Методы повышения надежности.
Все методы повышения надежности разбиваются на три большие группы: методы, применяемые при проектировании, при изготовлении и при эксплуатации.
Методы повышения надежности, применяемые при проектировании.
К таким методам относятся:
1) резервирование;
2) упрощение системы;
3) выбор наиболее надежных элементов;
4) создание схем с ограниченными последствиями отказов элементов;
5) облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов;
6) стандартизация и унификация элементов и узлов;
7) встроенный контроль;
8) автоматизация проверок.
Эффективность этих методов состоит в том, что они позволяют из малонадежных элементов строить надежные системы. Эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов системы, уменьшить среднее время восстановления и время непрерывной работы системы.
Методы повышения надежности, применяемые при изготовлении.
При изготовлении элементов, систем надежность можно повысить, совершенствуя технологию производства, осуществляя автоматизацию производственных процессов, применяя статистический контроль качества продукции, осуществляя тренировку элементов и систем. Все эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов элементов системы.
Методы поддержания надежности, применяемые при эксплуатации.
Повысить надежность системы в процессе ее эксплуатации чрезвычайно трудно. Это объясняется тем, что надежность системы в основном закладывается при ее проектировании, обеспечивается при изготовлении, а при эксплуатации надежность только расходуется. Скорость ее расхода зависит от методов эксплуатации, квалификации обслуживающего персонала, условий эксплуатации.
Задача инженеров-эксплуатационников состоит не в повышении надежности системы, а в том, чтобы как можно дольше сохранить надежность системы, заложенную в процессе ее проектирования и изготовления.
Методы борьбы с помехами.
Помеха - внешнее или внутреннее воздействие, приводящее к искажению аналоговой или дискретной информации во время ее хранения, преобразования, обработки или передачи.
Методы борьбы с помехами:
1) Воздействие на источники помех - предотвращение появления или уменьшение числа источников помех и уровня создаваемых ими помех.
2) Уменьшение или исключение паразитных связей источников помех с каналами передачи данных и увеличение затухания помех на пути их проникновения в канал передачи данных.
3) Выделение и фильтрация помех в приемнике.
Методы борьбы с электрическими и магнитными полями.
Еще один вид связи представляет собой излучение электрического и магнитного полей. Все элементы схем, включая проводники, при движении по ним электрических зарядов излучают электромагнитные поля. Кроме того, не предусмотренного разработкой излучения, существует проблема преднамеренного излучения от таких источников, как радиовещательные и радиолокационные станции. Когда приёмник расположен в ближнем поле источника, электрическое и магнитное поля рассматривают раздельно. Если же приемник находится далеко от источника (в дальнем поле), излучение рассматривается как комбинация электрического и магнитного полей, то есть как электромагнитное излучение.
В этой схеме экранированный двигатель постоянного тока соединен со схемой управления. Шумы от двигателя вызывают помехи в слаботочной схеме, расположенной в той же установке. Шумовые токи, возникающие на коллекторе двигателя, выходят за пределы экрана, проходя по проводам к схеме управления. Провода излучают шумы, наводя их на слаботочные цепи.
В этом примере источником шумов является искрение между щетками и коллектором двигателя. Канал связи состоит из двух частей: проводов, подведённых к двигателю, и излучения от этих проводов. Приёмником служит слаботочная цепь. В данном случае шумы источника и приёмника практически не устранимы. Поэтому помехи должны быть подавлены в канале связи. Можно блокировать шумы, проходящие по проводам за пределы экрана, или подавить излучение проводов.
ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ РАЗВЯЗКА ЦЕПИ.
Гальваническая развязка — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.
Без использования развязки предельный ток, протекающий между цепями, ограничен только электрическими сопротивлениями, которые обычно относительно малы. В результате возможно протекание выравнивающих токов и других токов, способных повреждать компоненты цепи или поражать людей, прикасающихся к оборудованию, имеющему электрический контакт с цепью. Прибор, обеспечивающий развязку, искусственно ограничивает передачу энергии из одной цепи в другую. В качестве такого прибора может использоваться разделительный трансформатор или оптрон. В обоих случаях цепи оказываются электрически разделёнными, но между ними возможна передача энергии или сигналов.
Для обеспечения гальванической развязки могут быть использованы различные технические решения:
· Индуктивная (трансформаторная) гальваническая развязка, которая применяется в трансформаторах и для изоляции цифровых цепей;
· Оптическая развязка посредством оптрона (оптопара) или оптореле, применение которой является типичным для многих современных импульсных источников питания;
· Ёмкостнаягальваноразвязка, когда сигнал подается через конденсатор очень маленькой емкости;
· Электромеханическая развязка посредством, например, электромеханического реле.
В настоящее время очень широкое распространение получили два варианта гальванической развязки в схемах: трансформаторный и оптоэлектронный.
Трансформа́тор (преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения —электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнитомягкого материала.
Оптопара или оптрон — электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно — светодиод, в ранних изделиях — миниатюрная лампа накаливания) и фотоприёмника (биполярных и полевых фототранзисторов,фотодиодов, фототиристоров, фоторезисторов), связанных оптическим каналом и, как правило, объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.
Оптроны используются для гальванической развязки цепей — передачи сигнала без передачи напряжения, для бесконтактного управления и защиты. Некоторые стандартные электрические интерфейсы, например MIDI, предписывают обязательную оптронную развязку. Различают два основных типа оптронов, предназначенных для использования в цепях гальванической развязки: оптопары и оптореле. Основное отличие между ними в том, что оптопары, как правило, используются для передачи информации, а оптореле используется для коммутации сигнальных или силовых цепей.
Ферри́товыйве́нтиль (клапан) — СВЧ-устройство с односторонним прохождением электромагнитной волны, то есть с очень малым затуханием волны, проходящей в одном направлении, и очень большим — для волны обратного направления.
. 
Ферритовые устройства СВЧ Состоят из трѐх основных элементов: передающая линия, ферритовый элемент, намагничивающая система.
Основная задача этих устройств: управлять СВЧ волной между генератором и антенной. Часть между генератором и антенной называется фидером. Устройства позволяют управлять следующими характеристиками волны: направлением, амплитудой, фазой и плоскостью поляризации.
Устройства делятся на два класса:
1. Неуправляемые – это СВЧ приборы настроенные в процессе изготовления и их характеристики в процессе эксплуатации не изменяются.
2. Управляемые.
Параметры устройств:
1. Электрические – характеристики устройств в антенно-фидерном тракте.
2. Конструктивные.
3. Массогабаритные.
Ферритовые циркуляторы и вентили (ФЦВ) предназначены для согласования и развязки узлов и блоков высокочастотного тракта.
Основные свойства
| ФЦВ обеспечивают: - стабильную работу усилителя мощности (УМ) на несогласованную или произвольно меняющуюся нагрузку; - надежную защиту выходных каскадов УМ: 1) в аварийных ситуациях: при обрыве или закорачивании антенны; 2) от воздействия грозовых разрядов и импульсных электромагнитных излучений. |
| ФЦВ позволяют: - эффективно бороться с интермодуляционными искажениями, эхо-сигналом, возбуждением многокаскадных УМ; - точно контролировать: 1) уровень проходящей и отраженной мощности; 2) параметры передатчика; 3) системы автоматической регулировки мощности; - в несколько раз увеличить коэффициент усиления многокаскадного УМ; - обеспечить одновременную работу передатчика и приемника на одну антенну. ФЦВ - это единственные устройства, позволяющие защитить выход передатчика от электромагнитного излучения, воздействующего в его полосе рабочих частот. ФЦВ - это пассивные линейные устройства, выполняющие свои функции в любом сечении высокочастотного тракта. |