Исследование и разработка методов и технических средств и измерения для формирования статистических высококачественных моделей радиоэлементов

В ходе выполнения расчёта были получены следующие результаты:

- интенсивность отказа блока: 6,076-10~6 1/ч;

- время наработки на отказ: 56179 ч;

- вероятность безотказной работы блока при наработке на отказ указанной в ТЗ (10000 ч): 0,94.

Результаты расчета зависимости вероятности безотказной работы блока от времени его работы приведены на рисунке 4.1.

5 Э

кспериментальная часть

5.1 Условия эксперимента

Экспериментальная часть содержит сведения об испытании некоторых устройств в области измерения параметров моделей ДП на высоких частотах с целью показа работоспособности разработанного рабочего места. Были испытаны первое и второе устройства для измерения ДП (рисунки 3.1 - 3.2)

С помощью первого устройства частотные характеристики пленочного резистора параметров модели показанная на рисунке 2.56 в диапазоне частот от 10 до 90 Мгц.

Второе устройство, предназначенное для исследования нелинейных элементов, было использовано для определения частотных характеристик параметров диода типа КД521А в диапазоне частот от 10 до 100 Мгц, Оба выбранных элемента предназначены для работы в области высоких частот. Рабочая точка диода КД521А в аналоговом режиме согласно справочным данным должна быть смещена не более на 50 мА.

5.2 Частотные характеристики испытуемых резисторов номиналом 51 Ом

Были определены статистические характеристики параметров плёночного резистора типа . в диапазоне от 10 до 90 мГц. Объем партии 10 штук. Гистограммы основного параметра R и пара дозитного параметра lct, приведенные на рисунках 5.1 и 5.2. Листинги статистической обработки приведены в приложении А.

Результаты статистического исследования основного параметра резистора МЛТ-0,125-51 Ом

Рисунок 5.1 Гистограммы основного R параметра пленочного резистора:

а) 10 МГц; б) 50 МГц; с) 90 МГц.

Результаты статистического исследования паразитного параметра резистора МЛТ-ОЛ25-51Ом

с) Рисунок 5.2 Гистограммы паразитного L параметра плёночного резистора

а) на частоте 10 МГц; б) на частоте 50 МГц; с) на частоте 90 МГц;

Основной параметр резистора в выбранном диапазоне частот имеет разброс в пределах допуска - менее ± 10 %. Качественно гистограммы отвечают нормальному закону распределения, так как очевидна группировка элементов выборок к центрам группировок. Это подтверждается количественной оценкой исследования по критерию Пирсона. Для статических исследований закономерно примение нормального закона распределения. Из частотных характеристик выборочных средней, приведенных на рисунке 5.3, следует, что основной параметр, мало зависят от частоты, расхождения в заданном диапазоне составляют в 3-м знаке. Отдельные реализации основных параметров (рисунок 5.3) практически параллельны друг другу, что свидетельствует о существовании высокой разрешающей способности измерительного устройства.

Паразитный параметр изменяется более существенно, от 5 до 18 нГн (отклонение от среднего значения « 15%). Его значении реактивная составляющая на f = 10 МГц равна 0,3 Ом и увеличивается на частоте 90 МГц до 5,0 Ом. Поэтому если на частоте 10 Мгц можно пренебречь, то на частоте больших 90 МГц влия­ние этой индуктивности будет заметно проявляться.

Отдельные реализации частотных характеристик паразитного параметра, приведенных на (рис. 5.46), показывают, что они практически параллельный друг другу , что также наблюдается высокая устойчивость измерений. Наблюдаемый индуктивный характер полного сопротивления исследуемого резистора полно­стью соответствует литературным данным, наблюдается при R<200 Ом [3]. Факт малого изменения активной составляющей сопротивления можно использовать для применения плёночных резисторов в качестве образцовой меры при аттеста­ции реактивной составляющей этой меры способом, применённым в устройстве по а.с.№ 1580282 СССР

Результаты статистического исследования паразитного параметра резистора МЛТ-0,125-51 Ом

реализациях для: а) среднее значение параметра; б) его отдельной реализации при токе смещения 25 мА, в диапазоне частот от 10 до 90 мГц, объем партии 10 штук.

5.3 Частотные параметры диода

Были исследованы частотные характеристики диодов КД521А. Гистограммы активной и реактивной составляющих полного сопротивления диода КД521А показаны на рисунках 5.5 и 5.6.

Рисунок 5.5 Гистограммы зависимости дифференциального сопротивления от частоты диода КД521А (при прямом токе 25 мА): а) на частоте 10 МГц; б) на частоте 50 МГц; с) на частоте 90 МГц.

Листинги расчетов приведены в приложении Б.

Из гистограмм видно, что качественно они соответствуют нормальному закону распределения (группировка в центре распределения). На этот факт также указывают количественные данные по критерию Пирсана, по этому, в данном случае можно применять классический анализ статических характеристик.

Результаты статистического исследования основного параметра диода КД521А

Рисунок 5.7 Частотные характеристики основного параметра диода КД521А (при прямом токе 25 мА): а) усредненные; б) отдельных реализациях.

Из рисунка 5.7 следует, что активная часть полного сопротивления диода существенно зависит от частоты, увеличивается с 3,5 Ом (10 Мгц) до 10 Ом (90Мгц). Отдельные реализации рисунка 5.76 практически параллельны друг другу, что свидетельствует об устойчивости процесса измерений.

Вопреки обще принятым моделям оказалось, что на высоких и ультравысоких частотах реактивная составляющая полного сопротивления диода имеет не ёмкостной, а индуктивный характер в области смещения рабочей точки, в область активного режима.

Изменение значения индуктивной составляющей полного сопротивления диода в выбранном диапазоне частот менее существенно, чем для активной составляющей, и представляет собой отклонения в пределах 10 % от среднего значения линии регрессии. Отдельные реализации также различны (рисунок.5,8Б) Результаты статистического исследования паразитного параметра диода КД521А

Экстремальность этих характеристик (вогнутость вниз) объяснить затруднительно этот эффект требует дополнительных исследований.

Индуктивный характер полного сопротивления показывает корректировки модели диода при его работе на высоких частотах. Обращая внимание на тот факт, что базовый переход транзистора работает также при смещении в прямом направлении, в этой связи этот переход транзистора также может иметь индуктивный характер, поэтому необходимо детально изучить его характеристики этого перехода на высоких частотах. В общем можно считать, что разработанное рабочее место может быть применено при измерениях и анализа свойств двухполюсных РК. При этом можно идентифицировать паразитные параметры РК. Характер измерений устойчивый.

 Скачать реферат