Detecting and recording of latent defects in the electronic equipment

Abstract

Detecting and recording of latent defects in the electronic equipment

Full Text

Рассмотрены вопросы обнаружения на базе электромагнитных излучений скрытых дефектов как предвестников сбоев. Предложены методы применения оригинальных контактных и бесконтактных датчиков сбоев. Приведены результаты экспериментальных исследований предложенных методов и средств.

Введение

Одной из особенностей при эксплуатации современной электронной аппаратуры является большой срок службы и безопасность. Важный параметр качества скрытые дефекты, связанные со сбоями, входящими в понятие безопасности, являющиеся их предвестниками. Степень диагностического охвата, определяемая как отношение количества обнаруживаемых сбоев к общему количеству сбоев, в настоящее время может достигать уровня 99,95 % [1]. К аппаратуре, подверженной сбоям, относятся датчики, вычислительные средства, исполнительные элементы. К потенциальным источникам сбоев следует добавить многоконтактные соединители, контактирующие устройства БИС и СБИС, печатные проводники, линии связи – интерфейсные шины, шины электропитания и заземления.

Методология

Принципиальная особенность предлагаемой концепции повышения безопасности аппаратуры за счет обнаружения скрытых дефектов и исключения воздействия на нее сбоев состоит в том, что обнаруживаются и регистрируются источники сбоев, а не их результат воздействия. Другими словами, ищется причина, а не следствие и, тем самым, от пассивных методов защиты от сбоев переходим к активным. В качестве информативного параметра используется параметр «электромагнитное излучение». Как известно, функциональная безопасность электрических, электронных и программируемых электронных систем оперирует как с отказами, так и со сбоями [2]. При скрытых дефектах (микроразрывы, микротрещины, частичные обрывы линий связи, нарушение контактов контактирующих устройств) основных источников сбоев в виде соединений образуются микрорезонансные контура с появлением повышенного электромагнитного излучения. Следовательно, именно электромагнитное излучение в диапазоне частот до 2-4 ГГц рассматривается как информативный параметр и регистрируется бесконтактными датчиками сбоев, построенными с использованием принципа обратимости антенн [3].

Для повышения достоверности контроля при обнаружении сбоев в виде внешних электромагнитных помех предлагается наряду с бесконтактными датчиками сбоев использовать контактные. Одновременное их срабатывание позволяет диагностировать сбои как следствие скрытых дефектов аппаратуры. Срабатывание только бесконтактных датчиков сбоев позволит идентифицировать внешние электромагнитные помехи.

Результаты и обсуждение

На рис. 1 показано тестирование соединения, имеющего режим сбоя в выключенном состоянии.

Рис. 1. Бесконтактное тестирование сбоя в режиме «выключено» (1 – излучатель, 2 – приёмник)

Расстояние между излучателем (соединитель 1) и приемником (соединитель 2) изменялось от нескольких миллиметров до 40-50 см. В частности, кривые 1 и 2 получены для расстояния между соединителями 10-12 мм. Соединитель 2 выбирался со сбоями в режиме «включено» в целях получения максимальной чувствительности при приеме сигналов.