Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_______________
"____" ______________2007г.
П Р О Г Р А М М А
вступительных экзаменов в магистратуру
по специальности
1«Технология приборостроения»
Минск 2007
Программу разработали:
к. т.н., профессор кафедры РЭС____________
к. т.н., доцент кафедры РЭС _______________
к. т.н., доцент кафедры РЭС _______________
к. т.н., доцент кафедры РЭС _______________
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры РЭС (протокол № 24 от 01.01.2001г.)
Заведующий кафедрой РЭС
Конструктивно-технологические особенности современных РЭС. Классификация РЭС по назначению, объекту установки, условиям применения и конструктивным признакам. Особенности конструирования РЭС наземного, бортового и носимого исполнений. Обеспечение устойчивости аппаратуры к воздействиям пониженных давлений, резких колебаний температур, больших ударных нагрузок, влаги, пыли и др.
Технические системы и подсистемы. Преимущества и трудности системного подхода проектирования РЭС. Вероятностные методы и их применение как следствие системного подхода. Содержание и роль вероятностных методов. Философское обоснование развития конструкции и технологии РЭС и прогресс науки. Применение системных подходов в конструировании РЭС, их роль в повышении эффективности производства.
Универсализация и специализация РЭС, влияние микроэлектроники. Причины специализации РЭС, достоинства и недостатки специализированной РЭС. Особенности разработки конструкций цифровых, аналоговых и комбинированных РЭС. Конструирование РЭС с использованием микропроцессов и микроЭВМ. Особенности конструирования бортовых РЭС. Анализ механо-климатических требований к РЭС, размещаемой на космических летательных аппаратах. Особенности теплообмена в космической РЭС и обеспечение ее работоспособности в этих условиях. Требования к надежности космической РЭС.
Проблема электромагнитной совместимости, параметры и характеристики. Внешняя и внутренняя электромагнитная обстановка. Экранирование, конструкции экранов, их расчет и значение в обеспечении электромагнитной совместимости и защиты от мощных электромагнитных импульсов. Перекрестные помехи. Помехи по шинам питания и земли. Внешние электромагнитные. Электрические и магнитные, в том числе импульсные воздействия. Математические модели для анализа помех и применение ЭВМ.
Высокая надежность как основная цель проектирования. Модели отказов РЭС, закономерности и инженерные методики расчета надежности аппаратуры по внешних хаотичным, внезапным износовым и постепенным отказам. Роль конструкции и элементной базы в повышении надежности РЭС. Принципы непрерывности решения вопросов обеспечения повышения надежности в процессе проектирования РЭС. Инженерные методы оценки надежности РЭС и ее блоков при производстве, испытаниях и в эксплуатации.
Методы расчета тепловых режимов РЭС: последовательных приближений, тепловых характеристик, эквивалентных коэффициентов теплопроводности, коэффициенты. Расчет средне поверхностной температуры нагретой зоны блока РЭС. Расчет температуры в центре нагретой зоны. Тепловые расчеты блоков РЭС с жидкостной системой охлаждения, с перфорированным кожухом, с принудительным воздушным охлаждением.
Системы охлаждения РЭС. Кондуктивные, воздушные, жидкостные, испарительные, комбинированные, жидкостные на эффекте Пельтье. Эффективность систем охлаждения, принцип работы, конструктивные формы.
Влияние на РЭС влаги, пониженного атмосферного давления, фоновых излучений, пыли, песка, биологической среды. Способы защиты РЭС: гидрофобизация поверхностности, обволакивание, заливка, пропитка, прессование, герметизация. Сложность решения задач защиты от механических и тепловых воздействий и влияние факторов внешней среды, обуславливаемое противоречивостью их требований к конструкции. Системный подход и комплексные решения проблемы защиты РЭС.
Основные характеристики САПР. Использование графических редакторов при проектировании РЭС.
Электрические соединения в конструкциях РЭС. Теория электрических соединений. Искажение формы сигналов при прохождении по цепям связи, отражение от несогласованных нагрузок и неоднородностей. Короткие и длинные линии связи. Согласование линий. Конструкторские способы выполнения сигнальных связей, цепей питания, земли и методы ограничения, возникающих в них за счет рационального монтажа, экранирования, заземления, металлизации, фильтрации. Электрические, разъемные соединители. Обеспечение электрической прочности монтажа.
Электрические соединения микроэлектронной аппаратуры на микросборках.
Волоконно-оптические линии связи. Оптоэлектронные преобразователи, светодиодные и фотодиодные матрицы, оптические диски. Запоминающие устройства. полупроводниковые диоды и МДП-транзисторы с барьером Шоттки. Приборы с зарядной связью. Солнечные батареи. Инжекционные и газовые лазеры. Пьезоэлектрические резонаторы и фильтры. Физика работы приборов, основные характеристики, применяемые материалы.
Принцип проектирования технологических процессов производства РЭС. Иерархические уровни производства. Технологические системы их структуры: методы анализа и синтеза. Технологическая подготовка производства, ЕСТПП, ее основные положения, правила организации. Автоматизация технологической подготовки производства. Производственный и технологический процессы, их структура и элементы в соответствии с ЕСТПП. Виды технологических процессов. Типы организации производства и их характеристики. Структура, свойства и характеристики технологических систем (ТС): эффективность, надежность, помехозащитность, качества управления. Критерии эффективности ТС.
Устройства функциональной электроники.
Классификация материалов, применяемых в производстве РЭС. Основные свойства проводниковых, диэлектрических, полупроводниковых, магнитных и конструкционных материалов. Методы измерения свойств и влияния на них режимов обработки. Кристаллизация металлов и сплавов. Структура и термодинамика дефектов кристаллического строения материала. Влияние дефектов на физические и химические свойства кристаллов. Рекристаллизация. Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов.
Понятие математических методов и положений, используемых в САПР. Общие сведения о численных методах решения задач. Элементы теории множеств. Основные понятия теории множеств: определения, способы задания, операции над множествами, математический аппарат теории множеств. Расплывчатые множества.
Элементы теории графов: определения теории графов, виды графов, способы задания графов. Понятия маршрутов, циклов. Характеристические числа графов, операции над графами, преобразования графов. Понятие гиперграфа, способы задания, преобразования. Примеры представления различных технических объектов в виде графов и их математическое описание.
Понятие математической модели, иерархия математических моделей в САПР, классификация моделей. Уровни математических моделей: микро, макро, мета. Особенности представления моделей на каждом уровне. Основные требования к моделям: адекватность, универсальность, экономичность. Методы получения математических моделей: теоретические, экспериментальные. Общий алгоритм получения модели. Преобразования математических моделей между уровнями.
Модели специального вида. Модели цифровой РЭА. Классификация моделей, общие положения. Двухзначные и многозначные модели, синхронные и асинхронные модели. Пример получения модели цифровой схемы на основе логических уравнений и соответствующих им временных диаграмм. Модели для задач конструирования РЭС и ЭВС. Виды моделей. Модели схем в виде графов и соответствующих им матриц. Модели технологических процессов на основе графов переходов. Пример модели технологического процесса.
Понятие анализа объекта. Классификация процедур анализа: одновариантный, многовариантный. Характеристика методов анализа: надежность, точность, экономичность. Методы анализа. Анализ переходных процессов, общие сведения. Явные и неявные методы интегрирования, точность интегрирования, методы оценки точности. Итерационные методы решения уравнений. Метод простой итерации, условие сходимости. Пример решения системы алгебраических уравнений методом простой итерации. Релаксационные методы, метод Зейделя.
Постановка задачи математического программирования. Целевая функция, критерии. Виды критериев: частные, аддитивные, мультипликативные, критерии формы функции, минимаксные критерии. Понятие и виды ограничений, назначение ограничений, прямые ограничения, функциональные ограничения. Разновидности задач оптимизации: задачи условной и безусловной оптимизации. Необходимые и достаточные условия экстремума. Классификация методов поиска экстремума.
Общие алгоритмы методов поиска экстремума. Методы безусловной оптимизации, общая формула итерационного процесса. Методы одномерного поиска: метод дихотомии, метод полиномиальной аппроксимации. Методы многомерного поиска экстремума. Методы условной оптимизации. Общие положения. Метод штрафных функций: метод внутренней точки, метод внешней точки.
Постановка задачи структурного синтеза. Классификация задач структурного синтеза, разбиение по уровням сложности. Примеры задач структурного синтеза при разработке РЭА. Формализация структур проектируемых объектов. Подходы к решению задач структурного синтеза: переборные алгоритмы, последовательные алгоритмы, алгоритмы на основе трансформации описаний. Особенности и примеры использования переборных алгоритмов. Последовательные алгоритмы, способы применения: наращивание, выделение. Использование методов трансформации описаний.
Особенности применения математических методов в разработке САПР РЭС. Совершенствования и развитие математических процедур в задачах автоматизированного проектирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ненашев радиоэлектронных средств: учеб. для радиотехнических спец. вузов. - М.: Высш. шк., 19с.
2. Автоматизация технологического оборудования микроэлектроники/Под ред. . - М.: Высшая школа, 19с.
3. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры. Учебник для ВУЗов/, , и др.; Под ред. , - М.: Радио и связь, 19 с.
4. , , Хмыль производства ЭВМ. Учеб. - Мн.: Высшая школа, 19с.
5. , , Курейчик основы САПР. – М.: Энергоатомиздат, 1987 г., 400 с.
6. , Малика конструирования РЭА: Учебник для вузов – М.: Высш. школа, 1990 г., 384 с.
7. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для вузов/ , , и др. Под ред. – М.: Высш. школа, 2000 г., 473 с.
