Забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів на етапі автоматизованого проектування

Національний університет «Львівська політехніка»

 

На правах рукопису

 

КАСЬЯН Микола Миколайович

 

Удк 621. 3. 019. 3

 

 

Спеціальність: 05. 13. 12 – Системи автоматизації проектувальних робіт

 

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

 

Львів – 2002

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Запорізькому національному технічному університеті.

Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник – кандидат технічних наук, доцент Крищук Володимир Миколайович, Запорізький національний технічний університет, завідувач кафедри «Конструювання та виробництво радіоапаратури».

Офіційні опоненти: – доктор технічних наук, професор Недоступ Леонід Аврамович, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, професор кафедри «Теоретична радіотехніка та радіовимірювання» - кандидат технічних наук, доцент Гранат Петро Петрович, ТзОВ «Регіональна Інформаційно-Технологічна Компанія», м. Львів, генеральний директор

Провідна установа -Харьківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків.

 

Актуальність теми. Проблема надійності радіоапаратури, в тому числі й пристроїв приймання та передачі інформації, в останні роки набуває все більшого значення, що обумовлено зростанням відповідальності функцій, які вони виконують, зростанням степені автоматизації, підвищенням вимог до якості роботи та економічної ефективності. Пристрої перетворення сигналів (ППС) представляють собою клас пристроїв, призначених для формування й перетворення сигналів в радіопередавальній та радіоприймальній апаратурі зв'язку. До них відносяться амплітудні, частотні, фазові модулятори і детектори, підсилювачі (у т. ч. нелінійний резонансний), помножувачі частоти, перетворювачі частоти, фільтри і т. д..

Надійність будь-якого технічного пристрою, у тому числі й радіоелектронного, визначається якістю його розробки, забезпечується в процесі виготовлення й підтримується в період експлуатації. Неможливість створення абсолютно надійних виробів робить актуальним дослідження, розробку й удосконалення принципів, способів, методів і засобів, що підвищують надійність шляхом вчасного виявлення й усунення причин, що викликають відмови апаратури. Цьому питанню присвячені роботи відомих вчених, таких як Пархоменко П. П., Ксєнз С. П., Ліхтціндер Б. Я., Кіншт Н. В., Согомонян Е. С., Норєнков І. П., Недоступ Л. А., Мозгалевский А. В., Гаскаров Д. В., Вісванатан В., Саекс Р., Санджованні-Вінчетеллі А. та інших. До основних способів попередження відмов радіоелектронних засобів (РЕЗ) відносять ефективний контроль і діагностування їхнього технічного стану. Вчасне виявлення й усунення дефектів підвищує ймовірність безвідмовної роботи, а також зменшує витрати на експлуатацію контрольованих об'єктів. Час, що витрачається на діагностику пристрою можна значно скоротити автоматизацією діагностування й використанням раціональних процедур діагностики. Існують різноманітні варіанти стратегії пошуку дефектів як для автоматизованої, так і неавтоматизованої діагностики.

Відмови, які виникають у схемі за рахунок швидких і значних змін значень параметрів електрорадіоелементів (ЕРЕ), легше виявити, бо вони призводять до суттєвих змін характеристик схеми. В той же час дрейф параметрів елементів, який відбувається у процесі експлуатації внаслідок старіння і впливу температури призводить до малих варіацій відгуку пристрою при повільному погіршенні його властивостей. Крім того, не завжди вихід параметрів елементів схеми за межі поля допуску призводить до неприпустимого відхилення контрольованої вихідної характеристики, оскільки відхилення може бути компенсоване протилежним відхиленням працездатних елементів пристрою. Однак, при цьому можуть змінитися в гірший бік електричний та температурний режими роботи ЕРЕ, що через певний інтервал часу призведе до ще більшої зміни параметрів і, як наслідок, до відмови. Такі відхилення параметрів ЕРЕ ППС будемо називати прихованими дефектами, і вони, як правило, потребують розробки спеціальних методів діагностування, оскільки традиційними методами не виявляються. Також у процесі виробництва та експлуатації ППС виникає потреба не тільки оперативно реагувати на відмови пристрою, але й проводити моніторинг стану параметрів та режимів роботи елементів і аналізувати тенденції в їх роботі. Це дозволить не тільки передбачати відмови, але і видавати рекомендації щодо їх попередження шляхом оцінки наближення контрольованих параметрів елементів, які змінюються в залежності від часу експлуатації, зберігання, впливу температури і інших факторів, до границь експлуатаційних допусків.

Ці задачі ефективно можуть бути вирішені за умови забезпечення діагностованості ППС на етапі проектування шляхом автоматизованого визначення електричних параметрів і режимів роботи ЕРЕ схеми на основі стимульованих сигналів та експериментально отриманих вихідних характеристик з застосуванням ЕОМ. Тому задача розробки математичних, програмних і методичних засобів забезпечення діагностованості аналогових ППС на етапі проектування задля наступного діагностування їх як на етапі виробництва, так і на етапі експлуатації з метою підвищення надійності та якості, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи відповідає планам пріоритетного напрямку галузевої програми «Перспективні інформаційні технології, прилади комплексної автоматизації, системи зв'язку», яка проводиться на кафедрі «Радіотехніка» Запорізького національного технічного університету.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розроблення методів забезпечення діагностованості аналогових пристроїв перетворення сигналів, призначених для отримання більш високих показників ефективності виробів шляхом проведення діагностовного контролю їх стану, виявлення й усунення потенційно ненадійних елементів на стадії виробництва та експлуатації.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі необхідно вирішити наступні задачі:

1) Розробити і обгрунтувати новий підхід до вирішення задачі забезпечення безвідмовності ППС, шляхом діагностування при виробництві та експлуатації з метою виявлення і вилучення потенційно ненадійних елементів.