CC BY
7
М.М. Касьян, K.M. Касьян: СИНТЕЗ В1ДБРАКУВАЛЬНИХ ПОТОЧНИХ ДОПУСК1В НА ПАРАМЕТРИ ЕЛЕМЕНТ1В У ЗАЛЕЖНОСТ1 В1Д ЧАСУ ТА УМОВ ЕКСПЛУАТАЦ11
рат множественного корреляционного анализа на интервале корреляции т0-
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1.
2.
3.
4.
Рисунок 7 - Графики сигнала £4(0 (п=4, 630-700 Гц) фонемы «О» на интервале идентификации 23 мс (а) и математического ожидания его огибающей Мп [.£4(0] в четвертой полосе частот (б)
позволяющим проводить статистическую обработку результатов идентификации сегмента речевого сигнала. Включение данного параметра в матрицу идентификации позволит повысить ее информативность.
ВЫВОДЫ
Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности применения предложенного алгоритма при идентификации абонента по фрагментам речевого сигнала.
Повышение эффективности известных алгоритмов идентификации достигается дополнением матрицы динамических спектральных составляющих параметрами статистического анализа спектрального состава формант речевого сигнала ^(О на отрезках времени, равных интервалу корреляции т0 его АКФ.
При расчете линии регрессии реализаций сигнала ^(О можно, в дальнейшем, применять математический аппа-
Михайлов В.Г., Златоустова Л.В. Измерение параметров речи / Под ред. М.А. Сапожкова. - М.: Радио и связь, 1987. - 168 с.
Алдошина И.А. Основы психоакустики // Звукорежиссер. - 2000. - №6. - C. 36-40.
Кобиелус Джеймс. Информационная безопасность: идентификация и аутентификация. - М.: Связь, 1997. - 252 с. Бел!нський В. та ¡н. Апаратно-програмний комплекс ви-значення розб1рливост1 украшського мовлення та апара-турш засоби контролю службових примщень в1д витоку мовно!' ¡нформаци в електроакустичних та в1броакус-тичних каналах передавання ¡нформаци // Матер1али 3-!' науково-техшчноТ конференци «Правове, нормативне та метрологичне забезпечення систем захисту ¡нформаци в УкраТж». - К.: - 2001. - С. 109-110. Аграновский А.В., Леднов Д.А., Репалов С.А. Исследование проблемы верификации дикторов, с использованием формантных характеристик // Материалы III Всероссийской конференции «Теория и практика речевых исследований» (АРС0-2003). - М.: - 2003. - С. 3-7. Вокодерная телефония. Методы и проблемы. Под ред. А.А. Пирогова - М.: Связь, 1974. - 536 с. Рамишвили Г.С. Автоматическое опознавание говорящего по голосу.- М.: Радио и связь, 1981. - 224 с. Рабинер Л., Шафер Р. Цифровая обработка речевых сигналов. - М.: Радио и связь, 1981. - 496 с. Цвикер Э., Фельдкеллер Р. Ухо как приемник информации. Пер. с нем. под ред. Б.Г. Белкина. - М.: Связь, 1971. - 225 с.
10. Петраков А.В., Лагутин В.С. Защита абонентского телетрафика. - М.: Радио и связь, 2001. - 504 с.
11. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.
12. ГОСТ 21655-87. Каналы и тракты магистральной первичной сети единой автоматизированной системы связи. Электрические параметры и методы измерений. -М.: Издательство стандартов, 1989.
13. Вемян Г.В. Передача речи по сетям электросвязи. - М.: Радио и связь, 1985. - 272 с.
Надшшла 12.01.2004 Шсля доробки 07.10.2004
В cmammi розглянутий алгоритм цифровой. обробки iden-тифгкацгйного фрагменту фонеми, що дозволяе на оcновi aнaлiзу iнmeрвaлу кореляцп автокорелящйноЧ функцИ фонеми тдвищити iнформaцiйну eфeкmивнicmъ матриц ide^ mифiкaцi'i.
The algorithm of phoneme identification fragment digital processing, which allows to increase the informational effectiveness of identification matrix on the base of phoneme autocorrelation function correlation window analysis is under
5.
6.
7.
8.
9.
review.
УДК 621.396.6.004
М.М. Касьян, K.M. Касьян
СИНТЕЗ В1ДБРАКУВАЛЬНИХ ПОТОЧНИХ Д0ПУСК1В НА ПАРАМЕТРИ ЕЛЕМЕНТ1В У ЗАЛЕЖН0СТ1 В1Д ЧАСУ ТА УМОВ ЕКСПЛУАТАЦ11
Пропонуеться метод синтезу поточних вiдбpакyвальнux donycKie на параметри елементiв, необxiднux для проведен-ня дiагнocтyвання пристро'(в перетворення cuгналiв в npoцеci експлуатацп. Математична база методу забез-печуе компакттсть програмноЧ pеалiзацi'i при здтснент автоматизацп дocлiджень за допомогою ЕОМ.
ВСТУП
При розробщ принципово! електрично! схеми пристрой перетворення сигнал1в (ППС), за заданими у тех-шчному завданш (ТЗ) допусками на вихщш харак-
теристики пристрою та ймов1рними характеристиками, шженер-проектувальник розраховуе загальш (штеграль-Hi) допуски на електричш параметри електрорадюеле-менив (ЕРЕ). При цьому вiн може використовувати рiзнi методи синтезу допускiв: метод рiвних допускiв, метод найгiршого випадку, метод синтезу через аналiз. Обраний для цього метод синтезу залежить вщ специфжи розгля-нуто! схеми, вщ наявно! елементно! бази, вiд техноло-гiчного процесу виробництва обрано! елементно! бази, вщ виду конструкторського виконання (який залежить вщ умов експлуатацп ППС) [1]. Розрахований iнтегральний допуск на кожен ЕРЕ повинен враховувати уа впливи, зазначеш в ТЗ на ППС: температуру, вологiсть, тиск, ядерну радiацiю й iншi фактори, а також заданий час збереження й експлуатацп.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ!
Перед проведенням дiагностування на етапi експлуатацп ППС необхщно розрахувати поточш (вщбраку-вальнi) допуски на параметри елеменив для адекватного визначення техшчного стану ППС на даний момент. При цьому потрiбно визначити сумарш вiдбракувальнi допуски на параметри ЕРЕ при !хньому дiагностуваннi в рiзних теплових режимах: 1) у момент включення, коли температури ЭРЭ практично дорiвнюють температурi навколишнього середовища; 2) пiд час розiгрiву ППС; 3) тсля виходу ППС на стацюнарний тепловий режим, а також при рiзних значеннях часу !хньо! роботи на момент дiагностування ППС.
МЕТОДИ ВИР1ШЕННЯ ТА РЕЗУЛЬТАТЕ
При проектуванш схеми перед застосуванням кон-кретних ЕРЕ необхщно iз синтезованого штегрального
. 1нт
допуску Aq видiлити кожну складову: допуски на
. темп . . стар ~ . зал
температуру Aq та на старшня Aq . Залишок Aq враховуе всi rnrni фактори (технологiю виготовлення ЕРЕ, волопсть, тиск, радiацiйний вплив). З уах фак-торiв залишку значимою е технологiя виготовлення ЕРЕ, якщо в ТЗ з уих зовнiшнiх впливiв указуються фактори: механiчний, температурний, волопстний i тиск навколишнього середовища. Отже, температурна скла-дова допуску i складова на старiння визначаються роз-рахунковим шляхом, а iншi складовi допуску визначаються як рiзниця
(Aq^)2 = (AqiИT)2 - (AqTeMИ)2 - (AqCTaP)2.
зал
Складову допуску Aq можна представити
, . зал 2 , . техн 2 , , . шш 2
(Aq ) = (Aq ) + (Aq ) .
.-г . техн . 1нш т . . зал . техн
Як правило, Aq » Aq . I тодi Aq ~ Aq .
Якщо технолопчний допуск на даний тип елемента (задаеться заводом-виробником елеменпв) Aq не збi-
зал
гаеться з Aq , то необхщно застосовувати елементи з
техн зал
меншими технолопчними допусками, тобто Aq < Aq . Однак може виявитися так, що в даного елемента схеми розраховаш двi складовi перевищать штегральний допуск
тем^2 стар,2 , . 1н^2
(Aq ) = (Aq р) + (Aq ) .
У цьому випадку перед застосуванням даного типу елемента необхщно передбачити в схемi його термос-табiлiзацiю, чи ввести термостабШзуючий електричний зворотнiй зв'язок, або застосовувати елементи з малими значеннями температурних коефщенпв параметрiв (прецизiйнi елементи), а також з малими коефщентами старшня (що веде до рiзкого подорожчання усього ППС), домагаючись щоб сума (Aq01^)2 + (Aq16^) при-йняла значення, при якому
(Aq™)2 + (Aq^)2 + (AqTeXИ)2 < (Aqim)2.
У цш нерiвностi значення Aqlит трохи бтьше суми
* 1нш
трьох складових на деяку величину Aq , що враховуе уа фактори, що залишилися.
При проектуванш ППС неможливо врахувати весь комплекс зовшшшх факторiв, що впливають, тому в ТЗ видтеш основш зовнiшнi фактори, яю впливають. Однак не можна виключити, що на практищ не буде шших, навiть у малих дозах i величинах. Iхнiй вплив на
. ^ . А шш
елементи вщбито в значеннi Aq , на яке вiдрiзняeться Aqlит i три складовi допуски. Тобто в даному випадку шженер-розроблювач крiм технологи виготовлення ЕРЕ видтяе з усie'i сукупносп факторiв, що впливають, тiльки тепловий режим ЕРЕ i можливе старшня ма-терiалiв ЕРЕ, як найбтьш впливовi на вiдхiд елек-тричних параметрiв. Перед застосуванням конкретного типу елемента шженер домагаеться виконання нерiвностi (1), не розраховуючи наскiльки лiвi i правi частини цie'i нерiвностi вiдрiзняються.
гг^ .... 1нт
Таким чином, отримаш iнтегральнi допуски Aq на кожен ЕРЕ е иею рiзницею, при якiй, якщо значення !хшх параметрiв знаходяться усерединi ще! границi (допуску), то i будь-яка вихщна характеристика ППС буде залишатися усерединi свого заданого допуску неза-лежно вiд того, з яких причин вщбулися вiдхилення електричних параметрiв ЕРЕ вiд сво!х номiнальних значень [2].
Розрахунок поточних вщбракувальних допускiв на параметр ЕРЕ здшснюеться в наступнiй послщовносп:
1. Визначаються математичнi очжування i середньок-вадратичнi вiдхилення температурного коефщента a i коефiцieнтiв старшня параметра при збереженш ßзб та при експлуатацп ßg. Якщо вщповщш коефiцieнти заданi нижнiми i верхшми граничними значеннями i заданi за-кони !хнього розподiлу (у бшьшосп випадкiв - нор-мальнi), то математичш очiкування i середньо-квадра-тичш вiдхилення розраховуються за наступними формулами:
34
ISSN 1607-3274 "Радюелектрошка. 1нформатика. Уиравлiиия" № 2, 2004
М.М. Касьян, K.M. Касьян: СИНТЕЗ В1ДБРАКУВАЛЬНИХ ПОТОЧНИХ ДОПУСК1В НА ПАРАМЕТРИ ЕЛЕМЕНТ1В У ЗАЛЕЖНОСТ1 В1Д ЧАСУ ТА УМОВ ЕКСПЛУАТАЦЙ
т(а) = (а + а )/2; о(а) = [m(а) - а ]/%; m^) = (ßзвб + ß^ )/2; о^б) = [m(ßзб) - ßa^ ]/%; m(ße) = фен + ßeE )/2; o(ße) = [m(ße) + ßен ]/%.
>,(14)
де x - коeфiцieнт пропорцiйностi (для нормального закону розподiлу параметра q та ймовiрностi перебування параметра в межах допусюв, рiвно'i 0,9973, x = 3).
Якщо в довщковш лiтeратурi вiдсутнi дат за кое-фiцieнтом ßaб i приводяться тiльки значення коефщ1-ента старiння ße при роботi ЕРЕ в межах номшального навантаження i при впливi температури, вологи i меха-нiчних навантажень припустимих ТУ, то можна прий-няти m^) = m(ße) i О^б) = o(ße).
2. Визначаються математичне очжування m (qg^) вiдхилeного фактичного значення параметра qg^ i середньоквадратичне вiдхилeння отемп(qвiдX), озб(qвiдX), ое( qg^), обумовлених впливом температури, часу збе-реження i часу експлуатацй. Якщо причини вщмовлень eлeмeнтiв вивчeнi, технолопчт процеси виконуються точно i матeрiали мають високу чистоту, то деградацшш процеси можна вважати близькими до детермшованих
m(qвiдх) = qном [ 1 + m(a) ■ AT + m(ßaб)■ ^ + m(ße)■ te],
(15)
де qи0M - номiнальнe значення параметра; AT = Троб -- 20 ° C - рiзниця мiж фактичною температурою еле-мента Троб i нормальною температурою; Т^ - час збере-ження ЕРЕ; Те - час експлуатацй ЕРЕ;
Рисунок 1 - Змта napanempie нормального закону розпод1лу napanempie ЕРЕ з урахуеанням технологи еиго-тоелення, температурного i часоеого фaкmоpie:
1 - вщповщае технолог1чним розкидам параметр1в ЕРЕ; 2 - вщповщае в1дхиленим значенням параметр1в ЕРЕ, обумовлене розкидами температурного коеф1ц1ента й коеф1ц1ент1в стар1ння
А значення верхнього Sq i нижнього Sq вщносних до-пускiв на параметр ЕРЕ дорiвнюe
SB = ч а
ном
-1;
V = 1 -;
При дiагностуваннi ППС у рiзних експлуатацшних умовах i на рiзних життевих циклах його роботи не-обхщно знати поточний вiдбракувальний допуск, а ко-жен параметр елемента - критерш вiдбракування. Поточний вцбракувальний допуск (максимальне в1дхи-
\ 1 в1дб . . техн
лення) Aq до
варiюeться в межах вiд Aq на елемент
1 в1дб 1 техн , 1 темп , А стар
Aq = A q + Aq + Aq ,
(19)
О
п( qвiдх) = AT О(а)^ qн
темп^вщх' ^ном'
Отемп(Звщх) = taб ■ °(^б) ■ qиом Ое(qвiдх) = te ■ o(ße) ■ qиом.
(16)
3. Визначаеться сумарне середньоквадратичне в1дхи-лення (розкид) параметра qg^ обумовлене впливом температури i фактора старiння. У цьому випадку здшснюеться пiдсумовування вс1х середньоквадратичних вщхилень: тeхнологiчного, температурного й обумовле-ного старiнням при збeрeжeннi й експлуатацй. Визна-чення засноване на шдсумовувант дисперсш зазначених вiдхилeнь
о( qвlдх) =
(17)
= л О.
(qв1дх) + Отемп (qв1дх) + Озб (qв1дх) + Ое (qв1дх)
qв = m( qвlдх) + Хв ■О(qвlдх); qи = m( qвlдх) + Хн qвlдх).
(18)
у залежност1 в1д того, у якому тепловому режим1 знахо-диться кожен елемент i який час в1н пропрацював i знахо-дився у виключеному стан до моменту д1агностування, у т. ч. i час збереження ЕРЕ до його установки в ППС.
Якщо д1агностування ППС проводиться до виходу виробу на свш стацюнарний тепловий режим, кожен елемент буде мати в1дхилення свого параметра т1льки за рахунок процесу стар1ння
1 в1дб 1 техн , 1 стар
Aq = Aq + Aq .
При цьому
Таким чином, закон нормального розподшу не змшю-еться, а змшюються його параметри: математичне оч1-кування i дисперс1я. Це в1дбито на рисунку 1.
4. Визначаються границ перебування фактичного значення параметра q з урахуванням ус1х зазначених вище фактор1в
Aq = (ßaб ■ t1 + ßроб ■ t2) ■ qиом,
де ßaб - коеф1ц1ент стар1ння елемента при обумовлених у ТУ на ЕРЕ умовах його збереження; ßр0б - коефщ1ент старшня елемента при фактичн1й температур!; t1 - час збереження елемента на склад1 перед установкою його в апаратуру i час неробочого стану ППС; t2 - час робо-чого стану ППС.
Якщо д1агностування проводиться п1сля виходу ППС на стацюнарний тепловий режим, то тод1 складова в1д-
темп
бракувального допуску Aq приймае свое максимальне значення. Аналог1чно, якщо проводиться д1агносту-вання ППС на останньому рощ його експлуатацй, то
стар
складова A q приймае максимальне значення, визна-
в
н
2
чаючи тим самим, в1дпов1дний в1дбракувальний допуск
РГ1Г . • 1 темп
на параметри ЕРЕ при в1дпов1дному значенн1 Д q , у залежност1 в1д того, яка температура на момент д1агнос-тування ППС е присутня на елементах.
техтчного стану ППС у будь-яких умовах i на р1зних етапах його експлуатацi'i.
ПЕРЕЛ1К ПОСИЛАНЬ
ВИСНОВКИ
1нженер-проектувальник у процес! проектування ППС одержуе 1нтегральн1 допуски на ЕРЕ за р1зними методиками синтезу допуск1в. Щ 1нтегральн1 допуски е по-ст1йними величинами у в1дм1нност1 в1д в1дбракувальних допуск1в, як1 необх1дн1 при д1агностуванн1 ППС у процес! експлуатацп. В1дбракувальн1 допуски на параметри ЕРЕ розраховуються при безпосередн1й д1агностиц1 ППС 1 приймають м1н1мальне значення, якщо д1агносту-вання проводиться в1дразу п1сля етапу виготовлення ППС 1 до його прогр1ву (вони дор1внюють технолог1ч-ним допускам на елемент), дал1, по м1р1 експлуатацп ППС, вони приймають пром1жне значення, поступово наближаючись до максимального значення, що в1дпо-в1дае виходу ППС на св1й стац1онарний режим та моменту перед утил1зац1ею. В1дбракувальний допуск адекватно вар1юеться, з огляду на два найб1льш суттев1 експлуатац1йн1 фактори.
Запропонований метод, завдяки свош ун1версаль-ност1, може бути застосований для перев1рки чи оц1нки
1. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1991. - 360 с.: ил.
2. Касьян Н.Н. Методика диагностирования аналоговых устройств функционального преобразования на этапе эксплуатации. Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий // Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 6. - Москва: НИИ «Автоэлектроника». - 2000. - С. 58-59.
Надшшла 31.05.2004 Шсля доробки 29.11.2004
Предлагается метод синтеза текущих отбраковочных допусков на параметры элементов, необходимых для проведения диагностирования устройств преобразования сигналов в процессе эксплуатации. Математическая база метода обеспечивает компактностъ программной реализации при осуществлении автоматизации исследований с по-мощъю ЭВМ.
The method of synthesis of the current rejection admissions on parameters of elements necessary for realization of diagnosing of devices of transformation of signals while in service is offered. The mathematical base of a method provides compactness of program realization at realization of automation of researches with the help of the computer.
УДК 621.396.6.004:004.942
B.M. Крищук, Г.М. Шило, A.О. Намлинський, М.П. Гапоненко
ВИБ1Р ЕЛЕМЕНТ1В ПРИ К0МПЕНСАЦ11 30ВН1ШН1Х ВПЛИВ1В
Запропоновано метод призначення номтальних дonycкiв i кoефiцieнтiв зовтштх вnлuвiв з урахуванням компенсацп öi'i зовтштх фактopiв. Враховано обмеження елементнoi бази та нелтштсть вuxiднoi функцй. Забезпечено оптимальний вuбip nаpаметpiв. Розглянуто стратеги максимальних до-пусшв i максимальних кoефiцieнтiв зовтштх вnлuвiв.
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ!
Вибiр елеменпв е кшцевим етапом проектування електронних схем. На цьому етат з урахуванням обме-жень елементно'' бази призначаються уа параметри електрорадюелеменив, зокрема, номшальт допуски i коефiцieнти зовнiшнiх впливiв. Результат вибору еле-ментiв безпосередньо вщбиваеться на стабiльностi пара-метрiв електронного приладу та його собiвартостi.
Iснуючi методи вибору елементiв не дозволяють вра-ховувати усю множину параметрiв елементiв, якi фор-мують вихщт параметри пристрою. У бiльшостi випад-кiв призначення допускiв вiдбуваeться без урахування
дп зовтштх чинник1в 1 нел1н1йност1 вих1дних функц1й [1, 2].
Метою роботи е розробка методу вибору елемент1в 1 призначення допуск1в з урахуванням нел1н1йност1 вих1д-но! функцЦ, обмежень елементно! бази 1 впливу зовтштх фактор1в. Для виршення ц1е! задача необх1дно:
- отримати сшввщношення для в1дхилення вих1дних параметр1в з урахуванням нел1н1йних властивостей ви-х1дних функций електронних апарат1в;
- врахувати обмеження елементно'! бази при вибор1 параметров елемент1в;
- розробити алгоритми для р1зних стратег1й вибору елемент1в.
При виршеш поставлено! задача використовуються спрощеш 1нтервальн1 модели вих1дних функций [3], що дозволяе врахувати нел1н1йн1сть цих функций. Стратеги вибору елемент1в забезпечують оптимальний виб1р пара-метр1в завдяки оптимальному призначенню допуск1в [4] 1 коеф1ц1ент1в зовтштх вплив1в [5].
36
ISSN 1607-3274 "Радюелектрошка. 1нформатика. Управл1ння" № 2, 2004
