CC BY
22
а44 — 2 С i у*? + 2 Ci z*? < ■
а55—2С ,Z? + 2Ci z*? , (11) a66 = ^ Cixtf + ^ С, ;
Коэффициенты с разными индексами характеризуют связность колебаний, и их структура определяется следующими равенствами:
- симметричная группа
а 1 з — 2 Сi о s(ХК) — 0 ; at s — 2 С Д i ; а 3 s — 2 С Ль (12)
- антисимметричная группа
а? 4 — 2 Ci а?6 — 2 Ci у*Ь а46 — 2 Ci y*i i (13)
Заметим, что для коэффициентов влияния справедливо равенство:
ац — а, i (14)
При учете сил демпфирования в уравнения (8) и (9) войдут первые производные независимых переменных, для коэффициентов пропорциональности (pi j) которых справедливы равенства (11) - (14), если соответствующие жесткости заменить коэффициентами сопротивления упругих элементов в соответствующем направлении.
Предложенная схема составления дифференциальных уравнений колебаний не является единственной [2,4,5]. Аналогичные уравнения могут быть получены, например, если воспользоваться уравнениями Лагранжа второго рода.
Таким образом, рассмотренные в статье особенности расчета вынужденных колебаний агрегатов ТТМ при различных видах возмущающих воздействий, как со стороны самого агрегата, так и дорожных неровностей необходимо учитывать в расчётных схемах в процессе выбора параметров систем подрессоривания.
Список литературы / References
1. Тольский В.Е., Корчемный Л.В., Латышев Г.В. и др. Колебание силового агрегата автомобиля. М.: Машиностроение, 1976. 266 с.
2. Черненко А.Б., Гасанов Б.Г. Пневматические системы вторичного подрессоривания кабин многоосных автомобилей /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ, 2012. 156 с., с ил.
3. Ляпунов В.Т., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы. Д. Судостроение, 1988.
4. Ломакин В.В., Черепанов Л.А., Вермеюк В.Н. и др. Оптимизация передачи колебаний от силового агрегата на кузов автомобиля. Издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. М., 1979. Выпуск 2. С. 101-106.
5. Ломакин В.В., Нгуен Гуй Чыонг. Алализ и выбор динамических схем для расчета сложений колебаний силового агрегата автомобиля // Сборник науч. конф. «Колесные машины» МГТУ им. Н. Э. Баумана. М., 2006. С. 216-224.
ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО ДАТЧИКА НА БАЗЕ АЦ БМК НА ПРЕДМЕТ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ Горинова А.А.1, Гущин В.О.2 Email: Gorinova17126@scientifictext.ru
'Горинова Анастасия Андреевна — магистрант, кафедра автоматического управления и контроля; 2Гущин Владимир Олегович — аспирант, кафедра проектирования и конструирования интегральных микросхем, Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники,
г. Зеленоград
Аннотация: в статье описывается исследование влияния дозы рентгеновского излучения на температурную стабильность температурного датчика и рассматривается поведение каждого из блоков, входящих в состав температурного датчика в отдельности. Также в статье приводятся результаты исследования радиационной стойкости экспериментального образца температурного датчика на основе ИОНа и усилительного каскада. Для этого проводятся исследования отдельных блоков и элементов, входящих в состав температурного датчика. Максимальный вклад в температурный уход вносят источник опорного напряжения и полностью дифференциальный операционный усилитель.
Ключевые слова: КМОП, КНИ, радиация, температура, температурный датчик, ОУ, ИОН.
RESEARCH OF THE TEMPERATURE SENSOR CIRCUIT BASED ON THE BMC AC FOR RADIATION RESISTANCE Gorinova A.A.1, Guschin V.O.2
'Gorinova Anastasia Andreevna — Undergraduate, AUTOMATION AND CONTROL DEPARTMENT; 2Guschin Vladimir Olegovich — Postgraduate, DEPARTMENT OF CAD SYSTEMS, NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY MOSCOW INSTITUTE OF ELECTRONIC TECHNOLOGY
ZELENOGRAD
Abstract: the article describes the research of the radioactive radiation influence on the temperature system, which is a part of the temperature sensor separately. Also there are the results of the radiation resistance investigation of the experimental sample temperature sensor based on the ION and the amplifier cascade. For this the individual blocks and elements that make up the temperature sensor are examined. The maximum contribution to temperature maintenance is made by the reference voltage source and the fully differential operational amplifier. Keywords: CMOS, SOI, radiation, temperature, temperature sensor, OA, ION.
УДК 621.382.323
Среди широкого разнообразия различных измерительных параметров температура является одним из основных. Ее измерение необходимо во всех сложных технологических процессах. Большое разнообразие датчиков температуры, работающих на различных физических принципах и изготовленных из различных материалов, позволяет измерять ее даже в самых труднодоступных местах там, где другие параметры измерить невозможно. Так, например, в активной зоне атомных реакторов установлены только датчики температуры, измерение которой позволяет оценить другие теплоэнергетические параметры, такие как давление, плотность, уровень теплоносителя и т.д. [1]. В повседневной жизни также применяются датчики температуры, например, для регулирования отопления на основании измерения температуры теплоносителя на входе и выходе, а также температуры в помещении и наружной температуры; регулирование температуры нагрева воды в автоматических стиральных машинах; регулирование температуры электроплит, электродуховок и так далее.
В качестве объекта исследования был выбран экспериментальный образец температурного датчика, выполненного на базе АЦ БМК и изготовленного по КМОП КНИ технологии 0,18 мкм с использованием транзисторов vhv-типа. Номинальное напряжение питания +5 В.
В состав микросхемы входит:
- термочувствительный элемент;
- усилительный каскад.
В качестве термочувствительного элемента используется источник опорного напряжения с выходным напряжением, равным ширине запрещенной зоны, с использованием диодов n типа проводимости (в дальнейшем ИОН), токозадающий резистор и диод p-типа проводимости.
Усилительный каскад необходим для усиления и обработки сигналов. Он состоит из 2 операционных усилителей общего применения и 1 полностью дифференциального операционного усилителя.
Принцип функционирования микросхемы: в зависимости от температуры изменяется падение напряжение на диоде, при том, что напряжение с ИОНа остается неизменным. Далее сигнал с диода усиливается в несколько раз на операционные усилители ОУ1. Напряжение с ИОН буферизируется на ОУ2. Далее эти сигналы подаются на полностью дифференциальный операционный усилитель (ПДОУ). Дифференциальная разность между выходами ПДОУ будет значением температуры. На рисунке 1 представлена структурная схема и экспериментально измеренная характеристика. Расчет температурной зависимости показывает, что коэффициент преобразования составляет 24,5 мВ.
Рис. 1. Структурная схема исследуемой микросхемы
1,-1
0,5 СО
£ -0, Е.
X | -1,5
та X
-100 -50 0 5 0 100 150 Тнллин|];] 1 у р. 1,
Рис. 2. График температурной зависимости исследуемой микросхемы
Для оценки радиационной стойкости микросхемы использовался рентгеновский источник РИК-0401, представленный на рисунке 3.
В
-/4
Рис. 3. Внешний вид рентгеновского источника РИК-0401 31
Основные характеристики рентгеновского источника РИК-0401 представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Основные характеристики комплекса РИК-0401
Параметр Значение
Средняя энергия квантов, кэВ 10
Максимальная энергия квантов, кэВ 45
Мощность экспозиционной дозы, рад^)/с 200
Максимальное время проведения РО одной микросхемы, мин. 25
Время непрерывной работы Не менее 3 часов
Потребляемая мощность, Вт 100
По результатам исследований был построен график зависимости отклонения температуры от накопленной дозы. В качестве критерия отказа была выбрана граница ухода температуры более чем на 2°С.
8 6
О. 1* ф 1 <и £ -2 ,
0 50 100 150 200 250 Накопленная доза, крад
Рис. 4. График зависимости отклонения температуры от накопленной дозы
Как видно по графику, представленному на рисунке 4, отказ микросхемы наступает при дозе в 90 крад.
Для определения вклада каждого элемента в отклонение температуры в ходе испытаний контролировались напряжения на всех блоках, входящих в состав микросхемы.
На рисунке 5 представлен график ухода напряжения смещения каждого ОУ в зависимости от накопленной дозы. Напряжение смещение приведено в температурное отклонение.
15 10 ге а.
ОУ 1 »-ОУ2 ■—ОУ 3
1-5 < -10 0 / щ
г
50 100 150 200 250 300 Накопленная доза, «рад
Рис. 5. График зависимости ухода напряжения смещения ОУ от накопленной дозы
На рисунках 6 и 7 представлены график ухода напряжения ИОНа, приведенного к температуре в зависимости от накопленной дозы, и график отношения иион/идиод в зависимости от накопленной дозы соответственно.
2S
20
го 1Ь
а.
ёг
ГС 10
V
Г
> Ь
1-
0
■5
О 50 100 ISO 200 250 300 накопленная доза, крад
Рис. 6. График напряжения ИОНа в зависимости от накопленной дозы
1,935
1,93
1,925 1,92 1,915 ( 1,91 1,905 1,9 1,S95
2
X 3
X о
X =1
SO 100 150 2 00 250 300
накопленная доза, крад
Рис. 7. График отношения иион/идиод в зависимости от накопленной дозы
Анализ полученных данных говорит о том, что основной вклад в температурный уход вносят источник опорного напряжения и полностью дифференциальный операционный усилитель.
Список литературы / References
1. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. Т. 1. Кн. 1 / Под общ. ред. Коптева Ю.Н., под ред. Багдатьева Е.Е., Гориша А.В., Малкова Я.В. М.: ИПЖР, 1998.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ПЛАТЫ
СОГЛАСОВАНИЯ Каршов Р.С. Email: Karshov17126@scientifictext.ru
Каршов Роман Сергеевич - студент магистратуры, Институт микроприборов и систем управления, Научный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Зеленоград
Аннотация: в работе представлены расчеты коэффициента технологичности платы согласования. Технологичность конструкции изделия - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат труда, при производственном изготовлении и техническом обслуживании для заданных показателей качества объема выпуска и условий выполнения работ. Количественной оценкой технологичности конструкции является суммарный показатель, в состав которого входят конструкторские и технологические показатели деталей и узлов изделия. Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность конструкции. Ключевые слова: коэффициент технологичности, показатели преемственности, показатели ресурсоемкости, показатели производственной технологичности, показатели ремонтной технологичности.
