Каждое предприятие оборонного значения обязательно должно готовить для электронной аппаратуры карты рабочих режимов электрорадиоизделий (ЭРИ). На сегодняшний день существуют три варианта создания и использования таких карт на предприятиях.
Альтернативы системе АСОНИКА нет и не будет в ближайшие 20 лет. Чем быстрее предприятие осознает этот факт и начнет ее использовать, тем более конкурентоспособной, надежной и качественной будет разрабатываемая им электронная аппаратура.
АСОНИКА — единственная отечественная система подобного типа. В нынешних условиях санкций и необходимости импортозамещения руководители предприятий должны выстроиться в очередь за ее приобретением и дальнейшим обслуживанием высокопрофессиональным коллективом разработчиков, состоящим исключительно из кандидатов и докторов наук.
Подсистема АСОНИКА-Р [1−4] разработана и рекомендуется для использования в соответствии с документом «Руководство по оценке правильности применения электрорадиоизделий в аппаратуре специального назначения. Часть 1. Общие положения. Карты рабочих режимов и условий применения электрорадиоизделий».
После проверки правильности применения ЭРИ в аппаратуре выводятся данные о результатах оценки номенклатуры, условий эксплуатации, электрических и температурных режимов работы ЭРИ. Эти данные в виде числовых значений параметров, характеризующих фактические и предписанные в нормативно-технической документации (НТД) на ЭРИ условия их эксплуатации и режимы работы, оформляются в виде карт рабочих режимов (КРР).
Комплект КРР на сборочную единицу высшей ступени, в которую входят сборочные единицы низших ступеней, включает в себя:
В комплект КРР на сборочную единицу низшей ступени, не имеющую в своем составе другой сборочной единицы (например, ячейку, типовой элемент замены
По согласованию с представителем заказчика допускается не включать формы 4 и 5 в комплект карт сборочных единиц низших ступеней. В этом случае при заполнении указанных форм для сборочной единицы высшей ступени в них необходимо включить все ЭРИ, входящие в сборочные единицы низших ступеней.
Комплект КРР в окончательном виде представляется разработчиком аппаратуры на стадии формирования рабочей документации (по результатам испытаний опытного образца). Возможно составление КРР на более ранних стадиях разработки аппаратуры посредством проведения расчетов по схемам или по результатам инструментальных измерений на макетах с последующей их корректировкой (по результатам измерений в опытном образце). Этап, на котором составляется КРР, согласовывается с заказчиком аппаратуры.
АСОНИКА-Р предназначена для упрощения и ускорения процесса заполнения карт рабочих режимов ЭРИ. В программу заложены все возможные формы КРР последней редакции.
АСОНИКА-Р имеет необходимую базу данных, содержащую информацию о предельных значениях параметров ЭРИ, взятую из НТД. После задания пользователем перечня ЭРИ программа автоматически заносит информацию для каждого ЭРИ из базы данных в карты режимов, в колонки По НТД. При верстке карты автоматически осуществляется сравнение значений параметров, находящихся в колонке В схеме, со значениями, находящимися в колонке По НТД (кроме формы 4 «Карта оценки номенклатуры ЭРИ и сведений о соответствии условий их эксплуатации и показателей надежности требованиям НТД»). Значения параметров в колонке В схеме, превышающие соответствующие значения параметров в колонке По НТД, выделяются красным цветом. В базу данных могут вводиться как числовые значения параметров в виде констант, так и табличные, графические и функциональные зависимости параметров по НТД от параметров, приведенных в колонке В схеме (например, от температуры окружающей среды).
Результаты работы — заполненные карты режимов ЭРИ — автоматически конвертируются программой в текстовый процессор Word (версии 2000 и более поздние), где они могут быть отредактированы и распечатаны в форматах А3 и А4.
Перечень ЭРИ, для которых нужно получить КРР, может быть введен как вручную пользователем, так и путем конвертирования из выходных файлов системы P-CAD, в редакторе ilp-файлов (IlpEditor), в Microsoft Excel и других системах, например, АСОНИКА-ТМ.
Кроме того, конвертация перечней ЭРИ из любой системы может осуществляться в рамках интегрированной информационной среды предприятия (PDM-системы) через промежуточный текстовый файл (формат ilp). Возможен экспорт параметров ЭРИ в АСОНИКА-Б.
АСОНИКА-Р может использоваться как на одном рабочем месте, так и в сетевом варианте, когда на сервере установлена база данных, а на рабочих местах — управляющая программа. При этом редактировать базу данных может только ее администратор.
АСОНИКА-Р обеспечивает контроль за правильностью применения изделий электронной техники в аппаратуре и рекомендуется для использования в процессе проектирования и замены испытаний на ранних его этапах.
Основное окно АСОНИКА-Р содержит пункты Проект, Правка, Настройка, Выполнить, Справка. Рассмотрим интерфейс и основные возможности АСОНИКА-Р.
Пункт меню Проект, команда Свойства — используется для задания индекса изделия, для которого формируются КРР. Кроме того, при необходимости можно задать значение коэффициента нагрузки (глобальный, общий параметр для всего проекта). Этот параметр будет доминировать при расчете коэффициентов нагрузки в различных картах.
Пункт меню Проект, команда Создание ilp-файла из файла *.xlsx — позволяет сформировать .ilp-файл на основе .xlsx-файла. При выборе этого пункта в режиме импорта запускается Редактор ilp-списков, являющийся дополнительным инструментом к системе АСОНИКА, в котором следует произвести импорт файла .xlsx.
Пункт меню Проект, команда Импорт. АСОНИКА-Р позволяет осуществлять разные варианты импорта:
Импорт текстовых файлов позволяет проставлять у совпадающих ЭРИ значения для параметров столбца В схеме. АСОНИКА-Р осуществляет импорт значений температур и ускорений (гармоническая вибрация, однократный и многократный удар, случайная вибрация), полученных в АСОНИКА-ТМ, а также электрические характеристики — токи, напряжения, мощности, рассчитанные в специальных программах электрического анализа (OrCAD, Altium Designer и др.). Перечислим возможные случаи импорта текстовых файлов:
Пункт меню Проект, команда Экспорт. АСОНИКА-Р позволяет осуществлять экспорт ЭРИ в виде файлов .ilp и .txt. Файл формата .txt обеспечивает возможность подготовить файл с ЭРИ для АСОНИКА-Б. Чтобы это сделать, достаточно открыть проект АСОНИКА-Р, выбрать пункт меню Проект → Экспорт → Файл АСОНИКА-Б (*.txt), и система сформирует файл. Аналогично можно создать файл списка (*.ilp).
Пункт меню Правка, команда Добавить форму — для удобства в окне добавления формы имеется поиск, который позволяет пользователю, зная номер формы, легко найти ее название.
Пункт меню Правка, команда Редактировать список ЭРИ — открывает окно редактирования формы, в котором помимо ЭРИ и их полных условных записей имеется нумерация, а слева расположены кнопки редактирования:
Пункт меню Правка, команды Сформировать Форму 4 и Сформировать Форму 5.
Форма 4 — карта оценки номенклатуры примененных ЭРИ и сведений о соответствии условий их эксплуатации и показателей надежности требованиям НТД.
Форма 5 — карты ЭРИ, примененных при механических воздействиях, не соответствующих требованиям НТД на них.
Эти формы не добавляются в проект, как все остальные карты, их нужно генерировать автоматически, после чего выдаются соответствующие сообщения. Затем формы появляются в списке форм.
Пункт меню Правка, команда Условия эксплуатации — чтобы этот пункт стал активным, сначала необходимо сгенерировать форму 4, поскольку условия эксплуатации участвуют в ее генерировании. Затем следует выбрать пункт Условия эксплуатации в меню Правка — появится окно для их заполнения.
Пункт меню Настройка, команда Параметры редактирования форм. Предусмотрены три варианта сортировки: Отсутствует, По обозначению, По описанию. Выбранные параметры сортировки действуют и при добавлении формы в список. Кроме того, в диалоговом окне Параметры редактирования форм можно, установив соответствующие флажки, выбрать следующие возможности.
Если поле Возможность редактирования параметров НТД для ЭРИ активно, то при редактировании параметров ЭРИ, полная условная запись которого содержится в справочной базе данных, можно будет изменять значения параметров по НТД для текущего проекта.
Если поле Всегда рассчитывать значение параметра активно, то при генерировании формы будут рассчитываться значения параметров ЭРИ, для которых в базе данных определена формула или зависимость. Также при генерировании формы для рассчитываемого параметра в ячейке таблицы будет отображено рассчитанное значение, а рядом в скобках будет указан параметр, который участвовал в расчете.
Пункт меню Выполнить состоит из следующих команд:
Существуют определенные особенности работы с формами. Формы (КРР) 1−3 связаны с титульным листом, оглавлением документа, перечнем сборочных единиц. Перед генерированием форм следует определиться с тем, какой комплект карт (высшей или низшей ступени) нужен. Если работа производится с высшей ступенью, то в проект добавляются формы 1 и 2, если с низшей, то 1а и 2а, форма 3 используется для работы с низшей ступенью.
Формы 63, 64, 64а, 64б, 65, 66, 83, 84 описывают микросхемы по функциональному назначению. В их состав входят такие параметры, как номера выводов цепей питания, а также номера входных и выходных цепей. Иногда в микросхемах может быть большое число входных и выходных цепей, а также цепей, связанных с питанием. При составлении форм цепи заранее группируют по принадлежности к цепям питания, входным и выходным цепям для каждой микросхемы. Это позволяет обобщить анализ значений параметров По НТД и В схеме для определенной группы выводов, не генерируя значения для каждого вывода (достаточно трудоемко при формировании КРР).
Перед созданием форм для удобства рекомендуется настроить параметры редактирования. Из вариантов сортировки необходимо выбрать параметр По обозначению.
Чтобы добавить форму, следует на панели инструментов нажать кнопку «+» или воспользоваться соответствующим пунктом меню Правка. В появившемся окне, приведенном на рис. 1, необходимо выбрать нужную форму и нажать кнопку Принять. Форма появится в списке форм. Рассмотрим особенности работы с указанными формами.
Существует возможность ввода формул для параметров ЭРИ. Чтобы посмотреть, как работают формулы, нужно задать в меню команду Параметры редактирования форм и в параметрах редактирования появившегося диалогового окна Настройка сбросить флажок напротив пункта Всегда рассчитывать значение параметров.
Проиллюстрируем работу с формулами на примере коэффициента нагрузки в диодах. Для этого следует открыть проект с формой 55 и выбрать в ней диод (рис. 2). Значение коэффициента нагрузки В схеме может быть введено вручную либо формула для его расчета непосредственно задается в столбцах В схеме или По НТД. Тогда пункт 10 Коэффициент нагрузки будет отображаться на экране. Если формула задана в базе данных АСОНИКА-БД, то пункт 10 Коэффициент нагрузки не будет отображаться на экране. На рис. 2 рассмотрен именно такой случай. Формула для этого параметра столбца В схеме была задана в АСОНИКА-БД следующим образом: (=SS\f (@1;#1)=@1/#1), где f (@1;#1 означает, что формула использует значения параметра 1 столбцов В схеме и По НТД; @1/#1 — отношение параметра 1 столбца В схеме к параметру 1 столбца По НТД. Аналогичные формулы можно ввести для параметра и в АСОНИКА-Р как для значений столбцов По НТД или В схеме, так и для обоих значений. Рассмотрим эти варианты.
В нашем примере символ SS означает, что расчет выполняется только для столбца В схеме. Отчет для этой формы представлен на рис. 3. Видно, что в столбце В схеме содержится результат расчета по формуле для параметра Коэффициент нагрузки. Аналогичный результат будет, если в параметрах редактирования сделать активным пункт Всегда рассчитывать значение параметров.
Коэффициент нагрузки для столбца В схеме можно ввести вручную (например, 4). Для расчета параметра Коэффициент нагрузки по НТД посредством формулы нужно ввести в соответствующую ячейку формулу, вид которой изменится: =SN\f (@1;#1)=@1/#1.
Если требуется рассчитать значение параметра Коэффициент нагрузки для столбцов По НТД и В схеме, используя формулы, то следует ввести в соответствующие ячейки формулы, вид которых изменится: =S0\f (@1;#1)=@1/#1.
В АСОНИКА-Р существует возможность считывать электрические параметры ЭРИ, полученные с помощью программ расчета электрических режимов работы ЭРИ. Так, в программе PSpice произведен расчет электрической схемы и с помощью конвертора получен файл log.txt, имеющий следующее содержание:
R1: 0,7104 0,7544 5,7E-5 0,000455
R10: 3,582 3,582 0,012831 0,102646
R2: 3,358 3,403 0,000289 0,002316
R3: 1,008 2,269 0,002859 0,022872
R4: 1,434 2,8615 4,1E-5 0,000328
R5: 2,904 3,732 0,00774 0,061921
R6: 0,7102 1,225 0,00015 0,0012
R7: 0,573 0,584 0,000341 0,002728
R8: 0,573 0,5841 0,000341 0,002729
R9: 0,739 1,2539 7,9E-5 0,000629
VT1: 2,846 2,35 0,496 0,00056 1,3E-5 0,000278 0,00066 0,001321
VT2: 2,096 1,434 0,662 0,001606 7E-6 0,001063 0,039507 0,079014
VT3: 1,418 0,739 0,679 0,003545 3,7E-5 0,002407 0,002518 0,005037
VD1: 1,418 0,739 0,679 0,003545 3,7E-5 0,002407 0,002518 0,005037
C1: 5 5 0 0
C10: 1,146 1,168 353849,5 11794,983333
C11: 1,9853 1,9857 0,098664 0,003289
C12: 0,4576 0,4576 2,9E-5 1E-6
C13: 0,2214 0,2935 0,008317 0,000277
C2: 0,9316 0,9316 4,8E-5 2E-6
C3: 3,582 3,582 0,012655 0,000422
C4: 5 5 0 0
C5: 3,33 3,3304 0,000875 2,9E-5
C8: 3,358 5,314 1171943 39064,766667
C9: 0,496 0,518 153324,5 5110,816667
Электрические параметры в АСОНИКА-Р считываются файлом ERIModes5.ini. Содержание этого файла следующее:
35 3 1 6
55 1 2 6 10
58 1 2 3 4 5 17 18 20
67 1 3 9 14
68 1 3 13 15
Здесь 1-й столбец — номер формы (например, 68 — резисторы); 2-й столбец — число передаваемых электрических параметров; 3-й и последующие столбцы — передаваемые параметры.
Параметры для формы 55 (диоды):
Параметры для формы 58 (транзисторы биполярные):
Параметры для формы 67 (конденсаторы):
Параметры для формы 68 (резисторы):
Для примера рассмотрим последовательность действий. Создадим проект в АСОНИКА-Р с теми же ЭРИ, что и в импортируемом файле, и осуществим импорт файла log.txt. Пример иллюстрируют рис. 4 и 5.
В результате для параметров ЭРИ форм (которые совпадают с ЭРИ в файле log.txt) в столбец В схеме будут проставлены значения из импортируемого файла.
Перечень карт рабочих режимов приведен в таблице 1.
Таблица 1
Перечень карт рабочих режимов
Номер карты |
Описание |
1 |
Титульный лист для комплекта карт для оценки правильности применения ЭРИ (шифр сборочной единицы высшей ступени) |
1а |
Титульный лист для комплекта карт для оценки правильности применения ЭРИ (шифр сборочной единицы низшей ступени) |
2 |
Содержание комплекта карт для оценки правильности применения ЭРИ для сборочной единицы высшей ступени |
2а |
Содержание комплекта карт для оценки правильности применения ЭРИ для сборочной единицы низшей ступени |
3 |
Перечень комплектов карт сборочных единиц низшей ступени |
4 |
Карта оценки номенклатуры ЭРИ и сведений о соответствии условий их эксплуатации и показателей надежности требованиям НТД |
5 |
Карта ЭРИ, примененных при механических воздействиях, не соответствующих требованиям НТД |
6 |
КРР магнетронов импульсного и непрерывного действия |
7 |
КРР магнетронных усилителей импульсного и непрерывного действия |
8 |
КРР ламп обратной волны |
9 |
КРР отражательных клистронов |
10 |
КРР ламп бегущей волны импульсного и непрерывного действия |
11 |
КРР пролетных и усилительно-преобразовательных клистронов импульсного и непрерывного действия |
12 |
КРР электронно-лучевых параметрических усилителей |
13 |
КРР защитных устройств СВЧ |
14 |
КРР полупроводниковых СВЧ-диодов |
15 |
КРР ВЧ- и СВЧ-транзисторов |
16 |
КРР полупроводниковых параметрических усилителей и усилителей на туннельных диодах |
17 |
КРР генераторов и усилителей на диодах Ганна |
18 |
КРР генераторов шума СВЧ и генераторов на лавинно-пролетных диодах |
19 |
КРР приемных и передающих СВЧ |
20 |
КРР полупроводниковых фазовращателей, переключателей, аттенюаторов и модуляторов |
21 |
КРР ферритовых циркуляторов, вентилей, переключателей и ограничителей |
22 |
КРР полупроводниковых генераторов шума |
23 |
КРР генераторных и модуляторных ламп |
24 |
КРР генераторных коаксиально-волноводных модулей СВЧ на металлокерамических лампах непрерывного режима |
25 |
КРР генераторных и усилительных коаксиально-волноводных модулей СВЧ на металлокерамических лампах импульсного режима |
26 |
КРР стабилитронов газонаполненных |
27 |
КРР газотронов и тиратронов импульсных |
28 |
КРР кенотронов выпрямительных и импульсных |
29 |
КРР искровых разрядников |
30 |
КРР цветных и монохромных кинескопов, индикаторных и осциллографических цветных и монохромных электроннолучевых трубок |
31 |
КРР индикаторов знакосинтезирующих вакуумных люминесцентных |
32 |
КРР индикаторов знакосинтезирующих жидкокристаллических |
33 |
КРР индикаторов знакосинтезирующих газоразрядных постоянного тока |
34 |
КРР индикаторов знакосинтезирующих газоразрядных переменного тока |
35 |
КРР индикаторов знакосинтезирующих полупроводниковых |
36 |
КРР диссекторов |
37 |
КРР видиконов |
38 |
КРР супервидиконов |
39 |
КРР суперортиконов |
40 |
КРР фотоумножителей |
41 |
КРР электронно-оптических преобразователей |
42 |
КРР фоточувствительных приборов с зарядовой связью |
43 |
КРР фотоэлектронных преобразователей |
44 |
КРР фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов и тепловых приемников излучения |
45 |
КРР фотоприемных устройств и тепловых приемных устройств |
46 |
КРР оптоэлектронных приемных устройств |
47 |
КРР оптопар |
48 |
КРР оптоэлектронных переключателей логического сигнала |
49 |
КРР газовых лазеров непрерывного и импульсного режима работы |
50 |
КРР твердотельных лазеров непрерывного и импульсного режима работы |
51 |
КРР полупроводниковых лазеров непрерывного и импульсного режима работы |
52 |
КРР полупроводниковых излучающих диодов ИК-диапазона |
53 |
КРР полупроводниковых тетродов биполярных (дефензоров) |
54 |
КРР полупроводниковых ограничителей напряжения |
55 |
КРР диодов (выпрямительных, импульсных, универсальных), варикапов и диодных сборок |
56 |
КРР полупроводниковых стабилитронов и стабисторов |
57 |
КРР туннельных и обращенных диодов |
58 |
КРР транзисторов и транзисторных сборок |
59 |
КРР однопереходных транзисторов |
60 |
КРР полевых транзисторов и транзисторных сборок |
61 |
КРР полупроводниковых транзисторных усилителей |
62 |
КРР тиристоров |
63 |
КРР операционных усилителей и компараторов напряжения |
64 |
КРР стабилизаторов напряжения, схем управления импульсными стабилизаторами напряжения |
64а |
КРР коммутаторов и ключей (форма 89 — в программе) |
64б |
КРР усилителей (форма 88 — в программе) |
64в |
КРР балансных смесителей (форма 90 — в программе) |
65 |
КРР цифровых функциональных узлов (модулей, микромодулей, микросхем) |
66 |
КРР цифровых функциональных узлов (модулей, микромодулей, микросхем) по временным параметрам |
67 |
КРР конденсаторов, конденсаторных сборок, помехоподавляющих фильтров и ионисторов |
68 |
КРР резисторов, резисторных сборок, терморезисторов, поглотителей и потенциометров |
69 |
КРР кварцевых резонаторов, кварцевых микрогенераторов, пьезоэлектрических и электромеханических фильтров и линий задержки на поверхностных акустических волнах |
70 |
КРР двигателей постоянного и переменного тока, электромагнитных муфт и электровентиляторов |
71 |
КРР шаговых электродвигателей электромашинного типа |
72 |
КРР тахогенераторов и двигателей-генераторов |
73 |
КРР сельсинов, вращающихся трансформаторов и фазовращателей |
74 |
КРР цифровых преобразователей угла |
75 |
КРР электрических соединителей |
76 |
КРР автоматических выключателей |
77 |
КРР электромагнитных реле, контакторов, вакуумных выключателей и переключателей, магнитоуправляемых контактов |
78 |
КРР электромагнитных реле максимального тока и электротепловых токовых реле |
79 |
КРР реле времени |
80 |
КРР бесконтактных коммутационных устройств |
81 |
КРР микровыключателей и микропереключателей, тумблеров, кнопок, кнопочных, движковых, поворотных и пакетных переключателей |
82 |
КРР линейных интегральных стабилизаторов напряжения |
83 |
КРР вторичных источников питания |
84 |
КРР силовых трансформаторов |
85 |
КРР импульсных трансформаторов |
86 |
КРР дросселей фильтров |
87 |
КРР предохранителей и держателей предохранителей |
91 |
Прочие элементы |
error |
Список ЭРИ, у которых параметры не соответствуют ТУ |
Предусмотрена возможность осуществлять экспорт данных из АСОНИКА-Р в АСОНИКА-Б. Входной для АСОНИКА-Б файл с напряжениями, токами и мощностями для ЭРИ (рис. 6), полученный из АСОНИКА-Р, содержит:
При экспорте данных из АСОНИКА-Р в АСОНИКА-Б используется соответствие общих данных в КРР и в моделях надежности.
Перечень электрических параметров ЭРИ для форм 55 и 58 приведен в таблице 2.
Таблица 2
Перечни электрических параметров ЭРИ
ФОРМА 55 |
||
Диоды (выпрямительные, импульсные, универсальные), варикапы и диодные сборки |
||
Номер параметра |
Наименование параметра |
Значение параметра |
1 |
Выпрямительный режим, постоянный или средний выпрямленный ток, мА |
|
2 |
Выпрямительный режим, максимальный импульс тока при включении, А |
|
3 |
Выпрямительный режим, длительность режима перегрузки, мс |
|
4 |
Импульсный режим, максимальный импульсный прямой ток, А |
|
5 |
Импульсный режим, длительность импульса, мкс |
|
6 |
Максимальное обратное напряжение, В |
|
7 |
Частота выпрямленного тока (частота следования импульсов), Гц |
|
8 |
Рассеиваемая мощность, мВт |
|
9 |
Коэффициент нагрузки |
|
ФОРМА 58 |
||
Транзисторы и транзисторные сборки |
||
Номер параметра |
Наименование параметра |
Значение параметра |
1 |
Статический режим, коллектор — эмиттер, напряжение, В |
|
2 |
Статический режим, коллектор — база, напряжение, В |
|
3 |
Статический режим, эмиттер — база, напряжение, В |
|
4 |
Статический режим, коллектора ток, А |
|
5 |
Статический режим, базы ток, А |
|
6 |
Динамический режим, коллектор — эмиттер, напряжение, В |
|
7 |
Динамический режим, коллектор — база, напряжение, В |
|
8 |
Динамический режим, эмиттер — база, напряжение, В |
|
9 |
Динамический режим, коллектора ток, А |
|
10 |
Динамический режим, базы ток, А |
|
11 |
Длительность импульса, мкс |
|
12 |
Частота следования, Гц |
|
13 |
Сопротивление в цепи базы, Ом |
|
14 |
Режим при включении и выключении, напряжение коллектор — эмиттер, В |
|
15 |
Режим при включении и выключении, максимальный ток коллектора, А |
|
16 |
Режим при включении и выключении, длительность фронта (спада), мкс |
|
17 |
Средняя мощность, Вт |
|
18 |
Импульсная мощность, Вт |
|
19 |
Коэффициент нагрузки |
Литература