Разработка аппаратной части систем измерения скалярных параметров СВЧ устройств на базе современных микроконтроллеров

МИНИСТЕРСТВООБЩЕГО И СПЕЦИАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ PФ

КУБАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

Кафедраавтоматизациипроизводственныхпроцессов

Пояснительнаязаписка

к курсовойработепо курсу

"Системыавтоматизированногопроектирования"

Темакурсовой работы:

"Разработкааппаратнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройствна базе современныхмикроконтроллеров"

Выполнилстудент:

группы94-ОА-61

ПоловинкоС.Л.

Провериладоц. каф. АПП

НестероваН.С.

Краснодар1998 г.

Министерствообщего и профессиональногообразования

РоссийскойФедерации

КУБАНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

Кафедраавтоматизациипроизводственныхпроцессов

ЗАДАНИЕ

на курсовуюработу по дисциплине

“ Системыавтоматизированногопроектирования“

студенту ПоловинкоС.Л. группы 94-ОА-61

Тема:"Разработкааппаратнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройствна базе современныхмикроконтроллеров".

1. Исходныеданные:

Заданиена разработкусистемы автокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств.

Аппаратносистему автокалибровкии измеренияреализоватьна базе современногомикроконтроллера.

2. Выполнитьрасчеты:

Провестирасчет надежностьразрабатываемойсистемы.

3. Выполнитьграфическиеработы:

Привестиструктурнуюсхему разрабатываемойсистемы автокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств(прибор классаР2-).

Вычертитьпринципиальнуюсхему измерительнойчасти Р2-.

4. Оформитьпояснительнуюзаписку.

5. Основнаялитература:

АбубакировБ.А., Гудков К.Г.,Нечаев Э.В. Измерениепараметроврадиотехническихцепей/ Под ред.В.Г. Андрющенко,Б.П. Фатеева. –М.: Радио и связь,1984. – 248 с.; Измерителиамплитудно-частотныххарактеристики их применение.П.Адоменас,Я.Аронсон,Е.Бирманас,И.Боерис, Т.Улевичюс– М.: Связь, 1968. –165 с.; ATMEL 8-BitMicrocontroller with 8K Bytes Flash AT89S8252.

Заданиевыдано 04.09.1998 Сроксдачи проекта 24.11.1998

Заданиепринял__________________студентПоловинкоС.Л.

/подпись/

Руководительработы __________________ доцент НестероваН.С.

/подпись/

Работазащищена_________________с оценкой______________________

Комиссия:доцент каф.АППНестероваН.С.

профессор Асмаев М.П.

Решениекомиссии утверждаю.

Заведующийкафедрой АПП,профессор Асмаев М.П._____________

Реферат

Курсоваяработа 40с., 4 рисунка,4 таблицы,16 источников,2 приложения.

детекторнаяголовка, измерительнаячасть, схемауправления,система автокалибровки,микроконтроллер,коэффициентусиления, измерение,диод Шоттки.

Работа выполненас целью созданияаппаратнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств(программнаячасть системыразрабатываетсяв рамках курсовогопроекта покурсу “Автоматизированноеуправлениев техническихсистемах”).

Разработаннаясистема позволяетв автоматическомрежиме производитьизмерениямощности входногоСВЧ сигналав широком диапазоне(00,4) мВтс достаточновысокой точностью(погрешностьизмеренийсоставляет110^-7 Вт).

Измерительнаячасть системыавтокалибровкии измерения,разработаннаяна основемикроконтроллераATMEL 89S8252-24QC,конструктивнорасполагаетсяна печатнойплате размером14,52,8 см. иимеет информационнуюпроизводительность2.410³результатовв секунду.

Разработаннаясистема внедряетсяна базе НПКАООТ "РИТМ".

Система автокалибровкии измеренияприменяетсяв составе измерителякоэффициентастоячей волны(КСВ) Р2-, которыйв свою очередьвходит в составизмерительнойсистемы «Растр».

Годовой экономическийэффект от внедренияпроектируемойсистемы измерениякомплексныхпараметровСВЧ устройств(вся система«Растр») составил8 101 258,85рублей. Срококупаемостиновой системыориентировочно7 дней. (Расчетгодовогоэкономическогоэффекта и срокаокупаемостипредставленв курсовомпроекте покурсу “Организация,планированиеи управлениепредприятием”).

Содержание

Реферат4

введение8

1 Описаниетехнологическогопроцесса10

1.1КлассификацияаппаратурыизмерениякомплексныхпараметровСВЧ сигнала10

1.2 Основныехарактеристикиприменяемыхизмерительныхприборов10

1.3 Краткоеописание процессаизмерения11

1.4Экономическоеобоснование 13

2 Требованияк разрабатываемойсистеме и постановказадачи17

2.1Постановказадачи17

2.2Требованияк разработкеаппаратнойчасти17

2.3Требованияк разработкепрограммногообеспечения17

3 Техническоезадание18

3.1 Основаниедля проектирования18

3.1.1 Составкаждого комплектаприбора и требованияк конструкции18

3.2Тактико-техническиетребования19

3.2.1Требованияк параметрами характеристикамизмерителейкоэффициентапередачи иотражения(приборы группыР2-).20

3.2.2 Режимыработы приборовгруппы Р2-.20

3.2.3 Пределыдопускаемойосновной погрешностиизмерений21

3.2.4 Требованияк техническомууровню22

3.2.5 Требованияк надежности22

3.2.6 Требованияк технологичностиконструкции23

3.2.7 Требованияк уровню унификациии стандартизации23

3.2.8 Эстетическиеи экономическиетребования23

3.2.9 Условияэксплуатации.23

3.2.10Требованияк упаковке имаркировке23

4 Разработкааппаратнойчасти измерительнойсистемы Р2-«Растр»25

4.1 Выборструктурыизмерительнойсистемы Р2-«Растр»25

4.2Обоснованиевыбора техническихсредств27

4.3Разработкапринципиальнойсхемы31

5 Расчетнадежности35

Заключение37

Списокиспользуемыхисточников38

ПриложениеА – Исходныеданные длярасчета надежности.39

ПриложениеБ – Расчетнадежностиизмерительнойчасти Р2- «Растр».41

спецификация42

введение

Наданном этаперазвития техникивозникла потребностьв более точныхи скоростныхсистем измеренияпараметровСВЧ сигнала,так как приразработке,производстве,эксплуатациирадиоэлектронныхустройствнеобходимовыполнятьбольшое количествоизмерений,разнообразныхпо сложности,точности иколичествуконтролируемыхпараметров.

Основаниемдля разработкивсей измерительнойсистемы можносчитать следующийфактор: в текущиймомент на вооруженииРоссийскихвоенных находитсябольшое количествоСВЧ устройстви приборов,выполняющихсамые различныефункции. Всеэти приборы,согласно определеннымтребованиям,требуют периодическихметрологическихповерок иразнообразныхтестирований,необходимыхдля поддержанияв постояннойбоевой готовностивсе современноеэлектронноеоборудование.Такого родаизмерительно-поверочныесистемы используемые в настоящеевремя, в видубыстротечностиэлектронно-техническогопрогресса,морально итехническисильно устарели,поскольку были разработаныи освоены впроизводствене менее 10 летназад еще доповальногоэкономическогоспада в нашейстране. Эксплуатация,обслуживание,а тем болеевоспроизводствотаких приборов,с учетом ихвысокой себестоимостии сложнымобслуживанием,превратилосьв практическинеразрешимуюпроблему. Резкийрост цен науслуги и энергоносителипривел к тому,что даже простоескладированиегромоздкихизмерительныхприборов требуетбольших денежныхзатрат. Какпоказываетмноголетнийопыт эксплуатацииизмерительнойСВЧ техники,коэффициентзагрузки большинстваприборов непревышает 10%. Низкий коэффициентиспользованияобъясняетсяотсутствиеммногофункциональностиразработанныхранее приборов.В метрологическихслужбах находятсяприборы, эксплуатируемыенесколько днейв году, илинаходящиесяна рабочихместах, но редкоиспользуемыедля активногоизмерения.

Всяэта техникатребуетвысококвалифицированногоперсонала,рабочих площадейи значительныхматериальныхзатрат дляподдержанияее в рабочемсостоянии ипериодическойповерки. Подсчитано,что стоимостьгодовой эксплуатацииизмерительнойтехники приблизительноравна 15% от стоимостисамого прибора.Причем этавеличина малозависит отинтенсивностииспользованияприбора, таккак ее основнымисоставляющимиявляютсяамортизационныеотчисления,ремонтные иаттестационныезатраты.

Такимобразом, повышениемногофункциональностиизмерительнойаппаратуры,а особеннодорогостоящихСВЧ приборов,превратилосьне только втехническую,но и актуальнуюэкономическуюпроблему.Разрабатываемоеустройствопозволяет резкосократить паркизмерительныхСВЧ приборов,причем метрологическиеи эксплуатационныевозможностинового приборазначительнорасширятсяпо отношениюк заменяемым.

Благодарястремительномуразвитиюмикросхемотехникив настоящеевремя появиласьэлементнаябаза для созданияприборов, отвечающихсовременнымтребованиямпо быстродействиюи точностиизмерения параметровСВЧ сигнала.

Основаниемдля разработкисистемы автокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройствпослужили болеевысокие требованияк точностиизмерений иналожение болеежестких ограниченийво времени(порядка 400 мкс)по отношениюк существующимсистемам.

1Описаниетехнологическогопроцесса

1.1КлассификацияаппаратурыизмерениякомплексныхпараметровСВЧ сигнала

Приборыдля измеренияпараметровэлементов итрактов сраспределеннымипараметрами(группа «Р-»)разделяетсяна следующиевиды:

Р1-линииизмерительные;

Р2-измерителикоэффициентастоячей волны(КСВ);

Р3-измерителиполных сопротивлений;

Р4-измерителикомплексныхкоэффициентовпередач;

Р5-измерителипараметрови линий передач;

Р7-измерителидобротности.

Приборыгруппы «Р-»можно разделитьна две основныеподгруппы:измерителина основе анализакартины стоячейволны и измерителейна основе анализаотношенийпадающих, прошедшихи отраженныхот исследуемогообъекта сигнала.К первой подгруппеотносятся линииизмерительные(Р1-) и измерителиполных сопротивлений(Р3-). Функциональныевозможностиобоих видовизмерителейодинаковы.Преимуществомприборов Р3-,особенно насравнительнонизких частотах,являются малыегабариты.

Усовершенствованиеизмерительнойаппаратурына основе развитияметодов построенияи элементнойбазы привелок тому, что многиеприборы имеютболее широкиефункции. Например,приборы Р2-,предназначенныедля измерениякоэффициентастоячей волны(КСВ),измеряют иослабление(усиление).

1.2Основныехарактеристикиприменяемыхизмерительныхприборов

В настоящеевремя на вооружениинаходитсябольшое количествоСВЧ радиоизмерительныхприборов,разработанныхи освоенныхв производстве 8 – 10 лет назад.Среди них наиболеераспространеныизмерителиКСВ и ослабления(Р2-71).Для сравненияприведем в Таблица 1.1некоторыеосновные техническиехарактеристикиприборов: (Р2-71)и разрабатываемого(по ТЗ).

Таблица1.1- Сравнительныехарактеристикиприборов

Основныетехническиехарактеристики	Приборы,находящиесяв применении	Разрабатываемыйприбор
Прибор Р2-72
Диапазонрабочих частот	12,05 – 17,44 ГГц	0,01 – 37,5 ГГц
ПределыизмеренияКСВ	1,05 - 5,00	1,03 – 5,00
ПогрешностьизмеренияКСВ	5К %	5К %
Масса	45 кг	не более 20 кг

1.3Краткоеописание процессаизмерения

Внастоящее времяиспользуются,как уже отмечалосьвыше, несколькоустаревшиесредства измеренияКСВ. Они представляютсобой стационарные,довольно громоздкиеустройствас полностьюручным управлением.Для производстваодного измерения(измерение водной точке)необходимовручную установитьна генератореСВЧ сигналанеобходимуювходную частоту,произвестинастройку нанеобходимыйдиапазонизмерительногоприбора (классаР2-), считатьизмеренноезначение сустройстваиндикацииприбора, произвестипростейшиерасчеты и записатьполученныйрезультат вбланк записиизмерений. Дляпроведенияанализа состоянияисследуемогоСВЧ прибора,которым, к примеру,может служитьантенна радиолокационнойстанции, необходимопроизвестиизмерения внесколькихточках приразличныхзначенияхвходных частот.Обычно этихточек от 300 до600 в зависимостиот исследуемогодиапазонавходных частот.Очевидно, чтоподобный способизмеренийморально устарели занимает ктому же оченьмного времени(к примеру, дляснятия однойхарактеристикииз 600 точек высококвалифицированномуоператорунеобходимооколо 10 часов).Упрощеннаясхема вышеописаннойизмерительнойсистемы приведенана рисунке 1.1.

Процессизмерений наразрабатываемойсистеме максимальноупрощается,по сравнениюс вышеописанным.Не считаяподготовительныхопераций (подключениеприбора к сетии к объектуисследования),весь процесснастройки(автокалибровки)системы и,собственно,измеренияпроисходитв автоматическомрежиме подуправлениемоператора ЭВМ,то есть весьпроцесс настройки(калибровки)системы и сампроцесс измеренияпроисходятпод централизованнымконтролемуправляющегокомпьютера,который представляетсобой не какое-либоспециализированноеоборудование,а самый обыкновенныйПК на базе Pentiumпроцессорас поддержкойшины USB.Упрощеннаяструктурнаясхема всейразрабатываемойсистемы приведенана рисунке 1.2.

1.4Экономическоеобоснование

Резкийрост цен науслуги и энергоносителипривел к тому,что даже простоескладированиегромоздкихизмерительныхприборов требуетбольших денежныхсредств. Какпоказываетмноголетнийопыт эксплуатацииизмерительнойСВЧ техники,коэффициентзагрузки большинстваприборов непревышает 10%. Низкий коэффициентиспользованияобъясняетсяотсутствиеммногофункциональностиразработанныхранее приборов.В метрологическихслужбах находятсяприборы, эксплуатируемыенесколько днейв году, илинаходящиесяна рабочихместах, но редкоиспользуемыедля активногоизмерения.

Вто же время всяэта техникатребует квалифицированногоперсонала,рабочих площадейи значительныхматериальныхзатрат дляподдержанияее в рабочемсостоянии ипериодическойповерки.

Известно,что стоимостьгодовой эксплуатацииизмерительнойтехники приблизительноровна 15% от стоимостисамого прибора.Ее величинамало зависитот интенсивностииспользованияприбора, таккак ее основнымисоставляющимиявляютсяамортизационныеотчисления,ремонтные иаттестационныезатраты.

Произведемрасчет одногоиз возможныхвариантовполученияэкономическогоэффекта отвнедренияразрабатываемойсистемы измеренияпараметровСВЧ сигнала

Дляполноценногоанализа поведенияСВЧ объектаво всем диапазонеизменениячастот необходимопровести измеренияв определенномколичестветочек (от 300 до600 в зависимостиот исследуемогодиапазонавходных частот),затем анализизмеренныхрезультатови представлениеих в виде графика.В зависимостиот исследуемыхпараметровСВЧ сигнала(амплитуды,частоты, коэффициентастоячей волны(КСВ),фазы, коэффициентапередачи икоэффициентаотражения)измеренияпроизводятсяна приборахкласса Р2- илиР4-, но для простотыбудем считатьчто время одногоизмерения наобоих прибораходинаково.

Дляпроизводстваодного измеренияна существующемоборудованиивысоко квалифицированномуоператорунеобходимозатратить околоодной минутыс учетом производствапростейшихрасчетов, занесениярезультатав бланк записиизмерений иустановкиследующейвходной частотывручную. ДляпостроенияокончательнойхарактеристикиСВЧ объекта(измерение в600 точках) емунеобходимо:

600 точек 1 мин. = 600 мин или 10 час.

Предположим,что заработнаяплата такогоспециалистасоставляет1500 руб. в месяц,тогда при 255 рабочихднях в годубудет произведено(если предположить,что все 8 часовв день операторпроизводитизмерения):

255 дней 8 час/день 60 мин/час= 122400 мин

в данномслучае равноечислу измеренийили будет построено:

122400 измерений/ 600 точек= 204 характеристики;

на чтобудет затрачено:

1500 руб. 12 мес. = 18000 руб.

Разрабатываемая система измеренийв течении однойсекунды автоматическипроизводитизмерение в600 точках и строитна экране ЭВМнеобходимуюхарактеристику.Если предположитьчто зарплатаспециалиста,работающегона новом оборудовании,будет прежней(1500 руб.), хотяквалификацияего может бытьниже, чем в первомслучае, то притех же затратахв год (18000 руб.)будет построено:

255 дней 8 час/день 3600 сек/час =7344000 характеристик

или произведеныизмерения в:

7344000 характеристик 600 точек= 4406400000 точках,

что в4406400000 / 122400 = 36000 раз больше,чем в первомварианте.

Длябольшей наглядностис экономическойточки зренияпроведем подобныйрасчет относительнозатраченныхсредств, тоесть подсчитаемсколько потребуетсявремени новойсистеме дляпроизводстватакого же числаизмерений, чтои старой системеза год.

204 характеристики/ 1 сек = 204 секунды

Зарплатаспециалистаза этот промежутоквремени составит:

1500 руб/мес/ 22 дня/мес/ 8 час/день/ 3600 сек/час 204 сек= 0,48 руб.

Такимобразом, повышениемногофункциональностиизмерительнойаппаратуры,а особеннодорогостоящихСВЧ приборов,превратилосьне только втехническую,но и актуальнуюэкономическуюпроблему.

Окончательноможно отметить,что применениенового видаприборов приведетк:

• увеличениюточности проводимыхизмерений;

• уменьшениювременныхзатрат на проведениеизмерений;

• повышениюуниверсальностинового приборапо отношениюк используемымв настоящеевремя;

• значительноеуменьшениегабаритов имассы новогоизмерительногокомплекса;

• повышениюудобства пользованияизмерительнойсистемой;

• улучшениюпониманияисследуемыхпроцессов засчет скоростнойвизуализациина экране ЭВМдинамическипроисходящихпроцессов;

• возможностиболее универсальногоиспользования:подключениек любому персональномукомпьютеручерез универсальнуюшину USB.

2Требованияк разрабатываемойсистеме и постановказадачи

2.1Постановказадачи

Устройстводолжно приниматьот датчика СВЧсигнала постоянноенапряжениеот 5 мкВ до 3,6 В,усиливать егоусилителемпостоянноготока с коммутируемымкоэффициентомусиления(1/4,1,4,16,64,256) и подаватьна АЦП. Результатизмерения АЦПпередаетсяв микроконтроллер,усредняетсяза 1,2,4,8 измерений,корректируетсяпо специальнойфункции и предаетсячерез последовательныйканал связи(SPI) для дальнейшейобработки вуправляющийкомпьютер.

Устройствоможет работатькак в режимеизмерения, приэтом должнаобеспечиватьсяинформационнаяпроизводительность2.410³результатовв секунду, таки в режимекалибровки:определениеспециальнойкорректирующейфункции.

Точность измерения(в верхней частиизмеряемыхзначений) составляет0,1 %.

2.2Требованияк разработкеаппаратнойчасти

Разработатьсхему устройства,выполняющегоперечисленныефункции намикроконтроллереATMEL 89S8252-24QC.

Работа завершаетсяпредоставлениемэлектрическойсхемы, сборочногочертежа и топологиипечатногомонтажа.

2.3Требованияк разработкепрограммногообеспечения

Разработатьпрограмму длямикроконтроллера,обеспечивающуювыполнениеперечисленныхфункций. Результатпредставитьв виде отлаженныхтекстов программ,протоколовизмеренияхарактеристикустройствав целом.

3Техническоезадание

3.1Основаниедля проектирования

Разработкавыполняетсяв соответствиис планом НИОКРпо разработкеСИ ВН на 1995 год.Начало и окончаниеОКР устанавливаетсяв соответствиис условиямидоговора. Цельработы – разработканового поколениясредств измерениядля измерениякомплексныхпараметровкоэффициентовпередачи иотражения Р4-,измерителейкоэффициентовпередачи иотражения Р2-,измерителейхарактеристикшума Х5-.

3.1.1 Составкаждого комплектаприбора и требованияк конструкции

Составкомплектакаждого прибораприведен в Таблица 3.2.

Таблица3.2- Состав комплектовприборов

Наименование	Кол.	Назначение
1 Блокгенераторныйдвух канальный	1	Генерированиесигналов СВЧс заданнымипараметрами
2 Блокиндикации иобработки	1	Управлениегенераторнымблоком, измерениеи индикациипараметров
3 СменныеСВЧ модули	5	Обеспечениеизмерениямодуля коэффициентовпередачи иотражения,комплексныхкоэффициентовпередачи иотражения,характеристикшума
4 Блокпитания	1	Обеспечениеэнергопитанияприбора
5 ВнешниеСВЧ узлы	2	Обеспечениерешения измерительнойзадачи Р2-, Р4-,Х5-
6 КомплектЗИП	1	Обеспечениетехническогоресурса, поверкии ремонта
7 Комплектэксплуатационнойдокументации	1	Обеспечениеэксплуатацииприборов
8 Укладочныйящик	3	Табельнаяупаковка

Примечание– Состав комплектаприбора, комплектаЗИП и комплектаэксплуатационнойдокументацииуточняетсяна этапе техническогопроекта.

3.2Тактико-техническиетребования

Приконструированииприбора должнывыполнятьсятребованияГОСТ В 20.39.308-76, а такжедругих, действующихв отрасли, стандартови нормативно-техническихдокументовпо стандартизации(НИД ПС).

Основныеразмеры иконструктивноевыполнениеприбора должнысоответствоватьтребованиямОСТ 4.270.000-83 и ОСТ В4.410.020-83, а также другихдействующихв отрасли НТДПС в части базовыхконструкций(при возможностиих использования),шрифтов, символови сокращенийтерминов.

Основныеразмеры элементовприсоединенияприбора должнысоответствоватьтребованиямГОСТ 13317-89.

Конструкцияприбора должнаобеспечиватьудобный доступк элементами составнымчастям, требующимрегулировкии смены их впроцессеэксплуатации,а также возможностьзамены сменныхэлементов исоставныхчастей. Конструкциясоставныхчастей приборадолжна обеспечиватьиндивидуальнуюзамену комплектующихэлементов приремонте.

Материалыи полуфабрикаты,комплектующиеизделия должныприменятьсяпо действующимстандартами техническимусловиям наних.

Выборкомплектующихизделий долженпроизводитьсяиз перечней,утвержденныхЗаказчикоми разрешенныхдля примененияпри разработкеи модернизацииаппаратурынароднохозяйственногоназначения.

Массаприбора недолжна превышать20 кг (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

Мощность,потребляемаяприбором отсети питания,при номинальномнапряжениине должна превышать120 ВА (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

Конструкцияприбора должнаобеспечиватьвозможностьавтоматизацииконтрольныхопераций, атакже автоматизациюсборочно-монтажныхработ.

Основныесоставные частиприбора должныбыть выполненыв виде функциональныхузлов и блоков,в разъемномвариантеконструктивноговыполнения.

Вприборе должныиспользоватьсяизделия микроэлектроникичастного применения,разработанныев процессепроведениянастоящегоОКР.

Вконструкцияхсоставныхчастей сменныхпечатных узлов,блоков должныбыть предусмотреныприспособления,обеспечивающиеих фиксациюв положении,удобном дляосмотра, проверкии замены элементовпри ремонте.

Всесоставные частиприбора, контрольныеточки, разъемы,выводы на печатныхплатах должныбыть ясно ичетко промаркированы(с учетом ограниченийраздела 12 ГОСТ20.39.308-76) и должна бытьобеспеченавозможностьвизуальногоконтроля маркировки.

3.2.1Требованияк параметрами характеристикамизмерителейкоэффициентапередачи иотражения(приборы группыР2-).

Диапазончастот комплектаприборов долженбыть от 0,01 до 37,5ГГц. Весь диапазондолжен перекрыватьсяпятью приборамис предполагаемойразбивкой поподдиапазонам:(0,01-2,0) ГГц; (2,0-8,3) ГГц;(8,15-18,0) ГГц; (17,44-25,95) ГГци (25,95-37,5) ГГц.

3.2.2 Режимыработы приборовгруппы Р2-.

а) измерениемодуля коэффициентовпередачичетырехполюсников;

б)измерение КСВНчетырехполюсников.

Пределыизмерения:

а) КСВН – 1,05 – 5,0

1,03 – 5,0 для тракта7/3 мм в диапазонечастот (0,01 – 8,3) ГГц;

б) модуля коэффициентапередачи (0–50)дБ в диапазонечастот (0,01–18) ГГци (0-40) дБ в диапазонечастот (17,44-37,5) ГГц.

Основнаяпогрешностьотсчета и установкичастоты неболее F_уст10^-7.

Приборыдолжны обеспечиватьпанорамныйрежим работыпри длительностипериода качания,обеспечивающейоператорунормальнуюработу припроведениирегулировочныхработ (параметрырежима уточняютсяна этапе ТП).

Параметры,входящие всостав приборовблоков генераторныхдолжны обеспечиватьпараметрыприборов вцелом.

Приборыдолжны содержатьпанорамныйиндикатор, размером неменее 140 х 160 мм.

3.2.3Пределыдопускаемойосновной погрешностиизмерений

1) КСВН 5 К% для 2стU 3 К% для1,05стU

2) КСВН( 5 К+1)% для2стU (3 К+1)% для1,05стU

3. модулякоэффициентапередачи (0,3 0,04 Ах)дБ.

Приборыдолжны иметьпроизводственно– эксплуатационныйзапас не менее20% по основнойпогрешностиустановкичастоты. Приборыдолжны сохранятьсвои техническиехарактеристикив пределах нормпри питанииих от сетипеременноготока напряжением(22022) В, частотой(501,0) Гц исодержаниемгармоник неболее 5%. Приборыдолжны допускатьнепрерывнуюработу в течениевремени неменее 16 ч присохраненииэлектрическихпараметрови характеристикв пределахнорм, заданныхв ТТЗ. Времяустановлениярежима с моментавключениядолжно бытьдля прибороввсех поддиапазоновне более 30 минво всем рабочемдиапазонетемператур(уточняетсяна стадиитехническогопроекта). УровеньСВЧ излученийне должен бытьболее 10^-3 Вт/мна расстоянии1 м от прибора.

3.2.4 Требованияк техническомууровню

Прибордолжен иметькомплексныепоказателитехническогоуровня, сопоставимыес аналогичнымипоказателямизарубежныханалогов тогоже класса истоимости.

3.2.5 Требованияк надежности

Средняянаработка наотказ (То) приборадолжна бытьне менее 10 000ч.

Среднеевремя восстановленияработоспособногосостоянияблоков (Тв) должнобыть не более1 ч.

Гамма– процентныйресурс приборов(Т) долженбыть не менее10 000 ч при доверительнойвероятности(), равной90 %.

Гамма– процентныйресурс службыприборов (Тсл)должен бытьне менее 15 летпри доверительнойвероятности(), равной90 %.

Гамма– процентныйсрок сохраняемостиприборов (Тсх)должен бытьне менее 12 летдля отапливаемыххранилищ и 6лет для неотапливаемыххранилищ придоверительнойвероятности(), равной90 %.

Вероятностьотсутствияскрытых отказовприборов комплекта(P(t)) за межпроверочныйинтервал (t), равный24 мес. при среднемкоэффициентеиспользования(Ки), равном 0,17должна бытьне менее 0,90.

Количественныезначения показателейнадежностиустанавливаютсяв соответствиис РД 4.4110.05-93 и, принеобходимости,уточняют настадии техническогопроекта, а оценкусоответствиязаданным требованиямпроводят всоответствиис РД 4.4110.04-93 и РД4.4110.02-93.

Вэксплуатационныхдокументахдолжны бытьуказаны критериипридельногосостоянияприборов.

3.2.6 Требованияк технологичностиконструкции

Приборыпо технологичностиконструкциии использованиюунификациии типовогооборудованиядолжны отвечатьтребованиямтиповых технологическихпроцессов иобеспечиватьдостижениезаданных показателейнадежностипри минимальныхзатратах наих изготовление,техническоеобслуживаниеи ремонт.

3.2.7 Требованияк уровню унификациии стандартизации

Требованияк уровню унификациии стандартизациидолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76.

Показателиуровня унификациии стандартизациидолжны бытьпорядка:

коэффициентприменяемостиК_пр = 50 %,

коэффициентповторяемостиК_п = 50 %.

Указанныекоэффициентыуточняютсярасчетным путемна стадияхтехническогопроекта и разработкирабочей документацииопытного образцав соответствиис ГОСТ В 15.207-79 и ОСТВ 4.090.041-82.

3.2.8 Эстетическиеи экономическиетребования

Требованияпо техническойэстетики иэкономикедолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76, ОСТ4.270.000-83, а также требованиямСТП УШЯИ.000.053-89.

3.2.9Условияэксплуатации.

Поустойчивостик климатическимвоздействиямприборы должнысоответствоватьтребованиямгруппы 1.1 УХЛпо ГОСТ В 20.39.304-76 созначениямирабочих температурот плюс 5Сдо плюс 40С,по прочностимеханическимвоздействиям– требованиягруппы 1.6 по ГОСТВ 20.39.304-76.

3.2.10Требованияк упаковке имаркировке

Упаковкадолжны соответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76.

Видупаковки и ееобозначениядолжны соответствоватьтребованиямОСТ 4.070.011-78.

Маркировкана таре должнасоответствоватьтребованиямГОСТ 14.192-77.

Маркировкаприборов должнасоответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76 и НТД,согласованнойс Заказчиком.

4Разработкааппаратнойчасти измерительнойсистемы Р2- «Растр»

4.1Выборструктурыизмерительнойсистемы Р2- «Растр»

Дляизмерениякоэффициентапередачи иотражениянеобходимо,как это видноиз упрощеннойструктурнойсхемы, рисунок1.2 анализироватьтри сигнала:исходный, прошедшийчерез объекти отраженный.Для анализаСВЧ сигналаиспользуютСВЧ детекторнуюголовку. Главнымдостоинствомдетекторнойголовки, поотношению кдругим СВЧизмерителямАЧХ можно считатьмалую зависимостьвыходногонапряжениядетекторнойголовки отчастоты входногонапряженияво всем диапазонерабочих частот.Главным недостаткомдетекторнойголовки являетсянелинейностьамплитуднойхарактеристики.Однако с достаточнойдля практикиточностью всюамплитуднуюхарактеристикуможно разбитьна два участка:линейный, докакого-то поровогозначения входноймощности инелинейный(квадратичный)остальная частьхарактеристики.

Анализлюбого из трехсигналов исходного,прошедшегои отраженногоабсолютноидентичен.Поэтому визмерительнойчасти Р2- «Растр»целесообразноприменить триоднотипныесхемы измеренияуровня детектированногосигнала, которыена структурнойсхеме измерительнойчасти Р2- «Растр»(рисунок 4.1) показаныкак «детекторнаяголовка 1»,«детекторнаяголовка 2» и«измерительныймост».

4.2Обоснованиевыбора техническихсредств

Основнымэлементом всистеме управленияизмерительнойчасти Р2- «Растр»являетсямикроконтроллер,на которыйвозлагаютсявсе управляющиеи анализирующиефункции автоматизированнойсистемы. Вобязанностимикроконтроллера(МК) входит:

• при получениикоманды «Калибровка»управлять вавтоматическомрежиме аттенюаторомна входе измерительнойчасти, для получениякалиброванноговходного сигналамощности; вавтоматическомрежиме подбиратьпо определенномуалгоритмуоптимальныйкоэффициентусиления дляустановкипродетектированногосигнала в рабочийдля АЦП диапазон;после измеренияучесть установленныйкоэффициентусиления длявосстановленияистинногозначения входногонапряжения;принять ирасположитьв памяти калибровочнуютаблицу соответствияизмеренногонапряжениявходной мощности;

• при получениикоманды «Измерение»,управляя АЦПи демультиплексорамиподобратьоптимальныйкоэффициентусиления входногосигнала, измеритьего, усреднивза 8 измерений;по таблицесоответствияизмеренногонапряжениявходной мощностиопределитьнеобходимоезначение входногосигнала и передатьего в управляющийкомпьютер длядальнейшейобработки иотображения.

Наизмерительныймодуль Р2- накладываются,как уже отмечалосьвыше, крометребованийк точностипроизводимыхизмерений ещеи временныеограничения(400 мкс на производствоодного измерения),поэтому чтобысправлятьсяс вышеуказаннымиобязанностямив ограниченныйпромежутоквремени необходимдостаточнобыстродействующиймикроконтроллер.Для обеспечениянеобходимойскорости обменанеобходимоналичие быстродействующихпортов ввода-вывода,а учитывая то,что информациябудет передаватьсяза пределыконструктивногорасположенияМК этот портввода-выводадолжен бытьпоследовательным,так как он болеепомехоустойчив.МК должен иметьдостаточновнутреннейпамяти программдля размещенияв ней программыреализующейвышеперечисленныефункции, внутреннейпамяти данныхдля размещенияв ней таблицперекодировоки таблицысоответствияизмеренногонапряжениявходной мощности(объемом 2 кбайта)и внутреннейОЗУ для выполненияпромежуточныхрасчетов. Инаконец, МКдолжен иметьсоответствующийразмер корпусадля размещенияна печатнойплате ограниченныхразмеров. У МКдолжна бытьреальная цена.

Срединаиболее крупныхпроизводителейМК 51-ой серии,а именно этасерия функциональнонаиболее подходитдля реализациивышеперечисленныхфункций, таккак МК этойсерии представляютсобой полностьюсамостоятельныеи функциональнозаконченныеМК, можно выделитьтаких производителейкак Intel, Siemens, Atmelи некоторыхдругих.

МКвыпускаемыефирмой Intelсерии80C251SB(SQ), 83C251SA(SB,SP,SQ), 87C251SA(SB,SP,SQ)представляютсобой довольномощные МК согромнымивозможностямирасширениявнешней памяти(до 1 Мбайта),с четырьмя 8битными портамиввода-выводаи так далее, ноони имеют исущественныенедостатки:ни в одном изперечисленныхМК нет одновременноПЗУ и ППЗУ (аэто, как отмечалосьвыше, необходимо);частота работыэтих МК 16 МГц,недостаточнадля решенияпоставленнойвыше задачи.

ФирмаAtmel выпускаетМК AT89 8XC51 серии средикоторых можновыделить МКAT89S8252-24QC, наиболееудовлетворяющийвсем предъявляемымтребованиям.

Некоторыетехническиехарактеристикиэтого МК приведеныниже:

• рабочаячастота 24 МГц;

• МК AT89S8252-24QCимеет планарныйкорпус размеромне более 1,51,5см;

• 8 Кбперепрограммируемойпо последовательномуканалу Flashпамяти программ(1000 циклов записи);

• высокоскоростнойпоследовательныйинтерфейс(SPI);

• 2 Кб электрическистираемой/записываемойпамяти данныхEEPROM (100 000 цикловзаписи);

• 256 байтвнутреннейОЗУ;

• 4 восьмибитных независимыхпараллельныхпорта или 32программируемыелинии ввода/вывода;

• три 16-битныхтаймера/счетчика;

• программируемыйпоследовательныйканал (UART);

• поддержкарежимов энергосбережения.

Структурнаясхема МК AT89S8252-24QCпредставленана рисунке 4.2.

Вторымпо значимостиэлементом схемыможно считатьАЦП, в качествекоторого выбран12 битный АЦПAD7893-AR2 фирмыAnalog Devices. Главнымдостоинствомкоторого можносчитать высокуюскоростьпреобразования(порядка 6 мкс)и поддержкупоследовательногоинтерфейса.

Детекторнаяголовка выбранафирмы HewlettPackard. HSCH-5336 серииHSCH-5300 – диоды Шотткидля детекторовс рабочей частотойдетектирования(1 – 26) ГГц.

Рисунок4.2 – Структурнаясхема МК AT89S8252-24QC

4.3Разработкапринципиальнойсхемы

Принципиальнаясхема аппаратнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств(измерительнаячасть) представленав графическойчасти (черт.КАПП 000 000 001 ГЧ).

Конструктивновся принципиальнаяэлектрическаясхема и, соответственно,печатная платаразделяютсяна две части:собственнодетекторнаяголовка, котораябудет располагатьсянепосредственнона СВЧ щупе исхема измерительнойчасти.

ВходнойСВЧ сигналпоступает визмерительнуючасть черезсогласованнуюнагрузку R1=50Ом и проходнойконденсаторС3=10 нФ. Затемдетектируетсядиодами ШотткиHSCH-5336 (V1), предусматривающиесопротивлениенагрузки R3=100кОм. ДелительR4, R2обеспечиваетпостоянноесмешение напряженияизмеряемогосигналаU_см200мкВ для повышенияточности измерениямалых сигналов.КонденсаторС10 выделяетпостояннуюсоставляющуюизмеряемогосигнала и полученныйсигнал поступаетна усилительмощности (D3,D4, D9, D10) с управляемымкоэффициентомусиления. Схемаустановкинеобходимогокоэффициентаусиления входногосигнала состоитиз двух операционныхусилителейOP177GS (на схеме D3и D10) и двухдемультиплексоровMC14052BD (D4 иD9). В зависимостиот поступающегоиз МК (D8) кодадемультиплексорамикоммутируетсясоответствующеесопротивлениев обратнойсвязи ОУ, чтопозволяетустанавливатькоэффициентыприведенныев Таблица 4.3.

Таблица4.3 - Таблицакодов управленияусилителеммощности.

Коэф.усиления Ку	Выводпорта Р1.3	Выводпорта Р1.3	Выводпорта Р1.3	Выводпорта Р1.3	Код(hex)
ј	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	1
4	0	0	1	0	2
16	0	1	1	0	6
64	1	0	1	0	А
256	1	1	1	0	Е

Коэффициентвыбираетсяиз такого расчета,чтобы полученноев результатеусиления илиослабленияизмеряемогосигнала, напряженияна входе АЦПAD7893AR-2 (D6) находилосьв интервалеот U_оп/4до U_оп,для обеспечениямаксимальнойточностипреобразования.

Послеэтого измеряемыйсигнал поступаетна вход V_inАЦП (D6), которыйпо команде МКCONV=0 измеряетего сигнал ипередает попоследовательномуканалу SDATA вМК.

МикросхемаAD680AR (D5) необходимадля формированияопорного напряжения(U_оп = +2,5 В)для АЦП.

МикросхемаMAX810M (D7) служитдля предохраненияот сбоев вовремя работыМК в моментывключения ивыключенияпитания схемыи работаетследующимобразом: припонижениивходного напряженияпитания от (+5 +6) В до+4,5 В формируетсясигнал RST,который приводитк сбросу(переинициализации)МК, что предотвращаетвозможностьслучайнойзаписи в ППЗУили каких-либодругих нежелательныхдействий.

МикросхемаMC74AC00D (D11) лог. 4 ИНЕ необходимадля инверсиии усилениясоответствующихсигналов.

МикросхемыHCPL-2611 (D12 – D13) служатдля гальваническойразвязки приведеннойсхемы со схемойсопряжения.

Электрическоепитание схемыосуществляетсяот источникастабилизированногонапряжения+5 В. При помощимикросхемADM660AR (D1 – D2) получаютнапряжениеэлектропитания–5 В и +10 В необходимыедля измерительногоканала. Дляэлектрическойразвязкиэлектропитанияизмерительногоканала (+10VA,-5VA),схемы преобразования(+5VC), цифровыхчасти (+5VD)использованыLC фильтры2-го порядка.

5Расчетнадежности

Сцелью обеспечениязаданных втехническомзадании показателейнадежностиизмерителякоэффициентапередачи иотражения Р2-«Растр» составленапрограммаобеспечениянадежности(ПОН), котораявыполнена.

Всоответствиис ПОН был проведенрасчет количественныхпоказателейнадежности.Расчет выполненв соответствиис РД4.4110.04-93, и представленв приложенииБ. Все необходимыенадежностныепоказатели,сведенные вобщую таблицу,представленнуюв приложенииА, выбиралисьиз расчетарабочей температурывнутри прибораt_раб = 50 Си соответствиягруппе 1.1 УХЛпо климатическимвоздействиям.

Результатырасчета приведеныв Таблица 5.4.

Таблица5.4- Результатырасчета надежности.

Показателинадежности	По ТЗ	Расчетнаявеличина
Наработкана отказ (Тор),ч	не менее10 000	288 632
Гамма– процентныйресурс (Тр),ч	не менее10 000 при = 90 %	10 000 при = 90 %
Гамма– процентныйсрок службы(Тсл),лет	не менее15 при = 90 %	16 при = 90 %
Гамма– процентныйсрок сохраняемости(Тс), лет	не менее12 (от.) 6 (неот.) при = 90 %	16 (от.) 10 (неот.)
Среднеевремя ремонта(Твр), мин	не более60	70
Вероятностьотсутствияскрытых отказов(Р)	не менее0,9 при = 24 мес. приКи = 0,17	не менее0,999 при = 24 мес. приКи = 0,17

Заданныев ТЗ показателинадежностивыполнены, заисключениемсреднего времениремонта, котороепревышаетзаданное на16,7 % (10 мин.). Значенияпоказателейнадежностисоответствуютнормам, установленнымдействующейНТД.

Комплектующиеизделия и материалыиспользуемыедля расчетанадежностныхпоказателейявляются (гдеэто возможно)отечественнымианалогамиустанавливаемыхв измерительнойчасти Р2- комплектующихэлементов.Устанавливаемыев приборе ЭРЭиностранногопроизводстваимеют не худшиенадежностныехарактеристикипо сравнениюс используемымив расчетах.

Анализи оценка рассмотренныхматериаловпо обеспечениюнадежностиразрабатываемойизмерительнойчасти Р2- «Растр»показали, чтотребованияПОН на стадииразработкиопытных образцов– выполнены.

Заключение

В данной работебыла обоснованацелесообразностьпроведенияразработкисистемы автокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройствна базе микроконтроллераATMEL 89S8252-24QC.

В результатевыполненияработы быларазработанаизмерительнаячасть системыавтокалибровкии измерения,которая согласнотехническомузаданию:

• принимаетот датчика СВЧсигнала постоянноенапряжениеот 5 мкВ до 3,6 В;

• усиливаетего усилителемпостоянноготока с коммутируемымкоэффициентомусиления(1/4,1,4,16,64,256) и подаетэтот сигнална АЦП;

• результатизмерения АЦПпередаетсяв микроконтроллер,усредняетсяза 1,2,4,8 измерений,корректируетсяпо специальнойфункции и предаетсячерез последовательныйканал связив управляющийкомпьютер длядальнейшейобработки;

• имеетинформационнуюпроизводительность2.410³результатовв секунду;

• точностьизмерения (вверхней частиизмеряемыхзначений) составляет0,1 %.

Представленапринципиальнаясхема и топологияплаты печатногомонтажа. Рассчитананадежностьизмерительнойчасти. Разработаннаясистема внедряетсяна базе НПКАООТ "РИТМ".Система автокалибровкии измеренияприменяетсяв составе измерителякоэффициентастоячей волны(КСВ) Р2-, которыйв свою очередьвходит в составизмерительнойсистемы «Растр».

Список используемыхисточников

1. Измерителиамплитудно-частотныххарактеристики их применение.П.Адоменас,Я.Аронсон,Е.Бирманас,И.Боерис, Т.Улевичюс– М.: Связь, 1968. –165 с.

2. ATMEL 8-BitMicrocontroller with 8K Bytes Flash AT89S8252.

3. INTEL8XC251SA, 8XC251SB,8XC251SP, 8XC251SQ Embedded MicrocontrollerUser’s Manual. Intel Corp. May 1996.

4. ANALOG DEVICES Low Power, Low Cost 2.5 VReference AD680

5. ANALOGDEVICES LC²MOS 12-Bit, Serial 6 sADC in 8-Pin Package AD7893

6. ANALOGDEVICES CMOS Switched-Capacitor VoltageConverters ADM660/ADM8660

7. ANALOG DEVICES Ultraprecision OperationAmplifier OP177

8. HEWLETTPACKARD VDE 0884 V_IORM= 630 V peakOption for Plastic OptocouplersHCPL-2611

9. HEWLETTPACKARD High CMR, High Speed TTLCompatible Optocouplers HCPL-2611

10. HEWLETTPACKARD Beam Lead Schottky Diodes forMixers and Detectors (1– 26 GHz) HSCH-5300Series (HSCH-5336)

11. MOTOROLASEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA Analog Multiplexers/DemultiplexersMC14051B, MC14052B, MC14053B

12. MOTOROLA Quad 2-Input NAND Gate MC74AC00,MC74ACT00

13. РД4.4110.04-93

14. АбубакировБ.А., Гудков К.Г.,Нечаев Э.В.Измерениепараметроврадиотехническихцепей/ Под ред.В.Г. Андрющенко,Б.П. Фатеева.– М.: Радио и связь,1984. – 248 с.

15. СташинВ.В., Урусов О.Ф.Проектированиецифровых устройствна однокристальныхмикроконтроллерах.М:90.

16. Надежностьэлектрорадиоизделий.Единый справочник.

ПриложениеА – Исходныеданные длярасчета надежности.

ТаблицаП.5 - Исходныеданные длярасчета надежностиизмерительнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств.

Позиционноеобозначение	Наименованиеи тип ЭТИ	Кол-во, N, шт.	Интенсивностьотказов приноминальнойнагрузке, 01061/ч	Коэффициентэлектрическойнагрузки, Кн	Поправочныйкоэффициент,зависящийот Кн, Кр	Поправочныйкоэф., зависящийот гр. экспл., Кэ	Суммарнаяинтенсивностьотказов, N0	РесурсЭРИ при =90%,ч	Интенсивностьотказов ЭРИпри хранении,1081/ч	Суммарнаяинтенсивностьотказов прихранении, N	СохранениеЭРИ при =90%,лет
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Измерительнаячасть приборагруппы Р2- «Растр»							1,56775			1,6548
А1	Детекторнаяголовка						0,14056			0,1536
А2	УправлениеДГ						1,42719			1,5012
А1	Детекторная головка
C3	К10-17В	1	0,008	0,4	0,22	1	0,00176	80000	0,01	0,01	25
R1	С2-23	1	0,04	0,4	0,62	1	0,0248	50000	0,0036	0,0036	25
V1	HSCH-5336	1	0,3	0,7	0,38	1	0,114	25000	0,14	0,14	15
А2	УправлениеДГ
	Конденсаторы
C1,C2, C4-C9, C11,C12	Танталовые К52-1Б	10	0,125	0,4	0,2	1	0,25	10000	0,026	0,26	15
C10, С13-C19	Металлокерамические К10-17В	8	0,008	0,4	0,22	1	0,01408	80000	0,01	0,08	25

Продолжениетаблицы П.1- Исходные данныедля расчетанадежностиизмерительнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	Резисторы
R2-R28	С2-23	27	0,04	0,4	0,62	1	0,6696	50000	0,0036	0,0972	25
	Дросселя
L1-L6	ДПМ 0,6-10	6	0,0016	0,4	0,47	1	0,00451	20000	0,05	0,3	15
	Микросхемыаналоговые
D1,D2	Преобразовательпитания ADM660AR	2	0,023	-	-	1	0,046	25000	0,076	0,152	20
D3,D10	ОперационныйусилительOP177GS (140УД17)	2	0,023	-	-	1	0,046	25000	0,076	0,152	20
D5	ИсточникопорногонапряженияAD680AR	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
D6	АЦП AD7893AR-2 (1118ПВ1)	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
D12,D13	Оптрон HCPL-2611(АОТ101АС)	2	0,13	-	-	1	0,26	25000	0,076	0,152	20
D7	Устройствосброса МК MAX810M	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
	Микросхемыцифровые
D4,D9	Демультиплексор MC14052BD (1561КП1)	2	0,017	-	-	1	0,034	25000	0,02	0,04	20
D8	МикроконтроллерAT89S8252 (К1816ВЕ51)	1	0,017	-	-	1	0,017	25000	0,02	0,02	20
D11	Логика MC74AC00D(К1554ЛА3)	1	0,017	-	-	1	0,017	25000	0,02	0,02	20

ПриложениеБ – Расчет надежностиизмерительнойчасти Р2- «Растр».

спецификация

Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
	Конденсаторы
C1,C2, C4-C9, C11,C12	К52-1Б	10	Танталовые
C3, C10, С13-C19	К10-17В	9	Металлокерамические
	Диоды
V1	HSCH-5336	1
	Резисторы
R1-R28	С2-23	28
	Дросселя
L1-L6	ДПМ 0,6-10	6
	Микросхемыаналоговые
D1,D2	ADM660AR	2	Преобразовательпитания
D3,D10	OP177GS	2	Операционныйусилитель.Аналог 140УД17
D5	AD680AR	1	ИсточникопорногонапряженияАЦП
D6	AD7893AR-2	1	АЦП.Аналог 1118ПВ1
D7	MAX810M	1	Устройствосброса МК
D12,D13	HCPL-2611	2	Оптрон.Аналог АОТ101АС
	Микросхемыцифровые
D4,D9	MC14052BD	2	Демультиплексор.Аналог 1561КП1
D8	AT89S8252	1	Микроконтроллер.Аналог К1816ВЕ51
D11	MC74AC00D	1	Логика.Аналог К1554ЛА3

РЕЦЕНЗИЯ

На курсовойпроект студентаКубанскогогосударственного

технологическогоуниверситетаспециальности21.01 -

Автоматикаи управлениев техническихсистемах

ПоловинкоСергея Леонидовича

(фамилия,имя, отчество)

Тема курсовогопроекта: ”Разработкааппаратнойчасти системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройствна базе современныхмикроконтроллеров”.

На рецензиюпредставленапояснительнаязаписка курсовогопроекта в количестве50 листов и графическийматериал налисте форматаА1.

В курсовомпроекте, всоответствиис заданием,поставленазадача разработатьаппаратнуючасть системыавтокалибровкии измеренияскалярныхпараметровСВЧ устройств.

Курсовойпроект выполненв соответствиис техническимзаданием наразработкусредств измерениянового поколениядля измерениякомплексныхпараметровкоэффициентовпередачи иотражения Р4-,измерителейкоэффициентовпередачи иотражения Р2-,измерителейхарактеристикшума Х5-.

Детальнопроработанаструктураизмерительнойчасти измерителякоэффициентовпередачи иотражения Р2-.Техническиграмотносформулированыи обоснованытребованияк измерительнойчасти. Разработанапринципиальнаяэлектрическаясхема измерительнойчасти. Произведенрасчет надежностиизмерительнойчасти в соответствиис требованиямиприведеннымив техническомзаданием.Предлагаемыесхемные решенияотличаютсясвоей оригинальностью,особенно, вчасти метода измерениявеличины входнойСВЧ мощности,путём измерениямгновенныхзначений напряжения,последующимвычислениемусредненныхзначений ивычислениесоответствующейэтому напряжениюмощности.Использованиесовременнойэлементнойбазы (высокоскоростныходнокристальнаямикро - ЭВМ,высокоточныеширокодиапазонныедиоды Шотткии др.) позволилореализоватьвыбранныеметоды в видекомпактногоустройствас высокимэкономическимэффектом.

В частипроработкиконструкторскихрешений, решёнвопрос автоматизированнойкомпоновкиэлементовпечатной платы.Разработанаконструкцияпечатной платыизмерительногоконтроллерас помощьюавтоматизированнойсистемы проектированияPCAD.Разработкавыполнена насовременномуровне с использованиемПЭВМ.

Работаможет бытьрекомендованадля примененияв системе измерителейкоэффициентовпередачи иотражения Р2-,применяемойв системе измерениякомплексныхпараметровСВЧ устройств«Растр» с последующимвнедрениемеё на базе АООТНПК «Ритм».

Графическаячасть проектавыполнена всоответствиис требованиямиЕСКД.

К техническимнедостаткамкурсовогопроекта можноотнести недостаточнуюосвещенностьвопросовинформационнойстыковкиразрабатываемогоплаты с устройством,обеспечивающимконтроль иобмен данными.

Недостаткомтакже можносчитать явнозавышенныйсрок окупаемостиразрабатываемойсистемы иэкономическийэффект от внедрения.

Отмеченныенедостаткине снижаюттеоретическойи практическойценности дипломногопроекта, заслуживающегооценки “отлично”.

Инженер-конструкторНПК «Ритм» ______________ / Бумаго Д.В. /

(должностьрецензента) (подпись) (фамилия,инициалы)

Таблица Ошибка!Текст указанногостиля в документеотсутствует..1-

Позиционноеобозначение	Наименованиеи тип ЭТИ	Кол-во,N шт.	Интенсивностьотказов приноминальнойнагрузке01061/ч	Коэффициентэлектрическойнагрузки Кн	Поправочныйкоэффициент,зависящийот Кн Кр	Поправочныйкоэффициент,зависящийот гр. экспл. Кэ	Суммарнаяинтенсивностьотказов N	РесурсЭРИ при =90%,ч	Интенсивностьотказов ЭРИпри хранении,1081/ч	Суммарнаяинтенсивностьотказов прихранении, N	СохранениеЭРИ при =90%,лет
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L
Приборгруппы Р2- «Растр»							1,567752
А1	Детекторнаяголовка						0,14056
А2	УправлениеДГ						1,427192
	7
А1	Детекторнаяголовка
C3	К10-17В	1	0,008	0,4	0,22	1	0,00176	80000	0,01	0,01	25
R1	С2-23	1	0,04	0,4	0,62	1	0,0248	50000	0,0036	0,0036	25
V1	HSCH-5336	1	0,3	0,7	0,38	1	0,114	25000	0,14	0,14	15
	12
А2	УправлениеДГ
	Конденсаторы
C1,C2, C4-C9, C11,C12	Танталовые К52-1Б	10	0,125	0,4	0,2	1	0,25	10000	0,026	0,26	15
C10, С13-C19	Металлокерамические К10-17В	8	0,008	0,4	0,22	1	0,01408	80000	0,01	0,08	25
	Резисторы
R2-R28	С2-23	27	0,04	0,4	0,62	1	0,6696	50000	0,0036	0,0972	25
	Дросселя
L1-L6	ДПМ 0,6-10	6	0,0016	0,4	0,47	1	0,004512	20000	0,05	0,3	15
	Микросхемыаналоговые					G21
D1,D2	Преобразовательпитания ADM660AR	2	0,023	-	-	1	0,046	25000	0,076	0,152	20
D3,D10	ОперационныйусилительOP177GS (140УД17)	2	0,023	-	-	1	0,046	25000	0,076	0,152	20
D5	ИсточникопорногонапряженияAD680AR	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
D6	АЦП AD7893AR-2(1118ПВ1)	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
D12,D13	Оптрон HCPL-2611(АОТ101АС)	2	0,13	-	-	1	0,26	25000	0,076	0,152	20
D7	Устройствосброса МКMAX810M	1	0,023	-	-	1	0,023	25000	0,076	0,076	20
	Микросхемыцифровые					G28
D4,D9	Демультиплексор MC14052BD (1561КП1)	2	0,017	-	-	1	0,034	25000	0,02	0,04	20
D8	МикроконтроллерAT89S8252 (К1816ВЕ51)	1	0,017	-	-	1	0,017	25000	0,02	0,02	20
D11	Логика MC74AC00D(К1554ЛА3)	1	0,017	-	-	1	0,017	25000	0,02	0,02	20
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

Техническоезадание наразработкуизмерителейкомплексныхкоэффициентовпередачи иотражения,измерителейкоэффициентовпередачи иотражения иизмерителейхарактеристикшума. Шифр «Растр– МС».

1Наименованиеи шифр работ

1.1Разработкаизмерителейкоэффициентовпередачи иотражения Р2-.

2Основаниедля выполненияпроектирования

2.1Разработкавыполняетсяв соответствиис планом НИОКРпо разработкеСИ ВН на 1995 год

2.2Началои окончаниеразработкиустанавливаетсяв соответствиис условиямидоговора

3Исполнителиразработки

3.1Исполнительразработки– КраснодарскийАООТ "НПК "РИТМ"".

3.2Соисполнительразработки– ОКБ Курскогозавода “Маяк”.

3.3Соисполнительразработки– 32 НИЦ МО РФ.

3.4Соисполнитель– завод “Микрон”при НИИ МЭ. г.Зеленоград

3.5Объемработ соисполнителейопределитьна этапе техническогопроекта

4Изготовитель

4.1Изготовитель– КраснодарскийАООТ "НПК "РИТМ""

4.2Заказчик– в/ч 21942

5Цель иназначениеразработки

5.1Цельработы – разработканового поколениясредств измерениядля измеренияпараметровэлементов итрактов сраспределеннымипараметрами.

5.2Разрабатываемыйприбор группыР2-, входящий вгруппу приборовР2-, Р4- и Х5-, предназначенныхдля исследованияамплитудно-частотных,фазо-частотныхи шумовыххарактеристикчетырехполюсниковСВЧ. Прибор Р2-предназначендля исследованияамплитудно-частотныххарактеристикСВЧ четырехполюсников.

5.3Приборыдолжны удовлетворятьтребованиямГОСТ В 20.39.301-76, ГОСТВ 20.39.305-76, ГОСТ В20.39.308-76, ГОСТ В 22261-81 (вчасти метрологическиххарактеристик)и техническимтребованиям,изложеннымв данном ТЗ.

6Тактико-техническиетребования

6.1Составкаждого комплектаприбора и требованияк конструкции.

6.1.1Составкомплектакаждого прибораприведен втаблице 1.

Таблица 1-Состав комплектакаждого прибора.

Наименование	Кол.	Назначение	Примечание
1 Блок генераторныйдвух канальный	1	Генерированиесигналов СВЧс заданнымипараметрами
2 Блок индикациии обработки	1	Управлениегенераторнымблоком, измерениеи индикациипараметров
3 СменныеСВЧ модули	5	Обеспечениеизмерениямодуля коэффициентовпередачи иотражения,комплексныхкоэффициентовпередачи иотражения,характеристикшума
4 Блок питания	1	Обеспечениеэнергопитанияприбора
5 ВнешниеСВЧ узлы	2	Обеспечениерешения измерительнойзадачи Р2-, Р4-,Х5-
6 КомплектЗИП	1	Обеспечениетехническогоресурса, поверкии ремонта
7 Комплектэксплуатационнойдокументации	1	Обеспечениеэксплуатацииприборов
8 Укладочныйящик	3	Табельнаяупаковка

Примечание– Состав комплектаприбора, комплектаЗИП и комплектаэксплуатационнойдокументацииуточняетсяна этапе техническогопроекта.

6.1.2Приконструированииприбора должнывыполнятьсятребованияГОСТ В 20.39.308-76, а такжедругих, действующихв отрасли, стандартови нормативно-техническихдокументовпо стандартизации(НИД ПС).

6.1.3Основныеразмеры иконструктивноевыполнениеприборов должнысоответствоватьтребованиямОСТ 4.270.000-83 и ОСТ В4.410.020-83, а также другихдействующихв отрасли НТДПС в части базовыхконструкций(при возможностиих использования),шрифтов, символови сокращенийтерминов.

Основныеразмеры элементовприсоединенияприборов должнысоответствоватьтребованиямГОСТ 13317-89.

6.1.4Конструкцияприборов должнаобеспечиватьудобный доступк элементами составнымчастям, требующимрегулировкии смены их впроцессеэксплуатации,а также возможностьзамены сменныхэлементов исоставныхчастей. Конструкциясоставныхчастей приборовдолжна обеспечиватьиндивидуальнуюзамену комплектующихэлементов приремонте.

6.1.5Материалыи полуфабрикаты,комплектующиеизделия должныприменятьсяпо действующимстандартами техническимусловиям наних.

6.1.6Выборкомплектующихизделий долженпроизводитьсяиз перечней,утвержденныхЗаказчикоми разрешенныхдля примененияпри разработкеи модернизацииаппаратурынароднохозяйственногоназначения.

6.1.7Массакаждого приборане должна превышать20 кг (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

6.1.8Мощность,потребляемаяприбором отсети питания,при номинальномнапряжениине должна превышать120 ВА (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

6.1.9Конструкцияприбора должнаобеспечиватьвозможностьавтоматизацииконтрольныхопераций, атакже автоматизациюсборочно-монтажныхработ.

6.1.10Основныесоставные частиприборов должныбыть выполненыв виде функциональныхузлов и блоков,в разъемномвариантеконструктивноговыполнения.

6.1.11В приборахдолжны использоватьсяизделия микроэлектроникичастного применения,разработанныев процессепроведениянастоящегопроектирования.

6.1.12В конструкцияхсоставныхчастей сменныхпечатных узлов,блоков должныбыть предусмотреныприспособления,обеспечивающиеих фиксациюв положении,удобном дляосмотра, проверкии замены элементовпри ремонте.

6.1.13Всесоставные частиприборов, контрольныеточки, разъемы,выводы на печатныхплатах должныбыть ясно ичетко промаркированы(с учетом ограниченийраздела 12 ГОСТ20.39.308-76) и должна бытьобеспеченавозможностьвизуальногоконтроля маркировки.

6.2Требованияк параметрами характеристикамизмерителейкоэффициентапередачи иотражения(приборы группыР2-).

6.2.1Диапазончастот комплектаприборов долженбыть от 0,01 до 37,5ГГц. Весь диапазондолжен перекрыватьсяпятью приборамис предполагаемойразбивкой поподдиапазонам:(0,01-2,0) ГГц; (2,0-8,3) ГГц;(8,15-18,0) ГГц; (17,44-25,95) ГГци (25,95-37,5) ГГц.

6.2.2Режимыработы приборовгруппы Р2-:

а) измерениемодуля коэффициентовпередачичетырехполюсников;

б) измерениеКСВН четырехполюсников.

6.2.3Пределыизмерения:

а) КСВН – 1,05 –5,0

1,03 – 5,0 длятракта 7/3 мм вдиапазонечастот (0,01 – 8,3) ГГц;

б) модулякоэффициентапередачи (0-50) дБв диапазонечастот (0,01-18) ГГци (0-40) дБ в диапазонечастот (17,44-37,5) ГГц.

6.2.4Основнаяпогрешностьотсчета и установкичастоты неболее F_уст10^-7.

6.2.5Приборыдолжны обеспечиватьпанорамныйрежим работыпри длительностипериода качания,обеспечивающейоператорунормальнуюработу припроведениирегулировочныхработ (параметрырежима уточняютсяна этапе ТП).

6.2.6Параметрывходящие всостав приборовблоков генераторныхдолжны обеспечиватьпараметрыприборов вцелом.

6.2.7Приборыдолжны содержатьпанорамныйиндикатор, размером неменее 140 х 160 мм.

6.2.8Пределдопускаемойосновной погрешностиизмерений:

1. КСВН 5 К% для 2сти 3 К% для1,05сти

2. КСВН (5 К+1)% для 2сти (3 К+1)% для1,05сти

3. Модуля коэффициентапередачи (0,3 0,04 Ах)дБ.

6.2.9Приборыдолжны иметьпроизводственно– эксплуатационныйзапас не менее20% по основнойпогрешностиустановкичастоты.

6.2.10Приборыдолжны сохранятьсвои техническиехарактеристикив пределах нормпри питанииих от сетипеременноготока напряжением(22022) В, частотой(501,0) Гц исодержаниемгармоник неболее 5%.

6.2.11Приборыдолжны допускатьнепрерывнуюработу в течениевремени неменее 16 ч присохраненииэлектрическихпараметрови характеристикв пределахнорм, заданныхв ТТЗ.

6.2.12Времяустановлениярежима с моментавключениядолжно бытьдля прибороввсех поддиапазоновне более 30 минво всем рабочемдиапазонетемператур(уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

6.2.13Уровеньиндустриальныхрадиопомех,создаваемыхприбором, недолжен превышатьнорм, установленныхпо группе 1.1.2 ГОСТВ 25.803-83 (по кривой3, четр. 1).

6.2.14УровеньСВЧ излученийне должен бытьболее 10^-3 Вт/мна расстоянии1 м от прибора.

6.2.15Приборыдолжны соответствоватьтребованиямГОСТ 26.003-80, "Методическимуказаниям пореализацииГОСТ 26.003-80 в радиоизмерительныхприборах" иобеспечивать:

1. интерфейсныефункции;

2. программирование;

3. выдачу информациив последовательныйканал связи(SPI);

6.2.16Основныепараметры ихарактеристикиприборов уточняютсяна этапе ТП.

6.3Требованияк патентнойчистоте

6.3.1Приборыдолжны обладатьпатентнойчистотой относительностран, ведущихразработкив данной областиприборостроения.

Выполнениеи обоснованиетребованийпатентнойчистоты ипатентоспособностипроизводятв процессеразработкии отражают всоответствующихразделах "Отчетао патентныхисследованиях".

6.4Требованияк техническомууровню

6.4.1Приборыдолжны иметькомплексныепоказателитехническогоуровня, сопоставимыес аналогичнымипоказателямизарубежныханалогов тогоже класса истоимости.

6.5Требованияк надежности

6.5.1Средняянаработка наотказ (То) приборадолжна бытьне менее 10 000ч.

6.5.2Среднеевремя восстановленияработоспособногосостоянияблоков (Тв) должнобыть не более1 ч.

6.5.3Гамма– процентныйресурс приборов(Т) долженбыть не менее10 000 ч при доверительнойвероятности(), равной90 %.

6.5.4Гамма– процентныйресурс службыприборов (Тсл)должен бытьне менее 15 летпри доверительнойвероятности(), равной90 %.

6.5.5Гамма– процентныйсрок сохраняемостиприборов (Тсх)должен бытьне менее 12 летдля отапливаемыххранилищ и 6лет для неотапливаемыххранилищ придоверительнойвероятности(), равной90 %.

6.5.6Вероятностьотсутствияскрытых отказовприборов комплекта(P(t)) за межпроверочныйинтервал (t),равный 24 меспри среднемкоэффициентеиспользования(Ки), равном 0,17должна бытьне менее 0,90.

6.5.7Количественныезначения показателейнадежности(пп. 6.7.1-6.7.6) устанавливаютсяв соответствиис РД 4.4110.05-93 и, принеобходимости,уточняют настадии техническогопроекта, а оценкусоответствиязаданным требованиямпроводят всоответствиис РД 4.4110.04-93 и РД4.4110.02-93.

6.5.8В эксплуатационныхдокументахдолжны бытьуказаны критериипридельногосостоянияприборов.

6.6Требованияк технологичностиконструкции.

6.6.1Приборыпо технологичностиконструкциии использованиюунификациии типовогооборудованиядолжны отвечатьтребованиямтиповых технологическихпроцессов иобеспечиватьдостижениезаданных показателейнадежностипри минимальныхзатратах наих изготовление,техническоеобслуживаниеи ремонт.

6.7Требованияк уровню унификациии стандартизации.

6.7.1Требованияк уровню унификациии стандартизациидолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76.

6.7.2Показателиуровня унификациии стандартизациидолжны бытьпорядка:

коэффициентприменяемостиК_пр = 50 %,

коэффициентповторяемостиК_п = 50 %.

Указанныекоэффициентыуточняютсярасчетным путемна стадияхтехническогопроекта и разработкирабочей документацииопытного образцав соответствиис ГОСТ В 15.207-79 и ОСТВ 4.090.041-82.

6.8Эстетическиеи экономическиетребования.

6.8.1Требованияпо техническойэстетики иэкономикедолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76, ОСТ4.270.000-83, а также требованиямСТП УШЯИ.000.053-89.

6.9Условияэксплуатации.

6.9.1По устойчивостик климатическимвоздействиямприборы должнысоответствоватьтребованиямгруппы 1.1 УХЛпо ГОСТ В 20.39.304-76 созначениямирабочих температурот плюс 5Сдо плюс 40С,по прочностимеханическимвоздействиям– требованиягруппы 1.6 по ГОСТВ 20.39.304-76.

6.10Требованияк упаковке имаркировке.

6.10.1Упаковкадолжны соответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76.

6.10.2Вид упаковкии ее обозначениядолжны соответствоватьтребованиямОСТ 4.070.011-78.

6.10.3Маркировкана таре должнасоответствоватьтребованиямГОСТ 14.192-77.

6.10.4Маркировкаприборов должнасоответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76 и НТД,согласованнойс Заказчиком.

6.11Требованияк транспортированиюи хранению

6.11.1Требованияк транспортированиюприборов должнысоответствоватьГОСТ В 20.39.304-76.

6.11.2Приборыдолжны допускатьтранспортированиевсеми видамитранспорта,предусмотреннымив ГОСТ В 9.001-72, втабельнойупаковке (укладочномящике).

Условиятранспортированияв части воздействияклиматическихфакторов должнысоответствоватьусловиям храненияна открытойплощадке поГОСТ В 15.150-69 приусловии защитыот прямоговоздействияатмосферныхосадков.

6.11.3 Условиятранспортированияприбора в укладочномящике в частивоздействиямеханическихфакторов должнысоответствоватьгруппе Ж_т(жесткие) ГОСТВ 9.001-72.

6.11.4Условияхранения приборов(для отапливаемогохранилища):

• температураокружающеговоздуха от 5до 40 С;

• относительнаявлажностьвоздуха до 80% при температуре25 С.

6.12Требованияпо стойкостии специальнымвоздействующимфакторам.

6.12.1Приборпо стойкостии специальнымвоздействующимфакторам долженсоответствоватьтребованиямстепени жесткости2И, 1Э по ГОСТ В20.39.305-76.

6.12.2Оценкасоответствияприбора требованиямГОСТ В 20.39.305-76 должнапроизводитьсяв соответствиис ГОСТ В 20.57.308-76 расчетнымметодом. Приэтом оценкасоответствияприбора заданнымтребованиямдолжна производитьсярасчетнымметодом сиспользованиемкомплектапрограмм "Фронт".

6.12.3Принципыи методы проектированияи конструированиядолжны соответствоватьОСТ 4.091.150-80.

6.13Дополнительныетребования

6.13.1Приборыдолжны бытьобеспеченыметодами исредствамиремонта в процессеэксплуатации.На стадиитехническогопроекта долженбыть определен,а на стадииразработкирабочей документацииопытных образцовокончательноуточнен составдиагностическогои технологическогооборудования,используемогодля поиска иустраненияотказов.

6.13.2Продолжительностьдиагностированияс целью поискадефекта припомощи внешнихи встроенныхсредств должнабыть не болееполовины среднеговремени восстановленияработоспособногосостояния.

6.13.3Приборыдолжны бытьприспособленык диагностированиювнешними средствамидиагностированияс глубиной доконструктивногосменного узла.

6.13.4Приборыдолжны бытьконструктивноприспособленыдля восстановленияи ремонта сиспользованиемЗИП и документациидля ремонта,применяемыхна этапе эксплуатацииприборов.

7Требованиябезопасности

7.1По требованиям,обеспечивающимэлектробезопасностьэксплуатации,приборы должнысоответствоватьГОСТ В 20.39.308-76, ГОСТ26.104-89 – класс защиты1.

8Основныеэтапы и стадииразработкиконструкторскойдокументации.

8.1Основныеэтапы и стадииразработкиприведены втаблице 2.

Таблица 2 –Основные этапыи стадии разработки.

Стадии работ	Этапы работи их краткоесодержание	Чем заканчиваетсяработа
Техническийпроект (ТП)	Разработкатехническогопроекта посозданию приборовгруппы Р2-,Р4-,Х5-в диапазонечастот 0,01-8,3 ГГцс присвоениемдокументациилитеры "Т"; изготовлениеи испытаниемакетов; рассмотрениетехническогопроекта; утверждениеакта техническогопроекта.	Номенклатурадокументовпо ЯНТИ.410109.001-88Утверждениеакта приемкитехническогопроекта.
Разработкарабочей документацииопытного образца,изготовлениеопытных образцов	Разработкаконструкторскойдокументации(КД), на приборыР2-,Р4-,Х5- в диапазонечастот 0,01-8,3 ГГц,предназначеннойдля изготовленияи испытанияопытных образцов; изготовлениеи предварительноеиспытаниеопытных образцов; корректировкаКД по результатамизготовленияи предварительныхиспытанийопытных образцовс присвоениемконструкторскимдокументамлитеры "О"; предъявлениеопытных образцови КД на материально-техническуюприемку представителюЗаказчика; утверждениеакта материально-технической приемки.	Номенклатурадокументовпо ЯНТИ.410109.001-88Утверждениеакта материально-техническойприемки
Приемочныеиспытания	Проведениегосударственныхприемочныхиспытанийопытных образцови испытанийс целью присвоениятипа; корректировкаКД по результатампроведенияиспытанийопытных образцов; проверка,согласованиеи утверждениеКД с присвоениемдокументамлитеры "О1"; утверждениеакта испытанийопытных образцов; подготовкадокументовдля представленияна НТК Госстандартас целью утверждениятипа	Номенклатурадокументовпо ЯНТИ.410109.001-88Утверждениеакта приемочныхиспытанийопытных образцов.Акты и протоколыиспытаний.Комплектдокументовдля утверждениятипа на НТКГосстандартаРФ.

Примечанияк таблице 2:

• уточнениеотдельныхпунктов ТЗможет производитьсяна стадиитехническогопроекта;

• порядоквыполненияи приемки этаповразработкидолжен соответствоватьГОСТ В 15.203-79.

9Требованияк разрабатываемойдокументации

9.1Конструкторскаядокументациядолжна соответствоватьЕСКД.

9.2Эксплуатационнаядокументациядолжна соответствоватьтребованиямГОСТ 2.601-68, ГОСТ В20.57.301-76, ГОСТ 2.902-68 идействующихв отрасли ТДПС.

9.3Ремонтно-техническаядокументациядолжна соответствоватьтребованиямГОСТ 2.602-68, ГОСТ2.902-68 и "Руководствапо разработкедокументовдля ремонтаРИП", утвержденногоорганизациейп/я А-3227 и в/ч 21942.

РазработкаРТД производитсяпредприятием– разработчикоми (или) предприятием– изготовителемв соответствиис ТЗ, утвержденнымЗаказчикомпо отдельномудоговору.

9.4Технологическаядокументация,разрабатываемаяпо настоящемуТТЗ, в частиоформлениядолжна соответствоватьстандартамЕСТД.

10Порядокприемки и материалы,предъявляемыепо окончанииотдельныхстадий и разработкив целом.

10.1Переченьконструкторскойдокументации,предъявляемойна каждой стадииработы, долженсоответствоватьГОСТ 2.102-68, ЯНТИ.410109.001-88и быть согласованс Заказчиком.

Порядокпроверки,согласованияи утверждениядокументов,предъявляемыепо окончанииотдельныхстадий и работыв целом долженсоответствоватьГОСТ 2.902-68, ГОСТ В15.203-79.

10.2Порядокприемочныхиспытанийдолжен бытьсогласованс Заказчиком.

10.3На приемочныеиспытанияпредъявляютпо три комплектаприборов:

I : Р2-;Р4-;Х5-(0,018,3) ГГц;

II : Р2-;Р4-;Х5- (8,318,0)ГГц;

III : Р2-;Р4-;Х5- (18,037,5)ГГц.

10.4Государственныеприемочныеиспытаниясовмещаютсяс испытаниями,проводимымис целью утверждениятипа.

11Требованияк метрологическомуобеспечениюпроизводстваи эксплуатацииприбора.

11.1Приборыдолжны бытьобеспеченыметодами исредствамиповерки, разрешеннымик применениюв установленномпорядке поперечню Заказчикапри разработке,производствеи эксплуатации.По согласованиюс Заказчикомпри разработкеи контроле впроизводстведопускаютсяприменениедругих приборов,обеспечивающихнеобходимуюточность измерения.

11.2Должнабыть обеспеченаповерка каждогоприбора, входящегов комплект.

11.3На стадиитехническогопроекта долженбыть окончательнорешен вопросметрологическогообеспеченияприборов впроизводствеи эксплуатации.

1Техническоезадание

1.1Основаниедля проектирования

Разработкавыполняетсяв соответствиис планом НИОКРпо разработкеСИ ВН на 1995 год.Начало и окончаниеОКР устанавливаетсяв соответствиис условиямидоговора. Цельработы – разработканового поколениясредств измерениядля измерениякомплексныхпараметровкоэффициентовпередачи иотражения Р4-,измерителейкоэффициентовпередачи иотражения Р2-,измерителейхарактеристикшума Х5-.

1.1.1 Составкаждого комплектаприбора и требованияк конструкции

Состав комплектакаждого прибораприведен втаблице 1.1.

Таблица1.1 – Состав комплектовприборов.

Наименование	Кол.	Назначение
1 Блокгенераторныйдвух канальный	1	Генерированиесигналов СВЧс заданнымипараметрами
2 Блокиндикации иобработки	1	Управлениегенераторнымблоком, измерениеи индикациипараметров
3 СменныеСВЧ модули	5	Обеспечениеизмерениямодуля коэффициентовпередачи иотражения,комплексныхкоэффициентовпередачи иотражения,характеристикшума
4 Блокпитания	1	Обеспечениеэнергопитанияприбора
5 ВнешниеСВЧ узлы	2	Обеспечениерешения измерительнойзадачи Р2-, Р4-,Х5-
6 КомплектЗИП	1	Обеспечениетехническогоресурса, поверкии ремонта
7 Комплектэксплуатационнойдокументации	1	Обеспечениеэксплуатацииприборов
8 Укладочныйящик	3	Табельнаяупаковка

Примечание– Состав комплектаприбора, комплектаЗИП и комплектаэксплуатационнойдокументацииуточняетсяна этапе техническогопроекта.

1.2Тактико-техническиетребования

При конструированииприбора должнывыполнятьсятребованияГОСТ В 20.39.308-76, а такжедругих, действующихв отрасли, стандартови нормативно-техническихдокументовпо стандартизации(НИД ПС).

Основные размерыи конструктивноевыполнениеприбора должнысоответствоватьтребованиямОСТ 4.270.000-83 и ОСТ В4.410.020-83, а также другихдействующихв отрасли НТДПС в части базовыхконструкций(при возможностиих использования),шрифтов, символови сокращенийтерминов.

Основные размерыэлементовприсоединенияприбора должнысоответствоватьтребованиямГОСТ 13317-89.

Конструкцияприбора должнаобеспечиватьудобный доступк элементами составнымчастям, требующимрегулировкии смены их впроцессеэксплуатации,а также возможностьзамены сменныхэлементов исоставныхчастей. Конструкциясоставныхчастей приборадолжна обеспечиватьиндивидуальнуюзамену комплектующихэлементов приремонте.

Материалы иполуфабрикаты,комплектующиеизделия должныприменятьсяпо действующимстандартами техническимусловиям наних.

Выбор комплектующихизделий долженпроизводитьсяиз перечней,утвержденныхЗаказчикоми разрешенныхдля примененияпри разработкеи модернизацииаппаратурынароднохозяйственногоназначения.

Масса приборане должна превышать20 кг (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

Мощность,потребляемаяприбором отсети питания,при номинальномнапряжениине должна превышать120 ВА (уточняетсяна стадиитехническогопроекта).

Конструкцияприбора должнаобеспечиватьвозможностьавтоматизацииконтрольныхопераций, атакже автоматизациюсборочно-монтажныхработ.

Основные составныечасти приборадолжны бытьвыполнены ввиде функциональныхузлов и блоков,в разъемномвариантеконструктивноговыполнения.

В приборе должныиспользоватьсяизделия микроэлектроникичастного применения,разработанныев процессепроведениянастоящегоОКР.

В конструкцияхсоставныхчастей сменныхпечатных узлов,блоков должныбыть предусмотреныприспособления,обеспечивающиеих фиксациюв положении,удобном дляосмотра, проверкии замены элементовпри ремонте.

Все составныечасти прибора,контрольныеточки, разъемы,выводы на печатныхплатах должныбыть ясно ичетко промаркированы(с учетом ограниченийраздела 12 ГОСТ20.39.308-76) и должна бытьобеспеченавозможностьвизуальногоконтроля маркировки.

1.2.1Требованияк параметрами характеристикамизмерителейкоэффициентапередачи иотражения(приборы группыР2-).

Диапазон частоткомплектаприборов долженбыть от 0,01 до 37,5ГГц. Весь диапазондолжен перекрыватьсяпятью приборамис предполагаемойразбивкой поподдиапазонам:(0,01-2,0) ГГц; (2,0-8,3) ГГц;(8,15-18,0) ГГц; (17,44-25,95) ГГци (25,95-37,5) ГГц.

1.2.2 Режимыработы приборовгруппы Р2-.

а) измерениемодуля коэффициентовпередачичетырехполюсников;

б) измерениеКСВН четырехполюсников.

Пределы измерения:

а) КСВН – 1,05 – 5,0

1,03 – 5,0 длятракта 7/3 мм вдиапазонечастот (0,01 – 8,3) ГГц;

б) модуля коэффициентапередачи (0–50)дБ в диапазонечастот (0,01–18) ГГци (0-40) дБ в диапазонечастот (17,44-37,5) ГГц.

Основнаяпогрешностьотсчета и установкичастоты неболее F_уст10^-7.

Приборы должныобеспечиватьпанорамныйрежим работыпри длительностипериода качания,обеспечивающейоператорунормальнуюработу припроведениирегулировочныхработ (параметрырежима уточняютсяна этапе ТП).

Параметры,входящие всостав приборовблоков генераторныхдолжны обеспечиватьпараметрыприборов вцелом.

Приборы должнысодержатьпанорамныйиндикатор, размером неменее 140 х 160 мм.

1.2.3Пределыдопускаемойосновной погрешностиизмерений

1) КСВН 5 К% для 2стU 3 К% для1,05стU

2) КСВН (5 К+1)% для 2стU (3 К+1)% для1,05стU

3. модулякоэффициентапередачи (0,3 0,04 Ах)дБ.

Приборы должныиметь производственно– эксплуатационныйзапас не менее20% по основнойпогрешностиустановкичастоты. Приборыдолжны сохранятьсвои техническиехарактеристикив пределах нормпри питанииих от сетипеременноготока напряжением(22022) В, частотой(501,0) Гц исодержаниемгармоник неболее 5%. Приборыдолжны допускатьнепрерывнуюработу в течениевремени неменее 16 ч присохраненииэлектрическихпараметрови характеристикв пределахнорм, заданныхв ТТЗ. Времяустановлениярежима с моментавключениядолжно бытьдля прибороввсех поддиапазоновне более 30 минво всем рабочемдиапазонетемператур(уточняетсяна стадиитехническогопроекта). УровеньСВЧ излученийне должен бытьболее 10^-3 Вт/мна расстоянии1 м от прибора.

1.2.4Требованияк техническомууровню

Прибор должениметь комплексныепоказателитехническогоуровня, сопоставимыес аналогичнымипоказателямизарубежныханалогов тогоже класса истоимости.

1.2.5 Требованияк надежности

Средняя наработкана отказ (То)прибора должнабыть не менее 10 000ч.

Среднее времявосстановленияработоспособногосостоянияблоков (Тв) должнобыть не более1 ч.

Гамма – процентныйресурс приборов(Т) долженбыть не менее 10 000 ч при доверительнойвероятности(), равной90 %.

Гамма – процентныйресурс службыприборов (Тсл)должен бытьне менее 15 летпри доверительнойвероятности(), равной90 %.

Гамма – процентныйсрок сохраняемостиприборов (Тсх)должен бытьне менее 12 летдля отапливаемыххранилищ и 6лет для неотапливаемыххранилищ придоверительнойвероятности(), равной90 %.

Вероятностьотсутствияскрытых отказовприборов комплекта(P(t)) за межпроверочныйинтервал (t), равный24 мес. при среднемкоэффициентеиспользования(Ки), равном 0,17должна бытьне менее 0,90.

Количественныезначения показателейнадежности(пп. 6.7.1-6.7.6) устанавливаютсяв соответствиис РД 4.4110.05-93 и, принеобходимости,уточняют настадии техническогопроекта, а оценкусоответствиязаданным требованиямпроводят всоответствиис РД 4.4110.04-93 и РД4.4110.02-93.

В эксплуатационныхдокументахдолжны бытьуказаны критериипридельногосостоянияприборов.

1.2.6 Требованияк технологичностиконструкции

Приборы потехнологичностиконструкциии использованиюунификациии типовогооборудованиядолжны отвечатьтребованиямтиповых технологическихпроцессов иобеспечиватьдостижениезаданных показателейнадежностипри минимальныхзатратах наих изготовление,техническоеобслуживаниеи ремонт.

1.2.7 Требованияк уровню унификациии стандартизации

Требованияк уровню унификациии стандартизациидолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76.

Показателиуровня унификациии стандартизациидолжны бытьпорядка:

коэффициентприменяемостиК_пр = 50 %,

коэффициентповторяемостиК_п = 50 %.

Указанныекоэффициентыуточняютсярасчетным путемна стадияхтехническогопроекта и разработкирабочей документацииопытного образцав соответствиис ГОСТ В 15.207-79 и ОСТВ 4.090.041-82.

1.2.8 Эстетическиеи экономическиетребования

Требованияпо техническойэстетики иэкономикедолжны соответствоватьГОСТ В 20.39.308-76, ОСТ4.270.000-83, а также требованиямСТП УШЯИ.000.053-89.

1.2.9Условияэксплуатации.

По устойчивостик климатическимвоздействиямприборы должнысоответствоватьтребованиямгруппы 1.1 УХЛпо ГОСТ В 20.39.304-76 созначениямирабочих температурот плюс 5Сдо плюс 40С,по прочностимеханическимвоздействиям– требованиягруппы 1.6 по ГОСТВ 20.39.304-76.

1.2.10Требованияк упаковке имаркировке

Упаковка должнысоответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76.

Вид упаковкии ее обозначениядолжны соответствоватьтребованиямОСТ 4.070.011-78.

Маркировкана таре должнасоответствоватьтребованиямГОСТ 14.192-77.

Маркировкаприборов должнасоответствоватьтребованиямГОСТ В 20.39.308-76 и НТД,согласованнойс Заказчиком.