книги / Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот

200 220 240 260 280 200 7.9К

Рис. 7.27. Графики зависимости давления, темпе­ ратуры и относительной плотности воздуха с изменением высоты для стандартной атмосферы.

Рис. 7.28. Зависимость избыточного давления

вволноводном тракте, необходимого для передачи мощности до 100 кет в импульсе, от частоты.

3G0

от перепадов давления и низких давлений, следует обра­ тить внимание на наличие системы контроля, преду­ преждающей о нарушениях герметизации или падении давления ниже допустимой нормы, что может иметь ме­ сто при длительном нахождении аппаратуры в услови­ ях низких давлений.

Вопросы воздействия внешней температуры на пара­ метры приборов СВЧ и методы измерения тепловых ре­ жимов рассматривались выше, где было показано, что для повышения надежности приборов необходимо стре­ миться к максимальному облегчению тепловых режи­ мов. Кроме того, для повышения устойчивости приборов в аппаратуре должны применяться меры по уменьше­ нию перепадов температуры и резких ее скачков.

Поддержание допустимого теплового режима прибо­ ров в условиях изменения температуры окружающей среды осуществляется термостатированием, принуди­ тельным обдувом с помощью -вентиляторов, системой жидкостного охлаждения, холодильными устройствами. Приборы с большим выделением тепла должны поме­ щаться в специальных отсеках или блоках с увеличен­ ной охлаждающейся поверхностью, с хорошими тепло­ выми контактами, с использованием отражательных эк­ ранов, с применением охлаждения с помощью быстроиспаряющихся жидкостей и т. п.

Следует отметить, что задача охлаждения становится достаточно сложной для аппаратуры, к которой предъ­ являются требования работы при высоких температурах, так как обычно электронные приборы обеспечивают устойчивую работу в условиях окружающей среды при температуре 70 -s-150е.

В некоторых случаях применения резонансных раз­ рядников и кристаллических детекторов, механизмов перестройки с недостаточно морозоустойчивыми смаз­

зе 1

НО заЩш'е приборов от воздействия солнечной и прони­ кающей радиаций. К числу их относятся: экраны из нер­ жавеющей стали и поглотителей (графита, полиэтилена, окислов бора и т. п.); использование в конструкции ап­ паратуры радиационностойких материалов; использова­ ние материалов, не ■подверженных интенсивной коррозии; применение покрытий из эпоксидных смол и др.[48, 49].

7.4. ПРИБЛИЖЕННЫЕ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ ПРИБОРОВ СВЧ

Разброс параметров приборов, обусловленный произ­ водственными погрешностями изготовления, и измене­ ние параметров приборов в течение срока службы, при хранении и от воздействия дестабилизирующих факто­ ров заставляют при применении приборов решать вопро­ сы их взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость электронных приборов является составной частью комплекса мероприятий по обеспече­ нию надежности радиоэлектронной аппаратуры. Поэто­ му взаимозаменяемость представляет собой задачу, ре­ шаемую методами теории вероятности и математиче­ ской статистики, В машиностроении эта область доста­ точно хорошо разработана теоретически и имеются ин­ женерные способы практического решения взаимозаме­ няемости [14, 50]. Применительно к радиоэлектронной аппаратуре вопросы взаимозаменяемости возникли лишь за последние годы в связи с массовым изготовлением аппаратуры и требованиями по повышению ее надеж­ ности [50].

Наиболее обстоятельно -вопросы взаимозаменяемо­ сти электронных ламп -в радиотехнической аппаратуре рассмотрены в работах Г. И. Рукмана и Г. М. Хапланова [52].

Как отмечалось выше, при решении задач взаимо­ заменяемое пи приборов необходимо знание кривых рас­ пределения их параметров, оказывающих влияние на работу схемы, блока и аппаратуры.

При достаточно хорошо налаженном производстве (с применением полной или частичной автоматизации и механизации) и правильно выбранных нормах в техни­ ческой документации распределение основных парамет­ ров приборов приближается к нормальному закону (рис. 7.29).

363

В тех случаях, когда приборы в производстве вы­ пускаются на пределе допустимых норм или имеют ме­ сто регулировки (подгонки) приборов для достижения необходимых параметров, то распределения парамет­ ров имеют вид искаженных кривых 'нормального закона или подчиняются другим законам статистики.

Так, на рис. 7.30 показаны кривые распределения импульсных магнетронов (по величине отдаваемой мощ­ ности, затягиванию частоты и анодному напряжению).

Рис. 7.29. Характер распределения совокупности электронных приборов из различных партий по параметру 5 при отработанной технологии их производства и правильно установленной системе допусков.

Эти кривые построены без учета некондиционных маг­ нетронов и являются типичными. В процессе срока службы за счет изменения параметров дисперсия кри­

Статистические данные о кривых распределения па­ раметров с учетом срока службы и хранения приборов СВЧ редко публикуются, подчас приводя к неоправдан­ ному усложнению аппаратуры или к ошибкам в приме­ нении приборов.

Рассмотрим кратко определение взаимозаменяемости и возможные пути ее оценки.

Можно считать, что в аппаратуре обеспечена взаимо­ заменяемость приборов, если установка любого прибора,

364

Рис. 7.30. Характерные кривые распределения основных параметров импульсных магнетронов.

365

Срокслужбы

Рис. 7.31. Характер изменения среднего значения •мощности и кривых распределения мощности для совокупности магнетронов в течение срока службы.

Рис. 7.32. Характер изменения среднего значе­ ния коэффициента шума k m и кривых его рас­

пределения для ЛБВ в течение срока службы.

366

соответствующего требованиям технических условий, не вызывает с определенной вероятностью изменений вы­ ходных параметров аппаратуры за пределы допуска.

Математически решение задачи взаимозаменяемо­ сти сводится к нахождению степени связи между функ­ циями распределения аппаратуры и приборов по пара­ метрам, определяющим надежность действия аппара­ туры.

Следуя схеме рассуждений и обозначениям, приня­ тым в работе [52], дадим аналитическое определение

где k = \, 2,...,/z — количество выходных параметров ап­ паратуры;

/= 1 , 2,...,s — количество параметров приборов, свя­ занных функционально с параметрами аппаратуры.

Приращения функций yh при небольшом разбросе па­ раметров приборов A£i разлагаются -в ряды, в которых можно ограничиться первыми членами, а именно:

1=1

Данная система линейных уравнений связывает до­ пуски на параметры аппаратуры и приборов через за­

висимости -^ rS

h является функцией, определенной на области зна? чений аргументов, задаваемых допусками на разброс приборов по параметрам

величинами и имеют плотности распределения вероят­ ностей р^. (х) для всех значений i.

т

Предполагая параметры if 'независимыми, теория вероятностей позволяет найти значение корреляционной функции, связывающей плотности распределения веро­

рам. Значение корреляционной функции' может служить мерой взаимозаменяемости приборов.

Рассмотренный путь определения взаимозаменяемо­ сти является сложным и практически трудно реали­ зуемым.

Целесообразно задачу взаимозаменяемости решать упрощенным способом, находя степень сохранения до­

статистический метод определения взаимозаменяемости.

b X i = Xi — X\ b y i = y i — y

и вычисляется коэффициент корреляции

(7.51)

т

коэффициента корреляции можно «воспользоваться су­ ществующими в математической статистике приемами.

3. Уравнение связи параметра х прибора с парамет­

то можно считать приборы взаимозаменяемыми «в ап­ паратуре.

Недостатком данного статистического метода являет­ ся потребность большого количества приборов, что труд­ но практически выполнить (необходимы приборы из различных г/артий и по возможности отобранные с пре­ дельными параметрами в плюсовую и минусовую сто­ роны от номинального).

Поэтому можно рекомендовать рассмотренный вы­ ше метод оценки взаимозаменяемости на ограниченном числе приборов путем искусственного изменения пара-