Современная электроника 5-2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ на n × F, где n – натуральное число. Ампли- Рис. 2. Фрагмент спектра несущей с импульсной модуляцией туда спектральных линий (см. рис. 1) будет иметь ожидаемую огибающую вида sin(x)/x, нули которой возникают в точке 1/τ, где τ – длительность импульса. При увеличении ЧПИ увеличива- ется расстояние между спектральны- ми линиями. Если ЧПИ очень низкая, спектральные линии будут расположе- ны близко друг к другу и могут поме- шать доплеровской обработке. Ана- логично и при измерениях фазовых шумов: увеличение интервала между частотными линиями увеличивает воз- можности измерения фазового шума между спектральными линиями c точки зрения значения максимально доступ- ной отстройки от несущей. Фазовый шум периодических С(f), дБн/Гц –30 Непрерывный сигналов с импульсной –40 сигнал модуляцией –50 –60 Импульсный При амплитудной модуляции форми- –70 сигнал руется спектр с симметричными отно- –80 сительно несущей частоты боковыми –90 10 100 1000 10000 полосами, включающими спектраль- –100 Отстройка частоты, Гц ные линии с интервалом F. Дополни- –110 тельно каждая линия в спектре также –120 содержит фазовый шум несущей, нало- –130 женный в процессе свёртки. Этот добав- ленный шум на каждой спектральной 1 линии можно легко выделить, изучив импульсный спектр сигнала с импульс- Рис. 3. Фазовый шум непрерывного и импульсного сигналов ной модуляцией на анализаторе спек- тра при полосе разрешения RBW << F, Различие между фазовым начиная с отстройки частоты поряд- при этом увеличив полосу обзора до шумом непрерывного ка 400 Гц. Фазовый шум примерно на отображения нескольких отдельных и импульсного сигналов 8 дБ выше при отстройке F/2. Сравни- спектральных линий. вая рисунки 2 и 3, можно заметить схо- При сравнении фазового шума для жую форму кривой. На рисунке 2 показан фрагмент спек- сигнала с импульсной модуляцией и тра несущей с частотой 1 ГГц, моду- без импульсной модуляции для одно- Как отмечалось ранее, при ампли- лированной импульсным сигналом го и того же источника оказывается, что тудной модуляции формируются две с длительностью импульса 10 мкс и фазовый шум в первом случае выше, боковые полосы выше и ниже несу- F = 10 кГц. Здесь хорошо различимы особенно при больших отстройках от щей. Свёртка всех отдельных спек- боковые полосы фазового шума несу- несущей частоты. На рисунке 3 пред- тров приводит к появлению всех воз- щей. Можно заметить, что фазовый ставлен график, на котором построена можных сумм и разностей несущей шум несущей накладывается на каждую зависимость фазового шума от частот- частоты, всех гармоник модулирующе- спектральную линию. Также видно, что ной отстройки. го сигнала. Если боковые полосы фазо- U-образная кривая формируется между вого шума присутствуют в несущей, каждой линией спектра. Ещё из рисун- Кривые на рисунке 3 получены путём то спектр импульсного сигнала сво- ка можно увидеть, что для отстройки измерения фазового шума с помо- рачивается со спектром несущей и её частоты больше, чем F/2, новая инфор- щью анализатора фазовых шумов шумовыми боковыми полосами. мация о фазовом шуме отсутствует, FSWP компании Rohde & Schwarz. и его измерения проводятся, как прави- Использовалась импульсная модуля- Процесс модуляции накладыва- ло, с отстройкой частоты от несущей, ция с τ = 10 мкс и F = 10 кГц. Макси- ет шумовые боковые полосы несу- не превышающей указанного значе- мальная отстройка частоты для изме- щей на каждую спектральную линию ния. В классическом случае при изме- рения импульсного сигнала равна импульса так, как это пояснено на рении фазовых шумов после фазово- F/2 = 5 кГц. Фазовый шум импульс- рисунках 4 и 5. го детектора ставят фильтр нижних ного сигнала начинает отличаться от частот. Частота среза этого фильтра фазового шума непрерывного сигнала, Для фиксированной длительности меньше F/2, что гарантирует проведе- модулирующего импульса увеличе- ние измерений фазовых шумов в кор- ректном диапазоне отстроек частоты. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 49

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Fc F Рис. 5. Спектр шумовых боковых полос, наложенных на каждую c спектральную линию Рис. 4. Спектр несущей и её боковые шумовые полосы Рис. 6. Вариации фазового шума, вызванные изменением длительности импульса раз, что привело к кратному уменьше- нию ширины основного лепестка спек- ние шума на несущей частоте Fc будет Зависимость параметров тра и количества спектральных линий обратно пропорционально F. Низкое шума от характеристик в основном лепестке. Ожидаемое сни- значение F соответствует высокой спек- модулирующих импульсов жение фазового шума для этого случая тральной плотности и большему шуму, составляет 10lg10(1/5) = –6,9 дБ. Полу- в то время как увеличение ЧПИ приве- На основе изложенного можно сде- ченное значение является упрощённой дёт к снижению шума на несущей. лать вывод об изменении фазового аппроксимацией наихудшего случая шума импульсной несущей в зависи- изменения фазового шума. Как правило, вблизи несущей уро- мости от значения F и длительности вень шума падает очень быстро – со импульса τ. Лучше всего это можно оце- Последнее измерение, результаты скоростью порядка 20…40 дБ на декаду. нить по результатам реальных измере- которого соответствуют жёлтой (верх- Из-за формы огибающей спектра ний фазового шума при различной дли- ней) кривой на рисунке 6, проводи- сигнала с импульсной модуляцией, тельности импульсов. лось при длительности импульса 1 мкс, соответствующей функции sin(x)/x, что в 10 раз меньше, чем во время пер- наложенный шум на этих отстрой- На рисунке 6 приведены результа- вого измерения. Видно, что уменьше- ках будет ниже уровня шума непре- ты трёх измерений фазового шума ние длительности импульса привело к рывного сигнала. Но при больших импульсно-модулированной несущей. увеличению фазового шума несущей. отстройках, вплоть до F/2, отклоне- Все измерения проводились при посто- ние будет более заметным, особен- янном значении F = 10 кГц. Первое Исходя из этого, в общем случае но если кривая спектра шума непре- измерение проводилось при длитель- фазовый шум импульсной несущей рывного сигнала имеет «пьедестал». ности импульса 10 мкс, результаты не будет таким же, как фазовый шум Так как «пьедестал» на кривой фазо- показаны с помощью синей (сред- непрерывной несущей, в особенно- вого шума означает относительно ней) кривой. Для второго измерения сти при больших отстройках. С учётом постоянный уровень энергии во всём длительность импульса была увели- того, что фазовый шум является одним диапазоне отстроек частоты, суммар- чена до 50 мкс, результаты показаны из важнейших и в то же время ограни- ная энергия наложенного шума будет с помощью зелёной (нижней) кривой. чивающих характеристик для радио- больше, чем для области с постоянно Фазовый шум уменьшился примерно систем, его измерения становятся важ- уменьшающимся наклоном. на 6 дБ. Для этого измерения длитель- ной прикладной задачей. ность импульса была увеличена в пять Метод фазового детектора для измерения фазового шума Как правило, высокоточные изме- рения фазового шума выполняются с помощью калиброванного фазо- вого детектора, в котором величина отклонения фазы несущей пропор- циональна напряжению на выходе фазового детектора. Сигнал с выхо- да фазового детектора проходит через фильтр нижних частот и усиливается до подачи на высокопроизводитель- ный аналого-цифровой преобразо- ватель или анализатор Фурье. Реали- зация метода фазового детектора для измерения фазового шума пояснена на рисунке 7. 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ В большинстве случаев в качестве фазо- ΔФ=90° вого детектора используется смеситель, ИУ к сигнальному входу которого подключе- но испытуемое устройство (ИУ), а ко вхо- ФД ду для гетеродина подключён опорный генератор. Последний настраивается на ФНЧ Анализатор ту же частоту, что и ИУ, со сдвигом фазы МШУ спектра на 90°. При наличии двух входных сиг- налов в квадратуре постоянное выход- Опорный генератор ное напряжение смесителя равно нулю, а кратковременные отклонения фазы Рис. 7. Реализация метода фазового детектора для измерения фазового шума (ИУ – испытуемое преобразуются в переменное напряже- устройство, ФД – фазовый детектор, ФНЧ – фильтр нижних частот, МШУ – малошумящий усилитель) ние. На основе преобразования Фурье рассчитывается спектральная плот- Импульсное ИУ 0В Режим насыщения ность флуктуаций фазы, которую мож- ФД но преобразовать в фазовый шум. 90 ФНЧ МШУ Узкополосный шум при наличии импульса ИУ Описанный метод часто называ- ют методом фазовой автоподстройки Непрерывный частоты (ФАПЧ) опорного генератора, опорный источник т.к. нередко он используется для орга- низации обратной связи с выхода фазо- Рис. 8. Формирование сигнала на выходе фазового детектора для импульсного входного сигнала вого детектора на опорный генератор. при постоянном опорном сигнале (ИУ – испытуемое устройство, ФД – фазовый детектор, ФНЧ – фильтр Последнее делается для поддержания нижних частот, МШУ – малошумящий усилитель) квадратурного соотношения фаз меж- ду ИУ и опорным генератором. затрудняет процесс измерений, значи- Источник тельно повышая вероятность воздей- #1 При измерении фазового шума ствия внешнего шума на результаты импульсной несущей применение при- измерения фазового шума. Такие недо- Измерение Измерение ведённой на рисунке 7 схемы ограниче- статки в значительной степени устра- #1 #2 но. При подаче импульсного сигнала на нены в анализаторах фазового шума с вход фазового детектора и при непре- кросс-корреляционной обработкой. Источник Измерение Источник рывном опорном сигнале гетеродина #2 #3 #3 выходное напряжение фазового детек- Анализаторы фазового шума тора также становится импульсным и с кросс-корреляционной Рис. 9. Метод сравнения трёх источников содержит среднее постоянное значе- обработкой ние, которое способно вводить мало- измерений фазовый шум каждого генера- шумящий усилитель в режим насыще- Одним из ограничивающих факто- тора можно было определить, решив три ния (см. рис. 8). Чтобы этого избежать, ров метода ФАПЧ опорного генератора уравнения с тремя неизвестными. Такой как правило, необходимо также исполь- является то, что чувствительность такой подход проиллюстрирован на рисунке 9. зовать опорный сигнал с импульсной системы ограничена фазовым шумом Сравнение по трём источникам опреде- модуляцией ИУ. опорного генератора. Практическим пра- ляет шум каждого источника при усло- вилом здесь является выбор генератора, вии их сравнимости (разность 3…6 дБ). Добавление импульсной модуляции фазовый шум которого, как минимум, к опорному источнику (гетеродину) на порядок меньше, чем у измеряемого В ходе совершенствования техники приводит к дополнительным сложно- устройства. В большинстве случаев это измерения фазового шума с понижени- стям, т.к. пользователю, скорее всего, серьёзно ограничивает чувствитель- ем уровня собственного шума стало оче- придётся с помощью осциллографа кон- ность измерительной установки. Один видно: если разделить сигнал ИУ и подать тролировать выходной сигнал фазового из способов обойти это ограничение – на две независимые системы с ФАПЧ, детектора, чтобы убедиться в отсутствии использовать два одинаковых генера- то собственный шум измерительной перегрузки малошумящего усилителя и тора, предполагая, что итоговый фазо- установки не будет коррелирован в обо- синхронности импульсной модуляции вый шум на 3 дБ ниже, чем измеряемый. их каналах за счёт использования инди- ИУ, а также опорного сигнала. Часто предположение об идентичности видуального источника сигнала гетеро- двух источников оказывается неверным, дина для каждой из систем, а шум от ИУ Кроме того, пользователь должен и требуется другое решение. Многие годы будет коррелирован в обоих каналах. подобрать подходящий фильтр ниж- более подходящим решением считалось При таком подходе можно использовать них частот, чтобы устранить отстрой- проведение трёх измерений фазового кросс-корреляционную обработку для ки частоты, превышающие F/2. В боль- шума с тремя похожими генераторами. снижения шума, создаваемого измери- шинстве систем для измерений фазовых Во время измерения каждый генератор тельной установкой (прибором). Реали- шумов используются аналоговые филь- являлся поочерёдно опорным и измеря- тры. Во многих системах требуемый емым источником. По результатам этих фильтр может быть недоступен. В слу- чаях, когда подходящий фильтр недо- ступен, пользователь вынужден исполь- зовать внешние фазовый детектор и фильтр нижних частот, что в целом СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 51

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ ФАПЧ вых компонентов и их возможностей по обработке сигналов. С целью повысить Шум 2 ФНЧ МШУ Шум 2 качество самых современных систем ΔФ=90° Шум ИУ измерения фазового шума компания ФНЧ АЦП Rohde & Schwarz разработала новый ана- ИУ МШУ лизатор фазовых шумов FSWP, в кото- ФД Корреляция ром большая часть обработки сигналов ФАПЧ перемещена в цифровую область, в кото- ИУ АЦП рой характеристики системы обладают ФД Шум 1 большей повторяемостью, а калибров- Шум ИУ ку на уровне системы можно упростить. ΔФ=90° Шум 1 Во второй части статьи будут рас- ИУ смотрены функциональные особен- ности анализаторов R&S FSWP. Авто- Рис. 10. Схема измерений фазового шума с крос-корреляционной обработкой (ФД – фазовый ры проведут измерения фазового детектор, ИУ – испытуемое устройство, ФНЧ – фильтр нижних частот, МШУ – малошумящий усилитель, шума сигнала с импульсной моду- АЦП – аналого-цифровой преобразователь, ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты) ляцией с учётом десенсибилизации, а также измерения для импульсно-моду- лированной несущей на анализаторе R&S FSWP. Также будет представлен ана- лиз амплитудной и фазовой стабильно- стей сигналов с импульсной модуляцией. зация такого подхода представлена на зится на 5lg10(M), где M – число корре- Литература рисунке 10. ляций. Таким способом можно снизить шум системы на 10 дБ, если провести 1. Kay Gheen. Pulsed phase noise measurements. В системе измерения фазового шума 100 кросс-корреляций. 2016. URL: https://scdn.rohde-schwarz.com/ с кросс-корреляционной обработкой, ur/pws/dl_downloads/dl_application/ как показано на рисунке 10, шум прибо- Системы на основе фазовых детекто- application_notes/1ef94___/1EF94_1e _ ра в канале 1 не коррелирован с шумом, ров с кросс-корреляционной обработ- Pulsed_Phase_Noise_Meas.pdf. формируемым в канале 2. Поэтому при кой занимали лидирующие позиции на кросс-корреляционной обработке на рынке последнее десятилетие, но они все 2. Ширман Я. Д., Багдасарян С. Т., Малярен- выходах двух независимых каналов ещё обладали тем же недостатком, что ко А. С. и др. Радиоэлектронные системы. коррелированы будут только сигналы и ранние системы: измерения фазового Основы построения и теория. Под ред. ИУ, а шум измерительной системы сни- шума по-прежнему зависели от аналого- Ширмана Я. Д. Радиотехника. М. 2007. С. 512. НОВОСТИ МИРА СОВЕТ БЕЗОПАСНОСТИ образностью использования другой поло- Тема выделения частот для 5G обсуж- сы частот – 4,8–4,99 ГГц (в материалах Мин- дается в Совете безопасности не первый СНОВА ОТКАЗАЛСЯ ОТДАВАТЬ комсвязи эти частоты называли альтерна- раз. В августе Совбез не поддержал идею тивой более низкому диапазону). выделить операторам связи частоты этого ОПЕРАТОРАМ ЧАСТОТЫ ДЛЯ 5G диапазона, а президент Владимир Путин на 5G позволяет абонентам использовать отрицательный отзыв Совбеза наложил Совет безопасности вновь отклонил мобильный Интернет на очень высокой резолюцию «согласен». просьбу сотовых компаний выделить им ча- скорости (до нескольких гигабит в секунду). стоты в диапазоне 3,4–3,8 ГГц для строи- Это до 100 раз быстрее, чем в нынешних В России частотный ресурс 4,8–4,99 ГГц тельства сетей пятого поколения связи (5G). сетях LTE. Кроме того, на базе 5G плани- имеет низкую загруженность, однако он руется создавать системы управления бес- пересекается с полосой 4,4–4,99 ГГц, По словам одного из собеседников «Ве- пилотным транспортом, телемедицинские которая активно используется военными домостей», операторы просили силовиков сервисы, системы комплексного управле- стран НАТО для опознавательной систе- разрешить им конверсию (расчистку) ча- ния городским хозяйством. мы самолётов «свой – чужой». Это озна- стот этого диапазона в городах-миллионни- чает, что базовые станции для 5G в этом ках. Необходимость использования частот Диапазон 3,4–3,8 ГГц, для которого пред- диапазоне операторы смогут устанавливать 3,4–3,8 ГГц они мотивировали нецелесо- назначено популярное оборудование 5G, только на расстоянии 300 км до сухопутной в России используется Минобороны и границы или 450 км до морской границы. «Роскосмосом», объяснял в 2019 г. вице- К тому же сетевое оборудование для премьер Максим Акимов. Но именно на та- 4,8–4,99 ГГц дорогое, а работающих на этих ких частотах сети 5G строятся в большин- частотах смартфонов практически нет, ком- стве стран Европы – без них практически ментировал генеральный директор Telecom невозможно запустить полноценные услуги Daily Денис Кусков. пятого поколения, повторяли неоднократно представители операторов. Ведомости 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ НОВОСТИ МИРА ЭКСПЕРТЫ ОБСУДИЛИ ВЛИЯНИЕ «Сегодня на государственном уров- Заседание состоялось при поддерж- ПАНДЕМИИ COVID-19 не принимаются конкретные меры под- ке Координационного совета разработчи- держки отечественной экономики в сло- ков и производителей радиоэлектронной НА РАДИОЭЛЕКТРОННУЮ ОТРАСЛЬ жившихся условиях. Мы как отраслевое аппаратуры, электронной компонентной Ведущие эксперты радиоэлектронной от- сообщество должны держать заданный базы и продукции машиностроения Союза темп и оказывать экспертную поддержку машиностроителей России. расли России обсудили меры господдержки этих инициатив на местах. Сразу несколь- производителей радиоэлектронной продук- ко наших предложений были одобрены Пресс-служба госкорпорации ции, а также влияние пандемии COVID-19 на заседании бюро Союзмаша и отправ- «Ростех» на предприятия отрасли в ходе Экспертного лены на рассмотрение в правительство, совета по развитию электронной и радио- в частности – о предоставлении предпри- электронной промышленности при комитете ятиям субсидий, направленных на созда- Госдумы по экономической политике, про- ние страховых запасов микроэлектрон- мышленности, инновационному развитию и ной продукции, применяемой в ОПК и ра- предпринимательству. Заседание прошло в кетно-космической отрасли», – отметил формате видеоконференции под председа- председатель Экспертного совета, инду- тельством индустриального директора ра- стриальный директор радиоэлектронного диоэлектронного комплекса госкорпорации комплекса госкорпорации «Ростех» Сер- «Ростех» Сергея Сахненко. гей Сахненко. Участники обсудили вопросы кооперации В мероприятии приняли участие предста- предприятий в рамках выполнения гособо- вители федеральных органов исполнитель- ронзаказа на фоне пандемии коронавируса, ной власти, госкорпорации «Ростех», Со- провели анализ выявленных случаев закупок юза машиностроителей России, холдинга иностранной продукции при участии в кон- «Росэлектроника», концерна «Автоматика», курсных процедурах отечественных произ- Национального центра информатизации, водителей, а также рассмотрели норматив- АО «Алмаз-Антей», АО «Российские кос- но-правовые инициативы и эффективность мические системы». антикризисных мер, направленных на под- держку радиоэлектронной промышленности. ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 53

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Измерение коэффициента мощности шума с помощью реальных сигналов Дональд Вандервейт (Keysight Technologies) плотности мощности в рабочей поло- се частот исследуемого устройства В статье рассматривается основанный на спектральной корреляции с просечкой в середине полосы. метод, который позволяет осуществлять более адекватную оценку В области просечки спектральная плот- нелинейных искажений устройств спутниковой связи в отличие ность мощности значительно ниже, от традиционного метода измерения коэффициента мощности шума, чем в остальной интересующей обла- который может давать завышенные оценки искажений. сти. Такой испытательный сигнал формируется либо широкополосным Коэффициент мощности шума рения КМШ может привести к завышен- генератором шума со специальными (КМШ) является одним из основных ной оценке искажений, возникающих в фильтрами, либо генератором сиг- показателей искажений, вносимых процессе работы оборудования. Чтобы налов произвольной формы. Прин- активными компонентами, например избежать этих погрешностей, был пред- цип измерения очень прост: нели- усилителями. Впервые его стали приме- ложен метод испытаний, основанный на нейность исследуемого устройства нять в 1930-х годах для проверки ана- спектральной корреляции, позволяю- вызывает интермодуляционные иска- логовых телефонных каналов с частот- щий измерить КМШ с помощью реаль- жения, которые приводят к перераспре- ным уплотнением (FDM) и применяют ных сигналов. делению энергии сигнала по спектру до сих пор, поскольку он позволяет оце- как в исследуемой полосе частот, так нить интермодуляционные искажения, В спутниковых каналах связи разра- и за её пределами. Часть этой энергии порождаемые нелинейными компонен- ботчики всегда стремятся повысить мощ- попадает в область просечки. Посколь- тами. Искажения, определяемые КМШ, ность усилителей передатчиков. За счёт ку изначально уровень сигнала в про- являются внутриполосными, поэтому большей мощности достигается бо′льшее сечке очень мал или равен нулю, можно их нельзя отфильтровать. А поскольку отношение сигнал-шум (С/Ш) в приём- выделить и измерить интермодуляци- они нелинейные, их нельзя скорректи- нике наземной станции, что, в свою оче- онные искажения, порождаемые иссле- ровать за счёт предыскажений. редь, позволяет увеличить скорость пере- дуемым устройством. дачи данных в канале. Поскольку эти В традиционных измерениях КМШ усилители работают на краю линейно- Пример результатов, полученных в в качестве воздействующего сигна- го диапазона, дальнейшее повышение ходе измерений, показан на рисунке 2. ла используют шум с распределени- мощности приводит к росту искаже- Жёлтая кривая соответствует сигна- ем, близким к гауссовскому. Однако ний. Относительным показателем каче- лу на входе испытуемого устройства, большинство сигналов, передаваемых ства усилителя является значение КМШ а голубая – на его выходе. «Пьедестал» по спутниковым каналам связи, име- при заданном уровне мощности. определён очень чётко, уровень спек- ют более консервативный профиль тральной плотности мощности испы- мощности, чем у гауссовского шума, с Традиционное измерение КМШ тательного сигнала (жёлтая кривая) меньшим пик-фактором и более узким в области просечки очень мал. После переходом в дополнительной функ- На рисунке 1 показан спектр испы- прохождения через усилитель (голу- ции распределения мощности (CCDF). тательного сигнала для традиционно- бая кривая) этот уровень в области про- В результате традиционный способ изме- го способа измерения КМШ, имеющий сечки заметно повышается. Отношение постоянное значение спектральной мощности сигнала в просечке к мощ- ности «пьедестала» является результа- Шумовой Полоса измерения том измерения КМШ [1]. воздействующий Уровень искажений сильно зави- сигнал сит от мощности сигнала, что прида- ёт особую важность такой характе- Шум, создаваемый ристике испытательного сигнала, как испытуемым профиль мощности. Испытательный устройством сигнал является широкополосным, мощность сигнала для большинства КМШ используемых сигналов изменяется во времени. Существует множество спо- Рис. 1. Спектр испытательного сигнала для измерения КМШ собов сопоставления этих изменений со средним уровнем сигнала, напри- мер используется пик-фактор, рав- ный отношению пиковой мощности к средней (PAPR). Однако в этом слу- чае наиболее полезной характеристи- кой является кривая CCDF (см. рис. 3). 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ Эта кривая, которую называют про- Рис. 2. Входной и выходной сигналы при измерении КМШУровень сигнала, % 2% филем мощности сигнала, показыва- 100 ет период времени, в течение которого 10 мощность сигнала превышает задан- 1 ный уровень. Например, зелёная кри- вая на рисунке 3 показывает, что мощ- 0,1 ность сигнала превышает среднюю мощность сигнала минимум на 6 дБ в 0,01 течение 2% времени. 06 12 Уровень искажений сильно зависит Мощность, превышающая средний уровень, дБ от мощности входного сигнала. Таким образом, для правильной интерпре- Рис. 3. Кривые CCDF для традиционного испытательного сигнала для измерения КМШ (зелёная) тации результатов необходимо учи- и для сигнала 64QAM (красная) тывать профиль мощности испыта- тельного сигнала. Традиционный Именно профиль мощности сигна- Метод спектральной испытательный сигнал для измерения ла оказывает влияние на искажения корреляции КМШ представляет собой аддитивный при прохождении через исследуемое белый гауссовский шум (AWGN). Про- устройство, поэтому отличие профи- Создатели метода спектральной кор- филь мощности такого сигнала близок лей мощности испытательного и рабо- реляции ставили перед собой задачу к гауссовской дополнительной функ- чего сигналов может привести к непра- измерения КМШ с использованием ции распределения. Зелёная кривая вильной интерпретации результатов испытательного сигнала, близкого по показывает (см. рис. 3), как выглядит испытаний. Красная кривая на рисун- свойствам к рабочему сигналу испыту- такой сигнал на графике функции рас- ке 3 показывает профиль мощности емого устройства. пределения CCDF. для типичного сигнала с модуляцией 64QAM с одной несущей. Этот сигнал Суть этого метода заключается в Рабочий сигнал испытуемого имеет явно меньший диапазон уров- одновременном измерении входно- устройства может иметь профиль ней мощности, чем AWGN, и никогда го и выходного сигналов испытуемо- мощности, значительно отличаю- не превышает средний уровень мощ- го устройства и их сравнении во всей щийся от профиля AWGN. Традици- ности более чем на 6 дБ. Скорее всего, интересующей полосе частот. В линей- онный испытательный сигнал для измерение КМШ с помощью такого сиг- ной системе такое сравнение позволяет измерения КМШ изначально исполь- нала даст совершенно иные результа- получить амплитудно-частотную харак- зовался для характеризации ана- ты по сравнению с AWGN. теристику (АЧХ) испытуемого устрой- логовых устройств, применявших- ства. В нелинейной системе присут- ся в телефонных сетях в ХХ веке. ствуют два дополнительных фактора: Эти устройства работали с большим количеством каналов с узкополосны- ми сигналами, которые в группе имели профиль мощности, близкий к профи- лю мощности AWGN. Многие сигналы с модуляцией OFDM (мультиплексирова- ние с ортогональным делением частот) имеют похожий профиль, потому что, как и в старых телефонных сетях, состоят из большого числа узкополос- ных сигналов с разными несущими. Но сигналы с одной несущей облада- ют профилем мощности, значитель- но отличающимся от профиля мощ- ности AWGN. Во многих случаях такие сигналы выбираются специально, посколь- ку их профиль мощности приводит к меньшим искажениям при пере- даче. Это, безусловно, относится к отдельным сигналам с модуляциями QPSK, QAM и APSK. Это справедливо и для сигналов с несколькими несущи- ми. Недавно были предложены новые схемы модуляции (например, OFDM с распределением DFT), которые моди- фицируют модуляцию OFDM для сни- жения пик-фактора и искажений при передаче. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 55

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ а туемого устройства, голубая кривая – выходному (как и на рис. 2). Фиолетовая б кривая представляет собой результат расчёта интермодуляционных искаже- Рис. 4. Измерение КМШ методом спектральной корреляции: а) с использованием традиционного ний методом спектральной корреляции. сигнала; б) с использованием сигнала с модуляцией 64QAM Как видно из рисунка, эта кривая совпадает с кривой для выходного сиг- компрессия и интермодуляция. Ком- Измерение нала в области просечки, что демон- прессия вызывается ограничением стрирует эквивалентность результатов мощности выходного сигнала устрой- Измерение КМШ методом спек- измерений КМШ традиционным мето- ства и может быть представлена как тральной корреляции было реа- дом и методом спектральной корреля- переход энергии составляющих сигна- лизовано в виде приложения для ции. Метод спектральной корреляции ла в их гармоники. Интермодуляцион- измерения искажений модуляции позволяет определить уровень интер- ные искажения можно представить как для векторного анализатора цепей модуляционных искажений даже в той переход энергии сигнала в комбинаци- Keysight PNA-X [2]. Это приложение области спектра, где нет просечки. онные составляющие его компонентов. используется для измерения иска- В результате просечка в испытатель- КМШ определяется именно интермоду- жений с помощью традиционно- ном сигнале для измерения КМШ ляционными искажениями. го испытательного сигнала и испы- больше не нужна. Это позволяет тательного сигнала с модуляцией использовать в качестве испытатель- Для разделения продуктов влия- 64QAM на одной несущей. На рисун- ных самые разные сигналы, близкие ния указанных факторов необходи- ке 4 показаны результаты измерений, по характеристикам к рабочим сигна- мо воспользоваться существующими полученных этими двумя способами. лам испытуемого устройства. между ними различиями: резуль- В обоих случаях для формирования таты компрессии коррелируются с испытательных сигналов применял- На рисунке 4б показаны результаты составляющими входного сигнала, ся генератор сигналов произвольной измерения КМШ того же устройства, а интермодуляционные искажения – формы. но с помощью испытательного сиг- нет. Определяя корреляцию входного нала с модуляцией 64QAM. Поскольку и выходного сигналов, можно отделить Необходимо обратить внимание на этот сигнал имеет более консерватив- результаты компрессии и интермоду- два важных момента. На рисунке 4а ную кривую профиля мощности, иска- ляционных искажений. показаны три кривые. Жёлтая кривая жения получаются меньше. Полученное соответствует входному сигналу испы- значение КМШ при этом на 4 дБ мень- ше, чем при использовании традици- онного метода. Искажения реального сигнала испы- туемого устройства оказываются мень- ше, чем это показывает традиционный метод измерения КМШ. Метод спек- тральной корреляции наглядно демон- стрирует разницу. Использование метода спектральной корреляции позволяет применять для характеризования искажений рабочие сигналы устройств, что позволяет полу- чить при характеризации устройств нелинейные искажения той же приро- ды, что и в случае работы устройства в реальных условиях. Впрочем, традици- онный метод измерения КМШ может всё ещё пригодиться для сравнения однотипных компонентов. Литература 1. Измерение сигналов с цифровой модуля- цией с помощью кривых CCDF. Рекомен- дации по применению компании Agilent, публикация № 5968-6875EN. 2. Верспех Дж., Став А., Тейсир Дж., Кузано С. Измерение искажений модуляции в усилителях с помощью векторного анализатора спектра. 93-я конференция ARFTG по СВЧ- измерениям (ARFTG). Бостон, США. 2019. С. 1–4. 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

Реклама

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Внедрение программ класса ECAD/EDA на российских приборостроительных предприятиях Антон Плаксин ([email protected]), Илья Скворцов Поэтому часто и разработчик ПО уча- ствует в этом процессе, оказывая необ- Зачастую основная проблема импортозамещения инженерного ПО ходимые услуги и поддержку. Набор кроется не в принципиальном наличии российского аналога какого-либо таких услуг для каждого предприятия популярного программного продукта, закрывающего весь необходимый индивидуальный и определяется в про- функционал. Реальная проблема – страх предприятия перед проектом цессе переговоров и с учётом нюан- внедрения, который влечёт за собой организацию пилотного проекта, сов, выявленных на этапе выполнения перенос имеющихся наработок, обучение персонала, дополнительную пилотного проекта. Особенно важны нагрузку как на ИТ-службу, так и на профильные подразделения – такие моменты, как: разработчиков электроники. В статье рассмотрены основные аспекты ● текущие применяемые САПР электро- при внедрении сложного программного продукта класса ECAD/EDA на российских приборостроительных предприятиях на примере ники и версии этих систем; внедрения отечественной САПР электроники Delta Design. ● объём библиотек и проектов, кото- Политические предпосылки Крайне важно обеспечить уверен- рые будут переноситься в качестве ность заказчика в информационной эталонных в новую САПР; Мы живём в интересное время. Слова чистоплотности разработчика. Ряд ● объём написания дополнительной «санкции», «импортозамещение», «огра- заказчиков ЭРЕМЕКС ценят готовность документации (инструкции для схе- ничительные меры» стали общеупотре- компании передать исходные коды для мотехников, конструкторов, библио- бительными. Существуют и создаются сертификации конкретной версии во текарей, администраторов); новые постановления и рекомендации ФСТЭК России. ● текущая ИТ-инфраструктура пред- профильных министерств РФ о преи- приятия, в которую потребуется мущественном применении российско- Подкрепляющим фактором при интегрировать новую САПР элек- го программного обеспечения для сни- выборе новой САПР часто является троники (смежные CAD, PLM/PDM жения зависимости от импортного ПО присутствие конкретных программ- системы); в стратегически важных отраслях про- ных продуктов в Реестре отечественно- ● состав и объём обучающих курсов по мышленности. Например, есть Приказ го софта Минкомсвязи РФ. Программ- работе в новой системе. Минкомсвязи РФ от 20.09.2018 № 486 и ные продукты ЭРЕМЕКС Delta Design, На рисунке 1 приведён пример спи- целая национальная программа «Циф- SimOne и TopoR входят в этот реестр ска услуг, оказываемых одному из пред- ровая экономика». под номерами 741, 935 и 740 соответ- приятий в процессе проекта внедрения ственно. Они прошли соответствую- САПР Delta Design. До недавнего времени в России щие проверки и официально призна- В отдельных случаях бюджет ока- именно в сфере радиоэлектроники ны происходящими из Российской зываемых услуг в процессе внедрения была наиболее сложная ситуация с Федерации. может составлять до 20% от цены вне- основным инструментом разработ- дряемых лицензий. При этом суще- чика – САПР, где подавляющее боль- Экономический (финансовый) ствуют различные меры поддержки со шинство используемых систем авто- аспект стороны государства для закупки отече- матизированного проектирования ственного инженерного ПО, например, принадлежит иностранным компа- Предполагаем, что долгосрочные меры поддержки, предлагаемые Мини- ниям и ориентировано на зарубеж- экономические выгоды от применения стерством промышленности и торгов- ные стандарты проектирования и про- новой САПР электроники предприяти- ли РФ в постановлении правительства изводства: Synopsys, Cadence, Mentor ем осмыслены и проверены в рамках под номером 109 от 17.02.2016. Graphics, Altium, Zuken. В условиях пилотного проекта. Далее сосредото- санкций многие из этих САПР могут чимся на процессе полномасштабно- Кадровый аспект не поддерживается, могут быть огра- го внедрения ПО на предприятии. ничения на предоставление обнов- Крылатое выражение И. В. Сталина лений и даже запреты на продажу САПР электроники – основной «Кадры решают всё!» актуально и в наше новых версий. Ещё более острым явля- инструмент для разработчика печат- время. При этом в процессе внедрения ется вопрос об отсутствии гарантий ных плат на приборостроительном сложного программного продукта на исключения из этих систем не декла- предприятии, он используется непре- предприятии должны участвовать две рируемых возможностей (НДВ) или рывно как для создания новых про- команды. Именно сотрудники предпри- закладок. А это вопрос информаци- ектов, так и для поддержки существу- ятия вместе с группой от разработчи- онной безопасности – один из важ- ющих. При этом процесс внедрения ка САПР являются драйверами проек- нейших для любого промышленного новой ECAD-системы подразумевает та внедрения, без которого честное предприятия. выделение со стороны предприятия использование новой САПР на пред- временных и финансовых ресурсов. приятии практически невозможно. 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020



ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЗ Разработка проекта Настройка САПР, ведение библиотек ЭРИ технического задания по настройке и внедрению Настройка системы Перенос проектов системы. в соответствии с техническим заданием Интеграция с PLM-системой Разработка, описание (настройки технологических и согласование параметров + настройка Разработка, описание Подготовка требований к эталонным для обеспечения и согласование требований библиотекам пользователя соответствия ГОСТ). по переносу ранее персонала (является частью ТЗ). разработанных проектов Конвертация и доработка в сторонних САПР. эталонных библиотек Разработка технического из формата P-CAD (AD) Конвертация и доработка в формат Delta Design. эталонного проекта из задания на интеграцию Создание БД ЭРИ. формата P-CAD (AD) в формат Delta Design. Delta Design с компонентами Подготовка персонала Разработка инструкции по ведению библиотек Разработка инструкции PLM- системы. (администраторы). в Delta Design. по конвертации и ведению проектов в Delta Design. Настройка Подготовка интеграции Delta Design ИТ-специалистов с компонентами заказчика по настройкам PLM-системы. системы и интеграций: 1 группа до 5 чел., 1 день Разработка обучения (4 часа). инструкции по работе с Delta Design Подготовка персонала компонентами (разработчики). и PLM-системы. Подготовка специалистов заказчика: базовый курс, группа до 5 чел., 5 дней обучения (20 часов). Рис. 1. Перечень работ по сопровождению Delta Design (внедрение системы на предприятии и настройка интеграции с PLM) Вариант А. На предприятии суще- процесса проектирования ПП у вас ● Укажите максимальное количество ствует подразделение, занимающееся на предприятии: одновременно работающих в САПР автоматизацией инженерной деятель- a. есть разделение специалистов электроники сотрудников? ности или группа внедрения САПР. Это практически идеальный случай, под конкретные задачи на марш- ● Используется ли функционал по ведь компетенции такого подразде- руте проектирования ПП (разра- ВЧ-передаче сигналов, созданию ления подразумевают навыки и зна- ботка библиотеки компонентов, сложных контуров ПП, выравни- ния и в ИТ, и в предметной области. разработка схемы электрической ванию задержек сигналов? В таком случае процесс внедрения в принципиальной, разработка кон- основном проходит через это подраз- струкции ПП, трассировка ПП, под- ● Какие САПР применяются на пред- деление, нивелируются затраты заказ- готовка комплекта КД, подготовка приятии? Если их более трёх, от- чика на обследование предприятия производственной документации, метьте из списка наиболее мас- разработчиком. Обычно такие под- контроль технологических про- штабно применяемые. разделения обладают всей необхо- цессов); димой на старте проекта внедрения b. разработка одного изделия ведётся ● Какие средства анализа и модели- информацией. от начала и до конца, все процессы рования электронных схем исполь- выполняет один человек. зуются в компании? Вариант Б. Команда со стороны раз- ● Сообщите количество сотрудни- работчика САПР контактирует как с ков в вашей компании, занимаю- ● Какие ещё программные продукты представителями ИТ-подразделений, щихся только проектированием используются в процессе проекти- так и с представителями непосред- печатных плат (конструкторов рования? Укажите ПО в каждой из ственных пользователей, т.е. с инже- печатных плат) / только созда- предложенных категорий: «Меха- нерами-разработчиками. На стра- нием принципиальных электри- нические САПР», «PLM», «Другое ин- те проекта внедрения с их помощью ческих схем / занимающихся и женерное ПО». происходит сбор информации в фор- схемотехникой, и конструирова- ме анкетирования. Привлекаемые к нием ПП? ● Планируется ли организация еди- анкетированию сотрудники предприя- ● Планируется ли на предприятии ной базы ЭРИ на предприятии? тия должны обладать хорошим опытом расширение компетенций специ- работы в подразделении, где происхо- алистов в область конструирования ● Соответствует ли программно-ап- дит внедрение, так как многие вопросы и трассировки ПП? (укажите коли- паратный комплекс предприятия касаются стандартов работы. чество специалистов) минимальным требованиям для ра- ● Количество сотрудников, которые боты Delta Design? Пример списка вопросов для одного НЕ занимаются ни схемотехникой, из предприятий, планирующих вне- ни конструированием ПП, но име- ● В каких форматах передаются про- дрять САПР Delta Design, приведён ниже: ют необходимость иметь на рабо- екты в производство? ● Выберите из выпадающего списка чем месте САПР электроники? ● В каких форматах происходит об- наиболее близкую организацию мен данными с другими компани- ями (если выполняется совместная 60 разработка)? Результаты подобного анкетирова- ния помогают составить портрет заказ- чика для разработчика и определить – WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 2. Пример импорта компонента из P-CAD в Delta Design на какие моменты стоит сделать упор в ные вспомогательные документы, торской документации (в т.ч. переч- рамках проекта внедрения. например «Вводный курс», помогаю- ней элементов, ведомости покупных щий быстро запустить проект в Delta изделий), как максимум – организа- Технический аспект Design. На каждом конкретном пред- ция сквозной работы инженеров и приятии могут быть свои стандарты всех смежных подразделений предпри- Переход на новую САПР влечёт за работы, которые предусматривают ятия, таких как бухгалтерия, закупка, собой стресс-тест как для персона- подробные инструкции по работе в склады и др. При организации второ- ла, так и для используемой техники. конкретной связке инженерного про- го подхода новые ЭРИ заводятся в PLM- Поэтому первая техническая задача граммного обеспечения. В этом слу- системе путём внесения всей необхо- группы внедрения со стороны пред- чае команда от разработчика ПО под- димой атрибутивной информации о приятия определить потребность в ключает к работе своих технических них, а уже в САПР РЭА они дополняются модернизации парка ПК и ПО, подго- консультантов (писателей). УГО, посадочным местом, 3D-моделью товить перечень закупок, закупить их и другими математическими моделя- и ввести новое оборудование в эксплу- Следующим важным техническим ми (SPICE, Verilog, VHDL и пр.). То же атацию. Для крупного предприятия от пунктом внедрения является подбор верно и для инициации новых проек- 100 инженеров, работающих с САПР перечня пилотных изделий для отра- тов, когда задача на создание проекта РЭА, на это потребуется до 20 недель ботки практики работы в САПР Delta печатной платы приходит проектиров- работы. Однако подобная мера акту- Design. Под такие проекты готовятся щику через PLM, а уже из PLM он откры- альна лишь для предприятий с силь- библиотеки компонентов или стан- вает САПР РЭА. но устаревшим парком ПК. САПР Delta дартных изделий. Если на предприя- Design имеет средний уровень аппарат- тии ранее использовались САПР P-CAD Заключение ных требований, оптимальные пара- или Altium Designer, подготавливают- метры рабочей станции для ПО ЭРЕ- ся файлы в текстовых (ASCII) форма- В статье приведён обзор часто МЕКС можно определить следующим тах этих систем для передачи данных в встречающихся аспектов в процес- образом: Delta Design. Последняя читает и бинар- се внедрения САПР Delta Design на ● процессор Core i5 (2,4 ГГц и выше); ный формат библиотек P-CAD (библи- российских приборостроительных ● оперативная память минимум 2 Гб отеки с расширением .LIB), но в этом предприятиях. Этот процесс инди- случае потребуется установленный на видуален для каждого предприятия, для 32 разрядной системы и 4 Гб для данной машине P-CAD. Новейшая вер- поэтому исключительно важен имен- 64 разрядной; сия САПР Delta Design 3.0 поддержива- но гибкий подход к внедрению: нуж- ● видеокарта с поддержкой DirectX 11 ет импорт библиотек из Altium Designer но слышать конечного пользователя, (желательно дискретная). (см. рис. 2). чтобы минимизировать дискомфорт Далее проводится оценка объёма от смены САПР; погружаться в специ- нормативно-технической докумен- Одновременно с этими командами фику функционирования предприя- тации, подлежащей разработке, или должны вестись работы по разработ- тия, чтобы внедрение новой САПР ста- оценивается необходимый объём ке механизма интеграции Delta Design ло отправной точкой к повышению корректировок существующей. Всё в применяющиеся PLM/PDM-системы. эффективности отделов разработки; ПО ЭРЕМЕКС сопровождается под- Целями разработки такого механизма быть готовыми к решению нестан- робной документацией на русском являются: как минимум – автоматизи- дартных задач. языке, существуют дополнитель- рованное формирование конструк- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 61

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Проектирование для производства (DFM) Часть 4. Размещение компонентов Игорь Зырин ([email protected]), Дэвид Марракчи и задержек при изготовлении платы. Далее будут даны рекомендации в зави- В статье рассмотрены вопросы детальной проработки будущей печатной симости от конкретных корпусов и при платы, которые позволят спланировать размещение использовании определённых техно- и ориентацию компонентов платы с учётом технологических требований логий изготовления. производства. Рассмотрена специфика размещения компонентов в зависимости от технологии изготовления, типов корпусов и назначения Размещение компонентов разрабатываемого устройства. Также рассмотрены возможности САПР и расстояние между ними Altium Designer, позволяющие учесть эти особенности. Первый вопрос при размещении ком- Введение ект платы до завершения без проблем, понентов: какова величина минималь- связанных с производством. но необходимого расстояния между Это заключительная статья цик- компонентами? Именно это расстояние ла, посвящённого проектированию Общие рекомендации повлияет на процесс пайки, ремонто- печатных плат с учётом технологии по размещению пригодность устройства, ограничения производства и технологических по тестированию, производительность требований. В статье рассматрива- Прежде чем углубиться в нюансы раз- изготовления и в конечном счёте – на ются вопросы проектирования для мещения и ориентации компонентов, надёжность устройства. Недостаточ- производства (DFM). DFM – это спо- необходимо запомнить несколько базо- ное расстояние между компонентами соб организации процесса проекти- вых рекомендаций: может привести к тому, что при разме- рования изделий на основе печатных ● для эффективности процесса пайки щении компонентов станок не сможет плат. Достижение корректного резуль- их установить, понадобится ручной тата может вызвать проблемы, если не рекомендуется выполнять одинако- труд. Максимальное расстояние меж- соблюдать всех требований. вое ориентирование компонентов ду корпусами на плате ограничивается в одинаковых корпусах; массогабаритными характеристиками После того как выбраны материалы [1] ● при одновременном использовании платы, технологическим оборудовани- и подходящая стратегия конструирова- технологии пайки волной и компо- ем и быстродействием работы схемы. ния (подключение проводников, уста- нентов, монтируемых в отверстия, В некоторых случаях необходимо рас- новка переходных отверстий, паяльная нежелательно располагать компо- полагать компоненты поверхностного маска и финишные покрытия) печат- ненты на стороне пайки за компо- монтажа как можно ближе друг к другу. ной платы [2, 3], осталось определиться нентами, монтируемыми в отверстия; с тем, какие технологические требова- ● для ускорения производства и уде- Больше всего ограничений по разме- ния необходимо учитывать при разме- шевления стоимости платы стоит щению компонентов имеет технология щении ранее выбранных компонентов. разместить на одной стороне все пайки волной припоя. Неправильное компоненты поверхностного мон- расположение компонентов относи- Процесс размещения компонентов ока- тажа, монтируемые по технологии тельно волны припоя может привести жет большое влияние на то, как в даль- группового поверхностного монта- к дефектам пайки. Когда появляется нейшем будет использовано полезное жа, а остальные компоненты (кото- необходимость в произвольном распо- пространство платы. Этап размещения рые предназначены для установки ложении чип-компонентов на нижней компонентов на плате может стать одним вручную) – на другой стороне; стороне (предназначенной для пайки из самых сложных в процессе проектиро- ● при выборе типов корпусов компо- волной), для предотвращения эффек- вания. Тип компонентов и способ их уста- нентов старайтесь выбирать компо- та затенения следует соблюдать мини- новки очень сильно влияют на последу- ненты, устанавливаемые по одной мальное расстояние между компонен- ющее размещение на плате. Далее будут технологии. Смешение технологий тами (см. рис. 1). даны рекомендации, как оптимизировать монтажа может потребовать допол- размещение компонентов с точки зрения нительных манипуляций, что увели- В общем случае рекомендуется соблю- технологичности и учёта требований раз- чит время и стоимость изготовления; дать расстояние между компонентами, рабатываемого устройства. ● для обеспечения качественной пай- равное высоте самого высокого компо- ки компонентов уделите внимание нента (минимум – 1/2 высоты). Зависи- От правильного подхода к проектиро- слою паяльной маски; мость минимального расстояния меж- ванию печатной платы зависит процесс ● для компонентов ручного монтажа ду КП чип-компонентов от сложности её последующего изготовления. Под- укажите контактные площадки зазем- изготовления платы показана на рисун- ход к проектированию печатной платы ления и место для заземления на плате. ке 2. Рекомендуемые расстояния между может отличаться от проекта к проек- Описанные рекомендации позво- компонентами в зависимости от типа ту, однако существует ряд конструктив- лят избежать большинства проблем корпуса можно найти в таблице [4]. ных рекомендаций, которые позволяют Более подробную информацию можно учесть требования DFM и довести про- 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

Реклама

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рекомендуемые расстояния между компонентами (размеры указаны в мм) 2,5 мм мин. между КП До Чип-компоненты Танталовые SOIC QFP/QFN SOT23 PLCC BGA CSP DIP От компоненты Направление движения платы Чип-компоненты 1* 1,27 1 2,54 1,27 1,27 3,17 3,17 1,5 Танталовые Рис. 1. Расстояние между компонентами при компоненты 1,27 1,27 1,4 2,54 1,9 2,54 3,17 2,54 1,5 пайке волной SOIC Волна припоя QFP/QFN 1 1,4 1,27 2,54 1,27 2,54 3,17 3,17 1,5 узнать из стандарта IPC-7351 [5]. Мини- SOT23 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 6,35 6,35 2,54 мально допустимое расстояние между PLCC 1,27 1,9 1,27 2,54 0,89 2,54 3,17 3,17 1,5 компонентами можно узнать у выбран- BGA 1,27 2,54 2,54 2,54 2,54 2,54 3,17 3,17 1,5 ного изготовителя печатных плат. CSP 3,17 3,17 3,17 6,35 3,17 3,17 6,35 6,35 3,17 DIP 3,17 2,54 3,17 6,35 3,17 3,17 6,35 2,54 3,17 Если печатная плата состоит из круп- 1,5 1,5 1,5 2,54 1,5 1,5 3,17 3,17 2,54 ных компонентов высотой более 5 мм, рекомендуется сделать расстояние меж- Примечание:*При уменьшении размера корпуса может быть уменьшено и расстояние между компонентами. Например, ду компонентами равным высоте кор- для корпуса 0402 компоненты могут быть расположены на расстоянии 0,5 мм, а для корпуса 0603 – на расстоянии 0,64. пуса самого большого компонента. Этот подход позволит обеспечить достаточ- Неравномерное распределение теп- корпусах BGA и QFP не рекомендуется ное место для визуального осмотра и ла может привести к появлению у чип- располагать в центре платы из-за дефор- возможных последующих доработок. компонентов эффекта «надгробного мации, вызванной большой массой ком- камня», неправильной пайки оплав- понентов (см. рис. 4). Для соблюдения теплового баланса лением, из-за которой образуется пая- платы во время оплавления припоя жела- ное соединение только с одной сторо- Если конструкция устройства предпо- тельно распределить компоненты как ны компонента (см. рис. 3). лагает наличие компонентов в корпусах можно более равномерно по всей пла- BGA с двух сторон, необходимо смещать те. Это гарантирует равномерность про- Если при изготовлении печатного их относительно друг друга для облег- грева платы (ни одна область на плате модуля применяется технология кон- чения монтажа, дальнейшего ремонта не будет горячее другой). С целью мини- вейерной сборки, необходимо оставлять и контроля качества пайки (см. рис. 5). мизации изгибов и перекосов дополни- зазор в 5 мм от края платы до компонен- тельно рекомендуется избегать располо- тов в направлении движения платы. Это Размещать чип-компоненты под жения крупных компонентов в одной нужно для фиксации платы на конвейе- корпусами BGA или ZIF с противопо- области платы, что обеспечит сбалан- ре и транспортировки по ленте. ложной стороны платы следует толь- сированное распределение тепла. ко при обоснованной необходимости, Отдельно стоит остановиться на поскольку это тоже усложняет провер- размещении компонентов в корпусе ку и ремонт таких конструкций. BGA. Рекомендуется располагать все BGA-компоненты с одной стороны Для сохранения единообразия кон- печатной платы. Это позволит избежать структивов и облегчения процесса дополнительных технологических опе- сборки рекомендуется размещать все раций при двустороннем монтаже. В слу- полярные конденсаторы, ориентируя чае двустороннего монтажа у изготови- положительный контакт вправо или теля платы должна быть предусмотрена вниз. Полярность конденсаторов обя- технология, обеспечивающая поддержку зательно необходимо указывать на слое уже установленных в процессе монтажа шелкографии. Блокировочные конден- компонентов со второй стороны, напри- саторы всегда размещаются как можно мер использование термоотверждаемо- ближе к выводам питания микросхем. го клея. При использовании печатных При пайке волной припоя конденса- плат стандартной толщины (1,5 мм) и торы необходимо располагать пер- площадью более 160 см2 компоненты в пендикулярно корпусам SOIC и пото- ку припоя. 1 ширина КП 0,75 ширины КП (0,25 мм мин.) 0,5 ширины КП (0,25 мм мин.) 0,76 мм 0,5 мм 0,25 мм а мин. б мин. в мин. Рис. 2. Расстояние между КП чип-компонентов: а) изготовить легко; б) изготовление средней сложности; в) изготовить сложно 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Контакт компонента, Полозья станков для РСВ оторванный от КП конвейерной сборки КП компонента Контакты на краях BGA-компонента оторваны от платы BGA Рис. 3. Контакт компонента оторван от КП (эффект «надгробного камня») Рис. 4. Пример эффекта изгиба и скручивания платы с BGA-компонентами Ориентация платы Идеально Плохо и компонентов Смещены Зеркально при пайке волной Плата Плата Большинство ограничений по разме- щению компонентов связаны именно с Простой рентген-контроль. Сложно найти дефекты на рентген-контроле. использованием технологии пайки вол- Простые способы ремонта. Ремонт одного компонента может ной припоя. Из-за этих ограничений Открытая противоположная сторона испортить второй. данная технология монтажа компонен- упрощает тестирование и отладку. тов постепенно заменяется более совре- Контроль выполнения менными. Однако она имеет и ряд пре- Рис. 5. Стратегия размещения BGA-компонентов технологических требований имуществ: высокая производительность, в САПР Altium Designer отсутствие требований к высокой квали- Для пайки волной рекомендует- фикации персонала, возможности одно- ся печатную плату расположить так, Для управления размещением компо- временной пайки компонентов смешан- чтобы волна припоя проходила по длин- нентов и его контроля в процессе про- ного монтажа и пайки по бессвинцовой ной стороне. Это минимизирует изгиб ектирования печатной платы в Altium технологии. Если изготовитель печатных печатной платы и сложность настройки Designer существует группа правил плат использует именно эту технологию, технологического оборудования. Placement, которая позволяет опреде- необходимо придерживаться некоторых лять и контролировать различные тех- дополнительных ограничений. Есть ряд Компоненты необходимо ориентиро- нологические требования, связанные технологических факторов, которые вать относительно контура платы и пред- с размещением компонентов. напрямую влияют на то, как плата будет полагаемого будущего места пайки вдоль проходить через сборочное оборудова- длинной стороны. Чип-компоненты и ком- Для контроля зазора между компонен- ние производителя и какое расстояние поненты в корпусах SOIC ориентируются тами существует специальное правило должно быть от компонентов до края параллельно направлению потока припоя, проектирования Component Clearance платы (в зависимости от контура платы). как показано на рисунке 7а. Самая плохая (см. рис. 8). Зазор можно контролиро- ситуация – перпендикулярное расположе- вать как с учётом реальной трёхмерной При пайке волной, во избежание образо- ние компонентов относительно друг друга модели, так и по специальному слою в вания зон перегрева, рекомендуется выпол- (см. рис. 7б). При этом возникают эффекты посадочном месте компонента. нять равномерное распределение компо- затенения и неравномерности пайки, а ино- нентов по печатной плате (см. рис. 6а). гда даже непропай. Необходимо контроли- Для соблюдения ориентации компонен- Расположение крупных компонентов в ровать расположение компонентов: малень- та относительно длинной стороны платы одной зоне может стать причиной повы- кие не должны находиться в «тени» больших. шения температуры пайки с риском пере- грева чип-компонентов (см. рис. 6б). Направление волны припоя Направление волны припоя а б 65 Рис. 6. Размещение крупных компонентов: а) равномерное; б) в одной зоне WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Направление волны припоя Направление волны припоя КП, расположенные напротив друг Некоторые контакты могут друга, обеспечат пайку не пропаяться а б Рис. 7. Ориентирование компонентов: а) хорошее; б) плохое Рис. 8. Правило Component Clearance Для назначения компонентов опре- Заключение делённым слоям можно восполь- Рис. 9. Правило Component Orientations зоваться правилом Permitted Layers В процессе размещения компонен- (см. рис. 10), которое позволит прокон- тов на печатной плате крайне важно Рис. 10. Правило Permitted Layers тролировать установку компонентов в учитывать и технологию изготовле- предусмотрено правило проектирования корпусе BGA только с одной стороны ния самой платы. От качества выпол- Component Orientations (см. рис. 9), кото- или размещение всех компонентов, нений технологических требований и рое позволяет проконтролировать рас- монтируемых по технологии группо- рекомендаций в значительной степе- положение компонентов параллельно вого монтажа, на одной стороне для ни будет зависеть надёжность, ремон- направлению волны припоя, при этом ускорения и удешевления последую- топригодность, скорость и стоимость можно ограничить правило только опре- щего производства. изготовления будущего устройства. делённым типом корпуса. Для этого в обла- сти Where The Object Matches необходимо Существуют и другие правила проек- Информация, изложенная в четы- выбрать параметр Package и указать жела- тирования, позволяющие выполнить рёх частях цикла статей по DFM, емый тип корпуса, например SOIC. корректную установку компонентов и позволит избежать проблем c после- ограничить зону установки на опреде- дующим изготовлением спроектиро- лённом участке платы (Room Definition), ванной печатной платы. Однако есть указать максимальную высоту компо- и другие аспекты, влияющие на про- нентов (Height). Также имеется правило, цесс изготовления устройства. В следу- позволяющее не учитывать какую-либо ющих статьях, посвящённых печатным цепь (NetsToIgnore) в процессе компо- платам (уже за пределами цикла DFM), новки платы. будет рассмотрено оформление доку- ментации по ЕСКД, нюансы размеще- ния тестовых контрольных точек для отладки и тестирования, а также мно- гое другое. Выполнить все требования, предъяв- ляемые производителем печатных плат, поможет набор инструментов, входя- щих в состав САПР Altium Designer. Литература 1. Зырин И., Марракчи Д. Проектирование для производства (DFM). Часть 1. Выбор материалов. Современная электроника. 2019. № 9. 2. Зырин И., Марракчи Д. Проектирование для производства (DFM). Часть 2. Подготов- ка стратегии конструирования печатного узла. Современная электроника. 2020. № 3. 3. Зырин И., Марракчи Д. Проектирование для производства (DFM). Часть 3. Подготов- ка стратегии конструирования печатного узла. Современная электроника. 2020. № 4. 4. Spirent Communications. PCB CAD Design Guidelines. 2005. 5. Общие требования к технологии поверхност- ного монтажа. IPC-7351 Generic Requirements for Surface Mount Design. URL: http://pcbget.ru/ Files/Standarts/IPC_7351.pdf. 66 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

Реклама

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Настройка синхронизации данных Concord Pro и Windchill PDMLink Вадим Иванов ([email protected]) всех данных об изделии в единую логи- В статье рассказывается о том, как организовать синхронизацию данных ческую систему. В результате такого объ- между Altium Concord Pro и Windchill PDMLink с помощью инструмента единения все, кто принимает участие в Component Sync. Несложное редактирование конфигурационного файла разработке изделия, получают распреде- позволит настроить соединение с PDM-системой и встроить Altium лённый авторизованный доступ к про- Designer в существующую ИТ-среду предприятия. ектной информации и управлению про- цессами проектирования. Инструмент Component Sync синхро- Altium Concord Pro представляет Главное предназначение системы низирует данные и создаёт WTPart на собой единый источник данных о ком- Windchill PDMLink – управление инфор- основе объектов управляемых компо- понентах и актуальной информации от мацией и облегчение доступа к дан- нентов в Concord Pro. WTPart (Часть) – поставщиков, средство отслеживания ным об изделии на протяжении всего сущность в Windchill PDMLink, которая компонентов в проектах и инструмент его жизненного цикла. Это достигает- хранит в себе атрибутивную составля- совместной работы с инженерами-меха- ся благодаря возможности объединения ющую. Части связываются между собой никами. Все эти функциональные воз- можности реализованы в рамках уни- Листинг 1. Настройка конфигурационного файла dm-Windchill-config-basic.xml фицированной среды Altium Designer. <DMConfiguration xmlns=\"dm-config\" xmlns:ns2=\"dm-config-common\" В данной статье речь пойдёт не о id=\"Windchill-generated\" version=\"1\"> самом продукте, а лишь об одной его составной части – Component Sync, <Instance> которая позволяет синхронизировать <Driver>Windchill</Driver> данные о компоненте и передавать <Url>http://your_PDM.ru/Windchill</Url> информацию между двумя системами Concord Pro и PDM. На данный момент </Instance> осуществляется поддержка трёх систем: <Schema> 1. PTC Windchill® PLM (11.0 M030); 2. Arena® PLM; <Entity altiumType=\"Resistors\" plmType=\"Resistor\"> 3. Oracle® Agile™ PLM. <ToPlm sync=\"true\"> <CreateInfo> Рассмотрим механизм работы на <Numbering name=\"Резистор\"> примере Windchill PDMLink – органи- <Fields/> зационно-технической системе управ- </Numbering> ления данными об изделии, обеспечи- вающей управление всей информацией <Folder>Components/Resistors</Folder> об изделии. При этом в качестве изде- </CreateInfo> лий могут рассматриваться различные <SourceCriteria/> сложные технические объекты, напри- <Attributes> мер, корабли и автомобили, самолёты и <ns2:Attribute attributeType=\"revision\" ракеты, компьютерные сети. required=\"true\"> <ns2:Key>Name</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.name}</ns2:Value> </ns2:Attribute> <ns2:Attribute attributeType=\"item\" primaryKeyOrdinal=\"1\" required=\"true\"> <ns2:Key>Number</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.PlmPartNumber}</ ns2:Value> </ns2:Attribute> <ns2:Attribute attributeType=\"revision\" required=\"false\"> <ns2:Key>Description</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.description}</ ns2:Value> </ns2:Attribute> <ns2:Attribute attributeType=\"revision\" required=\"false\"> <ns2:Key>PWR</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.Power}</ns2:Value> </ns2:Attribute> <ns2:Attribute attributeType=\"revision\" required=\"false\"> <ns2:Key>Pins</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.Pins}</ns2:Value> </ns2:Attribute> <ns2:Attribute attributeType=\"revision\" required=\"false\"> <ns2:Key>Tolerance</ns2:Key> <ns2:Value>${parameter.Max Operating Temperature}</ns2:Value> </ns2:Attribute> </Attributes> <Options/> </ToPlm> Рис. 1. Настройка подключения к серверу Листинг 2. Определение контейнера для хранения WTPart в Windchill PDMLink Windchill PDMLink <Entity altiumType=\"Resistors\" plmType=\"Resistor\"> 68 <ToPlm sync=\"true\"> <CreateInfo> <Numbering name=\"Резистор\"> <Fields/> </Numbering> WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ образуя структуру. К частям привязы- Рис. 2. Запуск процесса синхронизации компонентов ваются различные объекты, например, Рис. 3. Наблюдение за состоянием синхронизации документы, CAD-документы, модели и т.п. Рис. 4. Выбор фильтра для просмотра результатов синхронизации Настройка систем проводилась в следую- щих версиях программного обеспечения: ● Concord Pro Altium Concord Pro 1.1.7.76; ● Windchill 11 m 030 CPS17. После успешной инсталляции запу- скаем систему и переходим к настрой- кам Concord Pro, а именно – изменим настройки подключения к PDM. Для этого нужно зайти в раздел Concord ProAdmin → Component Sync → Add Instance (см. рис. 1). В созданном экзем- пляре необходимо скачать конфигура- ционный xml-файл и заполнить выде- ленные поля (см. Листинг 1). Далее переходим к настройке типов компонентов, атрибутов и расположения контейнера выгрузки (см. Листинг 2). Настройка типов и атрибутов выпол- няется в строке: <Folder>Components/Resistors</Folder>. После внесения всех изменений необходимо загрузить xml-файл обрат- но в Concord и проверить соединение. Для этого потребуется ввести учётные данные. Если все шаги были продела- Реклама СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 69

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Рис. 5. Созданные в Windchill PDMLink объекты WTPart ны правильно, то на экране появится Рис. 6. Атрибутивная составляющая WTPart ектов по интеграционным решениям сообщение об удачном подключении доступны по ссылке [1]. к Windchill PdmLink, после чего мож- предположить, что такие возможности но запустить синхронизацию данных, предусмотрены разработчиками и в бли- Литература нажав на кнопку Sync action (см. рис. 2). жайшее время они будут реализованы. 1. URL: //www.youtube.com/glavkon. Во время выгрузки можно следить за Обучающие материалы по данной статусом процесса (см. рис. 3). Детали теме и примеры выполненных про- выгрузки будут доступны и после её окон- чания. Для этого необходимо выбрать из выпадающего списка меню вместо пун- кта Active пункт Closed (см. рис. 4). Убедиться в том, что данные выгру- жены правильно, можно, открыв в Windchill PDM-контейнер, который был указан в конфигурационном xml-файле (см. рис. 5.). Здесь же можно проверить карточку компонента (см. рис. 6). Благодаря Concord Pro на рынке поя- вилось готовое коробочное решение, которое позволяет передавать данные из ECAD Altium Designer. Это существен- но облегчает внедрение PDM или встра- ивание Altium Designer в уже сложившу- юся ИТ-инфраструктуру предприятия. Тем не менее, хочется отметить, что существующих функциональных воз- можностей недостаточно, так как оста- ются открытыми вопросы о переда- че проекта, выполненного в Altium Designer, и построении электронной структуры. После изучения конфигу- рационных файлов Concord Pro можно НОВОСТИ МИРА РАЗРАБОТЧИКИ «ЭЛЬБРУСОВ» тингу Константин Трушкин: «Это пособие ими идеями. Для этого нужна система об- будет активно развиваться. Мы пока что ратной связи, поэтому специалисты МЦСТ СКОРО РАСКРОЮТ СЕКРЕТЫ не можем назвать его учебником, оно не планируют запустить форум и «википедию» ПРОГРАММИРОВАНИЯ СВОИХ закончено, оно имеет массу недостатков, (энциклопедия на основе вики-движка). ЧИПОВ мы это сами знаем, но мы будем его раз- вивать и выкладывать как можно раньше Публикация пособия и открытие фору- Компания МЦСТ, разрабатывающая для общего доступа, чтобы информация ма должны состояться в ближайшее время. линейку российских микропроцессоров распространялась». «Эльбрус», выложит в открытый доступ В рамках своего видео обращения на во- методическое пособие по оптимально- Развивать и улучшать это пособие прос о приоритетных способах портиро- му программированию для платформы в МЦСТ рассчитывают совместно с ИТ- вания программ на платформу «Эльбрус» «Эльбрус». Об этом заявил заместитель сообществом, которое сможет делиться сво- Константин Трушкин указал на необходимость генерального директора МЦСТ по марке- программирования на языках C и C++ без за- 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ вязки на конкретную платформу: «Если пише- Microsystems, но спустя несколько лет её Трушкин прокомментировал ситуацию: те кросс-платформенно на этих языках, то ско- спецификации стали общим достоянием. «На данный момент мы понимаем, что рее всего легко свой код перенесёте на плат- С 1989 г. развитием архитектуры занимается нет смысла прекращать развитие линей- форму “Эльбрус”. Конечно, при условии, что независимая некоммерческая организация ки SPARC, потому что есть определённые вы уже перенесли ваш софт на Linux, и ваш SPARC International, продающая разработчи- заказчики, есть успехи, есть коллектив, софт на нём хорошо работает без привязки к кам лицензии на её модификации. SPARC который именно процессоры SPARC и раз- каким-то закрытым библиотекам. Важно, что- была задумана как архитектура, сочетаю- рабатывает. Наличие двух коллективов, ко- бы в вашем коде не было так называемых ас- щая простоту набора команд и высокую ско- торые разрабатывают процессоры с дву- семблерных вставок и других сильно зависи- рость исполнения кода. В настоящий момент мя принципами построения, позволяет нам мых от архитектуры фрагментов кода. Тогда используется для процессоров, ориентиро- иметь “телескопическое зрение”, понимать всё переносится обычной перекомпиляцией». ванных на создание одноплатных встраива- различные подходы и стараться найти наи- емых ЭВМ и промышленных компьютеров. лучшие приёмы, например для развития ар- Рассуждая о перспективах развития ком- хитектуры “Эльбрус”». пании в обозримом будущем, представитель В МЦСТ не скрывают, что ресурсов для МЦСТ отметил, что компания не собирает- развития обеих линеек у компании мало. Время электроники ся отказываться от альтернативной по от- ношению к «Эльбрус» архитектуре SPARC. Данная архитектура, в частности, нашла во- площение в процессорах МЦСТ R-1000 и МЦСТ R-2000. Второй из этих чипов был представлен в начале 2018 г. и предполо- жительно будет востребован в телеком-обо- рудовании. В МЦСТ наработки на SPARC считают истинно своими, хотя и признают, что система команд в них лицензированная. Напомним, архитектура SPARC (Scalable Processor Architecture – масштабируемая архитектура процессора) была разработа- на в середине 1980-х годов компанией Sun ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 71

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Тестирование встраиваемых систем: разработка тестового ПО или JTAG Functional Test? Алексей Иванов ([email protected]), Мик Остин ([email protected]) внедрили новую технологию тестиро- вания, после чего создание дополни- В статье рассказывается о преимуществах интеграции технологии тельных тестовых версий аппаратно- JTAG Functional Test, которую можно использовать в качестве замены го ПО стало ненужным. Технология, встраиваемому ПО для тестирования. Приведён пример крупной базирующаяся на совместном при- финской инжиниринговой компании Etteplan, внедрившей новую менении средств JTAG Functional Test технологию тестирования. (JFT) от JTAG Technologies и LabVIEW от National Instruments, используется в Тестирование встраиваемой систе- значительные трудовые и временны′е компании уже более двух лет. Однако мы, представляющей из себя комби- ресурсы. Исправление недочётов и с тестированием может справиться и нацию аппаратной части и программ- добавление новых возможностей первый компонент самостоятельно: JFT ного обеспечения, всегда предполагало к уже созданному тестовому ПО может работает автономно с помощью Python разработку определённого встраивае- осуществить в большинстве организа- и будучи интегрированным в LabVIEW, мого ПО. При этом специальная вер- ций только один человек – програм- CVI, .NET и VB. В Etteplan инженеры сия ПО должна быть предварительно мист, который делал начальную работу. привыкли работать с LabVIEW, поэ- загружена в устройство до проведе- тому, освоив версию на Python, сразу ния тестирования. На создание этой В крупной финской инжиниринго- перешли на JFT для LabVIEW. части программы нередко тратятся вой компании Etteplan, присутствую- щей во многих странах Европы и Азии, Периферийное сканирование собран- ных цифровых плат с помощью JTAG – Рис. 1. Пример программы для тестирования микросхемы температурного датчика в программе это довольно распространённый в JTAG Functional Test на базе Python мире метод электроконтроля. Это и отдельная функция цифровых микро- Рис. 2. Пример программы для тестирования температурного датчика в JFT / LabVIEW схем, используемых в качестве управ- ляющих устройств, таких как процес- соры, ПЛИС и микроконтроллеры. Вся остальная так называемая пери- ферия обычно подключена своими вводами/выводами к центральным микросхемам. С помощью архитек- туры периферийного сканирования по стандарту IEEE 1149.1 на выво- дах микросхемы, поддерживающей его, можно выставлять необходимые тестовые паттерны в параллельном режиме. Тестовые паттерны пойдут на такие кластеры, как память, датчики, интерфейсные устройства или другие микросхемы с периферийным скани- рованием. Отклики также можно считы- ватьисравниватьстаблицамиожидания. С JFT этот процесс становится более гибким: инженер может выбирать отдельные выводы микросхем и симу- лировать на них протоколы с помощью конструкций на языках программи- рования, а также на базе уже готовых функций. Если дополнительно с JFT использовать программный инстру- мент CoreCommander, то, помимо управления регистром периферийного сканирования, пользователь получит доступ ко внутренним регистрам про- цессорного ядра, управляя, например, встроенными АЦП, ЦАП, PHY или UART. 72 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Изначально программа JFT была разрабо- вых паттернов по последовательному Рис. 3. Результат выполнения программы тана компанией JTAG Technologies [1] с воз- интерфейсу JTAG. В отдельных случа- для тестирования в LabVIEW можностью создавать тесты на Python. ях, когда приходится работать с микро- Буквально сразу после релиза появи- схемами без поддержки периферийно- лась и версия для работы в LabVIEW. го сканирования или требуется высокая Так как специалисты Etteplan всегда скорость, в дополнение к JFT задейству- работали с LabVIEW, эта возможность ется средство доступа к ядрам процес- сразу же привлекла внимание инже- соров CoreCommander. неров. На рисунке 1 приведён пример про- В статье [2], размещённой на сайте граммы в JFT/Python для тестирования компании Etteplan, инженер по тести- микросхемы температурного датчика рованию Янне Кари рассказывает о том, (измерения температуры), подклю- что с JFT он может устанавливать зна- чённого к микросхеме с поддерж- чения на выводах процессоров, а также кой периферийного сканирования. управлять их внутренними регистра- На рисунке 2 – тестирование того же ми напрямую из LabVIEW. Возмож- датчика, только в JFT/LabVIEW. Резуль- на и симуляция интерфейсов, таких тат выполнения программы в LabVIEW как SPI или I2C, для управления пери- показан на рисунке 3. ферией или сопутствующими подсис- темами. Например, можно написать Ещё одно преимущество JFT/LabVIEW, скрипт, который считывает данные по словам инженера Etteplan, – с АЦП или пишет их в ЦАП. Отметим, это универсальность интерфейса поль- что происходит это без программи- зователя. Любая функция для управле- рования какого-либо встроенного ПО ния компонентом периферии выглядит в устройстве. Более того, большин- одинаково вне зависимости от процес- ство задач по управлению перифери- сора или микроконтроллера. В тради- ей решается именно с использованием ционных тестовых программах при- регистра периферийного сканиро- меняются команды, которые очень вания. Технически – это сдвиг тесто- зависят от производителя процессо- ра или исполнения встроенного ПО. Мы обеспечиваем тестирование всех видов современной электроники с уникальным уровнем поддержки. Периферийное сканирование – это мы. РАЗРАБОТКА ПРОИЗВОДСТВО СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ Получайте полностью работоспособные Сделайте производственную линию Ремонтируйте цифровые платы даже при опытные образцы совершенной с технологиями JTAG отсутствии CAD-данных на них Реклама www.jtag.com • www.jtaglive.com • +7 812 602 09 15 • [email protected] СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 73

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ Как следствие, ранее созданные тесто- вых ресурсов в компании Etteplan, Гиви Чхутиашвили. Специально для вые модули в JFT/LabVIEW могут впо- а также чрезвычайно ускорило завер- статьи авторы связались с Янне Кари, следствии использоваться для новых шение проектов. К тому же создание который в разговоре отметил высокий проектов с намного большей вероят- тестов с использованием данной тех- профессиональный уровень получае- ностью. нологии оказалось намного проще, мых при обучении знаний. чем программирование встроенно- На видео, размещённом на сайте го кода. Ошибок во время разработки Литература компании, видно, как с помощью кода стало меньше, а если они и появляют- в LabVIEW на подключённом к плате ся, то их значительно легче исправить. 1. Официальный сайт компании JTAG ноутбуке инженер зажигает светодиод Technologies. URL: https://www.jtag.com/ru/. на объекте тестирования. При этом не В качестве постскриптума авторы ста- задействовано ни одного байта встро- тьи отмечают, что обучение инженеров 2. JFT – Functional electronics testing without енного кода. Etteplan по работе в JFT, JTAG ProVision a single line of code. URL: https://www. и CoreCommander проводил инженер etteplan.com/references/jft-functional- Использование JFT/LabVIEW зна- российского офиса JTAG Technologies – electronics-testing-without-single-line- чительно сократило затраты трудо- code. НОВОСТИ МИРА МИНПРОМТОРГ В пояснительной записке к проекту по- промторгу, Минэкономразвития, Минкомсвя- становления сказано, что госзакупка ино- зи, ФАС и другим профильным ведомствам СОБИРАЕТСЯ ЗАПРЕТИТЬ странной радиоэлектронной продукции бу- разработку проекта правового акта о соз- ГОСЗАКУПКИ ЗАРУБЕЖНОЙ дет разрешена в том случае, если в России дании Единого реестра радиоэлектронного РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ не ведётся производство аналогичных то- оборудования российского происхождения. варов. В документе также описан алгоритм Минпромторг России предложил ввести за- проведения закупок иностранной продукции В июле 2019 г. Правительство утвердило прет на госзакупки импортной радиоэлектрон- по принципу «второй лишний» – он подразу- финальные сроки начала работы реестра рос- ной продукции. Ведомство подготовило про- мевает отклонение всех иностранных зая- сийского радиоэлектронного оборудования – ект постановления Правительства – документ вок на поставку в том случае, если имеется его предполагалось запустить до конца 2019 г. под названием «Об установлении запрета на как минимум одна российская заявка, ус- допуск радиоэлектронной продукции, происхо- ловия которой соответствуют требованиям, Реестр отечественной радиоэлектроники дящей из иностранных государств, для целей установленным заказчиком. создавался с целью ограничения госзаку- осуществления закупок для государственных пок иностранной радиоэлектронной продук- и муниципальных нужд» с номером 01/01/05- Первый вариант проекта по сокраще- ции и стимулирования развития производ- 20/00102045 опубликован на портале проектов нию закупок иностранной радиоэлектро- ства российского телекоммуникационного нормативных правовых актов 18 мая 2020 г. ники Минпромторг подготовил в начале оборудования. Развитие производства рос- февраля 2020 г. Документ был направлен сийской радиоэлектроники входит в спектр В проекте постановления говорится на согласование в Правительство России. задач федерального проекта «Информаци- об установке запрета «на допуск радио- Согласно подготовленному Минпромтор- онная инфраструктура». Данный проект – электронной продукции, происходящей из гом документу, правительство должно было часть национальной программы «Цифро- иностранных государств (за исключением устанавливать квоты на закупки отечествен- вая экономика». государств-членов Евразийского экономиче- ной продукции для каждой госкомпании, ци- ского союза), для целей осуществления за- тирует документ РБК. Приобретение ино- Изначально предполагалось, что новый купок для государственных и муниципальных странных товаров допускалось только в реестр станет частью действующего рее- нужд по перечню согласно приложению». случае отсутствия российских заявок по- стра телекоммуникационного оборудования сле двух попыток закупки. В Минфине пер- российского происхождения (ТОРП), кото- Стоит отметить, что действующее на мо- вый проект Минпромторга не поддержали, рый на основании постановления Прави- мент публикации материала российское за- а Минэкономразвития обратилось с запро- тельства № 858-р от 2010 г. находится в конодательство не предусматривает прямой сом дополнительных данных. ведении Минпромторга. По состоянию на запрет на госзакупки иностранной радио- начало 2019 г. в ТОРП числилось свыше электронной продукции. В нём присутство- Подготовке двух проектов Минпромтор- 400 российских аналогов импортного теле- вали лишь преференции до 30% для рос- га предшествовало начало работ по созда- коммуникационного оборудования. сийской радиоэлектроники, установленные нию особого российского реестра радио- Минпромторгом летом 2019 г. электронного оборудования. В середине Стоит отметить, что схожий запрет рас- января 2019 г. Правительство поручило Мин- пространяется в России и на госзакупки В новом проекте Минпромторга приведён иностранного программного обеспечения. перечень радиоэлектронной продукции, под- Он напрямую связан с реестром российско- падающей под новые ограничения. В него го ПО, создание которого было утвержде- входят батареи и аккумуляторы, электродви- но Президентом России Владимиром Пути- гатели, компьютерное, электронное и опти- ным в июне 2015 г. В ноябре 2015 г. было ческое оборудование, а также осветительное подписано постановление о вводе ограни- оборудование, волоконно-оптические кабе- чения для госзаказчиков на закупку ПО, ли, электромагнитные контакторы и пуска- отсутствующее в реестре, а сам реестр на- тели, контрольно-измерительная аппаратура чал работу в I квартале 2016 г. Его разви- и т.д. Список состоит в общей сложности из тием занимается Минкомсвязи. 13 пунктов, в большинстве из которых пере- числено несколько видов продукции. CNews 74 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

Реклама

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ День Великой Победы и День радио Владимир Бартенев ([email protected]) основано на влиянии электрических раз- рядов на металлические порошки. В обыч- В статье рассматривается взаимосвязь между открытием радио ных условиях когерер обладает большим и победой советского народа в Великой Отечественной войне, а также сопротивлением, так как опилки имеют рассказывается о создании первых РЛС дальнего обнаружения в СССР. плохой контакт друг с другом. Пришедшая Статья посвящается 75-летию Победы и 125-летию со дня изобретения электромагнитная волна создаёт в коге- радио в России. рере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчай- Введение «Т-34», машинам реактивной артилле- шие искорки, которые спекают опилки. рии «Катюша» и, конечно же, истреби- В результате сопротивление когерера рез- Как можно сравнивать День Побе- телям и бомбардировщикам тех времён. ко падает (в опытах А. С. Попова со 100 000 ды и День радио – они несопостави- до 1000…500 Ом, то есть в 100–200 раз). мы по своей значимости. 75 лет назад А вот об отечественном радио в Снова вернуть прибору большое сопро- наши отцы и деды, герои Великой Оте- широком смысле этого слова инфор- тивление можно, если встряхнуть его. чественной войны, заплатили ни с чем мация практически отсутствует. Бла- Чтобы обеспечить автоматичность при- несоизмеримую цену за наше сегодня. годаря применению отечественной ёма для осуществления беспроволочной радиолокационной техники, роль это- связи А. С. Попов использовал звонковое 9 мая 1945 года навсегда вошёл в исто- го способа передачи информации во устройство для встряхивания когерера рию как день ликования и торжества время войны была огромна. после приёма сигнала. Срабатывало реле, советского народа, День Победы затмил включался звонок, а когерер получал «лёг- все другие исторические и памятные даты. Россия – родина радио [1]. Радио как кую встряску», сцепление между металли- средство связи изобретено русским учё- ческими опилками ослабевало, и они были Тем не менее накануне этого великого ным в 1895 году. 7 мая 1895 года А. С. Попов готовы принять следующий сигнал. Что- дня, 7 мая 1945 года, в Москве в Большом на заседании физического отделения бы повысить чувствительность аппара- театре состоялось торжественное заседа- Русского физико-химического общества та, А. С. Попов один из выводов когерера ние, посвящённое 50-летию изобретения впервые продемонстрировал примене- заземлил, а другой присоединил к высо- радио Александром Степановичем Попо- ние радиоволн для передачи информа- ко поднятому куску проволоки, создав вым. Важно подчеркнуть, что ещё в дека- ции без проводов. Это было задокумен- первую приёмную антенну для беспро- бре 1944 года Советом народных комисса- тировано, вот фрагмент из протокола волочной связи. Заземление превращает ров СССР было выпущено постановление, № 151 заседания физического отделения проводящую поверхность земли в часть подписанное И. В. Сталиным, о создании Русского физико-химического общества открытого колебательного контура, что комитета по празднованию 50-летия от 25 апреля (по старому стилю) 1895 года: увеличивает дальность приёма. со дня изобретения радио (см. рис. 1). «А. С. Попов сделал сообщение «Об отно- В состав комитета вошли ведущие учёные шении металлических порошков к элек- Способ, предложенный А. С. Поповым, Академии наук СССР. Председателем коми- трическим колебаниям». Исходя из опы- ранее никем не применялся, и главной его тета был назначен академик Б. А. Введен- тов Бранли, докладчик исследовал резкие особенностью стало автоматическое вос- ский. 30 марта 1945 года на заседании изменения в сопротивлении, испытывае- становление чувствительности когерера. пленума комитет утвердил перечень тор- мые металлическими порошками в поле Позже этот способ заимствовал Г. Мар- жественных мероприятий по увековече- электрических колебаний. Пользуясь кони. Благодаря этому способу 24 марта нию памяти А. С. Попова: издание его лек- высокой чувствительностью металличе- 1896 года А. С. Попов осуществил передачу ций и докладов, проведение юбилейной ских порошков к весьма слабым электри- первой в мире радиограммы, состоящей конференции. О роли и значении радио ческим колебаниям, докладчик построил из двух слов: «Генрих Герц». А в феврале в Великой Отечественной войне хорошо прибор, предназначенный для показыва- 1900 года А. С. Попов вместе с П. Н. Рыб- знали и на фронте, и в тылу. Начнём с исто- ния быстрых колебаний в атмосферном киным [2] впервые в мире использовал рического события 125-летней давности. электричестве. Прибор состоит из сте- радиосвязь для спасения людей, органи- клянной трубки, наполненной металли- зовав регулярное сообщение между остро- Наша страна – родина радио ческим порошком, и введённого в цепь вом Гогланд и городом Котка (операция чувствительного реле. Реле замыкает ток по снятию со скал броненосца «Генерал- В год 75-летия разгрома фашистской батареи, приводящей в действие элек- адмирал Апраксин»). После этого в апреле Германии многие обращаются к воспо- трический звонок, расположенный так, 1900 года «за непрерывные труды по при- минаниям, историческим фактам, пыта- что молоточек его ударяет и по чашке менению телеграфирования без проводов ясь понять, что способствовало победе звонка, и по стеклянной трубке». на судах флота» А. С. Попов был награж- советского народа в этой жесточайшей дён по высочайшему повелению крупной войне. На первое место всегда ставятся В качестве детали, непосредственно суммой в размере 33 000 рублей. В том же героизм и патриотизм. Однако в послед- «чувствующей» электромагнитные волны, году состоялось награждение А. С. Попо- нее время повышенный интерес рос- А. С. Попов применил когерер (от лат. коге- ва Большой золотой медалью на Всемир- сийской общественности вызывают ренция – сцепление). Этот прибор пред- ной парижской выставке за конструкцию и другие слагаемые Великой Победы, ставляет собой стеклянную трубку с двумя радиоаппаратуры. связанные с созданием оружия воз- электродами. В трубке помещены мелкие мездия. Множество исторических ста- металлические опилки. Действие прибора тей посвящено легендарным танкам 76 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Всё это говорит о несомненном прио- Рис. 1. Титульный лист Постановления о 50-летии со дня изобретения радио А. С. Поповым ритете русского учёного в изобретении радио. Ответ А. С. Попова на приглашение дований по измерению электромагнит- ментальная база в Ленинградском физи- работать в Америке сегодня звучит как ной энергии, отражённой от предметов ко-техническом институте (ЛФТИ), так по духовное наследие: «Я русский человек, различных форм и материалов. второму направлению был создан макет и все свои знания, весь свой труд, все свои импульсной РЛС «Редут», его разработали достижения я имею право отдавать толь- Этому же институту совместно с осо- под руководством Ю. Б. Кобзарева (впо- ко моей Родине. Я горд тем, что родил- бым конструкторским бюро Управления следствии академика). ся русским. И если не современники, то, ПВО РККА (под руководством П. К. Ощеп- может быть, потомки наши поймут, сколь кова) поручалось изготовить передатчик В развитии отечественной радиолока- велика моя преданность нашей Роди- и приёмник для проведения опытов по ционной техники РЛС «Редут» по сравне- не и как счастлив я, что не за рубежом, фактическому обнаружению самолёта по нию с РЛС «Ревень» оказалась более пер- а в России открыто новое средство связи». отражённой от него волне. Все работы спективной, так как позволяла не только проводились по заранее составленному обнаруживать самолёты противника на Советское правительство всячески спо- плану и рассматривались как дело боль- больших расстояниях и практически на собствовало сохранению памяти о вели- шой государственной важности. всех высотах, но и непрерывно опреде- ком учёном и патриоте Александре Степа- лять дальность, азимут и скорость полё- новиче Попове. В постановлении от 2 мая При этом рассматривалось создание та. Кроме того, при круговом синхрон- 1945 года сказано: «Учитывая важнейшую двух типов РЛС: непрерывного и импульс- ном вращении обеих антенн станция роль радио в культурной и политической ного излучения. Благодаря первому «Редут» обнаруживала группы и одиноч- жизни населения и для обороны страны, направлению появились РЛС «Ревень», ные самолёты, находившиеся в воздухе в целях популяризации достижений оте- первая партия которых под названием на разных азимутах и дальностях. Также чественной науки и техники в области «РУС-1» (акроним от «радиоулавливателя РЛС в пределах зоны действия следила за радио и поощрения радиолюбительства самолётов») была принята на вооружение перемещениями самолётов с перерыва- среди широких слоёв населения устано- в 1939 году. Во время войны с белофин- ми по времени (перерыв составлял один вить 7 мая ежегодный “День радио”». нами «РУС-1» прошла боевую проверку. оборот антенны). Таким образом, с помо- К 1939 году появилась научно-экспери- Через 35 лет День радио 7 мая, соглас- но указу президиума Верховного совета СССР от 1 октября 1980 года № 3018-Х, официально стал профессиональным праздником с названием «День радио, праздник работников всех отраслей связи». Переименование не могло не сказаться на снижении исторической значимости события, произошедшего 7 мая 1895 года, и роли А. С. Попова в этом событии. Как тут не вспомнить слова, ска- занные академиком Б. А. Введенским во время публичной лекции 16 февраля 1945 года: «История нашей Родины зна- ет много новаторов и революционеров науки и техники, сделавших открытия мирового значения. Достаточно упомя- нуть А. С. Попова, выдающегося физика, изобретателя радио, которое доныне продолжает совершать переворот в нау- ке и является основой новейшей радио- локационной техники». Именно о созда- нии первых РЛС дальнего обнаружения в нашей стране и их роли в Великой Отече- ственной войне пойдёт речь далее. Первые отечественные РЛС в Великой Отечественной войне Предварительные поисковые и иссле- довательские работы в области радио- локации были начаты в Советском Союзе ещё в 1934 году, когда Управ- лением противовоздушной обороны был заключён договор с Ленинград- ским физико-техническим институтом (директором которого тогда был акаде- мик А. Ф. Иоффе) на проведение иссле- СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 77

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ щью нескольких таких РЛС командова- Остехбюро переводится из Наркомата «РУС-2» военное ведомство дало НИИ-20 ние ПВО могло наблюдать за динамикой обороны СССР в Наркомат оборонной задание разработать стационарный воздушной обстановки в зоне радиусом промышленности, а в июле 1937 года вариант для войск ПВО. Опытные образ- до 100 км, определять силы воздушного Остехбюро по Приказу НКОП СССР ста- цы таких станций под шифром «Пегма- противника и даже его намерения, под- новится Остехуправлением НКОП с дис- тит» были разработаны в кратчайший считывая, куда и сколько в данное время локацией в Москве. 8 сентября 1937 года срок: к концу 1941 года два комплек- направляется самолётов. приказом Народного комиссариата обо- та РЛС под шифром «РУС-2с» («Пегма- ронной промышленности СССР № 0196 тит-2») были приняты на вооружение. В 1941 году за научно-технический в составе Остехуправления в Москве был В 1942 году, когда НИИ-20 находился в вклад в создание первой РЛС дальнего организован Научно-исследовательский эвакуации в г. Барнауле, там были изго- обнаружения Ю. Б. Кобзареву, П. А. Пого- институт № 20 (НИИ-20) с филиалом в товлены 10 комплектов опытных образ- релко и Н. Я. Чернецову была присужде- Ленинграде. В августе 1939 года Остех- цов и 50 комплектов серийных РЛС. на Сталинская премия. В связи с низкой управление упразднили. 5 августа Причём, начиная с 13-го комплек- эффективностью выпуск РЛС «РУС-1» НИИ-20 перешёл в Наркомат авиаци- та, РЛС выпускалась модернизирован- («Ревень») был прекращён. Теперь все онной промышленности (НКАП), а его ной (главными конструкторами высту- силы направлялись на разработку и изго- ленинградский филиал, преобразован- пили А. Б. Слепушкин и М. С. Рязанский). товление импульсных РЛС типа «Редут», ный в НИИ-49, передали в Наркомат суд- Это был трудовой подвиг коллектива в связи с чем назрела потребность в при- прома (НКСП). Преемником Остехбю- НИИ-20. Сотрудники института работали влечении научно-исследовательской орга- ро и Остехуправления в 1937 году стал не доедая, не досыпая, в тяжёлых произ- низации, имеющей опыт работы в созда- НИИ-20, а в 1939 году институт стал пра- водственных и бытовых условиях. Следу- нии сложных радиотехнических систем. родителем НИИ-49 на базе ленинград- ет подчеркнуть, что уже первые радиолока- В качестве такой организации правитель- ского филиала. Сегодня НИИ-20 известен ционные станции дальнего обнаружения ство выбрало Остехуправление НИИ-20. как АО «ВНИИРТ» [3], а НИИ-49 – АО «Кон- «РУС-2» защищали небо Москвы в 1941 году. церн «Гранит-Электрон» [4]. При обороне Ленинграда в октябре-ноябре 5 сентября 1939 года НИИ-20 получил 42-го станции «РУС-2» и «РУС-2с» обнаружи- статус Центрального института авиаци- В 1939 году радиолокационное ли 7900 самолётов противника, из которых онной телемеханики, автоматики и свя- направление стало основным для 2020 было уничтожено. зи НКАП, поскольку 2 апреля 1939 года НИИ-20. Начало было положено в апре- Комитет обороны при СНК СССР при- ле 1939 года, когда было принято Поста- В 1940 году НИИ-20 было дано задание нял постановление о важном секрет- новление Комитета обороны при СНК о на разработку РЛС для кораблей ВМФ. ном поручении НИИ-20, повлиявшем разработке технического проекта РЛС В том же году изготовили РЛС «Редут-К» на всю последующую работу института. «Редут» с созданием двух образцов РЛС (главным конструктором выступил дальнего обнаружения. Это произошло В. В. Самарин), уже в апреле 1941 года Этому событию предшествовала исто- после успешных испытаний макета начался монтаж оборудования на крейсер рия, которая началась с подписания РЛС, созданного в ЛФТИ в лаборатории «Молотов». Следующей, более совершен- В. И. Лениным мандата о создании в Ю. Б. Кобзарева в 1938 году. О техниче- ной и с высокими техническими харак- Ленинграде Особого технического бюро ском проекте «Редут», разработанном теристиками была разработана станция (Остехбюро). Возглавил Остехбюро Вла- НИИ-20 в кратчайшие сроки, можно обнаружения и наведения «П-3» (главный димир Иванович Бекаури. Ленинградский сказать следующее: спроектированная конструктор – М. С. Рязанский). В августе период деятельности бюро характеризо- в НИИ-20 под руководством А. В. Слепуш- 1944 года станция «П-3» успешно прошла вался созданием различных радиоуправ- кина конструкция установки и её элек- первые полигонные испытания. В том же ляемых приборов. Одним из достижений трические характеристики полностью году было изготовлено и передано в вой- Остехбюро можно назвать успешное удовлетворяли всем техническим требо- ска 14 комплектов РЛС «П-3». испытание в 1927 году радиоуправляе- ваниям для РЛС дальнего обнаружения. мого фугаса, взрыв которого на полиго- Разработка первого самолётного радио- не в Москве был осуществлён по команде В феврале 1940 года технический локатора «Гнейс-2» проводилась сотруд- из Ленинграда. Радиофугасы под шиф- проект был утверждён: это был двухан- никами НИИ-20 в эвакуации. Возглавлял ром Ф-10 были приняты на вооружение тенный вариант РЛС с двумя синхрон- эту работу В. В. Тихомиров. Даже учиты- и применялись во время Великой Оте- но вращающимися кабинами. Совмест- вая все настоятельные требования истре- чественной войны. Особое место в про- ные полигонные испытания прошли бительной авиации к радиолокационной грамме работ Остехбюро занимало соз- успешно. Приказом Наркома обороны от аппаратуре, разработка РЛС «Гнейс-2» дание систем радиосвязи. В 1927 году 26 июля 1940 года под шифром «РУС-2» завершилась в рекордно короткие сроки. были успешно испытаны приборы для РЛС были приняты на вооружение войск Постановлением ГКО от 16 июня 1943 года радиосвязи на ультракоротких волнах. ПВО (см. рис. 2). В соответствии с Поста- радиолокатор «Гнейс-2» был принят на В 1929 году в Остехбюро для ВМФ был новлением Комитета обороны при СНК вооружение. В 1943 году НИИ-20 изгото- разработан высокочувствительный СССР, НИИ-20 было поручено изготовить вило для ВВС 227 комплектов «Гнейс-2». супергетеродинный радиоприёмник с и сдать Наркомату обороны ещё 10 ком- кварцевым фильтром «Дозор», который плектов РЛС «РУС-2». К 10 июню 1941 года В 1943 году перед НИИ-20 была вскоре начали производить серийно. все 10 комплектов заказчику были сданы. поставлена задача: как можно скорее В мае 1934 года вышло Постановление Эти РЛС вошли в состав ПВО на подступах разработать пригодную для вооружения правительства о переводе Остехбюро к Москве. Через 12 дней началась Великая кораблей ВМФ всех классов корабель- в Москву. Так был создан московский Отечественная война. ную радиолокационную станцию обна- филиал. В ленинградском филиале ружения надводных и воздушных целей. Остехбюро занимались лишь морским Одновременно с изготовлением и Образец корабельной РЛС «Гюйс-1» направлением. В апреле 1937 года поставкой на фронт передвижных РЛС (главный конструктор – К. В. Голев) 78 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ институтом был создан, в апреле-мае 1944 года в Баренцевом и Белом морях при волнении от 1 до 8 баллов на эсмин- це «Громкий» РЛС была испытана. Заключение аб Подведём итог. Количество РЛС даль- Рис. 2. Первая отечественная РЛС дальнего обнаружения «РУС-2»: а) передающая машина на ЗИС-6; него обнаружения типа «Редут», выпу- б) чертёж машины ГАЗ-ААА щенных до конца войны, составило: «РУС-2» (двухантенная) – 12 комплектов, и официально более не отмечается на Российской Федерации представляет- «РУС-2»(одноантенная, автомобильная)– государственном уровне. Но даже если ся на рассмотрение главы государства». 132 комплекта, «РУС-2с» (одноантен- считать, что отмена советского Указа ная, разборная) – 463 комплекта. Объём Президиума Верховного Совета СССР Автор не случайно выделил обще- успешно выполненных работ НИИ-20 за от 1 октября 1980 года № 3018-Х о про- российские общественные органи- период с 1939 по 1945 год восхищает. фессиональном празднике 7 мая в рам- зации, которые имеют право обра- ках проведённой в 2019 году регулятор- щаться с подобными предложениями Внесённый сотрудниками НИИ-20 ной гильотины не состоялась, автор в правительство РФ. Такой общерос- (ныне ВНИИРТ) вклад в победу в Великой считает справедливым изменить ста- сийской общественной организацией, Отечественной войне огромен. 21 января тус исторической даты и внести 7 мая куда автор написал письмо, стало ста- 1944 года Указом Президиума Верховно- в статью 1.1 Федерального закона РФ рейшее Российское научно-техническое го Совета СССР НИИ-20 был награждён № 32-ФЗ о памятных датах России. общество радиотехники, электроники орденом Трудового Красного Знамени за и связи им. А. С. Попова. Недавно автор выполнение специальных заданий пра- Именно с такой инициативой автор получил постановление президиума вительства по разработке и серийному обратился к В. В. Путину на прямой этого общества, возглавляемого акаде- выпуску образцов новой техники. линии в 2019 году. Ответ был получен миком Ю. В. Гуляевым, где говорится о из администрации Президента со сле- поддержке инициативы. Автор надеет- Чтобы расшифровать, о каких спе- дующей формулировкой (орфография ся, что все скоро узнают, как среагирует циальных заданиях в этом указе идёт и пунктуация сохранены): «Для уста- на постановление президиума НТОРЭС речь, достаточно привести список лау- новления памятного дня «День радио» им. А. С. Попова председатель правитель- реатов Сталинской премии, награждён- необходимо руководствоваться Указом ства РФ. ных в 1943 году. Президента Российской Федерации от 31 июля 2013 г. № 659 «О порядке Литература Инженеры НИИ-20, получившие Ста- установления в Российской Федера- линскую премию первой степени за соз- ции памятных дней и профессиональ- 1. Бартенев В. Г. «Россия – родина Радио». дание новых образцов радиоаппарату- ных праздников» (вместе с «Правилами М.: «Горячая линия телеком». 2016. ры (радиолиния «Алмаз»): А. И. Деркач, установления в Российской Федера- Н. Л. Попов, А. С. Андреев, Н. И. Белов, ции памятных дней») (далее – Пра- 2. Рыбкин П. Н. Десять лет с изобретателем И. И. Виноградов, С. Н. Гарнов, Н. Г. Кова- вила), согласно которому обращения радио. Связьиздат. 1945. лёнок. федеральных органов исполнительной власти, органов государственной вла- 3. АО «ВНИИРТ». Официальный сайт Все- Инженеры НИИ-20, получившие сти субъектов Российской Федерации, российского научно-исследовательско- Сталинскую премию второй степе- общероссийских общественных объе- го института радиотехники. URL: http:// ни за разработку новой конструк- динений и религиозных организаций www.vniirt.ru/. ции радиоустановок РЛС «РУС-2с» и с предложениями об установлении «П-2»: М. С. Рязанский, А. Б. Слепушкин, в Российской Федерации памятных 4. АО «Концерн «Гранит-Электрон». Офици- Л. В. Леонов, Д. С. Михайлевич, И. Т. Зуб- дней направляются в Правительство альный сайт федерального научно-про- ков, В. В. Тихомиров, И. И. Вольман. Российской Федерации. В случае при- изводственного центра. URL: https://www. нятия положительного решения проект granit-electron.ru/. Сталинской премией третьей степе- соответствующего указа Президента ни за создание новых образцов мор- 5. Бартенев В. Г. Первые отечественные ского вооружения были награждены: РЛС дальнего обнаружения. М.: Горячая Г. Н. Петров (начальник лаборатории линия телеком. 2017. НИИ-20), П. И. Алфёров (инженер-капи- тан), С. П. Миронович (инженер-майор). 6. Фортушенко А. Д. 50 лет радио. М.: Связь- издат. 1945. Невозможно перестать восхищаться объёмом успешно выполненных работ НИИ-20 в те страшные годы. Именно поэтому автор посвятил книгу «Первые отечественные РЛС дальнего обнаруже- ния» [5] героическим труженикам орде- ноносного НИИ-20 (ВНИИРТ). Что же касается Дня радио, к сожале- нию, этот праздник не нашёл отраже- ния в законодательных актах современ- ной России. Как профессиональный праздник, установленный в СССР, он утратил историческое значение, СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 WWW.SOEL.RU 79

Реклама

̹͍͏ðï͊͋õë͊æø͎ñ͉æìëúí͊ìñ͍͌ïï͌͋ð͍͌îøõí͊ïï͎͌ñë Реклама æ͎͎͌ͅëëë͆͂̾ì͌ñ͍͌ø͊͌͐æ͉ñøæ͉ûñð͌íïø͋ óëìíð͍͌ëêæ͌è͎ñæ͉úí͊ìñ͍͌ïëìë 11–13 σëìωψöσ 2020 ͎́͌ìæ͉ ̹͍͌ì͏͎âì͎ð͌ ξφòωùðöτησú êτψõòσöôýυêðòτö õφõχφóφñφíω ee20print expoelectronica.ru electrontechexpo.ru   [email protected]

ɉɨɜɟɪɶɬɟɢɧɚɫɬɪɨɣɬɟȼɚɲɢɋɂ ɜɐɋɆ Keysight ȼɚɲɢɬɟɯɧɢɱɟɫɤɢɟɫɢɫɬɟɦɵɤɪɢɬɢɱɟɫɤɢ Ɉɪɢɝɢɧɚɥɶɧɵɟɡɚɩɱɚɫɬɢɚɜɬɨɦɚɬɢɡɢɪɨɜɚɧɧɵɟ ɜɚɠɧɵɟɞɥɹɪɟɲɟɧɢɹɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɵɯ ɉɈɞɥɹɩɪɨɜɟɞɟɧɢɹɩɨɥɧɨɝɨɬɟɫɬɢɪɨɜɚɧɢɹ ɤɚɥɢɛɪɨɜɤɢɢɧɚɫɬɪɨɣɤɢɋɂɩɨɦɟɬɨɞɢɤɟ ɡɚɞɚɱɞɨɥɠɧɵɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɬɶɛɟɡɨɬɤɚɡɧɭɸ ɪɚɛɨɬɭɜɥɸɛɵɯɭɫɥɨɜɢɹɯɂɦɟɧɧɨ ɡɚɜɨɞɚɢɡɝɨɬɨɜɢɬɟɥɹɨɩɵɬɧɵɣɩɟɪɫɨɧɚɥɜɫɟ ɷɬɨɩɨɡɜɨɥɹɟɬɜɵɩɨɥɧɹɬɶɩɨɥɧɨɟ ɩɨɷɬɨɦɭɐɟɧɬɪɋɟɪɜɢɫɚɢɆɟɬɪɨɥɨɝɢɢ ɨɛɫɥɭɠɢɜɚɧɢɟɋɂɜɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢɫ .H\\VLJKWɩɨɥɭɱɢɥɚɤɤɪɟɞɢɬɚɰɢɸɧɚɩɪɚɜɨ ɬɪɟɛɨɜɚɧɢɹɦɢɡɚɜɨɞɚɢɡɝɨɬɨɜɢɬɟɥɹ ɩɨɜɟɪɤɢɋɂɢɝɨɬɨɜɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɬɶ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɨɤɚɱɟɫɬɜɟɧɧɨɢɜɫɠɚɬɵɟɫɪɨɤɢ ɤɨɦɩɥɟɤɫɧɨɟɌɈɢɡɦɟɪɢɬɟɥɶɧɵɯ Ȼɭɞɶɬɟɭɜɟɪɟɧɵɜɬɨɱɧɨɫɬɢȼɚɲɢɯɢɡɦɟɪɟɧɢɣɢ ɩɪɢɛɨɪɨɜ.H\\VLJKW$JLOHQW+3 ɧɚɞɺɠɧɨɫɬɢȼɚɲɟɣɩɪɨɞɭɤɰɢɢ ȺɬɬɟɫɬɚɬȺɤɤɪɟɞɢɬɚɰɢɢɈɈɈ©Ʉɟɣɫɚɣɬ ɌɟɤɧɨɥɨɞɠɢɡªɐɋɆ.H\\VLJKW ɧɚɩɪɚɜɨ 80 50 ɩɨɜɟɪɤɢɋɂʋ5$58ɨɬ лет лет ɨɩɵɬɚɜɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɫɨɬɪɭɞɧɢɱɟɫɬɜɚɢ ɢɡɦɟɪɟɧɢɹɯ ɢɧɧɨɜɚɰɢɣɜɊɨɫɫɢɢ www.keysight.com/find/poverka Реклама