Диссертация (1137175), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

4.14. Структурная схема стенда для записи результатов измерений на ПКоцифровки и устройства сопряжения показан на рис.4.15.Особенностью используемой методики обработки данных является то,что специализированное ПО не разрабатывается, а используется стандарт­ное ПО. Модуль оцифровки передаёт в ПК данные в текстовом виде. Сред­127Рис. 4.15. Устройство сопряжения (слева) и модуль оцифровки (справа) на базе отладоч­ной платы LaunchPadствами операционной системы поток данных перенаправляется в текстовыйфайл, который может обрабатываться любыми программными средствами.Для реализации программной части стенда используется операционная си­стема Linux. Достоинством данной ОС является наличие встроенных средствдля работы с последовательными портами и пакетной обработки данных.

Приэтом написание драйверов устройств не требуется. В общем случае также ине требуется использование терминальных программ, как в системе Windows.В ОС Linux устройство, работающее на последовательном порту, каки любое другое устройство, представляется в виде специального текстовогофайла, с которым можно производить те же действия, что и с файлом надиске, при помощи команд echo, cat, read. Для настройки параметров по­следовательного порта служит команда stty.

Поток данных от COM-портав системе Linux может быть объединён со входным потоком данных любойпрограммы, а на COM-порт может быть перенаправлен поток данных любойпрограммы. Обработка потоков данных осуществляется при помощи стан­128дартных системных средств потоковой обработки grep, sed и awk. Чтобыреализовать подобную функциональность в системе Windows требуется при­бегать к написанию оригинального ПО.Для построения графиков на основании результатов измерений исполь­зуется программа Gnuplot [15]. Программа позволяет производить обработкуданных и построение на их основе графиков и диаграмм.Данные результатов измерений, полученные в виде текстовых файлов,обрабатываются скриптом, который генерирует управляющий файл для про­грамма Gnuplot.

Затем скрипт инициирует запуск Gnuplot и генерируетсяфайл с графиками.Gnuplot имеет возможность взаимодействия с издательской системойLATEX. Полученные графики возможно автоматически включать в отчёт. Ав­томатическое перестроение графиков при добавлении экспериментальных ивключение их в отчёт в ОС Windows реализовать невозможно.Для интерактивного наблюдения процессов накопления и стекания за­рядов была разработана программа EFM-monitor, которая позволяет стро­ить графики зависимости статического потенциала, измеряемого приборомот времени.

Программа работает под управлением ОС Linux и Windows. Ин­терфейс программы интуитивно понятен. Внешний вид главного окна про­граммы показан на рис.4.16.Программа разработана на языке С++ с использованием кроссплатфор­менной библиотеки Qt [76].В ходе данного исследования программа EFM-monitor не использовалась,а вся обработка результатов экспериментов проведена при помощи програм­мы Gnuplot.При проведении исследований использовалось исключительно ПО с от­крытым исходным кодом. Для подготовки текстовых документов использо­валась система LATEX.129Рис.

4.16. Главное окно программы EFM-monitor4.5.4. Результаты измеренийОбъект тестированияВ качестве объекта тестирования выступают типы кабелей, имеющиенаиболее широкое распространение. Итак, в качестве объекта исследованийбыли выбраны следующие кабели:1. Кабель «витая пара» UTP-42. Кабель коаксиальный с полиэтиленовой изоляцией RG-583. Кабель интерфейсный LPT с ПВХ - изоляцией4. Шлейф 32-х жильный FRC с ПВХ - изоляцией5. Провод МГТФ-0,12 c ПТФЭ - изоляцией6.

Провод МГШВ-0,35 с ПВХ изоляцией1307. Спецкабель 80-ти жильный из проводов МГТФ-0,12 с оболочкой изплёнки фторопластовой (длина 300 мм)Всего в процессе исследований было проведено свыше 30 измерений ста­тического потенциала и заряда, накапливаемого кабелями. В качестве при­мера приведём процесс электризации при контакте кабеля UTP с бумагой.Результаты приведены на рис. 4.17.800Статический потенциал, В7006005004003002001000051015Время, сек202530Рис. 4.17. Электростатический потенциал, наведённый на жиле кабеля UTP, при передви­жении бухты кабеля по поверхности бумаги и процесс стекания зарядаВыводы по результатам исследованийНа основании проделанных измерений можно сделать следующие выво­ды:1.

При перекручивании кабеля заряд между его жилами не накапливает­ся. Статический потенциал, измеренный между жилами кабеля нахо­дится в пределах погрешности измерения и является безопасным для131ЭРЭ, применяемых в бортовой аппаратуре КА. Полученные данные со­ответствуют рекомендациям [1]. Опасность для ЭРЭ представляют ста­тические заряды, приобретаемые кабелем при трении оболочки кабеляо полы, столы, упаковку и т.п.2. Измерения статического потенциала, приобретаемого человеком, опера­тором при движении, показали, что человек может накапливать потен­циал до 300 В, а особых условиях и до 800 В и выше. Полученныеданные использованы для сравнения статического потенциала, накап­ливаемого человеком и кабелями.3.

Кабели с изоляцией из ВЧ диэлектриков (ПЭ, ПТФЭ) более склоннык накоплению и удержанию статических зарядов, так как диэлектрикданных кабелей имеет высокое удельное сопротивление. И время релак­сации зарядов будет большим. Время стекания заряда для кабелей с ПЭи ПТФЭ изоляцией 30-50 секунд, а для кабелей с ПВХ изоляцией 5-15секунд. Потенциал, накапливаемый кабелями с ПЭ и ПТФЭ изоляци­ей может достигать 500 В и большие бухты кабеля могут накапливатьзначительный статический заряд, если не принято мер по его нейтра­лизации. Наибольшее значение статического потенциала получено приконтакте оболочек кабеля с бумагой, а наименьшее — с деревом.

Неболь­шие отрезки кабеля имеют малую ёмкость (много меньше, чем эквива­лентная ёмкость тела человека) и не представляют опасности для ЭРЭпри их разряде.4. Контроль электризации кабеля в контакте с антистатическими матери­алами показал, что применение антистатических материалов снижаетстатический потенциал, приобретаемый кабелем до безопасного уров­ня (менее 100 В). Таким образом, для предотвращения электризации132кабелей и кабельного ЭСР необходимо, чтобы в ходе технологическогопроцесса оболочка кабелей всё время контактировала только с анти­статическими материалами (применять антистатические полы, столы,упаковку).4.6. ВыводыВ результате исследований было произведено моделирование воздействияна электронные компоненты CDM ЭСР и его экспериментальная проверка.Ставилась задача выявления влияния ёмкости печатной платы на стойкостьэлектронных компонентов к ЭСР.

Полностью подтвердились результаты, по­лученные в [8], о снижении порога отказа в результате ЭСР электронныхкомпонентов, связанных с печатной платой. Исследование влияния печатнойплаты на порог отказа электронных компонентов при CDM ЭСР выполненовпервые в России. Применение разработанной методики схемотехническогомоделирования воздействия ЭСР на печатные узлы позволило выявить сни­жение стойкости электронных компонентов к CDM ЭСР c увеличением разме­ров печатной платы, на которую данные компоненты установлены. Применяясхемотехническое моделирование ЭСР, можно найти порог отказа МДП-тран­зисторов, установленных на печатную плату, и опасное значение статическогопотенциала, связанного с платой. Разработанную методику можно применятьне только для силовых МДП-транзисторов фирмы International Rectifier, нои для прочих типов МДП-транзисторов, в том числе и для отечественных.Но для применения методики необходимо знать пробивное напряжение под­затворного диэлектрика.Для применения разработанной приближённой методики расчёта порогаотказа МДП-транзисторов в результате ЭСР разработано специализирован­ное программное обеспечение ESD-MOSFET-calc.133В результате проведённых исследований была разработана методика из­мерения электростатического потенциала контактным методом с использова­нием емкостного делителя и электрометра.

На основании данной методикибыл разработан измеритель электростатических потенциалов для промыш­ленного применения. Были произведены испытания данного измерителя вусловиях приборостроительного предприятия.Также в ходе исследований решена задача построения схемы аналоговойгальванической развязки с дифференциальном входом для связи разработан­ного прибора контроля электростатического потенциала с АЦП. Для даннойцели применена схемотехника на основе диодных оптопар.134ЗаключениеВ ходе исследований были поставлены две задачи: разработка методасхемотехнического моделирования воздействия ЭСР по модели заряженногокомпонента (CDM ЭСР) на печатные узлы и разработка метода контроля ста­тических зарядов для приборостроительных предприятий.

Характеристики

Список файлов диссертации