Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем

Воронежский государственный

технический университет

Л.С. Очнева, В.Б. Тюрин

УСТРОЙСТВО ПРИЕМА И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В настоящее время вопросы прогнозирования землетрясений являются актуальными для сейсмоактивных районов. При исследовании сейсмоактивных районов производится регистрация колебания земной коры, вызванных движением пород. Регистрация сейсмических волн позволяет проводить исследования строения земной поверхности, и дает возможность предсказывать сильные перемещения земной коры, являющиеся предвестниками землетрясений.

Аналогичные исследования проводят в сейсморазведке. Основой методики сейсморазведочных работ является возбуждение сейсмических волн и измерение времени пробега этих волн от источника до сейсмоприемников. По времени пробега волн до отдельных сейсмоприемников и скорости их распространения можно воссоздать траектории сейсмических волн. Для траекторий волн время пробега зависит от физических свойств горных пород и элементов залегания пластов.

В современных условиях сейсмологии и сейсморазведке необходим комплекс аппаратуры для исследований, состоящий из датчиков, фиксирующих колебания, и из устройства обработки информации, причем необходимо, чтобы информация, получаемая от датчиков, передавалась в закодированном виде беспроводным путём.

В состав комплекса, предназначенного для исследований колебаний земной поверхности, входит устройство передачи и отображения информации (УПОИ), которое позволяет производить сбор сведений, приходящих от датчиков комплекса, а также для формирования командных кодограмм для управления этими датчиками.

В состав УПОИ входят: приемовозбудитель, усилитель мощности, декодер, кодер, блок питания, блок фильтров, устройство управления, плата индикации, плата анализа, "часовая плата", ОЗУ, сервисная плата.

Принятое закодированное сообщение от датчиков проходит через полосовой фильтр, где обрезается ненужные частоты, затем декодируется и через устройство управления поступает на плату анализа. На плате анализа определяется принадлежность кодограммы. Если эта кодограмма не от ретранслятора, то вырабатывается сигнал "сброс" и приём этой кодограммы прекращается. Если же кодограмма от ретранслятора, то происходит её анализ, вырабатывается сигнал "принято", и данные высвечиваются на индикаторах. С помощью "часовой платы" фиксируется время приема кодограмм, которое выдается на экран индикаторов.

В связи с тем, что сеть сейсмодатчиков покрывает достаточно большую территорию, расположенную в труднодоступных районах, исследовательский комплекс должен включать передающее устройство. Передатчик используется для проверки работы ретрансляторов и датчиков. В УПОИ предусматривается режим работы "самоконтроль". В этом случае проверяются все ретрансляторы комплекса, и сигнал запроса формируется автоматически.

Для обеспечения эксплуатационной технологичности конструкция УПОИ должна быть выполнена с учетом принципа агрегатирования. Блок питания должен быть выполнен автономно, при этом он может располагаться на корпусе и пристегиваться к нему замками. Необходимость такой конструкции обусловлена тем, что УПОИ должно обеспечить непрерывную работу, следовательно, и конструктивно необходимо предусмотреть автономное расположение блока питания и возможность его быстрой замены.

Также должно быть предусмотрено отображение информации о силе колебаний волны, текущем времени и времени принятия кодограммы, о работе ОЗУ, о включении и выключении передатчика. Вся информация должна быть сведена в единое табло.

Воронежский государственный

технический университет

А.М. Донец, Н.Э. Самойленко, А.И. Кононов

К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ РЭС

В условиях современных рыночных отношений возникает жесткая необходимость в быстром принятии решений управленческого характера в связи с необходимостью удовлетворения текущих запросов потребителей. Для предприятий радиоэлектронной отрасли, а особенно для предприятий крупносерийного и массового производства, эта задача является особенно сложной, так как процесс производства новых изделий РЭС занимает длительное время и включает в себя этапы схемотехнического, конструкторского и технологического проектирования, этапы испытаний и внедрения изделия в производство. К сожалению, уменьшение сроков проектирования новых изделий не всегда возможно и не всегда решает все проблемы. Решение данной проблемы может быть осуществлено при использовании комплексного подхода для выявления потенциальных запросов потребителей в ближайшем будущем, формировании спроса на эти изделия, проведение рекламных кампаний и параллельная, по возможности, быстрая разработка и изготовление нового изделия, т.е. необходимо определить то изделие, которое будет пользоваться спросом на рынке к моменту завершения его изготовления. В данном процессе также следует учитывать деятельность конкурентов.

В процессе принятия решения руководителю приходится рассматривать множество возможных вариантов и опираясь на свой опыт, работоспособность и на интуицию выбирать наиболее подходящий. В настоящее время, время компьютеров и механизмов, возникает закономерный вопрос о возможности автоматизации процесса принятия управленческих решений такого рода или, по крайней мере, автоматизации обработки больших объемов информации на основе программного комплекса определения конкурентоспособности изделия на ранних этапах проектирования с применением комплексного подхода к решению поставленной задачи.

Рассмотрим виды работ, которые выполняет разработанный нами программный комплекс. В частности, операции маркетинговых исследований, прогнозирования спроса, оценки качественных и стоимостных показателей изделия на ранних этапах проектирования. Отличительной чертой программного комплекса является взаимосвязь всех перечисленных процессов, т.е. в концепции его разработки лежит принцип единства процессов «маркетинг – прогнозирование - проектирование».

Вся подсистема логически разделяется на три модуля: модуль маркетинговых исследований, модуль прогнозирования спроса и модуль оценки качественных и стоимостных показателей изделий РЭС. Результаты работы каждого модуля являются исходными данными для модулей последующих этапов. Структура подсистемы разработана таким образом, чтобы при получении результатов не удовлетворяющих разработчика он мог перейти на предыдущие этапы и проведя некоторые изменения снова перейти к критическому блоку для дальнейшей обработки, т.е. подсистема разработана по принципу итерационной оптимизации.

Воронежский государственный

технический университет

М.В. Скоробогатов, В.С. Скоробогатов

О РАВНОМЕРНОМ РАЗМЕЩЕНИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

НА КОММУТАЦИОННОМ ПОЛЕ

При размещении радиоэлементов, имеющих различные температуры, стремятся избежать локальных перегревов на отдельных участках коммутационного поля. Это можно сделать путем создания из размещаемых элементов групп, имеющих одинаковую (или почти одинаковую) суммарную температуру. Для этого нами разработан алгоритм создания таких групп. Работает он следующим образом. Сначала все элементы массива N устанавливаются в порядке убывания температуры, т.е. массив N делается упорядоченным. Далее первый элемент этого упорядоченного массива ставится в первую группу, второй элемент - во вторую группу и т.д., р-ый элемент устанавливается в р-ую группу. Всего создается р групп. Затем (р+1)-й элемент ставится также в р-ю группу, (р+2)-й элемент - в (р-1)-ю группу, (р+3)-й элемент ставится в (р-2)-ю группу и т.д.; (р+р)-й элемент ставится в первую группу, (р+р+1)-й элемент ставится также в первую группу, (р+р+2)-й элемент ставится во вторую группу и т.д., (р+р+р)-й элемент ставится в р-ю группу, (р+р+р+1)-й элемент - также в р-ю группу, (р+р+р+2)-й элемент в (р-1)-ю группу и так далее до полного распределения всех элементов упорядоченного массива N.

В результате получаем такое распределение элементов, имеющих различные температуры, по группам, что суммарная температура каждой группы отличается от средней суммарной температуры не более чем на 1-2 %. При этом следует отметить, что чем больше элементов в группе тем меньше это отличие. Такое отличие температур получается в том случае, когда количество элементов в каждой группе одинаково. Если же в какой-либо группе количество элементов окажется на один элемент меньше (более, чем на 1 элемент меньше не может быть), то для этой группы суммарная температура может быть меньше средней более, чем на указанное количество процентов, что не ухудшает тепловой режим этой группы.

Этот алгоритм реализован программно на языке Delphi. Программа позволяет произвести распределение между группами до 5000 элементов.

Далее эти созданные группы можно с помощью алгоритма парных перестановок размещать на коммутационном поле с оптимизацией по какому-либо критерию.

В результате получаем равномерное размещение тепловыделяющих элементов РЭС на коммутационном поле.

Воронежский государственный

технический университет

М.В. Скоробогатов., В.С. Скоробогатов

ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЭС

ПО ДВУМ КРИТЕРИЯМ ПРИ ГРУППОВЫХ ПЕРЕСТАНОВКАХ

При решении задач компоновки и размещения на коммутационном поле (на печатных платах и микросборках) элементов РЭС используются различные алгоритмы, в том числе и алгоритм парных перестановок одиночных элементов. Однако при наличии большого массива (несколько сотен или тысяч) размещаемых элементов решение задачи становится затруднительным или даже невозможным из-за большого времени счёта и требуемого объёма памяти ЭВМ. В таких случаях предлагается разбивать каким-либо способом большой массив N элементов на группы по m элементов и производить оптимизацию путём парных перестановок этих групп. Количество элементов в группе может составлять (0,01-0,1) N. Для формирования групп можно использовать различные методы в зависимости от поставленной задачи. Например, для создания равномерного размещения тепловыделяющих элементов на плате можно формировать группы с одинаковой суммарной температурой. При оптимизации размещения элементов РЭС с минимизацией суммарной длины соединений можно формировать группы из наиболее связанных элементов с помощью алгоритма начального распределения. Этот алгоритм работает следующим образом. По матрице смежности выбирается самое большое количество соединений межу элементами. Эти два элемента отправляются в один блок. Далее по матрице смежности проверяется, какие элементы наиболее сильно связаны с теми элементами, которые уже находятся в первом блоке и элемент, имеющий наибольшее количество связей ими подставляется в первый блок. Запись элементов в блок производится до полного наполнения блока. Максимальное количество элементов, которые могут находиться в блоке должно быть задано заранее. Такие действия продолжаются до тех пор, пока все элементы не будут распределены между блоками.

Создав таким образом группы по 4-50 элементов (в зависимости от общего количества элементов), т.е. проведя оптимизацию по какому-либо одному критерию, можно с помощью алгоритма парных перестановок этих групп провести оптимизацию по второму критерию, например, по суммарной длине соединений или числу пересечений трасс.

Таким образом получаем оптимизацию РЭС по двум критериям. Важным является еще и то, что эти критерии могут иметь разную физическую природу.

Воронежский государственный

технический университет

А. А. Мануковский, А.В. Ненашев, В.И. Поддубный

АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТОВ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗВУКА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФОНОГРАММ

В последнее время с развитием цифровой техники, в частности при анализе и кодировке аналоговых сигналов применяют различные процессоры обработки сигналов и декодеры. Наиболее перспективные разработки в области преобразования звука ведутся по нескольким направлениям:

- создание звуковых процессоров, которые с максимальной точностью должны передавать звуковую картину разработка ЦАП и АЦП, а также новейших алгоритмов преобразования аналогового при прослушивании фонограммы или просмотре фильма,

- сигнала в цифровой и обратно,

- разработка цифровых форматов для компьютерной техники, а также средств мультимедиа.

При создание звуковых процессоров в настоящее время, в первую очередь, необходимо обеспечить программную поддержку максимально доступных в настоящее время форматов звукового воспроизведения, таких как:

- Dolby Surround, Dolby Digital, Dolby Pro Logic, EAX, A3D.

Все эти форматы обеспечивают многоканальное воспроизведение звука. Например,

формат A3D поддерживает пять каналов воспроизведения звука:

• два фронтальных (левый, правый),

• два тыловых (левый, правый),

- один сабвуфер (низкочастотный динамик).

А формат Dolby Pro Logic помимо перечисленных имеет еще один канал для отдельного воспроизведения речи.

При разработке ЦАП и АЦП применяются различные алгоритмы преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно, например, система преобразования звука МАSН(1-но битная система преобразования), запатентованная фирмой Matsushita Elec. Данная система применяется в РЭА таких фирм как Panasonic, Technics, International. Также применяются 8-ми и 16-ти битные системы обработки звука.

При разработке форматов для средств мультимедиа необходимо учитывать то, что звуковая информация должна быть максимально высокого качества, при минимальном заполнении носителя. С этой целью разработаны различные форматы обработки и хранения звуковой информации на различных носителях (магнитные носители, оптические носители).

Вот наиболее часто используемые форматы: WAVE, Mpeg Layer3 (mp3), MIDI, a также самый новый формат, который пока не используется: S4.

Таким образом, по нашему мнению, система воспроизведения звука: Dolby Pro Logic является оптимальной и перспективной для применения в современной РЭА. А среди звуковых форматов наиболее целесообразно применение формата S4, так как при максимальном качестве звука обеспечивает минимальный размер фонограммы, по сравнению с остальными.

Воронежский государственный

технический университет

П.В. Поддубный, Р.А. Чертков, В.И. Поддубный

ДВУСТОРОННЯЯ ПЕЙДЖИНГОВАЯ СВЯЗЬ, КАК НАИБОЛЕЕ

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ СИСТЕМЫ

ИНДИВИДУАЛЬНОГО УЧЕТА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

При внедрении автоматизированной системы контроля и учета расхода энергоносителей (СК и УРЭ), предназначенной для индивидуального контроля и учета расхода энергоносителей (холодная вода, горячая вода, электроэнергия, газ, тепло, а также для контроля за состоянием пожарной и охранной сигнализаций), одним из критических вопросов является выбор канала связи для передачи информации с объекта (жилого многоквартирного дома) соответствующим муниципальным службам .

Критичность выбора обусловлена необходимостью минимизировать затраты на организацию канала и передачу информации.

Использование ГТС в качестве основного канала неэффективно по ряду причин. Во многих домах, уже введенных в эксплуатацию, просто нет свободных телефонных пар, а прокладка новой коммутируемой или выделенной линии потребует значительных затрат, не считая затрат на оборудование. Попытки использования частных или служебных линий (к примеру лифтового хозяйства) связаны с большими организационными трудностями. Использование отдельного радиоканала также не оправдано экономически из-за высокой стоимости оборудования. Передача данных происходит, как правило, раз в месяц, а объем данных невелик, поэтому большую часть времени телефонная линия или радиоканал будут простаивать.

Наиболее перспективным в данном случае является использование двусторонней пейджинговой связи, развертываемой в ближайшее время на территории города и области одной из пейджинговых компаний, по примеру американской корпорации Sky Tel Corp.

К устройствам, функционирующим в этой сети, относятся пейджеры нового поколения: Tango и Access Link компании Motorola. В этих моделях к стандартному пейджинговому приемнику добавлен маломощный передатчик. Они работают на базе семейства высокоскоростных протоколов пересылки данных ReFLEX и InFLEXion, которые обеспечивают двусторонний обмен данными. Данная система позволяет передавать сообщения длиной до 150 символов. В будущем, по-видимому, пейджеры будут оснащаться последовательным портом для связи с ПК, что позволит передавать более длинные сообщения.

Воронежский государственный

технический университет

К.Г. Бородина, Р.А. Чертков, В.И. Поддубный

ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА МАССОВОЙ ИНФОРМАЦИИ КАК ЭЛЕМЕНТ

СИСТЕМЫ С ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

На современном этапе развития общества электронные средства массовой информации становятся наиболее эффективным средством информационного воздействия на отдельные группы населения и на общество в целом. При оптимизации взаимодействия административных органов и СМИ возникают три проблемы: формулировка и формирование критериев оптимизации, выбор метода решения, построение модели объекта взаимодействия (математическое уравнение).

Сложность и системность взаимодействия органов власти и СМИ предопределяют необходимость сформировать систему критериев отбора и упорядочивания индикаторов (показателей ) ее эффективности.

При этом можно выделить две основные группы индикаторов: социально - экономические, общественно-политические.

Отсутствует более или менее достоверная модель структуры «органы власти - электорат (общество) — СМИ» и соответствующий ей математический аппарат. Используя системный подход, представим названную структуру в виде схемы, к которой можно применить подход, используемый при анализе систем с информационной обратной связью.

В системах с информационной обратной связью (ИОС) приемник (социум) в решении вопроса о правильности получения сообщения играет пассивную роль. Приемная сторона только информирует передатчик (органы власти), какое сообщение принято или какими определяющими признаками оно обладает. Передатчик сравнивает переданное сообщение ( воздействие) полученной по обратному каналу и теми или иным путем извещает приемник о результатах сравнения.

Блок-схема системы связи (управления) с информационной обратной связью представлена на рисунке.

Можно попытаться поставить в соответствие элемента системы связи ( управления) системе власть - СМИ - социум (электорат) следующим образом: источник сообщений -директивы администрации, модулятор - электронные СМИ, прямой канал -социум, демодулятор - производящая структура, получатель - индикаторы ( показатели деятельности общества), формирователь команд - общественные организации и руководители предприятий и организаций.

Таким образом, допуская адекватность такого допущения, представляется возможным использовать методы математического и качественного анализа радиотехнических систем связи с ИОС для моделирования социальных структур.

Воронежский государственный

технический университет