются.
8.2.
Анализ и обеспечение технологической точнос
ти изделия
8.2.1.
Задачи, связанные с обеспечением точности
Задача обеспечения
технологической точности
всех изделий данного
вида ставится следующим образом.
Считаются известными
следующие условия
расчетное значение выходного параметра;
пустимые абсолютные отк
лонения 
вверх
доп+
вниз
доп
которым соответствует
поле допуска [
πас
доп
πас
доп+
функциональная зависимость выходного парам
етра от параметров
элементов (8
.1).
Для конкретных условий производства требуется определить номин
лы входн
ых параметров ЭРИ
0
и допуски на них.
При решении данной задачи необходимо:
определить статистические характеристики номиналов ЭРИ
оценить влияние номиналов ЭРИ на выходной параметр РЭФУ;
установить требования на разброс номиналов ЭРИ;
выбрать спосо
б технической реализации требуемой точности.
На этапе освоения производства процент брака по точности (относ
тельное число изделий, выходной параметр которых выходит за поле д
пуска) заранее неизвестен и его требуется определить с учетом разброса
номиналов
реальных ЭРИ.
8.2.2.
Статистические характеристики
ЭРИ
В состав изделий входят как покупные ЭРИ, так и ЭРИ собственного
изготовления. Номинальн
ые значения параметра для покуп
ных ЭРИ обы
но соответ
ствуют стандартным сеткам
номиналов, а для собственных ЭРИ
(кату
шки индук
тивности, трансформаторы и т.п
.) могут быть взяты ра
ными расчетным.
Для общности
рассуждений
будем полагать, что расчетный номинал
πас
параметра
го ЭРИ отли
чается от паспортного
номинала
πас
дет
где
дет
детерминированна
составляющая отклонения (может быть
определена как по величине, так и по знаку).
Значение параметра
каждого ЭРИ из партии может отличаться от
номинального и от значений параметра других ЭРИ
, причем
технологич
е−
ский разброс носит случайный характер
слπасдетслπас

iiiiiiii
xxxxxxxx
=+∆=+∆+∆=+∆
где
случайная
составляющая отклонения;
полное отклонение.
Для партии ЭРИ можно определить только статистические характер
стики: среднее значение
, дисперсию отклонений
xi
, дифференциал
ный закон распределения
) и некоторые другие характеристики.
8.2.3.
Связь
отклонений входных и выходных
параметров
При малых отклонениях входных параметров
от их расчетных зн
а−
чений
рас
отклонения вы
ходного параметра
от расчетног
о значения
рас
могут быт
ь найдены аналитически, если известна модель РЭФУ вида (8
.1).
Для этого используется разложение функции в ряд Тейлора с удержанием
только линейных членов ряда
(,...)
pac
fxxx
так что полное отклонение
сост
оит из вкладов
, обусловленных о
клонениями параметров отдельных элементов
pac
yx
∆=⋅∆
Входящие в (8
) значения производных могут служить мерой вли
я−
ния входных параметров на выходной, однако для практики такая мера н
е−
удобна, так как эт
о, в общем случае, размерная величина.
Для устранения
трудностей
вводят в рассмотрение
относительные отклонения
для вхо
ных и выходных параметров
pac
pac
рас
100%;100%;100%.
xyy
xyy
δ=⋅δ=⋅δ=⋅
Тогда вместо (8
) используют соотношение
ii
yKx
δ=⋅δ
где
коэффициент влияния
го параметра
K
i
(λν)
pac
pac
pac
pac
pac
xyx
⋅=⋅
Формула (8
расчетное
соотношение, тогда как
определение
нятия коэф
фициента влияния следует из (8
x
i
Таким образом, коэффициент в
лияния является как бы
коэффицие
том передачи
между относительным отклонением параметра данного
элемента и соответствующим ему относительным отклонением выходного
параметра. На основе опр
еделения коэффициента влияния (8
) можно
найти значения
, даже ес
ли а
налитический вид зависимости (8
.1) не и
вестен путем непосредственн
ого моделирования малых отклоне
ний в чи
с−
ленной или физической модели.
Соотношени
я (8
) выведены в предположении, что отклонения
параметров элементов известны, поэтому при оценке
детерминированных
(систематических) отклонений выходного параметра их применяют неп
средственно. Такая ситуация встречается, например, при расчете темпер
а−
турных отклонений, когда температурные коэффициенты известны.
На практике чаще стоит задача оценки
ста
тистических характер
стик
случайных отклонений выходного параметра при известных характ
е−
ристиках случайных отклонений параметров элементов. Среднее значение
случайной величины есть величина детерминированная, поэтому среднее
значение выходного па
раметра мо
жно найти с помощью (8
), куда
вместо номиналов подставляются средние значения параметров ЭРИ. Ди
с−
персию случайных отклонений, являющуюся мерой разброса, таким путем
определить нельзя. Необходимо воспользоваться формулой статистическ
го суммирования,
которая при независимых отклонениях имеет вид
yixi
σ=⋅σ
где
yxi
дисперсии случайных относительных отклонений выходн
го параметра и параметров ЭРИ, соответственно.
Предельные относительные отклонения, задав
аемые в ТУ, пропорц
ональны значениям корней квадратных из дисперсий. Если входные и в
ходные параметры подчиняются одному и тому же закону распределения
(чаще всего нормальному), то формула статистического суммирования
для
предельных допустимых откло
нений
доп
доп
приобретает вид
доп
N
i
доп
8.2.4.
Синтез допусков на параметры элементов и выбор номиналов
Для упрощения выкладок будем считать, что границы поля допуска
выходного параметра изделия симметричны отно
сительно расчетного н
минала
πас
. Тогда можно ввести допустимое абсолютное отклонение
доп
доп+
доп
. и допустимое относительное отклонение
доп
доп
доп
рас
δ=⋅
100
Обычно полагают, что допускается некоторое отклонение среднего
ачения выходного параметра
партии изделий от расчетного
πас
. Для
описания таких отклонений вводят относительное отклонение δ
среднего
значения от расчетного
рас
рас
100%
δ=⋅
и коэффициент относительной асимме
трии β
ср
доп
100
В требованиях ТУ задается допустимое значение коэффициента отн
сительной асимметрии β
доп
выходного параметра.
Основой для установления допусков на входные
параметры служит
соотношение (8
). Однако да
нная задача в математике относится к неко
ректно поставленным, так как необходимо определить значения
неи
вестных допусков, имея только одно условие: суммарное относительное
отклонение выходного параметра не должно превышать допустимой вел
чины. Подобные
задачи решают методом последовательных приближений.
Шаг 1
. В первом приближении полагают, что
вклады
отклонений
каждого вх
одного параметра одинаковы, то есть
се члены суммы в правой
части (8
) одинаковы. Тогда допустимые относительные отклонения ка
дого
из
входных параметров
доп
распределяются в соответствии со
значениями коэффициентов влияния
доп
доп
.10
Шаг 2.
Стараются подобрать допустимые отклонения, максимально
близкие к стандартным
значениям
(например, 5
. Суммир
ют полу
ченные отклонения по формуле (8
) и проверяют, не превышается
ли допуск. В случае превышения выбирают элементы, точность которых
наиболее просто повысить (например, используя прецизионные элементы
или соединения однотипных элементов
сос
тавной номинал), устана
ливают для них более жесткие допуски и повторяют проверку.
Шаг 3.
По стандартной сетке номиналов, жестко связанной с доп
стимыми относительными отклонениями, выбирают номиналы параметров
элементов
, максимально близкие к расчетн
ым. После подстан
овки этих
номиналов в формулу (8
.1) получают значение
, которое может отл
чаться от расчетного. Рассчитывают достигнутое значение относительного
отклонения δ
полученного значения
от расчетного и значение коэфф
циента относите
льной ас
имметрии по формулам (8
yy
y
100
%, β
доп
100
Сравнивают значение β
с допустимым β
доп
. Если β
доп
, то выбор
считается удовлетворительным, в противном случае пытаются подобрать
другие номин
алы
. Е
сли это не удается сделать из
за излишней грубости
сетки номиналов, выбирают более жесткие допуски (более тонкую се
ку)
для соответствующих
элементов.
8.2.5.
Обеспечение точности выходного параметра методом
замыкающего звена
На практике часто встреч
аются случаи, когда методику полного си
теза допусков, рассмотренную выше, применить невозможно. Например,
при выполнении второго шага оказалось, что для части элементов нет во
можности выбрать пределы допусков: они велики и физически не могут
быть уменьше
ны. Тогда в схеме выбирается один элемент, параметр кот
рого
легче всего варьировать. Если допуски на остальные элементы уже
выбраны, то для допуска δ
доп
из (8
) получим условие
222
допдопвдоп
ij
xyKx
δ≤δ−δ
Здесь возможны три ситуации:
подкоренное вы
ражение положительно, полученный допуск соо
ветствует одному из стандартных рядов;
расчетный допуск является весьма жестким (1
% и менее);
подкоренное выражение отрицательно.
Первый случай, фактически,
был
уже рассмотрен в п.
4. Во втором
случае в каче
стве замыкающего звена можно использовать прецизионный,
подстроечный или подбираемый элемент. В третьем случае принципиал
но невозможно обеспечить требуемую точность выбором одного номинала
для замыкающего звена: необходимы настроечные операции, при этом с
ам
элемент может быть подбираемым либо подстраиваемым.
8.3.
Параметрическая надежность
8.3.1.
Задачи, связанные с параметрической надежностью
Исходные ограничения
для задачи обеспечения
параметрической
надежности
составляют
требования ТУ
эксплуатационные
допуски
для
основных параметров изделия
Целью является поддержание значений выходных параметров изделия
в заданных пределах во время длительной эксплуатации. Иногда задача
ставится в более узком смысле: рассматривается стабильность выходного
параметра при измене
нии влияющего фактора (например, температуры) в
заданных пределах.
Соответствующие операции выполняются в ходе технического о
служивания (ТО):
вновь наст
раиваются подстроечные элементы;
подбираются номиналы подбираемых элементов
заменяются
элементы, уход
параметров кото
рых превысил
доп
стимые пределы.
Для установления периодичности ТО про
водят
специальные исслед
вания по выявлению и установлению количественных характеристик и
менения параметров элементов из
за их старения и действия дестабилиз
рующих факто
ров,
например, температуры
окружающей среды)
8.3.2.
Установление регламента технического обслуживания на
основе линейных моделей ухода параметров
Обычно используют линейные модели ухода параметров, так как х
а−
рактеристики более сложных моделей получить сложно.
Общая линейная
модель ухода параметра
) во времени имеет следующий вид
xtABt
=+⋅
где
случайные величины с известными средними значениями
AB
и дисперсиями
Часто оказывае
тся достаточно рассмотреть упрощенные
варианты л
нейной модели.
Вариант 1.
Модель с детерминированным средним значением и сл
чайным уходом, в которой
AxB
==
xtxBt
=+⋅
Вариант 2.
Модель
с детерминированным уход
ом, в которой
(константа):
xtAbt
=+⋅
Пусть нижняя граница допуска для
есть
, а
верхняя
Тогда
графически характер ухо
да параметра в соответствии с (8
12) и (8
3) б
удет
иметь следующий вид (рис.
.1).
t
t
t
t
t
Рис.
.1
Характерный вид ухода параметров для моделей со случайным
(а) и детерминированным уходом (б)
Для установления регламента технического обслуживания необход
мо знать характер распределения случайных величин и задаться вероятн
стью
достижения границ поля допуска
В частности, для нормально
распределенной случайной величины известно, что с определенной вер
ятностью она находится вокруг среднего значения в пределах интервала
−σσ
, где
среднеквадратическое отклонение (корень квадратный
из дисперсии), а константу
можно найти по
таблиц
ам
нормального ра
с−
пределения.
Из модели (8
2) (см. рис. 8
а) следует условие определения грани
ных
значений
времен
гр1
гр2
гр1
гр2
xxct
xxct
=−σ
=+σ
Из модели (8
3) также можно найти условие для двух граничных зн
а−
чений (в примере на рис.
б граница 1 не достигается):
гр21
гр22
xAcbt
xAcbt
=+σ+
=−σ+
На практике следует выбирать минимальное значение из
двух
можных.
Для общей
линейной модели (8
) легко получить аналогичные соо
ношения путем объединения (8
14) и (8
5).
8.4.
Обеспечение точности и параметрической надежности РЭ
8.4.1.
Общие принципы
Здесь так
же, как и при обеспечении надежности по внезапным отк
а−
зам, повышение параметри
ческой надежности достигается путем введения
избыточности
в схему, конструкцию, процесс производства и эксплуат
а−
ции. Выявление уз
ких мест
узлов и элементов, определяющих пар
а−
метрическую надежность
осуществляется на основе
принципа равн
прочности
, кот
орый здесь понимается как достижение одинакового вли
я−
ния на стабильность выходного параметра РЭА.
Основным инструментом анализа перед принятием решений об изм
е−
нении схем и конструкции является сравнение
коэффициентов влияния
отдельных элементов и функциона
льных узлов (см. п.
3). Очевидно,
что первоочередное внимание следует уделять элементам и узлам с
наибольшими значениями этих коэффициентов. Однако в целом принцип
равнопрочности может применяться
на различных уровнях (таблица 8
.1).
Таблица 8
.1
Харак
теристика принципа равнопрочности при обе
с−
печении параметрической надежности
Уровень
Цель
Приёмы
Элементы
Обеспечить близкие
значения
Подбор элементов и режимов их работы.
Вклады
элементов
Обеспечить близкие
значения
Выбор схем, менее чувстви
тельных к отклон
ниям параметров элементов.
Вклады у
лов
Обеспечить близкие
значения
ii
i
Деление схемы устройства на схемы
узлов так,
чтобы влияние параметров узлов на выходной
параметр было примерно одинаковым.
8.4.2.
Приемы обеспечен
ия параметрической надежности
Возможности подбора элементов ограничены, во
первых, из
за физ
ческих ограничений, связанных с принципом их действия, а во
вторых,
экономическими факторами: более стабильные элементы, как правило, д
роже менее стабильных.
Из в
сех факторов, влияющих на стабильность параметров элементов,
наиболее существенным являются температура и влажность. Дополн
тельные меры термостабилизации, термостатирования и влагозащиты тр
е−
буют дополнительных затрат, а
также приводят к усложнению констру
ции, увеличению массы и габаритов изделия.
Задачи разработки схем, малочувствительных к изменению параме
ров элементов, решаются специфическими приемами (например, стабил
ность коэффициента усиления усилителя может быть повышена путем
увеличения собственн
ого коэффициента усиления и глубины отрицател
ной обратной связи; температурную стабильность времязадающей
цепи можно повысить, соответственно подбирая температурные коэфф
циенты сопротивления резистора и емкости конденсатора
),
которые
здесь
подробно
рассматриваются
качестве
общих
при
мов
чно
используют
составной номинал;
подбираемый элемент;
магазин элементов;
подстроечный элемент.
Идея составного номин
ала состоит в следующем (рис. 8
.2).
R
R
Рис. 8
.2
Последоват
ельная (а) и параллельная (б) схемы
составного
номинала
Пусть, например, резистор
составлен из последовательно соедине
ных резисторов
1 и
2. Его номи
нал будет равен сумме номиналов
1 +
Найдем относительное отклонение
номинала
при услови
и, что о
носительные отклонения составляющих
случайны и независимы.
Абсолютные отклонения
будут равны
∆=δ
;
∆=δ
Абсолютное отклонение
номинала
можно найти на основе форм
лы стат
стического
суммирования (8.6
∆=∆+∆
тогда относительное отклонение
будет равно
2222
2222
В12В2
RRR
δ+δ
δ==
=δ+δ
где
R
RR
R
RR
коэффициенты влияния
2 на н
минал
, соответственно.
Пусть, например,
1212
12;
=δ=δ=δ
. Из полученного соотношения
следует, что
. Таким образом, относительное отклонение составн
го номинала меньше, чем относительные отклонения составляющих. Н
е−
трудно убедиться, что тот же вывод справедлив
и при параллельном с
единении (см. рис. 8
.2). Полезно также помнить, что при составлении н
минала из
составляющих с одинаковыми номиналами результирующее
относительное отклонение будет в
раз меньше отклонений составля
щих.
Введ
ение в схему подбираемого элемента потребует только измен
е−
ния конструкции его крепления. При использовании печатного монтажа
этот элемент должен крепиться на стойках, чтобы при перепайке не пр
изошло отслаива
ние печатных проводников (рис.
.3).
Рис. 8
.3
Установка подбираемого резистора на стойках
Для того, чтобы в процессе эксплуатации все возможные номиналы,
из которых осуществляется подбор, были д
оступны в любой момент, пр
меняют
магазин элементов: перепайке подлежит тольк
о проволочная п
е−
ремычка (рис.
.4).
RN
Рис.
.4
Схема магазина элементов
При введении в схему подстроечных элементов необходимо иметь в
виду, что, во
первых, они существенно дороже постоянных элементов, во
вторых схема включен
ия подстроечных элементов должна быть рассчит
а−
на с учетом их конструктивных пределов регулировки. Например, по
д−
строечные резисторы позволяют изменять номинал
от полного
значения
до нуля. Чтобы обеспечить регулировку в пределах
при условии, что
в исходном состоянии движок резистора должен быть в среднем полож
е−
нии, в схему последовательно с подстроечным резистором должны быть
включены д
ва постоянных резистора (рис. 8
.5).
R
R
Рис. 8
.5
Схема включения подс
троечного резистора
Если суммарное сопротивление цепи должно быть равно
, то для
определения номиналов будем иметь систему уравнений
1223;
123(1100);
13(1100).
RRRR
RRRR
RRR
++=
++=+⋅δ
+=−⋅δ
Данную систему нетрудно решить обычными методами.
8.4.3.
Ограничения при проектировании
Помимо упоми
навшихся выше экономических и массо
габаритных
ограничений на пути реализации высокостабильных схем и конструкций
лежит соображение о снижении надежности по внезапным отказам из
за
простого увеличения числа элементов. Вероятность внезапных отказов
как
известно
растет с ростом числа элементов
(см. п. 7.3
.1)
. Если п
строить математическую модель вероятности параметрических отказов, то
можно найти оптимальную степень сложности, при которой они сравн
ваются (рис. 8
.6).
Q
Рис.
.6
Вид зависимостей вероятностей внезапных и параметрических
отказов от числа элементов
Видно, что усложнять схему для повышения параметрической наде
ности имеет смысл только в том случае, когда при начальном числе эл
е−
ментов
нач
вероятность внезапных
отказов меньше вероятности параме
рических. Оптимальным будет такое число элементов
опт
, при котором
эти вероятности сравниваются: дальнейшее увеличение сложности схемы
не приведет к возрастанию надежности
БИБЛИОГРАФИ
ЧЕСКИЙ СПИСОК
ГОСТ Р 52003
2003.
Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств.
Термины и определения
М.: Изд
во стандартов, 2003.
Справочник конструктора РЭА: общие принципы конструирования /
Под.
ред. Р.
Г.Варламова.
М.: Сов.
адио, 1980.
480 с.
Спокойный
Е. Тепломассооб
мен
в радиоэлектронной аппаратуре:
абораторный практикум / Ю.
Е. Спокойный, В.
В.Сибиряков.
Киев
;
Одесса: Высш.
школа
, 1988.
224 с.
Гелль
П. Констру
ирование и микроминиатюризация
РЭА / П.
Гелль, Н.
К.Иванов
Есипович.
Л.: Энергоатомиздат, 1984.
36с.
Токарев
Ф. Механические воздействия и защита радиоэлектронной
аппаратуры /
Ф. Токарев, Е.
Н. Талицкий, В.
Ф. Фролов.
М.: Радио
и связь, 1984.
244 с.
Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах /
Под ред. Г.
В. Дружинина.
М.: Энергия, 1976.
448с.
Каленкович
И. Радиоэлектронная аппаратура и основы её констру
торского проектирования : учебно
метод. пособие / Н.
И. Каленкович
[и др. ].
Минск: БГУИР, 2008.
200 с.
Кофанов
Ю. Н. Теоретические основы конструирования, техн
ологии и
надёжности радиоэлектронных средств: учебник для вузов / Ю. Н. К
фанов
М. : Радио и связь, 1991
360 с.
Баканов
, Г.
Ф. Основы конструирования и технологии радиоэлектро
ных средств / Г. Ф. Баканов, С. С. Соколов, В. Ю. Суходольский.
М. :
Акаде
ия, 2007.
368 с.

Приложенные файлы

  • pdf 87631073
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий