Беккер П.
Проектирование надежных электронных схем
Перевод с английского А. Л. Райкина
Под редакцией И. А. Ушакова
МОСКВА «СОВЕТСКОЕ РАДИО» 1977
Рассматриваются методы расчета надежности электронных схем на ранних этапах проектирования с учетом начального уровня качестна комплектующих элементов и постепенных изменений их параметров во времени. Даются практические рекомендации по повышению надежности реальных электронных схем. Изложение иллюстрируется примерами. Предназначена для инженеров-разработчиков радиоэлектронной аппаратуры и специалистов по надежности. Может быть использована в качестве пособия студентами вузов.
Беккер П., Йенсен Ф. Проектирование надежных электронных схем. Пер. с англ. Под ред. И. А. Ушакова, издательство «Советское радио», 1977. 256 с. с ил.
Редакция радиотехнической литературы
Перевод с английского. Издательство «Советское радио», 1977
Предисловие редактора перевода. Издательство «Советское радио», 1977
Peter W. Becker and Finn Jensen DESIGN OF SISTEMS AND CIRCUITS for Maximum Relibility or Maximum Production Yield
Содержание книги
Проектирование надежных электронных схем
Предисловие редактора перевода
Предисловие
Глава I. Введение
1.1. Предварительные замечания
1.2. Краткий обзор работ
Глава 2. Некоторые положения теории надежности
2.1. Основные типы отказов
2.2. Вероятность безотказной работы
2.3. Два свойства функции R(t)
2.4. Четыре выражения для-вероятности безотказной работы
2.5. Модели внезапных отказов
2.6. Комбинаторные соображения при анализе надежности
2.7. Показатель надежности системы как функция времени
2.8. Замечание о влиянии ремонта на модель анализа
2.9. Применение теории графов к анализу надежности
Глава 3. Проблема проектирования
3.1. Предмет проектирования
3.2. Предварительное проектирование
3.3. Понятие системы
3.4. Математическая формулировка задачи проектирования
Глава 4. Математическая модель для показателя надежности по отказам вследствие дрейфа характеристик
4.1. Математическая модель для вероятности удовлетворения техническим условиям в начальный момент времени или для показателя надежности по отказам вследствие дрейфа характеристик
4.2. Три фактора, усложняющих вычисление показателя
4.3. Пример влияния статистической зависимости входных переменных
Глава 5. Методы вычисления вероятности безотказной работы систем или схем
5.1. Классификация схем по сложности вычисления вероятности безотказной работы
5.2. Нормальная аппроксимация распределения выходных переменных
5.3. Метод свертки
5.4. Метод прямого отображения
5.5. Метод статистического моделирования Монте-Карло
Глава 6. Основы прогнозирования уровня начального качества продукции и показателя надежности с учетом отказов из-за дрейфа характеристик
6.1. Информация о распределениях параметров элементов в момент выпуска продукции
6.2. Общие рекомендации
6.3. Неопределенность исходных данных
Глава 7. Примеры распределения вероятностей для выходной переменной, полученных способом свертки и статистическим моделированием
7.1. Усилитель на одном транзисторе
7.2. Усилитель на трех транзисторах
7.3. Визуальный анализ гистограмм
7.4. Критерий Колмогорова-Смирнова для сравнения двух выборок
7.5. Критерий Колмогорова — Смирнова для одной выборки
Глава 8. Методы оптимизации
8.1. Постановка задачи оптимизации схемы
8.2. Обзор существующих методов оптимизации
8.3. Замечания о форме поверхности отклика
Глава 9. Примеры, иллюстрирующие предлагаемые методы оптимизации
9.1. Поиск возможного решения
9.2. Максимизация вероятности соответствия схемы установленным требованиям в начальный момент времени
9.3. Общие соображения об оптимизации искомой вероятности
Приложение 1. Примеры схем усилителей и моделей транзисторов
Приложение 2. Распределение вероятностей для нелинейных функций случайной величины
Приложение 3. Входные параметры для примеров из главы 7
Приложение 4. Параметры транзистора и статистические соотношения между ними
Приложение 5. Систематизированная процедура составления вариантов проектируемой системы или схемы минимальной стоимости
Список литературы
Предисловие редактора перевода
Предлагаемая вниманию советского читателя книга Петера Беккера и Финна Йексена посвящена методам обеспечения надежности радиоэлектронных схем на ранних этапах проектирования с учетом начального уровня качества комплектующих деталей и постепенных изменений параметров во времени.
В настоящее время список одних только книг по различным вопросам надежности насчитывает многие десятки наименований (см., например, специальное приложение в «Справочнике по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики», изданном в издательстве «Советское радио» в 1975 г.). Однако специалисты .по теории и практике надежности хорошо представляют, что большинство этих книг посвящено достаточно всестороннему анализу моделей внезапных отказов. Сейчас хорошо разработаны такие разделы теории надежности, как методы резервирования с восстановлением и без восстановления, методы оценки восстанавливаемых систем вообще, методы оптимальной эксплуатации (включая задачш оптимального резерви-равания, профилактики и поиска неисправностей), методы проведения испытаний и обработки экспериментальных данных о надежности изделий и т. п.
Нетрудно убедиться, что в этом перечне практически не отражены проблемы, связанные с анализом постепенных отказов (так, даже в задачах оптимизации профилактике вопросы изменения параметров во времени не занимают должного места).
Такая ситуация побудила редактора перевода обратить внимание на данную книгу, которая, с одной стороны, восполняет в определенном смысле существующий лробел в литературе по надежности, а с другой - написана вполне доступно и содержит большое количество практических инженерных рекомендаций.
Конечно, было бы неправильно говорить, что данная тематика совершенно не отражалась в имеющейся литературе по надежности. Так, в одной из первых книг, посвященных проблемам надежности малогабаритная радиоаппаратура. Вопросы конструирования, (производства и эксплуатации. Сб. пер. Под ред. В. И. Сифорова. М., ИЛ, 1954) уже содержались материалы, посвященные анализу выхода параметров за поле долусков.
Правда, книга, целиком посвященная вопросам так называемой параметрической надежности, появилась лишь более чем через десятилетие (К. А. Иыуду. Оптимизация устройств автоматики по критерию надежности. М., «Энергия», 1966). Она содержит ряд полезных теоретических результатов, которые, однако, носят скорее методологический, чем практический характер. Достаточно большое внимание рассматриваемой проблеме уделено в книге Г. Б. Дружинина «Надежность систем автоматики» (М., «Энергия», 1967), .представляющей собой переработанное и дополненное издание более ранней книги «Надежность устройств автоматики» (1964). Этими двумя работами, по существу, и ограничивается перечень книг по рассматриваемой проблеме анализа надежности с учетом постепенных отказов.
Основное достоинство предлагаемого перевода книги Беккера и Йенсена состоит в доступности изложения и наличии большого числа умело подобранных и хорошо составленных примеров, которые рассчитаны непосредственно на инженера-практика. Однако в некоторых местах материал изложен нестрого, что не удалось устранить в результате перевода и редактирования.
Следует особо отметить, что авторам удалось четко связать показатели начального качества продукции (с учетом разброса параметров комплектующих элементов в начальный момент времени) с показателями сохранения работоспособности в процессе функционирования. Отсутствие соответствующего начального уровня качества элементов технических систем приводит к необходимости введения избыточности в структуру этих систем, соответствующей организации процесса технического обслуживания, наличия резервов запасных элементов и т. п. Нетрудно попять, что все эти вопросы будут практически решены, если обеспечить требуемый начальный уровень качества элементов системы и высокую стабильность их параметров в процессе эксплуатации, ибо в конечном счете именно ненадежность основных, базовых схем в радиоэлектронной аппаратуре приводит к необходимости разрабатывать достаточно сложные способы поддержания необходимой работоспособности систем.
В процессе работы над переводом книги редактору большую помощь оказали авторы, предоставив перечень опечаток и ошибок. Кроме того, по договоренности с авторами в процессе редактирования текст был переработал с учетом существующей советской и переводной литературы по надежности, известной уже советскому читателю.
Можно надеяться, что книга П. Беккера и Ф. Йенсена окажется полезной инженерам, которые занимаются проектированием и производством надежных радиоэлектронных устройств.
Доктор техн. наук, профессор И. Ушаков
Скачать книгу "Проектирование надежных электронных схем". Москва, Издательство Советское радио, 1977
|
