Исследование и разработка методов и технических средств и измерения для формирования статистических высококачественных моделей радиоэлементов (стр. 11 из 17)
Результаты статистического исследования паразитного параметра резистора МЛТ-0,125-51 Ом
реализациях для: а) среднее значение параметра; б) его отдельной реализации при токе смещения 25 мА, в диапазоне частот от 10 до 90 мГц, объем партии 10 штук.
5.3 Частотные параметры диода
Были исследованы частотные характеристики диодов КД521А. Гистограммы активной и реактивной составляющих полного сопротивления диода КД521А показаны на рисунках 5.5 и 5.6.
Рисунок 5.5 Гистограммы зависимости дифференциального сопротивления отчастоты диода КД521А (при прямом токе 25 мА): а) на частоте 10 МГц; б) на частоте 50 МГц; с) на частоте 90 МГц.
Листинги расчетов приведены в приложении Б.
Из гистограмм видно, что качественно они соответствуют нормальному закону распределения (группировка в центре распределения). На этот факт также указывают количественные данные по критерию Пирсана, по этому, в данном случае можно применять классический анализ статических характеристик.
Результаты статистического исследования основного параметра диода КД521А
Рисунок 5.7 Частотные характеристики основного параметра диода КД521А(при прямом токе 25 мА): а) усредненные; б) отдельных реализациях.
Из рисунка 5.7 следует, что активная часть полного сопротивления диода существенно зависит от частоты, увеличивается с 3,5 Ом (10 Мгц) до 10 Ом (90Мгц). Отдельные реализации рисунка 5.76 практически параллельны друг другу, что свидетельствует об устойчивости процесса измерений.
Вопреки обще принятым моделям оказалось, что на высоких и ультравысоких частотах реактивная составляющая полного сопротивления диода имеет не ёмкостной, а индуктивный характер в области смещения рабочей точки, в область активного режима.
Изменение значения индуктивной составляющей полного сопротивления диода в выбранном диапазоне частот менее существенно, чем для активной составляющей, и представляет собой отклонения в пределах 10 % от среднего значения линии регрессии. Отдельные реализации также различны (рисунок.5,8Б) Результаты статистического исследования паразитного параметра диода КД521А
Экстремальность этих характеристик (вогнутость вниз) объяснить затруднительно этот эффект требует дополнительных исследований.
Индуктивный характер полного сопротивления показывает корректировки модели диода при его работе на высоких частотах. Обращая внимание на тот факт, что базовый переход транзистора работает также при смещении в прямом направлении, в этой связи этот переход транзистора также может иметь индуктивный характер, поэтому необходимо детально изучить его характеристики этого перехода на высоких частотах. В общем можно считать, что разработанное рабочее место может быть применено при измерениях и анализа свойств двухполюсных РК. При этом можно идентифицировать паразитные параметры РК. Характер измерений устойчивый.
5.4 Корректированная модель полупроводникового диода
Корректировка общепринятой модели связана с выявленным индуктивным характером полного сопротивления реального диода при его работе на высоких частотах. При этом необходимо объяснение этого явления и разработка рекомендаций по применению диодов работающих в ВЧ и СВЧ диапазонах.
В этой связи были выполнены исследования для определения зависимостей полного сопротивления диода от положения рабочей точки при её смещении в положительном направлении. Результаты измерения составляющей полного сопротивления диода КД 512А приведены на рисунке 5.9, а его В АХ на рисунке 5.10.
Из рисунка 5.10 видно, что В АХ диода имеет обычный экспоненциальный характер, близкий к классическому.
Активная Rn составляющая полного сопротивления диода, которое имеет монотонно убывающий характер, уменьшаясь при увеличении положительного смещения. Из рисунка 5.9 следует, что реактивные компоненты полного сопротивления имеют сложные зависимости как от смещения рабочей точки, так и частоты. По своему характеру в каждой частотной точке реактивная составляющая полного сопротивления в области перехода ВАХ из района отсечки в активный режим меняет свой характер с емкостного на индуктивный. По характеру кривых 1, 2, 3 (рисунок 5.9) можно сделать заключение, что в их формировании участвует явление последовательного резонанса, которое особенно проявляется при снижении частоты. Как это известно из теории электрических цепей до резонансной частоты входное сопротивление последовательного контура имеет емкостной а после - индуктивный.
Другое явление заключается в том, что на более высоких частотах точка резонанса наблюдается при меньших смещениях. Это можно объяснить влиянием индуктивностей выводов диода. В самом деле, если на частоте 10 МГц (резонанс наблюдается в точке U]) то при увеличении частоты до 50 МГц частота резонанса будет наблюдаться в точке U2 т.к. при предположении, что сопротивление выводов LB= const резонанс должен наблюдаться при более низком напряжении смещения.
Для подтверждения выдвинутого предположения сравнений результатов измерений на частоте 10 МГц, измерения диода КД 521А со стандартными и укороченными н 30 мм выводами.
Из рисунка 5.11 видно, что составляющая реактивного сопротивления при укорочении выводов, во-первых, смещаются в право, во-вторых, индуктивная составляющая существенно уменьшается примерно на 30 нГн, что количественно соответствует индуктивности удалённых отрезков..
 |
Таким образом считаем, что компонентную модель диода при смещении рабочей точки в активную область нужно описывать в виде эквивалентной схемы показанной на рисунке 5.12, которой предлагаем заменить схему рисунка 2.10
| Рисунок 5.11 Предлагаемая компонентная схема высокочастотного диода |
6 Организационно-экономическая часть
6.1 Организация и планирование опытно-конструкторской разработки рабочего места для измерения двухполюсных и многополюсных радиоэлементов
В условиях рыночных отношений коммерческий успех деятельности конструкторской организации зависит от того, в какой мере разрабатываемая техника обладает признаками рыночной новизны и по своим техническим, функциональным, эксплуатационным характеристикам соответствует или превосходит лучшие образцы отечественной и зарубежной техники.
С целью оценки результатов разработки проводится анализ конструкции рабочего места для измерения двухполюсных и многополюсных радиоэлементов, по результатам которой может быть сделан вывод о целесообразности передачи конструкторской документации на следующие стадии. Для обоснования важности использования нашей разработки проводится расчёт трудоемкости ОКР, договорной цены темы и эксплуатационных издержек потребителя.
Трудоёмкость ОКР определяется на основе метода укрупнённого расчета, который основан на определении трудоёмкости стадии или этапа разработки рабочих чертежей. Через удельный вес этой стадии или этапа определяется трудоёмкость темы в целом. Расчёт трудоёмкости этапа разработки рабочих чертежей приведен в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Трудоемкость разработки рабочих чертежей
| Виды работ | Кол-во чертежей | Норма времени на один чертеж, чел -ч | Трудоемкость разработки, чел -ч |
| Принципиальные схемы | 12 | 3,0 | 36,0 |
| Монтажные схемы | 18 | 3,0 | 54,0 |
| Эскизы конструкции | 32 | 3,5 | 112,0 |
| Всего: | 62 | 202,0 |
Трудоемкость разработки рабочих чертежей с учётом поправочных коэффициентов производится по формуле
ТРРЧ= t*КНОВ*КСЕР*КУСЛ*КП.Т (6-1)
где t - трудоёмкость этапа разработки рабочих чертежей без учёта поправочных коэффициентов, чел-ч;
khob, kcep, Кусл, Кп.т - поправочные коэффициенты степени новизны, серийности, условий применения РЭА и т.д.[52].
Трудоемкость разработки рабочих чертежей с учетом поправочных коэффициентов (6.1) составит
ТРРЧ = 202 ∙1.3 ∙1.2 ∙1.0 ∙0.7 = 220,6 чел ∙ч.
Трудоёмкость ОКР определяется по следующей формуле
ТОКР= ТРРЧ ∙100%/ 11%, (6.2)
где тррч - трудоёмкость разработки рабочих чертежей, чел-ч. Результаты расчета сведем в таблицу 6.2.
Таблица 6.2 - Трудоемкость ОКР по стадиям разработки
| Стадии | Вес, % | Трудоемкость разработки, чел-ч |
| Техническое предложение | зд | 100,3 |
| Эскизное проектирование | 18,0 | 361,0 |
| Техническое проектирование, в том числе: | 32,0 | 641,7 |
| - изготовление и отработка макета конструкции | 16,0 | 320,8 |
| Разработка рабочей документации, в том числе: | 45,0 | 902,4 |
| - разработка рабочих чертежей | 11,0 | 220,6 |
| - испытание опытного образца | 7,0 | 140,4 |
| - корректировка КД по результатам испытаний | 4,0 | 80,2 |
| Всего: | 100,0 | 2005,3 |
Число исполнителей определяется по формуле: