3380

УДК 621.396.6:621.315.616.97: 658:562 ББК 32.84

П78

Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: межвуз. сб. науч. тр. [Электронный ресурс] – П78 Электрон. текстовые и граф. данные (4,5 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2018.– 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и

выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGAс разрешением 1024x768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. – Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0640-1

В межвузовском сборнике научных трудов представлены статьи, посвященные вопросам анализа и прогнозирования надёжности и качества приборов, устройств и технических систем, применению математического моделирования в оптимальном проектировании приборов и устройств различного назначения, физико-технологическим аспектам повышения надёжности промышленных изделий.

Материалы сборника соответствуют научному направлению “Перспективные радиоэлектронные и лазерные устройства и системы передачи, приёма и обработки информации” и перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

Сборник предназначен для аспирантов и научных сотрудников.

Рецензенты: кафедра информационной безопасности Воронежского государственного университета инженерных технологий (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.В. Скрыпников); д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин

ISBN 978-5-7731-0640-1 © ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2018

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение надежности и качества радиоэлектронных устройств и комплексов, сложных радиотехнических и телекоммуникационных систем, повышение безотказности и эффективности их функционирования является одной из важнейших задач их проектирования, во многом определяющей области их применения и степень конкурентоспособности.

В статьях, представленных в данном сборнике, рассматривается широкий круг вопросов, связанных с обеспечением и методами повышения качества, надежности и технического уровня радиоэлектронных устройств, технических комплексов, информационных систем на этапах их проектирования, производства и эксплуатации, постановка и методы решения связанных с этим задач.

Опубликованные работы выполнены на базе исследований в области надежности, создания методов построения и проектирования надежных устройств, приборов и систем, анализа показателей качества технических устройств и программно-технических комплексов и систем, разработки новых качественных материалов и технологических процессов.

3

УДК 621.9

А.С. Костюков, Л.Н. Никитин

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЗВУКОВ

Вработе представлено краткое описание функционирования данного прибора. Уделено внимание микроколебаниям, присутствующим в человеческой речи. Представлены некоторые формы сигнала снятые с определенных участков цепи устройства. Сфера использования и предложения по применению

Внастоящее время для анализа различных видов информа-

ции с успехом используется радиоэлектронная аппаратура. Представленное ниже устройство позволяет создать комплекс средств для анализа достоверности звуковых явлений. Кроме того, в настоящее время производить анализ достоверности информации требуется не только в специальных учреждениях, но даже в отделах кадров, в государственных и частных предприятиях. Как владельцу, директору фирмы проверить надежность сотрудника или порядочность партнера по бизнесу, не привлекая при этом лишнего внимания? В подавляющем большинстве жизненных ситуаций традиционный детектор лжи - полиграф применить невозможно. В основе его работы лежит одновременное измерение четырех важнейших физиологических характеристик давления крови, пульса, грудного и брюшного дыхания, а также кожно-гальванической реакции. Но при возбуждении или волнении меняется также частотный диапазон звуков речи [1].

Анализатор звука. Естественно, речь в данном случае пойдет не о спектроанализаторе всего звукового диапазона, а об его упрощенной версии, используемой только для определенного узкого диапазона частот.

Основной частотный диапазон звуков человеческой речи заключен в пределах от 90 до 2000 Гц, и в обычных ситуациях этот звук промоделирован микровибрациями частотой от 8 до 12 Гц. Последние, как правило, маскируются другими составляющими, однако, эти микровибрации могут быть выявлены электронным путем и измерены.

В соответствии с теорией, когда человек попадает в стрессовую ситуацию, микровибрации значительно уменьшаются. Нервная

4

система подготавливает тело к действиям в опасной ситуации: зрачки расширяются, конечности усиленно снабжаются кровью, мышцы напрягаются. А поскольку голосовые связки состоят в основном из мышц, они также напрягаются, и упомянутые выше микровибрации (тремоло) вообще прекращаются, или же их амплитуда значительно уменьшается. Поэтому, если обнаруживается изменение микровибраций, можно считать, что человек находится в состоянии стресса. Но, как уже известно, состояние стресса не эквивалентно лжи! Посмотрим на спектральное разложение волны нормального человеческого голоса (слабый стресс), показанного на рисунке [2].

Спектральное разложение волны нормального человеческого голоса

По сравнению с речью в обычном состоянии, во входном сигнале видны более близко расположенные пики средней амплитуды. Они играют основную роль в дальнейшем. Поступающий на вход сложный сигнал после усиления подается на фильтр нижних частот. Частота среза 150 Гц. Как видно, полоса все более и более ограничивается окрестностью микровибраций. Выход этого каскада управляет триггером Шмитта, на выходе которого получаются, естественно, прямоугольные импульсы. Они проходят через фильтр нижних частот 20 Гц, за которым следует полосовой фильтр от 10 до 12 Гц. То, что будет на его выходе, зависит от наличия или отсутствия микровибраций. После последнего фильтра сигналы усредняются с помощью двухполупериодного выпрямителя и интегрирующего каскада. В том случае, когда микровибрации плотно следуют друг за другом, получающееся из них усредненное постоянное напряжение будет превышать заранее установленный порог, и начинают светиться в определенном порядке светодиоды блока сигнализации.

5

Предложения по использованию. Если к анализатору подключить микрофон, регистрирующий речь, то можно вскоре убедиться на опыте, что большей частью горит зеленый светодиод («Нормально»). Был проанализирован звук телевизионных программ, новостей. Когда говорит диктор, в основном светится зеленый светодиод. Ситуация оказывается такой же во время исполнения актерами ролей. При проверке же звука рекламных роликов довольно часто загораются светодиоды, сигнализирующие о неопределенности, и даже довольно часто светится красный светодиод. При этом необходимо учитывать и то обстоятельство, что звукоинженеры на радио и телевидении почти в обязательном порядке используют т.н. фильтры шумов дискретизации, которые отсекают сигналы с частотами ниже 15 Гц, «одурачивая» наш анализатор [3].

Таким образом, можно сказать, что звуковой анализатор стресса - очень интересное устройство, в состав которого входит доступная элементная база, которая не составляет особых проблем при конструировании. Данный прибор может изготавливаться в мелкосерийном и серийном производстве. С ним имеет смысл поработать, т.к. это устройство нового поколения.

Литература

1.Электронные данные - Режим доступа: http//www.ldetector.narod.ru

2.Nagymate C., Reinacs B. Детектор лжи / C. Nagymate, B. Reinacs // Радиомир. 2002. № 4. С. 32 - 33.

3.Nagymate C., Reinacs B. Детектор лжи / C. Nagymate, B. Reinacs // Радиомир. 2002. № 5. С. 30 - 33.

Воронежский государственный технический университет

6

УДК 539.1

С.М. Марченко, Л.Н. Никитин

ДОЗИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ

Вданной статье представлено описание радиационного дозиметра, его технические свойства и особенности, описывается функционал устройства, возможности применения, степени измерений излучений. Данный дозиметр для измерения радиации является простым в использовании устройством, обладает широкими возможностями использования и простыми конструкторскими решениями, что обеспечивает его хорошую долговечность и простой ремонт, а также возможность использования в различных сферах, как в гражданских, так и военных

Всоответствии с литературными данными известно, что из-

мерение мощности экспозиционной дозы рентгеновского и гаммаизлучения дозиметра основано на измерении интенсивности сцинтилляций воздухоэквивалентного сцинтиллятора, которая пропорциональна измеряемой мощности экспозиционной дозы. В качестве воздухоэквивалентного сцинтиллятора часто используется органический сцинтиллятор на основе полистирола. Эффективный атомный номер сцинтиллятора близок эффективному атомному номеру воздуха. Фотоумножитель (ФЭУ), регистрирующий вспышки сцинтиллятора, может работать в токовом режиме. С помощью аналогоцифрового преобразователя ток ФЭУ преобразуется в импульсы напряжения, частота следования которых пропорциональна измеряемому току.

Таким образом, число импульсов, в единицу времени, сосчитанных пересчетным устройством, должно быть пропорционально измеряемой мощности экспозиционной дозы, а полное число импульсов за определенное время будет пропорционально экспозиционной дозе за это время.

Дозиметр может оценить наличие бета-излучения, как при наличии, так и при отсутствии гамма-излучения. О наличии бетаизлучения судят по разности показаний дозиметра при надетом на блок детектирования съемном стакане и без него.

Дозиметр работает следующим образом: ток ФЭУ поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), импульсы АЦП поступают на схему управления режимом «мощность дозы» и «доза», после которой на пересчетную схему, а с нее на табло индикации,

7

содержащее четыре цифровых индикатора типа АЛС324Б на базе светодиодов.

В целях экономии емкости аккумуляторов узел индикации работает в режиме динамического опроса, когда в каждый момент времени светится только один элемент цифрового индикатора АЛС324Б. С этой же целью, когда регистрируются малые уровни излучения, специальная схема обеспечивает гашение цифровых индикаторов высших разрядов, на которых в это время нет информации. Если же на цифровых индикаторах высших разрядов появляются отличные от нуля значения, то эти цифры загораются.

Дозиметр имеет режим работы, при котором прибор измеряет экспозиционную дозу от 1 до 9999 МR.

При превышении показаний индикаторного табло 9999 специальная схема, обеспечивает мигание цифр с частотой около 16 Hz. Эта же схема обеспечивает гашение цифровых индикаторов с периодом 1 с что уменьшает потребляемую дозиметром мощность.

Питание дозиметра осуществляется от аккумуляторов. Поскольку напряжение аккумуляторов в процессе работы непрерывно падает, дозиметр имеет узел стабилизации низковольтного напряжения, обеспечивающего стабилизированным напряжением все низковольтные электрические цепи дозиметра. Для питания ФЭУ дозиметр имеет узел стабилизированного высоковольтного питания.

Кроме того, дозиметр имеет специальную схему индикации уменьшения напряжения питания аккумуляторных батарей ниже нормы, которая обеспечивает зажигание сигнального светодиода, расположенного на передней панели дозиметра, в любом режиме его работы.

Назначение изделия Дозиметр предназначен для измерения экспозиционной дозы

и мощности экспозиционной дозы рентгеновского и гаммаизлучений, а также качественной оценки наличия бета-излучения.

Дозиметр применяется в промышленности и лабораториях для оперативного дозиметрического контроля радиационной обстановки.

Технические характеристики Дозиметр измеряет экспозиционную дозу и мощность экспо-

зиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения в диапазоне энергий от 1 до 9999 Мрад.

8

Время установленного рабочего режима не превышает 1 мин, при этом чувствительность дозиметров через 1 мин после включения не отличается от чувствительности через 15 мин после включения более чем на ±10 %. Нестабильность показаний дозиметров за 6 Н непрерывной работы не должна превышать ±10 % от среднего значения показаний за этот промежуток времени.

Питание дозиметров осуществляется от 28 аккумуляторов типа Д-0,1. Ток, потребляемый дозиметром при максимальном значении напряжения питания аккумуляторной батареи (8,7 V), не должен превышать 40 мА. Средняя наработка на отказ дозиметров не менее 5000 Н.

Таким образом, разработанная конструкция дозиметра отвечает нормам технического задания и может использоваться не только в стационарных условиях, но и в полевых. Для этого следует использовать средства герметизации корпуса и обеспечить демпфирующими приспособлениями для перевозки прибора на подвижном составе различного назначения (железнодорожный транспорт, морские суда, автотранспорт).

Литература

1.Электронные данные - Режим доступа: https://doza.pro

2.Электронные данные - Режим доступа: http://fb.ru/article/225427/dozimetryi

3.Электронные данные - Режим доступа: http://radiofobia.com

Воронежский государственный технический университет

9

УДК 621.9

Е.А. Зубков, Л.Н. Никитин

ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕЛЕВИЗОРА

Вданной статье представлено устройство для контроля над телевизионными параметрами, данный прибор отличается простотой конструкции, возможностью быстрого освоения управления, и не требовательными техническими характеристиками. Из особенностей конструкции можно выделить хорошую долговечность

иремонтопригодность, которая заключается использованием в конструкции недорогой и повсеместно используемой элементной базы

Внастоящее время в связи с бурным развитием радиоэлек-

тронной промышленности и, в частности, телевидения возникла необходимость быстрого, своевременного и качественного контроля модулей ТВ приемников [1,3].

Данное устройство служит для контроля работоспособности модулей клавиатуры современных телевизоров.

Он представляет собой модуль компараторов, модуль коммутаторов, модуль разъемов, модуль индикации и модуль источника питания. Эти модули заключены в металлический заземлений корпус, изготовленный из стали 10КП вырубкой, плита, на которую опирается данное устройство, также изготовляется вырубкой из стали Ст45. Массивность плиты объясняется необходимостью обеспечить устойчивость устройства на столе регулировщика.

Электронные модули выполнены на одностороннем фольгированном стеклотекстолите марки СФ-1-1.5 [2,3]. Печатные платы изготовляется по субтрактивной технологии, рисунок наносится се- точно-химическим методом. Установка электрорадиоэлементов (ЭРЭ) происходит вручную. При сборке данного устройства и его модулей необходимо соблюдать технику безопасности участка.

Питание данного устройства осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, которое затем понижается трансформатором до уровня 15 В, затем выпрямляется диодным выпрямителем и стабилизируется.

Характеристики устройства.

Габаритные размеры не более 230×190×170 мм. Число видов проверяемых модулей – 5. Условия работы – общезаводские условия цеха.

10