Обеспечение рабочего режима радиоэлектронных компонентов в методе собственного излучения

Основою застосування методу власного випромінювання для виробів радіоелектроніки є наявність прямого зв'язку ресурсу радіоелектричних компонентів (РЕК) з їхньою температурою. Для низки компонентів (транзисторів, діодів, оксидних катодів, резисторів) існують розраховані статистичні залежності. Використання методу власного випромінювання можливе навіть на недостатньо пристосованих до діагностування зразках РЕО на місці експлуатації цих засобів. За допомогою методу виявляються елементи, що відпрацювали тривалий час і перебувають в перед відмовному стані. Заміна їх призводить до підвищення коефіцієнту готовності РЕО та зниження вартості забезпечення його життєвого циклу. Оперативність методу власного випромінювання наочно проявляється при дослідження великої кількості однотипних цифрових блоків (РЕК). Аналіз джерел показав, що теплові поля однотипних виробів добре корельовані, а використання методу власного випромінювання в автономній автоматизованій системі діагностування дозволяє здійснювати високопродуктивну безконтактну діагностику із застосуванням комп'ютерної техніки для обробки отриманих результатів. Діагностичний параметр в методі власного випромінювання – температура поверхні РЕК, що змінюється під дією спеціально побудованої тестової послідовності, реєструється відповідно до способу переносу теплової енергії (теплопровідність, конвекція, теплове випромінювання) і може бути представлений не лише набором числових значень, але й у вигляді двовимірних (тривимірних) термограм. Після формування набору інформативних ознак можливе застосування обчислювальної техніки та алгоритмів розпізнавання образів. Процес локалізації несправності пов'язаний з визначенням несправного РЕК шляхом реєстрації та обробки діагностичного параметру – теплового відгуку на вхідні тестові послідовності для цього РЕК. Використання методу власного випромінювання потребує створення діагностичних моделей, що відображують зв'язок діагностичного параметру з фізико хімічними властивостями як самого РЕК, так і захисного шару, що вкриває напівпровідниковий кристал РЕК. Для побудови моделі переносу тепла від «розігрітого» кристалу на поверхню РЕК (задача нестаціонарної теплопровідності) проведено аналіз технології виготовлення та структури сучасного напівпровідникового РЕК. Метою статті є визначення часу прояву діагностичного параметру на поверхні РЕК в методі власного випромінювання для безперервного та детермінованого за часом вхідного впливу.In basis of application of method of own radiation for the wares of radio electronics lies presence of direct connection of resource of work of the REC with his temperature. For the row of components (transistors, diodes, oxide cathodes, resistors) there are the expected statistical dependences. Application of the method of own radiation is possible even on the standards of radio electronics adjusted not enough to diagnose on the places of their exploitation. With the help of this method are determined by the components that have worked for a long time and are abandoned before the state, which leads to increased availability ratio of REE and to reduce the cost of software lifecycle. The operationability of method evidently shows up at research of large number of the same type digital blocks (REC). The analysis of sources showed that the thermal fields of the same type wares well correlated, and the use of method of own radiation in the system of diagnostics allows to carry out high-performance non contact diagnostics with the use of computer technique for treatment of the got results. A diagnostic parameter in a method is a temperature of surface of the REC, changes under the action of the specially built verification test sequence, registers one self in accordance with the method of transfer of thermal energy (heat conductivity, convection, thermal radiation) and can be presented by not only the set of numerical values but also as two-dimensional (three-dimensional) thermograms. After forming of set of informing signs application of the computing engineering and algorithms of recognition is possible. The process of localization of place of disrepair in a digital block is related to determination of defective component by registration and treatment of diagnostic parameter – thermal response on entrance test sequences for this component. Use of method of own radiation, it is impossible without creation of diagnostic models, that represent connection of DP with physical and chemical properties not only the REC but also protective layer that covers the semiconductor crystal of the REC. For the construction of model of transfer of heat from a "warmed-up" crystal on the surface of the REC (task of non-stationary heat conductivity) the analysis of technology of making and structure is conducted modern semiconductor the REC. The aim of the article are determinations of time of display of diagnostic parameter on the surface of the REC in the method of own radiation for continuous and determined on by time of entrance influence.В основе применения метода собственного излучения для изделий радиоэлектроники лежит наличие прямой связи ресурса работы радиоэлектрических компонентов (РЕК) с его температурой. Для ряда компонентов (транзисторов, диодов, оксидных катодов, резисторов) существуют рассчитанные статистические зависимости. Применение метода собственного излучения возможно даже на недостаточно приспособленных для диагностирования образцах радиоэлектроники на местах их эксплуатации. С помощью указанного метода представляется возможность локализовать РЕК, которые отработали продолжительное время и находятся в предотказном состоянии, что приводит к повышению коэффициента готовности РЕО и к снижению стоимости обеспечения его жизненного цикла. Оперативность метода наглядно проявляется при исследование большого числа однотипных цифровых блоков (РЕК). Анализ источников показал, что тепловые поля однотипных изделий хорошо коррелированы, а использование метода собственного излучения в системе диагностирования позволяет осуществлять высокопроизводительную бесконтактную диагностику с применением компьютерной техники для обработки полученных результатов. Диагностический параметр в методе – температура поверхности РЕК, изменяется под действием специально построенной проверочной тестовой последовательности, регистрируется в соответствии со способом переноса тепловой энергии (теплопроводность, конвекция, тепловое излучение) и может быть представлен не только набором числовых значений, но и в виде двумерных (трехмерных) термограмм. После формирования набора информативных признаков возможно применение вычислительной техники и алгоритмов распознавания образов. Процесс локализации места неисправности в цифровом блоке связан с определением неисправного компонента путем регистрации и обработки диагностического параметра – теплового отклика на входные тестовые последовательности для данного компонента. Использование метода собственного излучения невозможно без создании диагностических моделей, которые отображают связь диагностического параметра с физико-химическими свойствами не только самого РЕК, но и защитного слоя, который накрывает полупроводниковый кристалл РЕК. Для построения модели переноса тепла от "разогретого" кристалла на поверхность РЕК (задача нестационарной теплопроводности) проведен анализ технологии изготовления и структуры современного полупроводникового РЕК. Целью статьи являются определения времени проявления диагностического параметра на поверхности РЕК в методе собственного излучения для непрерывного и детерминированного по времени входного воздействия

Применение методов форсированных испытаний для получения зависимости диагностического параметра от времени наработки цифровых радиоэлектронных компонентов

При використанні методів форсованих випробувань для отримання залежності діагностичного параметру (ДП) від часу напрацювання цифрових радіоелектронних компонентів (РЕК) в безконтактному індукційному методі діагностування потрібно мати на увазі, що існує певна межа, за якою набувають чинності фактори, відсутні в реальних умовах експлуатації. Через вплив цих факторів дані, отримані при форсованих випробуваннях, можуть виявитися спотвореними або помилковими. За наявності принципової та технічної можливості форсування того або іншого фактора зовнішніх впливів в обов'язковому порядку потрібно оцінити припустиму межу його форсування, встановлену з урахуванням збереження якісної картини фізико-хімічних процесів, що визначають накопичення ушкоджень та настання відмови в умовах експлуатації. Аналізом методів форсованих випробувань було встановлено, що для РЕК цифрових блоків доцільно застосовувати форсований метод “збільшення режимів роботи виробу”, що дозволяє виявити відмови інтегральних схем (ІС), пов'язані з фізико-хімічними процесами та конструктивно-технологічними факторами, такими як: помилки літографії, дефекти окисла, металізації, контактів; короткі замикання або обриви в провідних шинах а також між полікремнієм і металом і т. д. Аналіз режимів роботи цифрового блоку радіоелектронного озброєння та експлуатаційних параметрів РЕК показав технічну можливість введення в модель випробувань коефіцієнта прискорення при підвищеному омічному навантаженні KпR та коефіцієнта прискорення при підвищеній частоті вхідного сигналу Kпf. Введення в комплексні форсовані випробування додаткових факторів, що активують, дозволило: - охопити весь період безвідмовної роботи T(t) = (10⁷-10⁸)Г РЕК за час випробувань tв = 10³Г; - знизити значення частинних коефіцієнтів прискорень (KпT, KпR, Kпf, KпU) та підвищити вірогідність процесу форсованих випробувань, наблизивши ідентичність процесів, що відбуваються в РЕК (фізико-хімічних процесів), до звичайних умов експлуатації.By using the methods of forced testing to obtain the dependence of DP of run times of digital radio electronic components (REC) in non-contact induction method of diagnosing necessary to mean that there is a certain limit beyond which become effective factors that absent in real operating conditions. Because of influence of these factors data that was obtained by forced testing may be distorted or erroneous. If there are principled and technical possibility of forcing one or another external influences compulsorily it is necessary to assess the permissible limits of its forcing that established with a view to preserving the qualitative picture of physical and chemical processes that determined the accumulation of damage and the onset of failure in service. Analysis techniques augmented tests revealed that the rivers of digital blocks appropriate to apply the method of forced "increase the product to function" that allows you to identify the failures of integrated circuits associated with the physical and chemical processes and structural and technological factors, such as lithography errors, defects in the oxide, metallization contacts, short circuit or open circuit in the leading tire and between polysilicon and metal, and so on. Analysis of the processes of the unit electronic equipment and operational parameters REC showed the presence of technical possibility of introducing a model test acceleration factor associated with increased ohmic load KуR and acceleration factor associated with an increased frequency of the input signal Kуf. Introduction to complex forced testing additional activating factors allowed: - cover the entire uptime REK T(t) = (10⁷-10⁸)ч during the test tи = 10³ч ; - reduce the value of the partial factors of acceleration (KуT, KуR, Kуf, KуU), and increase the reliability of the process of forced testing, bringing identity processes in REC (physical and chemical processes) to the normal conditions of use.При использовании методов форсированных испытаний для получения зависимости диагностического параметра (ДП) от времени наработки цифровых радиоэлектронных компонентов (РЕК) в бесконтактном индукционном методе диагностирования нужно иметь в виду, существование определенной границы, за которой приобретают силу факторы, отсутствующие в реальных условиях эксплуатации. Вследствие влияния этих факторов данные, полученные при форсированных испытаниях, могут оказаться искаженными или ошибочными. При наличии принципиальной и технической возможности форсирования того или иного фактора внешних влияний в обязательном порядке необходимо провести оценку допустимых границ его форсирования, установленную с учетом сохранения качественной картины физико-химических процессов, определяющих накопление повреждений и наступление отказа в условиях эксплуатации. Анализ методов форсированных испытаний позволил установить, что для РЕК цифровых блоков целесообразно применять форсированный метод “увеличение режимов работы изделия”, что позволяет выявить отказы интегральных схем связанные с физико-химическими процессами и конструктивно-технологическими факторами, такими как: ошибки литографии, дефекты окисла, металлизации, контактов, короткие замыкания или обрывы в ведущих шинах а также между поликремнием и металлом и т. д. Анализ режимов работы цифрового блока радиоэлектронного вооружения и эксплуатационных параметров РЕК показал наличие технической возможности введения в модель испытаний коэффициента ускорения, связанного с повышенной омической нагрузкой KуR, и коэффициента ускорения, связанного с повышенной частотой входного сигнала Kуf. Введение в комплексные форсированные испытания дополнительных активирующих факторов позволило: - охватить весь период безотказной работы РЕК T(t) = (10⁷-10⁸)ч за время испытаний tи = 10³ч; - снизить значение частных коэффициентов ускорения (KуT, KуR, Kуf, KуU) и повысить достоверность процесса форсированных испытаний, приблизив идентичность процессов, происходящих в РЕК (физико-химических процессов), к обычным условиям эксплуатации

Розробка методу оцінювання стану об’єкту в інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень

A method of object state estimation in intelligent decision support systems (DSS) has been developed. The essence of the method is to ensure a high-quality analysis of the current state of the analyzed object. The key difference of the developed method is the use of an advanced genetic algorithm. The advanced genetic algorithm is used when constructing a fuzzy cognitive model and increases the efficiency of identifying factors and relationships between them by simultaneously finding a solution by several individuals. The objective and complete analysis is achieved using advanced fuzzy temporal models of the object state, taking into account the type of uncertainty and noise of initial data. The method also contains an improved procedure for processing initial data under a priori uncertainty, an improved procedure for training artificial neural networks and an improved procedure for topological analysis of the structure of fuzzy cognitive models. The essence of the training procedure is the training of synaptic weights of the artificial neural network, the type and parameters of the membership function, as well as the architecture of individual elements and the architecture of the artificial neural network as a whole. The method increases the efficiency of data processing at the level of 11–15 % using additional advanced procedures. The proposed method can be used in DSS of automated control systems (artillery units, special-purpose geographic information systems). It can also be used in DSS for aviation and air defense ACS, as well as in DSS for logistics ACS of the Armed ForcesПроведена разработка метода оценки состояния объекта в интеллектуальных системах поддержки принятия решений (СППР). Сущность метода заключается в обеспечении анализа текущего состояния объекта, который анализируется. Отличием разработанного метода является использование усовершенствованного генетического алгоритма. Усовершенствованный генетический алгоритм используется на этапе построения нечеткой когнитивной модели, который позволяет повысить оперативность установления факторов и связей между ними за счет одновременного поиска решения несколькими особями. Объективный и полный анализ достигается использованием усовершенствованных нечетких темпоральных моделей, учетом типа неопределенности и зашумленности исходных данных. Метод также содержит усовершенствованную процедуру обработки исходных данных в условиях априорной неопределенности, усовершенствованную процедуру обучения искусственных нейронных сетей и усовершенствованную процедуру топологического анализа структуры нечетких когнитивных моделей. Сущность процедуры обучения состоит в том, что происходит обучение синаптических весов искусственной нейронной сети, типа и параметров функции принадлежности, а также архитектуры отдельных элементов и архитектуры искусственной нейронной сети в целом. Использование метода позволяет повысить оперативность обработки данных на уровне 11‑15 % за счет использования дополнительных усовершенствованных процедур. Предлагается использование метода в СППР автоматизированных систем управления (АСУ) (артиллерийскими подразделениями, геоинформационных систем специального назначения). Также возможно использование в СППР АСУ авиацией и противовоздушной обороны, а также в СППР АСУ логистического обеспечения Вооруженных Сил УкраиныПроведено розробку методу оцінки стану об’єкту в інтелектуальних системах підтримки прийняття рішень (СППР). Сутність методу полягає в забезпеченні високої якості аналізу поточного стану об’єкту, що досліджується. Ключовою відмінністю розробленого методу є використання удосконаленого генетичного алгоритму. Удосконалений генетичний алгоритм використовується на етапі побудови нечіткої когнітивної моделі. Використання удосконаленого генетичного алгоритму дозволяє підвищити оперативність ідентифікації факторів та встановлення зв’язків між ними за рахунок одночасного пошуку рішення декількома особами. Об’єктивний та повний аналіз досягається використанням удосконалених нечітких темпоральних моделей стану об’єкту, врахуванням типу невизначеності та зашумленості вихідних даних. Метод також містить удосконалену процедури обробки вихідних даних в умовах апріорної невизначеності, удосконалену процедури навчання штучних нейронних мереж та удосконаленої процедури топологічного аналізу структури нечітких когнітивних моделей. Сутність процедури навчання полягає в тому, що відбувається навчання синаптичних ваг штучної нейронної мережі, типу та параметрів функції належності, а також архітектури окремих елементів і архітектури штучної нейронної мережі в цілому. Використання методу дає можливість досягти підвищення оперативності обробки даних на рівні 11–15 % за рахунок використання додаткових удосконалених процедур. Пропонується використання запропонованого методу в СППР автоматизованих систем управління (АСУ) артилерійськими підрозділами, геоінформаційних системах спеціального призначення). Також можливо використання в СППР АСУ авіацією та протиповітряної оборони, а також в СППР АСУ логістичного забезпечення Збройних Си

ВАРІАНТ СТРУКТУРИ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОЇ СТАБІЛІЗАЦІЇ ПЛАТФОРМИ АНТЕННОГО ПОЛЯ РУХОМОГО ОБ’ЄКТУ

The article proposes a variant of constructing a digital system for automatic stabilization of the antenna field platform located on an object (vehicle), and also considers the structural diagrams of control channels. The choice of executive devices to ensure the performance and accuracy of the system is substantiated. The conditions of use, restrictions and initial data necessary for the synthesis of the automatic stabilization system are determined, the principles of calculating by the system - the coordinates of the position of the antenna field platform in space - are highlighted.The prerequisites for the use of a platform with stabilization at the facility is the need to ensure the most efficient use of communication facilities (antenna systems) in a complex electromagnetic environment and to reduce the deployment (folding) time, adjust radio and satellite communications in the operational-tactical and tactical control levels.The system of automatic stabilization of the antenna field platform will provide optimal conditions for the interaction of antenna systems that are part of the antenna field of radio-electronic means of the compact constellation. Optimal conditions should be understood as vertical placement of omnidirectional antennas, the possibility of changing the position of directional antennas in the azimuthal plane and ensuring the electromagnetic compatibility of radio electronic means. The deviation of the platform from the required angular positions of the reference coordinate system can be determined by accelerometers or other devices that measure the linear acceleration of an object in a given plane.It is proposed to stabilize the platform through two channels for each of the axes. The angular position of the stabilized platform in space is specified in the reference coordinate system, which is not associated with a moving object (vehicle) that is moving, and in a moving coordinate system, it is rigidly connected with this object. It is proposed to use an inertial coordinate system as a reference coordinate system, that is, motionless relative to the horizon, which is oriented at a given point on the earth's surface. The proposed automatic system is universal, with the ability to adapt to the driving performance of a moving object. Adaptability is ensured by the presence in the control loop of an automatic stabilization system of circuits, the parameters of the transfer functions of which are pre-calculated for the tactical and technical characteristics of the moving object.В статье предложен вариант построения цифровой системы автоматической стабилизации платформы антенного поля расположенной на объекте (транспортном средстве), а также рассмотрены структурные схемы каналов управления. Обоснован выбор исполнительных устройств для обеспечения параметров быстродействия и точности системы. Определены условия использования, ограничения и исходные данные необходимы для синтеза системы автоматической стабилизации, освещены принципы исчисления системой – координат положения платформы антенного поля в пространстве.Предпосылками применения платформы со стабилизацией на объекте является необходимость обеспечения максимально эффективного использования средств связи (антенных систем) в сложной электромагнитной обстановке и уменьшения времени развёртывания (свёртывания), настройки средств радио- и спутниковой связи в оперативно-тактическом и тактическом звеньях управления.Система автоматической стабилизации платформы антенного поля обеспечит оптимальные условия взаимодействия антенных систем, входящих в состав антенного поля радиоэлектронных средств компактного группировки. Под оптимальными условиями следует понимать - вертикальное размещение всенаправленных антенн, возможность изменения положения направленных антенн в азимутальной плоскости и обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. Значение отклонения платформы от необходимых угловых положений опорной системы координат может быть определено акселерометрами или другими устройствами, которые измеряют линейные ускорения объекта в заданной плоскости.Стабилизацию платформы предложено осуществлять по двум каналам для каждой из осей. Угловое положение стабилизируемой платформы в пространстве задано в опорной системе координат, которая не связана с подвижным объектом (транспортным средством) который движется, а в подвижной системе координат – жёстко связанная с этим объектом. В качестве опорной системы координат предложено использовать – инерциальную систему координат, то есть неподвижную относительно горизонта, которая ориентирована в данной точке земной поверхности. Предложенная автоматическая система – универсальная, с возможностью адаптации под ходовые качества движущегося объекта. Адаптивность обеспечивается наличием в контуре управления системы автоматической стабилизации цепей, параметры передаточных функций которых заранее рассчитаны под тактико-технические характеристики подвижного объекта.В статті запропоновано варіант побудови цифрової системи автоматичної стабілізації платформи антенного поля розташованої на рухомому об’єкті (транспортному засобі) та розглянуто структурні схеми каналів управління. Обґрунтовано вибір виконавчих пристроїв для забезпечення параметрів швидкодії та точності системи. Визначено умови використання, обмеження та вихідні дані необхідні для синтезу системи автоматичної стабілізації та висвітлено принципи обчислення системою координат положення платформи антенного поля в просторі.Передумовами застосування платформи зі стабілізацією на рухомому об’єкті є необхідність забезпечення максимально ефективного використання засобів зв’язку (антенних систем) в складній електромагнітній обстановці та зменшення часу розгортання (згортання) і налаштування засобів радіо- та супутникового зв’язку в оперативно-тактичній та тактичній ланках управління.Система автоматичної стабілізації платформи антенного поля забезпечить оптимальні умови функціонування антенних систем радіоелектронних засобів компактного угруповання, які входять до складу антенного поля. Під оптимальними умовами слід розуміти – вертикальне розміщення всенаправлених антен, можливість зміни положення направлених антен в азимутальній площині та забезпечення електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів. Числове значення відхилення платформи від необхідних кутових положень опорної системи координат може бути визначено акселерометрами або іншими пристроями, які вимірюють лінійні прискорення об’єкту у заданій площині.Стабілізацію платформи запропоновано здійснювати за двома каналами (для кожної з осей). Кутове положення стабілізуємої платформи в просторі задане в опорній системі координат. Опорна система координат не пов’язана з рухомим об’єктом (транспортним засобом), що рухається (рухома система координат). В якості опорної системи координат запропоновано використати інерціальну систему координат, тобто нерухому відносно горизонту. Запропонована автоматична система – універсальна, з можливістю адаптації під ходові та габаритні властивості рухомого об’єкту. Адаптивність забезпечується наявністю в контурі управління системи автоматичної стабілізації ланцюгів, параметри передаточних функцій яких заздалегідь розраховані під тактико-технічні характеристики рухомого об’єкту

The effectiveness of an autonomous automated system of avionics diagnostic

В роботі визначено загальний підхід до оцінки ефективності автономних автоматизованих систем діагностування радіоелектронного обладнання які побудовано з використанням нових методів отримання та обробки діагностичної інформації (метод власного випромінювання та безконтактний індукційний метод).В работе определен общий подход к оценке эффективности автономных автоматизированных систем диагностирования радиоэлектронного оборудования построенных с использованием новых методов получения и обработки диагностической информации (метод собственного излучения и бесконтактный индукционный метод).In the work on a common approach to evaluating the effectiveness of autonomous automated diagnostic systems avionics built using new methods of obtaining and processing of diagnostic information (the method of its own radiation and non-contact induction method)

ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРИ ДЛЯ КОНТАКТНОГО СПОСОБУ ЗНЯТТЯ ДІАГНОСТИЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ В МЕТОДІ ВЛАСНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

The basic characteristics of temperatures sensors are considered totality of that allows to compare sensors between them and choose the most corresponding the set problem, advantages and disadvantages of semiconductor temperature sensors (diodes, transistors) the change of concentration of charge carriers which leads to the current change flowing through a semiconductor device, temperature sensors on the basis of avtoepitaksial and geteroepitaksial structures. Besides, the features of measuring thediagnostic parameter (of temperature) are considered in the method of own radiation, through the contact of two surfaces (a surface of radio electronic component (of the REC) is the device of diagnostic information removal). This method is used for localization the defective REC as part of the digital block of the modern radio electronic equipment by facilities of the self-contained automated diagnostic system.Рассмотрены основные характеристики датчиков температуры, совокупность которых позволяет сравнивать датчики между собой и целеустремленно избирать наиболее соответствующие поставленной задачей, достоинства и недостатки полупроводниковых датчиков температуры (диоды, транзисторы) изменение концентрации носителей заряда в которых приводит к изменению тока протекающего через полупроводниковый прибор, температурных датчиков на основе автоэпитаксиальных и гетероэпитаксиальных структур. Кроме того, рассмотрены особенности измерения диагностического параметра (температуры) в методе собственного излучения, через контакт двух поверхностей (поверхность радиоэлектронного компонента (РЕК) - устройство снятия диагностической информации). Этот метод использован для локализации неисправного РЕК в составе цифрового блока современной радиоэлектронной техники средствами автономной автоматизированной системы диагностирования.Розглянуто основні характеристики датчиків температури, сукупність яких дозволяє порівнювати датчики між собою та цілеспрямовано обирати найбільш відповідні поставленим завданням, достоїнства та недоліки напівпровідникових датчиків температури (діоди, транзистори) зміна концентрації носіїв заряду в яких приводить до зміни струму, що протікає через напівпровідниковий прилад, температурних датчиків на основі автоєпитаксиальних та гетероєпітаксиальних структур. Крім того, розглянуто особливості виміру діагностичного параметру (температури) в методі власного випромінювання, через контакт двох поверхонь (поверхня радіоелектронного компоненту (РЕК) – пристрій зняття діагностичної інформації). Цей метод застосовано для локалізації несправного РЕК в складі цифрового блоку сучасної радіоелектронної техніки (РЕТ) засобами автономної автоматизованої системи діагностування (АА СД)

Analysis algorithm physics process and diagnostic transistor model in keying mode

Формальний опис об’єкту діагностування (ОД), що дає можливість розрахунку діагностичного параметру ОД на етапі проектування, називається діагностичною моделлю. Цифрові блоки, які складають основу радіоелектронної техніки (РЕТ) систем захисту інформації, віднесено до категорії складних систем, які представляються основними групами діагностичних моделей: безперервні, дискретні, гібридні, спеціальні. За видами представлення взаємозв’язків між станом ОД, його елементами і параметрами вихідних сигналів методи синтезу моделей поділяються на аналітичні, графоаналітичні, функціонально-логічні і інформаційні. Математичні і інформаційні моделі використовуються головним чином при проектуванні засобів і систем технічного діагностування складних об’єктів. Виходячи з розглянутого та враховуючи особливості побудови радіоелектронного компоненту (РЕК) цифрового блоку РЕТ для визначення його технічного стану (ТС) запропоновано використовувати математичну модель. Цифрові блоки РЕТ складаються з напівпровідникових РЕК, основою яких е активні елементи. Тому розглянута модель транзистора, що працює в ключовому режимі. Для визначення діагностичних параметрів транзистора, його діагностичну модель (ДМ) розроблено з урахуванням процесів, що в ньому відбуваються. Дані процеси можуть бути проаналізовані за допомогою моделей, які враховують електрофізичні та фізико-хімічні властивості транзистора залежно від часу напрацювання. Знання цих властивостей дозволяє використовувати безконтактний індукційний метод для діагностування та прогнозування ТС цифрових блоків. Для побудови ДМ транзистора в активному режимі роботи використано класичні моделі Еберса-Мола, Бьюфойя-Спаркса, Лінвілла та розроблено відповідний алгоритм. Аналіз процесів в транзисторі проведено при наступних припущеннях: • тип транзистора n-p-n; • в області бази створено поле що прискорює; • домішки в базі вздовж вісі X (вісь, перпендикулярна переходам) розподілені за експонентним законом; • колекторний перехід характеризується дифузійним механізмом переносу носіїв; • емітерний перехід вважається різким, а колекторний плавним; • модель транзистора в активному режимі одновимірна. Розглянуто дві складові одновимірної моделі транзистора в активному режимі: а) стаціонарна складова; б) складова, що описує процес старіння. Алгоритм надає змогу визначити ДМ транзистора в ключовому режимі роботи у вигляді залежностей струму Iк від його електрико-фізичних та фізико-хімічних параметрів. В ключовому режимі колекторний та емітерний переходи зміщені в прямому напрямку. При інжекції носіїв в базу їх надлишкова концентрація викликає збільшення базового струму. Падіння напруги на опорі бази, що створене за рахунок протікання струму бази, приводить до перерозподілу густини струму по поверхні переходу. Аналіз процесів проведено наступним чином: - отримано двовимірну функцію розподілу концентрації носіїв в базі; - визначено густини струмів; - проведено перехід до струму насиченого транзистора.Formal description diagnosis (DD), which gives the possibility to calculate the diagnostic parameter DD at the design stage, called the diagnostic model. Digital blocks, which are the basis of radioelectronic technology (RET), categorized as complex systems, which in turn represent the main groups of diagnostic models : continuous, discrete, hybrid, special. By species representing relationships between the state of DD, its elements and parameters of the output signals of the synthesis methods are divided into analytical models, Graphic analytical, functional - and logical information. Mathematical and information models are mainly used in the design of tools and systems for technical diagnostics of complex objects. From a consideration and taking into account peculiarities of constructing electronic component (CEC) digital PET unit to determine whether it is proposed to use the TC mathematical model. Digital RET blocks consist of semiconductor rivers, the basis of which there are active elements. Therefore, a model of the transistor operates in key mode. To determine the diagnostic parameters, developed diagnostic transistor model (TM) takes into account the processes taking place in it. These processes can be analyzed using models that take into account electrical and physico - chemical characteristics of the transistor according to the time of use. Knowledge of these characteristics enables contactless inductive method for diagnosing and predicting TS digital blocks. To construct DM transistor in active mode of operation used classical models Ebersa Mola, Byufoyya -Sparks , Linville and developed appropriate algorithm. Analysis of the processes carried out in the transistor with the following assumptions: • type of transistor n-p-n; • in the field of database created by the accelerating field; • impurities in the base along the axis X ( axis perpendicular transitions ) is exponentially distributed; • collector junction characterized by the diffusion mechanism of transport vehicles; • emitter junction is considered to be sharp and smooth manifold; • model of the transistor in the active mode is one-dimensional . We consider two -dimensional model of the components of a transistor in the active mode: a) stationary component; b) component, describing the aging process. Algorithm makes it possible to determine the DM transistor in key mode robots as dependencies of its current electricity - physical and physical - chemical parameters. In key mode collector and emitter junction is shifted forward. Injection of carriers into the base of their excessive concentration causes an increase in the base current. The voltage drop across the base resistance caused by the flow of base current drive to the redistribution of current density at the junction surface. Analysis of the processes carried out as follows: - received a two-dimensional distribution function of the carrier concentration in the database; - determined the current density; - the transition to the saturation current of the transistor.Формальное описание объекта диагностирования (ОД), дающее возможности расчета диагностического параметра ОД на этапе проектирования, называется диагностической моделью. Цифровые блоки, являющиеся основой радиоэлектронной техники (РЕТ) систем защиты информации, отнесены в категорию сложных систем, которые в свою очередь представляются основными группами диагностических моделей: непрерывные, дискретные, гибридные, специальные. По видами представления взаимосвязей между состоянием ОД, его элементами и параметрами выходных сигналов методы синтеза моделей разделяются на аналитические, графоаналитические, функционально - логические и информационные. Математические и информационные модели используются главным образом при проектировании средств и систем технического диагностирования сложных объектов. Исходя из рассмотренного и с учетом особенностей построения радиоэлектронного компонента (РЕК) цифрового блока РЕТ для определения его технического состояния (ТС) предложено использовать математическую модель. Цифровые блоки РЕТ состоят из полупроводниковых РЕК, основой которых есть активные элементы. Поэтому рассматривается модель транзистора работающего в ключевом режиме. Для определения диагностических параметров, разработана диагностическая модель транзистора (ДМ) учитывающая протекающие в нем процессы. Эти процессы могут быть проанализированы с помощью моделей, учитывающих электрофизические и физико-химические особенности транзистора в зависимости от времени наработки. Знание этих особенностей позволяет использовать бесконтактный индукционный метод для диагностирования и прогнозирования ТС цифровых блоков. Для построения ДМ транзистора в активном режиме работы использованы классические модели ЕберсаМола, Бьюфойя-Спаркса, Линвилла и разработан соответствующий алгоритм. Анализ процессов в транзисторе проведен при следующих допущениях: • тип транзистора n-p-n; • в области базы создано ускоряющее поле; • примеси в базе вдоль оси X (ось, перпендикулярная переходам) распределены по экспоненциальному закону; • коллекторный переход характеризуется диффузионным механизмом переносу носителей; • эмиттерный переход считается резким, а коллекторный плавным; • модель транзистора в активном режиме одномерна. Рассмотрены две составляющие одномерной модели транзистора в активном режиме: а) стационарная составляющая; б) составляющая, описывающая процесс старения. Алгоритм дает возможность определить ДМ транзистора в ключевом режиме роботы в виде зависимостей тока Iк от его электрофизических и физико-химических параметров. В ключевом режиме коллекторный и эмиттерный переходы смещены в прямом направлении. При инжекции носителей в базу их излишняя концентрация вызывает увеличение базового тока. Падение напряжения на сопротивлении базы, вызванное протеканием тока базы, приводить к перераспределению плотности тока по поверхности перехода. Анализ процессов проведен следующим образом: - получена двухмерная функция распределения концентрации носителей в базе; - определена плотность тока; - осуществлен переход к току насыщенного транзистора

Construction of verification tests of determination of the technical state of digital blocks of radio electronic technique by the non-contact induction method of diagnostiс

В роботі визначено загальний підхід до побудови перевірних тестів для визначення технічного стану цифрових блоків радіоелектронної техніки безконтактним індукційним методом. Поставлену задачу розглянуто на прикладі простішої принципової схеми цифрового блоку.В работе определен общий подход к построению проверочных тестов для определения технического состояния цифровых блоков радиоэлектронной техники бесконтактным индукционным методом. Поставленная задача рассмотрена на примере простейшей принципиальной схемы цифрового блока.The general going is in-process certain near the construction of verification tests for determination of the technical state of digital blocks of radio electronic technique by a non-contact induction method. The set problem is considered on the example of the simplest fundamental chart of digital block

Construction of functional checking tests for non-contact induction method of diagnostics

В роботі визначено загальний підхід до побудови функціональних перевірних тестів для безконтактного індукційного методу діагностування радіоелектронних компонентів. В якості радіоелектронних компонентів розглянуто цифрові елементи пам’яті та мікроконтролер.В работе определен общий подход к построению функциональных проверяющих тестов для бесконтактного индукционного метода диагностирования радиоэлектронных компонентов. В качестве радиоэлектронных компонентов рассмотрены цифровые элементы памяти и микроконтроллеры.A common approach to the construction of functional checking tests for non-contact induction method of diagnosing radioelectronic components is defined in the papers. Digital memory elements and microcontroller are considered as the radioelectronic components