Устройство для прогнозирования параметрической надежности радиоэлектронных устройств

)Заявлено 21.11.77(21) 2545270/1 6 Г 15/4 соединением заявки,% Государстеенный комитет 3)прн те СССР делам изобретен н открытий. Дружи ена Лен и ордена Трудового Красного железнодорожного транспорт Московски намени инс) Заявитель ут инже СТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫдуе Изобретение относится к вычислителй технике и может быть использован при жсле ра метрической надежности рад ной аппаратуры (РЭА) на стадии вания.Известно устройство для определения параметрической надежности радиоэлектронных устройств, содержащее последовательно соединенные генератор, блок управления, выход которого нодключен к входам блока тест-сигналов и входом последовательно соединенных наборного поля, блока физических моделей, блока допусков и накопителя, блока перебора реализаций, блока уставок допусков, вход которого связан с выходом блока управления, а выход - с входом блока допусков, задатчик количества отказов и пороговый элемент 1 .Это устройство позволяет определять допуски на выходные параметры исслемых радиоэлектронных схем при заданных условиях серийнопригодности, а также решать обратную задачу - вычислять серийнопригодность РЭА при установленных полях допусков на определяюшиепараметры аппаратуры.Однако произвести оценку численныхзначений показателей параметрической б надежности РЭА, а именно вероятностьбезотказной работы в течение, заданнойнаработки, среднюю наработку до отказа,интенсивность отказов и др, в соответствии с ГОСТом 13377-75 с помощью 1 Отакого устройства практически невозможно. В устройстве не предусматриваетсяимитирование случайных процессов старения, износа или регулирования РЭА, 15Известно также устройство дляпрогнозирования параметрической надежности узлов радиоэлектронной аппаратуры, сэдержащее блок управления, блоки перебора реализацией и формирования тестовыхсигналов, блок моделирования, блоки задания допусков и коммутаций, первыйвход соединен с первым выходом генератора, второй выход которого подключенк первому входу блока коммутации, тре7 З 28 О 4 15 20 25 30 35 Х; Ю = Н ЛЯ+ 6.;Ю,40 45 Я 55 3тий выход - к первому входу блока задания допусков, блок анализа и блок установки входных параметров, выход которого подключен к третьему входу блока моделирования, первый .выход блока перебора .реализаций через первый ключ соединен со вторым входом блока коммутаций второй вход каждого элемента подключен к выходу соответствующего счетчика запрещенных кодов 2. Это устройство позволяет только очень грубо произвести оценку показателей параметрической надежности РЭА. Оно не может обеспечить высокой точности получаемых результатов прогнозирования из-за того, что его принцип действия основывается на д 1 методе - пошаговом воспроизведении отдельных точек реализаций случайных процессов изменения параметров элементов РЭА (длина шагов равна Ь 1 ).Кроме того, такое устройство требуеточеньдлитепьного итрудоемкогоподготовительного этапа перед прогнозированием надежности, так как в блоке моделирования необходимо распаять отборные по определенному правилу радиоэлементы (резисторы, транзисторы, диоды и т.п.). Приэтом объем выборок для каждого шага должен быть по условиям техники статистических испытаний не менее 50-;100 шт.Таким образом, для прогнозирования параметрической надежности с помощью подобного устройства необходимо заранееотобрать несколько сотен радиодеталей по установленным требованиям к полям допус. ков на их определяющие параметры и распаять на плате блока моделирования.Поскольку реализации случайных процессов изменения определяющих параметров комплектующих, элементов при таком способе моделирования получаются интерполированными только в отдельных точках, то могут быть не учтены отказы типа сбоев. Это вызвано тем, что при немонотонных случайных процессах изменения апределенныхпараметров реализации в интервалах времени ь 1 между рассматриваемыми сечениями могут выходить за пределы полей допусков и возвращаться в них. В подобных случаях отказы типа сбоев с помощью известных устройств не фиксируются, Поэтому точность прогнозирования численных значений показателей надежности сравнительно невысока. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для прогнозирования параметрической надежности радиоэлектронных устройств, содержащее последовательносоединенные генератор нестационарныхслучайных процессов, блок задания параметров нестационарных случайных процессов и блок имитации реализацией,последовательно соединенные задатчиктестовых сигналов, блок моделей, блокзадания допусков и вычислительный блок,а также счетчик циклов моделирования,первый вход которого соединен со вторым выходом блока моделей, а выход - со рторым входом вычислительного блока, и блок управления, соответствующие выходы которого соединены со вторым входом блока задания параметров нестационарных случайных процессов, входом за датчика тестовых сигналов, вторым входом счетчика циклов моделирования и третьим входом вычислительного блока ИЭто устройство позволяет прогнозировать параметрическую надежность РЭА путем воспроизведения непрерывных гладких реализаций нестационарных случайных процессво изменения определяющих параметров. Однако при этом не учитываются стационарные составляющие 6; ( ) реальных случайных процессов Х (1 ) изменения параметров элементов РЭА где Н, Ю - нестационарная составляющая случайного процессаизменения 1 -го определяющего параметра элементаРЭА.Второе слагаемое в правой части формулы (1) характеризует обратимые стационарные случайные изменения параметров элементов РЭА, учет которых необходим при получении точных оценок значений показателей параметрическойнадежности.. Целью изобретения является повышение точности прогнозируемых оценок показателей параметрической надежности РЭА,Указанная цель достигается тем, что предложенное устройство содержит последовательно соединенные блок задания параметров стационарных случайных процессов, генератор стационарных слу7 3289,5чайных процессов и блок элементов И, выход которого соединен со вторым входом блока моделей, второй вход - с первым выходом блока имитации реализацией, второй выход которого подключен ко второму входу генератора стационарных случайных процессов, а вход блока задания параметров стационарных случайных процессов соединен с соответствующим выходом блока управления. 10На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит блок задания параметров нестационарных случайных про цессов 1, блок имитации реализацией случайных процессов 2, блок элементов И 3, блок моделей 4, блок задания допусков 5, вычислительный блок 6, генератор нестационарных случайных процес сов 7, блок задания параметров стационарных случайных процессов 8, генератор стационарных случайных процессов 9, задатчик тестовых сигналов 10, счет чж циклов моделирования 11 и блок 25 управления 12.Блок 1 предназначен для задания (установки) начальных значений парамет. ров нестационарных случайных процессов изменения определяющих параметров 0 элементов РЭА, а именно средних начальных значений, и средних квадратичных отклонений, средних скоростей изменения параметров и средних квадратических отклонений величин скоростей. Блок 1 35 представляет собой блок задания ма штабных коэффициентов. Выход блока 1 подключен ко входу блока 2 имитации реализаций нестационарных случайных процессов изменения свойств элементов 40 РЭА;Блок 2 содержит электронные. и электромеханические интеграторы, необходимые для воспроизведения линейных (или нелинейных) реализаций моделируемых случайных процессов изменения определяющих параметров элементов исследуемой РЭА. Первый вход блска 2 присоединен к первому входу блока 3, а второй выход - ко входу генератора 9.50Блок 4 является электронным макетом реальной схемы. В макете используются элементы с переменными параметрами, предназначающиеся для имитации процессов износа, старения и разрегулирования в ходе эксплуатации,На первый вход блока 4 с выхода задатчика 10 подаются сигналы, необ 6ходимые для воспроизведения естественных условий функционирования РЭЛ.Блок 5 предназначен для установки гранип областей работоспособных состояний РЭА. Величины границ задаются в виде. электрических напряжений или токов и могут быть детерминированными или случайными. Выход блока 5 соединен со входом блока 6 вычисления показателей надежности: средней наработки до отказа, вероятности безотказной работы в течение заданного времени и др,Генератор 7 служит для имитации главных составляющих случайных процессов изменения определяющих параметров элементов РЭА, аппроксимируемых первым слагаемым Н; (с формулы (1).В блоке 8 устанавливаются значения характеристик стационарных случайных процессов Я,: величины математических ожиданий и средних квадратичных отклонений. Выход блока 8 подключен ко второму входу генератора 9, выход которого соединен со вторым входом блока 3.Устройство работает следующим образом.формируемые на выходе блока 7 иестационарные случайные процессы в виде электрических напряжений поступают на вход блока 1, где осуществляется их масштабирование в соответствии с модулируемыми процессами изменения свойств типовых радиоэлементов исследуемой аппаратуры.С помощью интеграторов блока 2 ими" тируются отдельные реализации нестационарных случайных процессов старения и износа элементов РЭА. Синхронно с этим по командам из блока 12, поступающим на вход генератора 9, в нем воспроизводятся стационарные составляющие реальных случайных процессов старения элементов. Затем они подаются на первые входы элементов И блока 3, на вторые входы которых поступают нестационарные составляющие случайных процессов изменения свойств элементов РЭА.В момент начала рабочего такта функционирования устройства на вход блока 4 модели РЭА из блока 3 и задатчика 10 одновременно поступают сигналы и электрические напряжения, пропорциональ ные отдельным реализациям случайных процессов изменения параметров элементов соответственно, Начинается моделиуование первого цикла функционирования исследуемой РЭА (одного макета).20 оставитель В. Диановхред Э. Чужик Корректор В. Бутяг Редактор Л. Утехин Подписноетета СССРытийская Тираж 751 ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушнаб., д. 4/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7 7328Если в течение этого цикла выходные параметра РЭА хотя бы один раз пересекут границы допустимых областей, то в блоке 6 фиксируется параметрический отказ. После многократного осушест 5 вления подобных циклов моделирования по известным из теории надежности соотношениям вычисляются численные значения показателей параметрической надежности РЭА.Таким образом, в результате моделирования непрерывных нестационарных и стационарных составляющих реал,ьных случайных процессов, изменения параметр ров элементов с помошью предлагаемого устройства определяются более точные численные значения показателей параметрической надежности РЭА. Фор мула изобретения Устройство для прогнозирования параметрической надежности радиоэлектронной аппаратуры, содержащее последовательно соединенные генератор нестационар. ных случайных процессов, блок задания,. параметров нестационарных случайных процессов и блок имитации сигналов, блок моделей тестовых сигналов, блок моделей, блок задания допусков и вычислительный блок, а также счетчик циклов моделирования, первый вход которого соединен со вторым выходом,блока моделей,94 8а выход - со вторым входом вычислительного блока, и блок управления, соответствующие выходы которого соединены со вторым входом блока задания параметров нестационарных случайных .процессов, входом задатчика тестовых сигналов, вторым входом счетчика цикловмоделирования и третьим входом вычислительного блока, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержитпоследовательно соединенные блок задания параметров стационарных случайныхпроцесоов генератор стационарных случайных процессов и блок элементов И,выход которого соединен со вторым входом блока моделей, второй вход - спервым выходом блока имитации реализацией, второй выход которого подключен,ко второму входу генератора стационарных случайных процессов, а вход блоказадания параметров стационарных случайных процессов соединен с соответствующим выходом блока управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР522504, кл. О 06 Р 15/46, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР525106, кл. Я 06 Р 15/46, 1974. 3. Дружинин Г. В. "Надежность систем автоматики", М., "Энергия", 1967,с. 251 (прототип),