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環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)實(shí)例及小結(jié)

發(fā)布時(shí)間:2012/10/19 19:36:29 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù):2228

     環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例
    前五小節(jié)簡(jiǎn)要地討論了電子BQ24103ARHLR設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的基本概念、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。下面以幾個(gè)工程應(yīng)用實(shí)例為例,說(shuō)明環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的步驟和環(huán)境控制技術(shù)的應(yīng)用。
    【例1-1】某機(jī)載雷達(dá)中的頻綜器及其中的晶體振蕩器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)是雷達(dá)的心臟器件和組件。但在振動(dòng)環(huán)境中,其相位噪聲指標(biāo)一直無(wú)法達(dá)標(biāo)。要求采取隔振措施。
    1.分析
    ①設(shè)計(jì)輸入:某殲擊機(jī)振動(dòng)、沖擊環(huán)境條件。
    ②設(shè)計(jì)輸出:頻綜器在100Hz時(shí)相位噪聲(相噪)NR≤-XXdB,由上可見(jiàn),設(shè)計(jì)輸入是力學(xué)“加速度頻譜圖”。而設(shè)計(jì)輸出是綜合電性能指標(biāo)相位噪聲NR≤-XXdB。
    ③只有依據(jù)設(shè)計(jì)輸入和輸出,找出該頻綜器的環(huán)境適應(yīng)平臺(tái)一一能滿(mǎn)足“相位噪聲NR≤-XXdB”的加速度頻譜圖,才能進(jìn)行隔振緩沖設(shè)計(jì)。
    2.設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)步驟
    ①以該型雷達(dá)載機(jī)“加速度頻譜”為準(zhǔn),進(jìn)行晶振篩選,時(shí)間為1~3min,找出相位噪聲變壞最少的晶振。
    ②以相位噪聲NR≤-XXdB為準(zhǔn),將整個(gè)頻率范圍分為若干個(gè)倍頻帶,分別將厥加速度頻譜量值從20%起逐漸加大,直到相噪變壞(NR≥-XXdB)。將整個(gè)頻率范圍的試驗(yàn)結(jié)果相連,即可獲得環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)的相應(yīng)頻譜圖。
    ③同樣,以該雷達(dá)載機(jī)的正弦振動(dòng)曲線(xiàn)設(shè)計(jì)輸入,采用正弦掃頻方法對(duì)晶振進(jìn)行正弦掃頻,找出加速度敏感頻率(相噪ⅣR≥-XXdB的頻率點(diǎn))。例如,在100Hz前相噪無(wú)明顯變化,但自112Hz開(kāi)始,相噪明顯變壞,如此可記錄到20個(gè)變壞點(diǎn),排除掉夾具諧振影響,剩下的頻率點(diǎn)即為晶振的危險(xiǎn)頻率點(diǎn)fc/。然后在各fc/上以原來(lái)加速度值的10%,20%,…進(jìn)行定頻振動(dòng)試驗(yàn),直到相噪開(kāi)始變壞,記下相應(yīng)加速度值。例如,在112Hz時(shí)原z=1 0g,到40%三= 4g時(shí),相噪開(kāi)始變壞,則4g就是112Hz的環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)的嚴(yán)酷等級(jí)。依次對(duì)各個(gè)兀點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn),即可獲得全部頻帶中的各段危險(xiǎn)頻率點(diǎn)嚴(yán)酷等級(jí),這就是環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)。并以此建立全帶寬譜線(xiàn),反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整最后確認(rèn)。
    本書(shū)主要研究振動(dòng)與沖擊環(huán)境對(duì)電子設(shè)備性能的影響,故其環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)建立時(shí),必須研究機(jī)一電耦合影響機(jī)理,并將其量化,如將112H,三≤鋸作為設(shè)計(jì)輸出依據(jù)。盡管隨機(jī)振動(dòng)與正弦振動(dòng)沒(méi)有完全對(duì)應(yīng)的關(guān)系,但采用正弦法找出其相噪變環(huán)的最低頻率fcl還是比較近似的。
    為了保證在兀=112Hz時(shí),藝≤鋸,故對(duì)頻綜器采取一級(jí)隔振,對(duì)晶振采取二次隔振,盡管低頻(≤50Hz)隔振器未起減振作用,但頻綜器、晶振對(duì)低頻不敏感,故沒(méi)有什么影響。中、高頻時(shí)隔振器取得很好的隔振效果,保證了相噪NR≤-XXdB的電性能指標(biāo)。
    【例1-2】某履帶車(chē)載電子設(shè)備需按GJB 150.16-1988中圖10~圖22隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行隔振器選型,按規(guī)定每軸向試驗(yàn)時(shí)間2h,總試驗(yàn)時(shí)間是13條曲線(xiàn)x2h/曲線(xiàn)=26h。由于隔振器必須歷經(jīng)全部過(guò)程,所以把垂直軸(圖10~圖14)、橫側(cè)軸(圖15~圖18)、縱向軸(圖19~圖22)分別集中為一個(gè)最嚴(yán)酷的曲線(xiàn),該曲線(xiàn)的每個(gè)頻率點(diǎn)的取值都是該軸向各個(gè)曲線(xiàn)中的最嚴(yán)酷值。垂直軸5條曲線(xiàn)按極值拼接,如圖1-2所示。這樣處理,只需進(jìn)行三個(gè)軸向的試驗(yàn),共6h。由于進(jìn)行隔振器選型試驗(yàn)時(shí),載荷是剛性模擬載荷,而不是真實(shí)的電子設(shè)備,將振動(dòng)嚴(yán)酷度加嚴(yán),減少試驗(yàn)時(shí)間和次數(shù),降低試驗(yàn)成本是可行的,并且隔振器歷經(jīng)了最嚴(yán)酷條件的試驗(yàn)后,當(dāng)電子設(shè)備加裝隔振器后正式按GJB 150.16-1988中的13條曲線(xiàn)分別試驗(yàn)時(shí),因?yàn)槊織l曲線(xiàn)嚴(yán)酷度均低于拼接值,隔振器肯定不會(huì)出問(wèn)題。這不僅節(jié)省了20h試驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),而且增加隔振器選型結(jié)果的置信度。
     環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例
    前五小節(jié)簡(jiǎn)要地討論了電子BQ24103ARHLR設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的基本概念、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。下面以幾個(gè)工程應(yīng)用實(shí)例為例,說(shuō)明環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的步驟和環(huán)境控制技術(shù)的應(yīng)用。
    【例1-1】某機(jī)載雷達(dá)中的頻綜器及其中的晶體振蕩器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)是雷達(dá)的心臟器件和組件。但在振動(dòng)環(huán)境中,其相位噪聲指標(biāo)一直無(wú)法達(dá)標(biāo)。要求采取隔振措施。
    1.分析
    ①設(shè)計(jì)輸入:某殲擊機(jī)振動(dòng)、沖擊環(huán)境條件。
    ②設(shè)計(jì)輸出:頻綜器在100Hz時(shí)相位噪聲(相噪)NR≤-XXdB,由上可見(jiàn),設(shè)計(jì)輸入是力學(xué)“加速度頻譜圖”。而設(shè)計(jì)輸出是綜合電性能指標(biāo)相位噪聲NR≤-XXdB。
    ③只有依據(jù)設(shè)計(jì)輸入和輸出,找出該頻綜器的環(huán)境適應(yīng)平臺(tái)一一能滿(mǎn)足“相位噪聲NR≤-XXdB”的加速度頻譜圖,才能進(jìn)行隔振緩沖設(shè)計(jì)。
    2.設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)步驟
    ①以該型雷達(dá)載機(jī)“加速度頻譜”為準(zhǔn),進(jìn)行晶振篩選,時(shí)間為1~3min,找出相位噪聲變壞最少的晶振。
    ②以相位噪聲NR≤-XXdB為準(zhǔn),將整個(gè)頻率范圍分為若干個(gè)倍頻帶,分別將厥加速度頻譜量值從20%起逐漸加大,直到相噪變壞(NR≥-XXdB)。將整個(gè)頻率范圍的試驗(yàn)結(jié)果相連,即可獲得環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)的相應(yīng)頻譜圖。
    ③同樣,以該雷達(dá)載機(jī)的正弦振動(dòng)曲線(xiàn)設(shè)計(jì)輸入,采用正弦掃頻方法對(duì)晶振進(jìn)行正弦掃頻,找出加速度敏感頻率(相噪ⅣR≥-XXdB的頻率點(diǎn))。例如,在100Hz前相噪無(wú)明顯變化,但自112Hz開(kāi)始,相噪明顯變壞,如此可記錄到20個(gè)變壞點(diǎn),排除掉夾具諧振影響,剩下的頻率點(diǎn)即為晶振的危險(xiǎn)頻率點(diǎn)fc/。然后在各fc/上以原來(lái)加速度值的10%,20%,…進(jìn)行定頻振動(dòng)試驗(yàn),直到相噪開(kāi)始變壞,記下相應(yīng)加速度值。例如,在112Hz時(shí)原z=1 0g,到40%三= 4g時(shí),相噪開(kāi)始變壞,則4g就是112Hz的環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)的嚴(yán)酷等級(jí)。依次對(duì)各個(gè)兀點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn),即可獲得全部頻帶中的各段危險(xiǎn)頻率點(diǎn)嚴(yán)酷等級(jí),這就是環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)。并以此建立全帶寬譜線(xiàn),反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整最后確認(rèn)。
    本書(shū)主要研究振動(dòng)與沖擊環(huán)境對(duì)電子設(shè)備性能的影響,故其環(huán)境適應(yīng)性平臺(tái)建立時(shí),必須研究機(jī)一電耦合影響機(jī)理,并將其量化,如將112H,三≤鋸作為設(shè)計(jì)輸出依據(jù)。盡管隨機(jī)振動(dòng)與正弦振動(dòng)沒(méi)有完全對(duì)應(yīng)的關(guān)系,但采用正弦法找出其相噪變環(huán)的最低頻率fcl還是比較近似的。
    為了保證在兀=112Hz時(shí),藝≤鋸,故對(duì)頻綜器采取一級(jí)隔振,對(duì)晶振采取二次隔振,盡管低頻(≤50Hz)隔振器未起減振作用,但頻綜器、晶振對(duì)低頻不敏感,故沒(méi)有什么影響。中、高頻時(shí)隔振器取得很好的隔振效果,保證了相噪NR≤-XXdB的電性能指標(biāo)。
    【例1-2】某履帶車(chē)載電子設(shè)備需按GJB 150.16-1988中圖10~圖22隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行隔振器選型,按規(guī)定每軸向試驗(yàn)時(shí)間2h,總試驗(yàn)時(shí)間是13條曲線(xiàn)x2h/曲線(xiàn)=26h。由于隔振器必須歷經(jīng)全部過(guò)程,所以把垂直軸(圖10~圖14)、橫側(cè)軸(圖15~圖18)、縱向軸(圖19~圖22)分別集中為一個(gè)最嚴(yán)酷的曲線(xiàn),該曲線(xiàn)的每個(gè)頻率點(diǎn)的取值都是該軸向各個(gè)曲線(xiàn)中的最嚴(yán)酷值。垂直軸5條曲線(xiàn)按極值拼接,如圖1-2所示。這樣處理,只需進(jìn)行三個(gè)軸向的試驗(yàn),共6h。由于進(jìn)行隔振器選型試驗(yàn)時(shí),載荷是剛性模擬載荷,而不是真實(shí)的電子設(shè)備,將振動(dòng)嚴(yán)酷度加嚴(yán),減少試驗(yàn)時(shí)間和次數(shù),降低試驗(yàn)成本是可行的,并且隔振器歷經(jīng)了最嚴(yán)酷條件的試驗(yàn)后,當(dāng)電子設(shè)備加裝隔振器后正式按GJB 150.16-1988中的13條曲線(xiàn)分別試驗(yàn)時(shí),因?yàn)槊織l曲線(xiàn)嚴(yán)酷度均低于拼接值,隔振器肯定不會(huì)出問(wèn)題。這不僅節(jié)省了20h試驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),而且增加隔振器選型結(jié)果的置信度。

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