Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем

Рис. 2. Алгоритм процедуры Analyze

Рис. 3. Алгоритм процедуры String

В случае простого и комплексного словосочетания запускаются процедуры PSS и KSS соответственно.

А лгоритм процедуры PS представлен на рис. 4.

Рис. 4. Алгоритм процедуры PS

Процедура предназначена для проверки наличия в тексте ответа пользователя простого слова. Блок 1 инициализирует глобальную переменную NP, предназначенную для хранения номера позиции в тексте ответа пользователя, с которой начинается проверка наличия в нем простого слова. Далее управление передается процедуре NPP, которая определяет в тексте ответа номер позиции какой-либо комбинации символов и присваивает этот номер переменной NP. В данном случае комбинацией символов является рассматриваемое простое слово. После работы процедуры NPP проверяется значение NP (блок 3) и, если оно равно нулю, то переменная, содержащая значение оценки рассматриваемого ключевого слова Q обнуляется. Вообще равенство переменной NP нулю после работы процедуры NPP говорит о том, что рассматриваемое слово или словосочетание, взятое из словаря эталонного ответа, отсутствует в ответе пользователя.

Алгоритм процедуры KS показан на рис. 5.

Рис. 5. Алгоритм процедуры KS

Процедура предназначена для проверки наличия в тексте ответа пользователя комплексного слова. Блок 1 процедуры производит подсчет количества окончаний в комплексном слове. Далее в теле цикла происходит формирование простых слов путем прибавления выделенных из комплексного слова окончаний к базовой части комплексного слова (блок 4). Количество полученных ПС будет равным количеству окончаний в КС. Подсчет количества окончаний иллюстрируется блоком 1. Проверка наличия простого слова в ответе производится путем вызова процедуры PS (блок 5). После того, как процедурой PS произвелась обработка одного из простых слов, блоком 6 производится проверка значения переменной NP. Если оно равно нулю (то есть рассматриваемое простое слово в ответе отсутствует), то происходит возврат к блоку 2, и цикл продолжает работу. Если значение NP отлично от нуля, то происходит выход из цикла и процедура завершает свою работу, так как в этом случае в ответе пользователя найдено рассматриваемое простое слово. После прохождения всего цикла значение переменной Q обнуляется, что связано с тем, что ни одно ПС в ответе тестируемого не найдено.

Процедуры PSS производит проверку наличия в тексте ответа тестируемого простого словосочетания. Процедура KSS предназначена для проверки наличия в тексте ответа пользователя комплексного словосочетания. Алгоритмы данных процедур аналогичны, представленному на рис. 5.

Как было отмечено ранее процедура NPP, представленная на рис. 6, определяет в тексте ответа номер позиции какой-либо комбинации символов.

Блок 1 производит подсчет количества позиций (символов) в ответе тестируемого. Блоком 3 открывается цикл, позволяющий произвести проверку наличия исходной комбинации символов в тексте ответа, начиная с каждой позиции самого текста. Если исходная комбинация присутствует в тексте ответа, то переменной NP присваивается номер позиции текста ответа, на которой было зафиксировано присутствие комбинации символов, и происходит выход из процедуры. Иначе происходит возврат к блоку 3. При прохождении всего цикла переменная NP обнуляется и работа процедуры заканчивается.

АКОС, в состав которой должно входить следующее программное обеспечение: программа самостоятельного изучения учебного материала с элементом контроля знаний, программа итогового контроля знаний, программы самообучения и контроля с использованием текстовой информации, может быть ориентирована на изучение любой дисциплины.

Рис. 6. Алгоритм процедуры NPP

По сравнению с аналогичной существующей контрольно-обучающей системой, взятой за базовый вариант, прдлагаемая АКОС обладает рядом преимуществ. Структура представленной АКОС позволяет в интерактивном режиме проводить самостоятельное изучение учебного материала и самопроверку. Также предоставляется возможность проведения итогового контроля знаний и автоматизированных расчетов в рамках лабораторного практикума.

В процессе автоматизированного самообучения возможно обращение не только к теоретическим данным в виде текста, но и к данным, представленным в виде графической информации. Кроме того, учтена возможность проведения проверки уровня усвоенных знаний, не прерывая процесс самообучения.

В режиме итогового контроля учитывается возможность ввода ответов на тестирующие вопросы в максимально свободной форме, что снижает вероятность угадывания правильных ответов и повышает адекватность оценки уровня знаний.

Структура используемых баз данных, содержащих учебный материал, а также информацию, необходимую для контроля знаний, позволяет расширять возможности АКОС как в плане представления учебной информации, так и в плане проведения автоматизированного контроля.

Используемые технические средства:

- применяемая вычислительная техника – ПЭВМ типа IBM PC с процессором Pentium III и выше, объем оперативной памяти не менее 128 Мбайт, монитор с разрешением не менее 800 х 600 точек, струйный или лазерный принтер;

- операционная система типа Windows 98, Windows 2000 или Windows XP с установленным обозревателем Internet Explorer версии 5.0 и выше.

Литература

1. Хаселир Р., Фаненштихт К. Операционная среда Windows. М.: ЭКОМ, 1995. 234 с.

2. Гради Буч. “Объектно-ориентрованное программирование” / Пер. с англ. М.: Наука, 1998. 170 с.

3. Джон Матчо, Дэвид Р.Фолкнер. «Delphi» /Пер. с англ. М.: Бином, 1995. 305 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 624.156

Л.С. Очнева, Н.Э. Самойленко, Д.А. Лихуша

СЕТЕВОЙ ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Рассматриваются особенности проектирования источника вторичного электропитания, предназначенного для передатчика широкополосных сигналов

Источники электропитания являются одной из основных частей любого радиоэлектронного устройства. Первичные источники электропитания: промышленная сеть переменного тока в стационарных установках, солнечные батареи, электрохимические источники тока, термоэлементы - не в состоянии удовлетворить всем требованиям, предъявляемым современными радиоэлектронными средствами (РЭС). Современным РЭС требуется большое количество номиналов питающего напряжения постоянного и переменного тока в диапазоне от долей до десятков тысяч вольт при различных значениях потребляемых токов со стабильностью более высокой, чем её могут обеспечить первичные источники электропитания. Нормальная работа большинства радиоэлектронных устройств обеспечивается лишь при поддержании питающих напряжений с заданной степенью точности в течение всего времени работы. Эти и ряд других задач решаются средствами вторичного электропитания.

Средства вторичного электропитания обеспечивают: преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного и наоборот; преобразование напряжения постоянного или переменного тока одного наминала в одно или несколько напряжений того же вида другого номинала; гальваническую развязку выходных цепей одну от другой и от цепей первичного питания; регулирование выходных напряжений ручным способом или по сигналам команд управления; защиту первичного источника, источников вторичного электропитания и нагрузок при возникновении аварийных ситуаций; контроль и индикацию исправного состояния источников и др.

Многообразие требований к качеству выходных напряжений стабилизированных источников, необходимость преобразования энергии постоянного и переменного тока, широкий диапазон выходных мощностей, большие различия в режимах работы и условиях эксплуатации - всё это привело к созданию большого числа различных схемотехнических решений стабилизированных источников электропитания и их функциональных узлов.

Любой источник вторичного электропитания характеризуется рядом определённых количественных и качественных показателей или признаков в заданных условиях эксплуатации: параметрами входной и выходной электрической энергии, выходной мощностью, коэффициентом полезного действия, удельными показателями, показателями надёжности, временем непрерывной работы, временем готовности, числом каналов, элементной базой, а также взаимозаменяемостью, ремонтопригодностью и удобством в эксплуатации.

Сетевой блок питания, представленный в данной работе, предназначен для электропитания передатчика широкополосных сигналов и несколько отличается от остальных, в нем осуществлена попытка использования положительных технических решений ранее разработанных блоков питания, и реализация их во всех уровнях с учетом современных тенденций.

При выборе схемы вторичного источника выбрано техническое решение построения понижающего источника питания, согласно которому регулирующий элемент работает в ключевом (импульсном) режиме.

Импульсные стабилизаторы напряжения, по сравнению с линейными, обладают рядом преимуществ. Коэффициент полезного действия их несравненно выше, так как благодаря использованию ключевого режима работы регулирующего транзистора, средняя рассеиваемая в нём мощность оказывается существенно меньше, чем в линейном стабилизаторе. Малые тепловые потери позволяют во многих случаях отказываться от применения теплоотводов или существенно уменьшить их габариты.

На вход регулирующего транзистора подаётся постоянное нестабилизированное напряжение (например, от бортовой сети). Управление регулирующим транзистором осуществляется широтно-импульсным модулятором (ШИМ).

Длительность управляющих импульсов ШИМ зависит от сигнала, поступающего на его вход. Под воздействием управляющих импульсов регулирующий транзистор периодически с заданной частотой подключает источник питания к входу фильтра стабилизатора. Напряжение на входе фильтра имеет форму однополярных прямоугольных импульсов. На выходе фильтра выделяется в основном постоянная составляющая напряжения. Выходное напряжение сравнивается с опорным, и сигнал разности, усиленный усилителем, поступает на вход модулятора ШИМ.

Изменение выходного напряжения изменяет сигнал на входе ШИМ, что приводит, соответственно, к изменению длительности управляющих импульсов. В результате изменяется длительность импульсов на входе фильтра, и среднее значение выходного напряжения возвращается к своему первоначальному значению.

При проектировании схемы управления импульсным блоком питания использован ШИМ – контроллер 1114ЕУЗ, зарубежными аналогами которого являются TL594L, TL494M, UC3524AJ. Микросхема представляет собой схему управления импульсными источниками питания на коммутируемые мощности от 8 до 10 Вт и выполняет следующие функции:

• формирование опорного напряжения;

• усиление сигнала рассогласования;

• формирование пилообразного напряжения;

• широтно-импульсную модуляцию;

• формирование двухтактного и однотактного выхода;

• защиту от сквозных токов;

• усиление сигнала датчика тока или напряжения;

• обеспечение мягкого пуска.

Функциональная схема контроллера 1114ЕУЗ представлена на рисунке.

Выбор конструкции сетевого блока питания для передатчика широкополосных сигналов произведен на основе требований технического задания, при этом учитывались воздействия различных внешних факторов, которые будет испытывать конструкция при эксплуатации, а также, чтобы конструкция обладала достаточной надежностью и высокой ремонтопригодностью. Учитывались также общие и частные требования.

Исходя из назначения устройства, к общим требованиям можно отнести следующее:

• простота обслуживания;

• достаточно высокая надежность;

• приемлемая для потребителя стоимость;

• возможность быстрой установки на объект использования;

• унификация и стандартизация конструктивных элементов.

Функциональная схема контроллера 1114ЕУЗ

1 – генератор пилообразного напряжения; 2 – компаратор паузы; 3 – компаратор ШИМ; 4 – опорный усилитель; 5,8... 11 – логические элементы; 6 – триггер- расширитель; 12 – источник опорного напряжения; G – источник смещения компаратора

В процессе проектирования необходимо предусмотреть меры по защите изделия от воздействий влаги и выполнить конструкцию так, чтобы она была технологичной при серийном производстве.

Необходимо отметить, что при создании несущих конструкций с минимальными массогабаритными параметрами следует:

• выполнять все элементы конструкции равнопрочными, без большого запаса по прочности;

• обеспечивать высокую жесткость способами, не требующими увеличения массы;

• упрощать несущую конструкцию до наименьшего числа деталей;

• широко применять легкие сплавы;

• выбирать рациональную форму профилей несущих конструкций;

• вводить в детали различные отверстия, выемки, проточки, чтобы снизить массу деталей, не несущих нагрузки;

• вводить в тонколистовые детали отбортовки и выдавки, позволяющие повысить жесткость конструкции;

• использовать гальванические и лакокрасочные покрытия, имеющие минимальную массу.

Основываясь на этих требованиях, а также на сложившемся подходе к конструктивному исполнению изделий РЭС, с учетом унификации, нормализации и технологичности целесообразно выполнение сетевого блока питания в виде прямоугольной конструкции с геометрическими параметрами не более, указанных в техническом задании. Соотношение размеров изделия определяется также рациональностью размещения сборочных единиц и электрорадиоэлементов на печатной плате, а также эргономическими требованиями к размещению элементов управления и выдачи информации.

С учетом назначения устройства следует предусмотреть возможность крепления его на объекте использования, которое позволит обеспечить простоту и надежность установки.

Частные эргономические требования к конструкции устройства устанавливаются на основе общих эргономических требований в соответствии с ГОСТ 23000-78.

К эстетическим требованиям, предъявляемым к проектируемой конструкции сетевого блока питания, можно отнести следующие:

• информационную и художественно-эстетическую выразительность;

• рациональность формы;

• целостность композиции;

• совершенство производственного исполнения и сохранности товарного вида, регламентированных ГОСТ 22851-77.

Форма проектируемого изделия должна отвечать 84рограмм84яям информационной и художественной выразительности, которые обусловливают способность изделия отразить эстетические представления, сложившиеся в обществе.

Конструкция сетевого блока питания состоит из: панели, к которой, для удобства эксплуатации, крепится ручка; платы, изготовленной из стали 10КП методом холодно-листовой штамповкой и двух направляющих, изготовленных из сплава Ал2, с отверстиями для крепления печатных плат. В корпусе сетевого блока питания расположено пять печатных плат. Печатные платы крепятся основанием к направляющим при помощи винтов.

Электрорадиоэлементы каждой ячейки сетевого блока питания располагаются на двусторонней печатной плате с одной стороны. Это позволяет повысить надежность устройства, облегчить его сборку и регулировку, а также уменьшить его габариты.

На корпус крепится вилка, которая обеспечивает электрическую взаимосвязь с бортовой сетью. Провода, соединяющие ячейки питания с вилкой, связаны в жгут и обмотаны лакотканью. Концы проводов маркируются бирками маркировочными.

Места крепежных элементов корпуса должны в обязательном порядке пломбироваться для определения несанкционированного вскрытия корпуса изделия.

При разработке изделия выбраны методы проектирования, обеспечивающие снижение стоимости, уменьшение энергоемкости, объема и массы, расширение области использования микроэлектронной базы, увеличение степени интеграции, микроминиатюризации межэлементных соединений и элементов несущих конструкции, а также магнитную совместимость, высокую технологичность.

Проектирование сетевого блока питания возможно с использованием персонального компьютера и специализированного программного обеспечения (P-CAD, Auto CAD, Pro/Ingener и др.), что позволяет значительно сократить время на проектирование, а также выявлять ошибки и недоработки на ранних стадиях процесса.

Важным преимуществом использования программных средств является то, что повышение производительности работы конструктора достигается без необходимости кардинального изменения используемых им методов работы.

При выборе какого-либо компонента высвечивается область печатной платы, в пределах которой компонент может быть размещен, не нарушая заданных правил проектирования. При этом контролируются три группы правил проектирования: физические (всевозможные зазоры), электрические (дли электрических цепей) и «комнатные» (находится ли компонент внутри комнаты, к которой он привязан, и соблюдение ограничения на высоту компонентов). Пользователь может по своему усмотрению активировать ту или иную группу для проверки, тем самым, подобрав нужную комбинацию проверяемых правил.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

С.В. Хохленкова, Л.Н. Никитин

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ И ПЛАЗМЕННЫЕ ПАНЕЛИ

Принцип действия жидкокристаллических панелей основан на использовании жидкокристаллического вещества в качестве клапана для пропускания световых потоков. Плазменные панели в отличие от жидко-кристаллических сами излучают свет, используя энергию, возникшую при разряде в газовой среде

Электронно-лучевые трубки (кинескопы), служащие основой любого телевизора, существуют уже многие десятилетия и постоянно совершенствуются. Однако они имеют и недостатки: наличие высокого напряжения, большие объемные габариты (особенно в глубину при больших размерах изображения) и др. Поэтому разработчики всегда стремились к новым идеям при создании отображающих устройств. Одна из них — использование жидкокристаллического вещества в качестве клапана для пропускания световых потоков. Окончательно эта идея воплотилась в виде жидкокристаллических панелей (ЖК-панелей) — LCD (Liquid Crystal Display).

Рассмотрим принцип работы и варианты конструкции ЖК-дисплеев [1]. ЖК вещество (материал) модулирует внешний световой поток под действием электрического поля или тока. Конкретная работа ЖК-дисплеев основана на использовании эффекта вращения плоскости поляризации светового потока слоем ЖК-вещества (так называемого твист-эффекта).

Конструкция ЖК панели показана на рис. 1.