Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [79] 80 81 82 83

которые нужно рассчитать перед тем, как будут определены варианты для совокупности S*.

П5.3. Пример

Для проверки предлагаемой стратегии оптимизации приведем пример расчета приемлемой слолсности (для усилителя, схема которого приведена на рис. П5.4). Значения параметров элементов, приведенные в табл. П5.1 и П5.2, были выбраны так, чтобы обеспечивался коэффициент усиления 19,5<Л:2,5 и затухание 3 дБ в полосе В > 84,5 МГц.


Вкод

Рнс. П5.4. Усилитель на трех транзисторах, использованный для проверки предлагаемой процедуры оптимизации характеристик схемы.

Таблица П5.1

Стоимость элементов электронного усилителя при наличии у них одной градации качества

Наименованиезлемента н значение его параметра

Градация качеств?.

Пена, датские кроны

7?! =470 Ом

5о/о

0,29

J?3=10 кОм

0,29

/?4=22 кОм

0,07

/?5 = 1 кОм

0,29

/?в=4,7 кОм

0.29

С,=- 10 мкФ

-10%, +50%

2,00

Сг = 50 мкФ

-Юо/о, +50%

2,00

Транзистор 1

2N918

6,30

Предварительное изучение влияния качества элементов на выходные характеристики показало, что некоторые элементы должны обладать определенным уровнем качества для обеспечения минимума стоимости усилителя в целом. Восемь таких элементов усилителя перечислены в табл. П5.1. Для некоторых из элементов оказывается возможным указать несколько градаций качества; пять таких элементов перечислены в таб. П5.2. Фактические значения

16* 243



Таблица П5.2 Стоимость элементов при нескольких градациях качества

Наимеаованве элемента

Возмпжные градации качества

Цена, датские кроны

и значение его параметра

элементов (допуска)

Rz22 Ом

0,5%

1,07

0,85

5о/о

0,29

0,07

1 = 470 Ом

0,5%

1,07

0,85

5о/о

0,29

0,07

Сз - 15 пкФ

1,5%

0,50

0,40

Транзистор 2

2N918

6,30

2N9i8 (отобранный)

8,30

Транзистор 3

2N9I8

6.30

2N2369

3.90

сопротивлений резисторов представляли наиболее надежную из всей имеющейся информации. Поэтому принято предположение, что разброс сопротивлений резисторов подчиняется равномерному распределению вероятностей.

Каждому транзистору усилителя соответствуют наборы значений статистически зависимых параметров г г,, Гсе, gm, С , С . Соответствующие значения параметров 100 транзисторов типа 2N918 и 100 транзисторов типа 2N2369 протабулированы для девяти рабочих точек характеристики, как это указано в приложении 4. Отобранными транзисторами 2N918 считаются те, у которых предварительно были замерены емкости С/, и отсортированы для

использования в схемах при условии, что Cjj,j, 0,615 пФ,

Из табл. П5.2 видно, что общее число способов реализации надежной системы (в данном случае усилителя) равно 4-4-2-2-2= = 128. Поскольку общее число вариантов не очень велико, было решегю осуществить их исчерпывающий перебор. Для каждого возможного варианта определены два показателя: стоимость С для элементов из табл. П5.2 и общая результирующая вероятность R того, что усилитель одновременно удовлетворяет двум заданным условиям: ]9,5:/1<22,5 и В>84,5 МГц. В результате изменения градаций качества С является переменной составляющей общей стоимости изделия, н поэтому рассматриваются только изменения С.



Значения (С, R) для 126 пз 128 используемых способов реализации усилителя по качеству представлены точками на рис. П5.4 (две точки опущены). Двадцать четыре из них совпадают с некоторыми из остальных 104 точек. Из рис. П5.4 ясно видна опасность получения худшего варианта. Избыток стоимости (С-С*) может составлять около 1 датской кроны для варианта, который имеет установленный уровень надежности и который выбирался очень тщательно. Варианты, попадающие в совокупности S* и S (20 точек), показаны на рис. П5.4 стрелками.

Сравнивая точки, обведенные на рис. 5.4 кружками, с остальными, видим, что предлагаемая про[1едура дает меньшее, но так называемое хорошее множество S, состоящее из М вариантов. Это множество S является хорошим, посзсольку любые варианты совокупности S* равноценны или по крайней мере хуже некоторого варианта совокупности 5. Только одно исключение составляет вариант (18,36; 86,0). Он имеет такие характеристики: (/?2, R7, Сз, транзистор 2, транзистор 3) = (0,5/27о> 5%, (1+0,5)%, 2N918. 2N2369).

Таким образом, задача выбора оптимального варианта качества проду1ции сводится к минимизации стоимости для требуемого или желаемого уровня показателя наде1кности. Используемая процедура позволяет находить так называемое хорошее множество или хорошую совокупность вариантор при умеренном объеме вычислений. Проектировщик, осуществляя свой выбор, может либо остановиться на одном из хороших вариантов, либо использовать множество хороших вариаптов в качестве промежуточного этапа для дальнейшего поиска более подходящего варианта


С, кроны

Рис. П5.5. Хорошее множество вариантов.

Решение аналогичной задачи см. Дж. Сандлер. Техника надежности систем. Пер. с англ. М., Наука , 1966; Методика выбора оптимальных уровней показателя надежности элементов изделия. М., :Стандарты , 1972. {Прим. пер.).




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [79] 80 81 82 83
Яндекс.Метрика