Материал: 61-я научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов ВГТУ. Строганов А.В

УДК 621.317

У.С. Шукалина

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩЕГО МЭМС-АКСЕЛЕРОМЕТРА

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) – это устройства, которые объединяют микроэлектронные и микромеханические компоненты. Сейчас довольно сложно найти системы, которые не используют датчики, изготовленные с использованием МЭМС.

Акселерометр – это устройство, которое измеряет проекцию кажущегося ускорения (разницу между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением).

В соответствии с конструкцией ускорение делится на однокомпонентные, двухкомпонентные, трёхкомпонентные. Соответственно, они позволяют измерять проекции кажущегося ускорения на одну, две, три оси.

Множество акселерометров также имеют встроенную систему сбора и обработки данных. Это позволяет создать полноценную систему измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами.

Акселерометр состоит из пружины, движущейся массы и демпфера. Пружина прикреплена к неподвижной поверхности, а масса прикреплена к пружине. С противоположной стороны он поддерживается амортизатором, который фактически уменьшает нагрузку на собственные вибрации. В процессе разгона массы пружина деформируется. Показания прибора основаны на деформации. Три из этих устройств объединены в осевую систему, что позволяет получать информацию о расположении объектов в трехмерном пространстве.

Развитие технологии привело к появлению акселерометра в различных типах устройств для расширения его технических возможностей. Если сразу после изобретения такие датчики использовались на паровозах для того, чтобы определить скорости их движения, то теперь такое оборудование можно найти повсюду.

45

УДК 621.382

Д.Н. Бугаев, А.А. Винокуров

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ПРОЕКТОВ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ В БАЗИСЕ ПЛИС К ОДИНОЧНЫМ СБОЯМ КОНФИГУРАЦИОННОЙ ПАМЯТИ

Внастоящее время большое распространение в мире получили программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).

С учетом распространенности ПЛИС встает актуальный вопрос об устойчивости схем. Архитектура современных программируемых логических схем основана на ячейках памяти, в которых под воздействием частиц с высокой энергией могут возникнуть одиночные сбои. Одиночные сбои, как правило вызывают так называемые soft-сбои, однако такие ошибки могут сделать работу нашего устройства полностью некорректной, поэтому важна как можно более стабильная работа схемы без сбоев. Основными областями, остро нуждающимися в защите от одиночных сбоев, будут: космонавтика, авиация, ядерная энергетика и военная отрасль. Таким образом целью работы становится реализация методики проверки устойчивости схемы к одиночным сбоям. Объектом исследования становится программируемая логическая интегральная схема семейства Stratix V марки 5SGXEA3K2F40C3. Для исследования устойчивости типовой схемы дискретного устройства был выбран двоичный счетчик.

Входе работы проведен анализ проблемы сбоев конфигурационной памяти и методов внесения неисправностей, а также исследована устойчивость типовой схемы дискретного устройства к сбоям конфигурационной памяти в базисе ПЛИС Quartus II Prime с использованием средства Fault Injection Debugger.

ВQuartus Prime имеется возможность обнаружить и отладить одиночные сбои, используя Отладчик вносимых неисправностей (Fault Injection Debugger). Отладчик вносимых неисправностей используется вместе с ядром внесения неисправностей (Altera Fault Injection IP core), вносящим ошибки в конфигурационную память устройства программируемой логической интегральной схемы. Эта процедура имитирует одиночные сбои (soft-сбои).

46

УДК 621.382

Р.С. Гусев, Т.В. Свистова, А.А. Винокуров

ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ ПОРТАТИВНОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ

Работа посвящена сбору статистических данных о выявленных несоответствиях нормам параметров источников питания для портативной медицинской техники, анализу данных и разработке рекомендаций по снижению количества брака.

Объектом исследования являются источники постоянного напряжения МАА.

Целью работы является исследование надежности для портативной медицинской техники, измерение электрических параметров блоков питания во время испытаний, а именно электротермотренировки, анализ причин отклонений параметров от норм и отказов.

В соответствии с поставленными целями, в ходе работы был проведен обзор литературы по теме исследования надежности источников питания для портативной медицинской техники, обеспечения качества и надежности блоков РЭА и ИС с использованием контроля электрических параметров и технологических тренировок.

Источники вторичного электропитания (ИЭП) являются неотъемлемыми компонентами в радиоэлектронной сфере. Помимо электрических характеристик немаловажную роль играют их масса, габаритные показатели, а также надежность, эффективность функционирования, качество, энергопотребление, и время готовности к работе.

Поэтому одинаково важными являются задачи по улучшению выходных характеристик ИЭП и по обеспечению надежности этих изделий.

При помощи контрольно-измерительного оборудования, были измерены электрические параметры источников питания, а именно: выходное напряжение, пульсации выходного напряжения. Также был проведен анализ температурной защиты и пробивных напряжений вход-корпус.

47

УДК 621.9

А.А. Дорофеев

МОНТАЖ П/П КРИСТАЛЛОВ НА ПРИМЕРЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ ВЫСОКОЙ СЛОЖНОСТИ DATACON 2200 EVO PLUS

Установка Datacon 2200 evo plus, сконструированная специально для процессов монтажа микроэлектронных компонентов высокой сложности, таких как многокомпонентные модули (MCM) и CMOS-элементы, обеспечивает высочайшую производительность и возможность выполнения широкого диапазона смежных операций.

Основная особенность Datacon 2200 evo plus – наличие двух независимых голов. После того, как в машину будут установлены кремниевые пластины, основания и клей, оператором будет запущен процесс автоматического монтажа. Основания, на которые монтируются п/п кристаллы, представляют собой металлокерамические корпуса (рис. 1).

Внешний вид металлокерамических корпусов

Совмещение происходит при помощи машинного видения. Во время монтажа в одной части установки в посадочное окно корпуса наносится токопроводящий клей первой головой, в то же время в другой происходит монтаж второй. После установки кристалла (кристаллов) на подложку необходимо выполнить операцию, называемую Attach Cure - обработку в сушильной печи, в процессе которой происходит полимеризация адгезива, а также удаление влаги из продукта. Температурный профиль подбирается индивидуально для каждого изделия.

48

УДК 621.8

М.Н. Лубкин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДСХЕМ FEMTOD UINO

В СРЕДЕ САПР EAGLE

Arduino Femtoduino - устройство, обладающее наименьшими размерами, простотой проектирования и высокой производительностью. В состав кнопки сброса входят следующие комп оненты: кнопка однополюсная, резистор 10 кОм; неполярный конденсатор 0.1 мкФ; связи с шинами питания (+ 5 V) и земли (GND).

Подсхемы Femtoduino: кнопка сброса, ATmega328P и стабилизатора напряжения

ВFemtoduino стабилизатор напряжения выда ет VCC. На его вход подается VIN, а на выходе получаются стабилиз ированные 5 В (Стабилизатор малошумящий - MIC5205).

ВFemtoduino большинство выводов ATmega3 28P подключено к разъемам, соответствующим макетным или иным платам расширения. Выводы подключены к схеме сброса, посл едовательному периферийному интерфейсу (SPI), к питанию (+ 5 V) и к земле (GND).

49