Методика та алгоритм визначення оптимальних умов температурної стійкості ПФС

Розглянута методика розрахунку температурної складової стійкості часових інтервалів та статистичні критерії є основою для визначення умов оптимальної температурної стійкості різних пристроїв синхронізації і їх складових. Справді, маючи у своєму розпорядженні рівняння, що зв'язують дисперсію й середнє значення температурної стійкості часових інтервалів із причинами, які їх обумовлюють, можна відшукати оптимальні співвідношення між ними, з огляду на мінімум впливу температури на стабільність часових інтервалів.

Звичайно при розгляді температурної стійкості частоти ПФС мають на увазі тільки одну характеристику величини - лінію середніх значень пучка кривих зміни часових інтервалів для великого числа однотипних ПФС, що була визначена функцією m_а(t^о). По виду цієї кривої порівнюють ПФС з різним розташуванням їх компонентів, а при виборі оптимальних співвідношень в розташуванні елементів для роботи в заданому інтервалі температур намагаються забезпечити найменші максимальні відхилення лінії середніх значень від осі температури. Оцінка по лінії середніх значень, ілюструючи важливі розходження між різними варіантами розташування елементів, не може, однак, претендувати на повноту, тому що не враховує неминучої неідентичності реальних ПФС, що вносить істотну частку в температурну стійкість часових інтервалів. Тим більше не повне порівняння вказаних пристроїв тільки по максимальних відхиленнях ліній середніх значень у заданому інтервалі температур або, як це іноді робиться, по умовному «температурному коефіцієнту», що виходить при розподілі цього максимального відхилення у відносних одиницях на величину інтервалу температур. Справа в тому, що при цьому не враховується відносна ймовірність таких відхилень, що залежить від форми кривої зміни часових інтервалів й від розподілу ймовірностей температур у межах розглянутого інтервалу.

Алгоритм визначення оптимальних умов температурної стійкості ПФС. Для розробки алгоритму визначення оптимальних умов температурної стійкості розглянемо приклад, який базується на результатах експериментальних досліджень вибіркової партії ПФС.

Оптимальні умови температурної стійкості, як це було визначено раніше, будемо знаходити мінімізуючи критерій оптимальності - джэй-параметр , за рахунок переміщенні групи елементів (ЦАП, ДОН, КН) уздовж осі Х (рис.5) по площині друкованої плати. Температурні умови технічної експлуатації ПФС задані у вигляді: t _н=+5°C; t _в=+70°C; t _настр= 20°C.

Розробку алгоритму почнемо з детального розрахунку для розташування групи елементів ЦАП, ДОН, КН уздовж осі Х на відстані від лінії ординат (рис.5).

Виконаємо розрахунок величини по формулі (24):

(36)

де коефіцієнти а₁, а₂, а₃ рівняння (14) при приймають значення:

(37)

а коефіцієнти р _n рівняння (25) при заданих значеннях температури t _н=+5°C; t _в=+70°C; t _настр= +20°C приймають значення:

; (38)

; (39)

; (40)

де

,

. (41)

Змінюючи розташування групи елементів ЦАП, ДОН, КН уздовж осі Х на відстані від до з кроком 1мм розрахуємо величини по формулі (24).

Аналогічно розрахуємо величини , з мінюючи розташування групи елементів ЦАП, ДОН, КН уздовж осі Х на відстані від до з кроком 1мм по формулі (30). В цих розрахунках приймемо значення коефіцієнту, що залежить від характеру похибки дискретності розташування елементів , та почергово задаємо значення похибки дискретності розташування елементів на платі рівними =0; =0,083; =0,17; =0,25; =0,33.

На основі отриманих значень та розрахуємо по формулі (38) відносні значення джэй-параметру .

Таким чином, формалізована процедура визначення оптимальних умов температурної стійкості дає змогу розробити алгоритм роботи електронної цифрової обчислювальної машини у вигляді, що зображено на рис.6.

Запитання для самоперевірки

1. Обґрунтуйте необхідність статистичного дослідження умов експлуатації електронних пристроїв екстремальної комп’ютерно-інтегрованої системи керування технологічними процесами обробки даних.

2. Чому температурну складову сумарного відхилення часових інтервалів можна рахувати випадковою величиною?

3. Який передбачається закон розподілу температури усередині заданих значень робочої температури?

4. Які складові входять в формулу для розрахунку середнього значення й дисперсії температурної стійкості частоти партії однотипних пристроїв ПФС у реальних умовах експлуатації.

5. Який критерій використовується для оптимізації температурної стійкості часових інтервалів?

Література

1. Горбань І.І. Теорія ймовірностей і математична статистика для наукових працівників та інженерів / - К.: НАН України. Інститут проблем машин і систем, 2003. - 244 с.

2. Пугачев В.С. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. - М.: Физматгиз, 1960.

3. Батков А.М. и др. Методы оптимизации в статистических задачах управления. 1974. - 240 с.

4. Яніцький І.Я. Статистична оптимізація точності формувачів періодичних відліків часу з кільцем фазового автопідстроювання ВПС телекомунікаційних мереж / Наукові записки УНДІЗ. – 2009. – №1(9). – С.27-38.