ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Л.Н. Никитин
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2015
УДК 621.396.66
Никитин Л.Н. Методы и средства испытаний электронных систем: учеб. пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (6,13 Мб) / Л.Н. Никитин. – Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) : цв. – Систем. требования : ПК 500 и
выше ; 256 Мб ОЗУ ; Windows XP ; SVGA с разрешением 1024x768 ; Adobe Acrobat ; CD-ROM дисковод ; мышь. – Загл. с экрана.
В учебном пособии рассматривается процесс испытаний и диагностики электронных систем на надежность, дается определение надежности и рассматривается классификация испытаний электронных систем. Рассматриваются системы автоматизированных испытания на воздействие климатических и механических воздействий, на воздействие ионизирующего излучения и биологической среды.
Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 211000.68 «Конструирование и технология радиоэлектронных средств» (магистерская программа подготовки «Информационные технологии проектирования электронных средств, выполненных по субмикронной технологии»), по дисциплине «Методы и средства испытаний электронных систем».
Табл. 18. Ил. 78. Библиогр.: 15 назв.
Рецензенты: ОАО «Видеофон» (зам. ген. директора канд. техн. наук О.С. Кретов); д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин
Никитин Л.Н., 2015
Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015
ВВЕДЕНИЕ
Постоянное увеличение функциональной сложности и интеграции, повышение надежности элементной базы, широкое внедрение цифровых методов обработки и передачи информации и микропроцессорных устройств привели к тому, что изменились как объект испытаний РЭА, так и контрольно-испытательная аппаратура.
Одновременно повысились требования к РЭА по стойкости к воздействию внешних факторов, надежности, долговечности, что вызвало значительное увеличение объема испытаний, привело к увеличению трудоемкости испытаний и контроля и парка испытательной техники.
Кроме того, изменилось соотношение между деятельностью контрольно-измерительных и испытательных операций. Если раньше они соотносились как 1:5, то теперь время измерений в несколько раз превосходит время испытаний, особенно для устройств персональных электронных средств с элементами повышенной степени интеграции.
В настоящее время трудоемкость деятельностью контрольноиспытательных операций составляет 40-50 % общей трудоемкости изготовления средств ПЭ. Только на долю приемосдаточных периодических испытаний и испытаний на долговечность приходится около 10 % трудоемкости изготовления изделия. Опыт показывает, что объем испытаний за 5 лет возрастет в среднем в 2-2,5 раза.
Поэтому автоматизация контрольно-испытательных операций является одним из ведущих направлений в повышении качества и надежности средств РЭА.
3
1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИСПЫТАНИЙ РЭА
1.1.Классификация радиоэлектронной аппаратуры
Выбор и осуществление оптимальных методов контроля и испытаний радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) зависят от ее назначения, места установки, транспортирования и климатических условий эксплуатации, определяющих воздействие различных внешних факторов [1].
По назначению радиоэлектронная аппаратура может быть радиовещательной, связной, радионавигационной, радиолокационной, радиотелеметрической, телевизионной, медицинской, радиоизмерительной, предназначенной для управления и автоматизации процессов промышленного производства, и т. д.
По месту установки различают следующие виды РЭА: наземная, самолетная, корабельная и на борту ракет (космических кораблей). В свою очередь наземная РЭА бывает стационарной, автомобильной, железнодорожной, танковой, переносной, перевозимой и т. д. Следует учитывать, что стационарная аппаратура может устанавливаться в отапливаемых и вентилируемых помещениях, на открытом воздухе, в производственных помещениях и т. п. Требования, предъявляемые к самолетной и корабельной аппаратуре, определяются классом самолета или корабля, на котором она должна устанавливаться. Специфическими являются требования к аппаратуре, устанавливаемой на ракетах, воздушных шарах, шарахзондах и на подводных лодках.
Внешние воздействия на радиоэлектронную аппаратуру определяются климатическими условиями и механическими воздействиями, которым она подвергается в процессе эксплуатации и транспортирования. Поэтому при конструировании и испытаниях РЭА необходим тщательный учет всех воздействий.
Радиоэлектронной аппаратурой, или системой, принято называть совокупность совместно действующих объектов (технических устройств), которая имеет самостоятельное эксплуатационное назначение. Часть системы, предназначенная для выполнения определенной функции и не имеющая самостоятельного эксплуатационного назначения, называется элементом.
Элементы бывают типовыми и специальными. Типовые изготовляются в соответствии со стандартами и нормалями,
4
специализированными предприятиями в массовых количествах. К таким элементам относятся резисторы, конденсаторы, электровакуумные приборы, транзисторы, реле и т. д. Специальные элементы изготовляются мелкими сериями и предназначаются для использования в определенной аппаратуре. К таким элементам относятся специальные микромодули, трансформаторы, линии задержки и т. д. Различают восстанавливаемые и невосстанавливаемые системы и элементы. Система (элемент), которая в случае возникновения отказа подлежит ремонту и может быть восстановлена, называется восстанавливаемой. Система (элемент), которая в случае возникновения отказа не поддается ремонту по техническим или экономическим соображениям, называется невосстанавливаемой.
По способу применения радиоэлектронные системы могут быть однократного и многократного действия. Системы однократного действия не подлежат ремонту в процессе эксплуатации. Примером таких систем может быть оборудование ракет.
Невосстанавливаемые системы обычно являются системами однократного действия. Системы многократного действия предназначены для длительной работы, и они подлежат контролю и ремонту в процессе эксплуатации. В состав этих систем могут входить элементы (блоки и узлы) однократного действия.
При эксплуатации аппаратуры однократного действия отказы практически недопустимы, так как в противном случае она не выполнит своей основной задачи. Часто использованию аппаратуры предшествует хранение различной длительности, во время которого она может подвергаться контролю и испытаниям. Если при этой будут обнаружены отказы, то аппаратура может быть восстановлена. Таким образом, в режиме хранения аппаратура однократного действия может рассматриваться как восстанавливаемая.
1.2. Надежность РЭА
Основным требованием, предъявляемым к современной радиоэлектронной аппаратуре, является пригодность использования ее по назначению в заданных условиях. Совокупность свойств, определяющих степень пригодности, характеризуется качеством. Составной частью качества является надежность, в понятие которой
5