Приложение Г (рекомендуемое). Техническое обоснование применения ЭКБ ИП в РЭА изделия (системы, комплекса) РКТ. Пример оформления

Приложение Г
(рекомендуемое)

Техническое обоснование применения ЭКБ ИП в РЭА изделия (системы, комплекса) РКТ. Пример оформления

Типономинал ЭКБ ИП: (микросхема AD 620). Организация-изготовитель: "Analog Devices", (США). Применение в аппаратуре 569М изделия "Гиацинт" микросхемы AD620 (прецизионного измерительного усилителя) обусловлено требованиями пункта 3.5.1 ТЗ N 321/01-464 на выполнение ОКР по разработке изделия "Гиацинт" в части обеспечения контроля электрического напряжения, тока и сопротивления. Обоснование выбора предприятия - изготовителя изделия (компонента) ЭКБ ИП приведено в таблице 1. Таблица 1 - Обоснование выбора предприятия - изготовителя изделия ЭКБ ИП
	Критерии выбора	Производитель Analog Devices		Производитель Cooper Inc.	Производитель Smyth Electronics
	Наличие СМК производства ЭКБ ИП	+		-	-
	Наличие программы испытаний:	-		+	-
	- квалификационных	+		-	-
	- по текущему подтверждению надежности	+		-	+
	Наличие соответствия состава испытаний требованиям, предъявляемым к РЭА РКТ	+		+	-
	Наличие применения типономиналов ЭКБ указанного производителя в аналогичных изделиях (системах, комплексах) РКТ	-		-	+
	Наличие опыта и доступность поставок типономиналов ЭКБ ИП	+		+	-
Вывод: Заданный уровень стойкости и надежности РЭА изделия (системы, комплекса) РКТ при применении в ней указанного типономинала ЭКБ ИП позволяет обеспечить производитель "Analog Devices" (США). Сравнительные технические характеристики прецизионного измерительного усилителя AD620 и отечественного аналога приведены в таблице 2. Таблица 2 - Сравнительные технические характеристики изделия ИП с аналогом ОП
	Наименование параметра, единица измерения	Значение параметра
		Типономинала ЭКБ ИП		Аналога из "Перечня ЭКБ-К"	Необходимо для аппаратуры 569М по ТЗ
		AD 620		140УД1701
	Коэффициент усиления по напряжению	1...1000			1...800
	Напряжение смещения, мкВ	125			125
	Коэффициент подавления синфазной помехи, дБ	100			100
	Ток сдвига, нА	1			1
	Входное сопротивление, ГОм	100		200	100
	Температурный дрейф нуля, мкВ/°С	0,6			0,6
	Ток потребления, мА	1,3			2
	Частота среза, кГц
	К = 1	1000			1000
	К = 5	1000			1000
	К = 10	800		600	800
	К = 100	120		100	120
	К = 1000	12		15	12
	Напряжение выходного шума f = 0.1-10 Гц, мкВ/п/п	0,28			0,28
	Ток выхода, мА	18			18
	Диапазон напряжения питания, В	2,3 - 18			5 - 15
	Диапазон рабочих температур, °С	от минус 40 до плюс 85			от минус 20 до плюс 55
а) Функции, выполняемые применяемым типономиналом ЭКБ ИП, влияние на характеристики аппаратуры 569М изделия "Гиацинт". Применяется в качестве базового элемента при построении измерительного усилителя для входных аналоговых сигналов аппаратуры 569М изделия "Гиацинт". Микросхема AD 620 позволяет уменьшить суммарную погрешность преобразования почти в два раза, по сравнению с вариантом реализации измерительного усилителя на отечественной базе с применением операционных усилителей типа 140УД1701. б) Результаты сравнения схемотехнических и конструктивных решений применяемого типономинала ЭКБ и его аналогов. Проектируемый канал состоит из входного измерительного усилителя, стабилизированного источника тока, мультиплексора и аналого-цифрового преобразователя. В суммарную погрешность войдут погрешности преобразования: - стабилизированного источника тока; - входного измерительного каскада; - аналогового мультиплексора; - аналого-цифрового преобразователя. Измерение величины сопротивления изоляции и нагрузок проводится методом преобразования сопротивления в напряжение (при неизменном токе, падение напряжения на резисторе пропорционально его сопротивлению). Исходные данные для входного каскада при измерении сопротивления изоляции: - выходное сопротивление источника - 250 кОм...5 МОм; - ток в нагрузке - 2 мкА; - максимальный уровень входного сигнала - 10 В; - синфазная помеха - 6 В. В канал преобразования входит стабилизированный источник тока (величина тока - 2 мкА), работающий на длинную линию, где возможны помехи от сети и силового оборудования, емкостные и другие электрические помехи. Суммарная погрешность данного узла с учетом температурного дрейфа составит не менее 2,5 %. Вызванное выходным током стабилизатора I o падение напряжения поступает на вход измерительного усилителя, где в зависимости от величины измеряемого сопротивления будет меняться уровень входного сигнала: от 0,5 до 10 В. Для выделения полезного сигнала, на фоне синфазной помехи, выберем классическую схему инструментального (измерительного) усилителя на базе операционного усилителя 140УД1701, обладающую большим коэффициентом подавления синфазного сигнала. Входное сопротивление измерительного усилителя на базе операционного усилителя 140УД1701 составляет 200 МОм, что окажет шунтирующее действие на сопротивление нагрузки (5 МОм) и вызовет погрешность - 2,4 %. Ток сдвига операционного усилителя 140УД1701 (ток утечки затвора полевого транзистора равен 3,8 нА и удваивается через каждые 10 °С) резко растет при повышении температуры, что приводит к увеличению погрешности преобразования на 0,5 %. Необходимо учесть также, что дальнейшее увеличение погрешности произойдет за счет: - влияния источника напряжения питания - 0,05 %; - погрешности преобразования аналого-цифрового преобразователя 0,05 %; - влияния мультиплексора - 0,01 %. В результате суммарная погрешность преобразования будет равна: . (1) Создание измерительного усилителя на отечественной элементной базе с применением трех операционных усилителей типа 140УД1701 и семи прецизионных резисторов типа С2-29В возможно (см. рисунок 1). Однако это приведет не только к значительному увеличению объема оборудования (минимум в три раза), что затруднит резервирование и, как следствие, снизит надежность аппаратуры 569М и изделия "Гиацинт" в целом (невыполнение требования пункт 3.5.1 ТЗ N 321/01-464), но и уменьшит точность преобразования. Применение в качестве инструментального усилителя AD 620 позволит снизить суммарную погрешность преобразования почти в два раза (в основном за счет Rвx = 100 ГОм и Iсдвига = 1 нА) по сравнению с вариантом реализации измерительного усилителя на отечественной базе с применением операционных усилителей типа 140УД1701. в) Необходимость дополнительных схемотехнических и конструктивно-технологических решений, обеспечивающих защиту применяемых типономиналов ЭКБ ИП в случае необеспечения ими требований ТЗ в части стойкости к внешним воздействующим факторам и надежности. Рисунок 1 - Электрическая схема измерительного усилителя Применение данной микросхемы удовлетворяет условиям эксплуатации и соответствует требованиям ТЗ N 321/01-464 на выполнение ОКР по созданию изделия "Гиацинт". Дополнительных затрат на приобретение документации и программного обеспечения, схемотехнических и конструктивно-технологических решений, обеспечивающих защиту применяемых ЭРИ ИП, в части стойкости к внешним воздействующим факторам и надежности, не требуется. Вывод: Применяемый в изделии РКТ (шифр изделия) типономинал ЭКБ ИП позволяет выполнить требование ТЗ N 321/01-464 на реализацию ОКР по созданию изделия "Гиацинт"
Главный конструктор аппаратуры 569М			В.Л. Михайлов