關(guān)曉旭　吳昊

摘 要：針對某型測量船站時統(tǒng)可靠性設(shè)計不滿足當(dāng)前任務(wù)需求的現(xiàn)狀，本文從其物理模型出發(fā)，建立了可靠性框圖及可靠性數(shù)學(xué)模型。以該系統(tǒng)2年間的可靠性表現(xiàn)為基礎(chǔ)，對新一代時統(tǒng)的可靠性進(jìn)行設(shè)計，并通過比例組合法對各模塊的可靠度進(jìn)行了分配。為后續(xù)電路設(shè)計及元器件選型提供了參考。

關(guān)鍵詞：時統(tǒng)；可靠性；比例組合法

Abstract：At present，the SB-123time unified equipment is used by us in our ship.This equipment is out of order frequently because it was in use for a long time and the components are ageing.In this paper ，I will introduce a way to design the reliability of the new time unified equipment and distribute the reliability of each modules. The design starts with actual demand of the experiment mission and on a basis of the reliability reliability of the SB-123 time unified equipment.

Key words：time；unified；reliability

1 前言

目前某型測量船使用SB-123時統(tǒng)系統(tǒng)，因使用時間過長、元器件老化加劇、海上特殊的自然環(huán)境等原因，系統(tǒng)可靠性退化嚴(yán)重。隨著高密度試驗任務(wù)要求的不斷提高，該系統(tǒng)平均故障間隔時間800h的設(shè)計指標(biāo)也已不能滿足實際需要，設(shè)計新一代高可靠性時統(tǒng)系統(tǒng)成為亟待解決的問題。

2 系統(tǒng)可靠性模型

2.1 系統(tǒng)可靠性框圖

SB-123時統(tǒng)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計已趨于成熟，新一代時統(tǒng)系統(tǒng)的物理模型與SB-123系統(tǒng)基本一致，分為頻標(biāo)單元、頻標(biāo)切換單元、時碼產(chǎn)生單元、時碼切換單元、時碼放大單元及輸出轉(zhuǎn)接單元，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

考慮到各部件的相關(guān)性，電源系統(tǒng)為獨立的單元，不計入本文的可靠性設(shè)計模型中。為提高可靠性，頻標(biāo)單元與頻標(biāo)切換單元對頻率源進(jìn)行三選二智能切換，為時碼產(chǎn)生單元提供標(biāo)準(zhǔn)的工作頻率。時碼產(chǎn)生單元與時碼切換單元對時碼進(jìn)行三選二智能切換，輸出標(biāo)準(zhǔn)時間信號至?xí)r碼放大單元，通過輸出轉(zhuǎn)接單元至全船各用戶。該系統(tǒng)的可靠性框圖如圖2所示。

其中S1為頻標(biāo)單元的可靠性表征，G1表決器為頻標(biāo)切換單元的可靠性表征，S1與G1表決器構(gòu)成三選二表決系統(tǒng)G1；S2為時碼產(chǎn)生單元的可靠性表征，G2表決器為時碼切換單元的可靠性表征，S2與G2表決器構(gòu)成三選二表決系統(tǒng)G2；S3、S4分別為時碼放大及輸出轉(zhuǎn)接單元的可靠性表征。由此可知，該系統(tǒng)是由三選二表決系統(tǒng)與串聯(lián)系統(tǒng)構(gòu)成的混合型系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型

時統(tǒng)設(shè)備中的電路設(shè)計主要基于線性組件，并由可編程邏輯器件、接插件、電容電阻等組成。其故障原因大多由于偶然沖擊引起系統(tǒng)失效，通常認(rèn)為在很短的時間間隔內(nèi)不會發(fā)生多次沖擊，且在一定的時間間隔內(nèi)每次沖擊是彼此獨立的。故系統(tǒng)可靠性基于指數(shù)分布建立數(shù)學(xué)模型，并取可靠度作為特征量對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行量化。

4 結(jié)束語

本文從某型測量船實際需求出發(fā)，以SB-123時統(tǒng)系統(tǒng)的可靠性表現(xiàn)為基礎(chǔ)，通過比例組合法，對適應(yīng)高密度試驗任務(wù)的新一代時統(tǒng)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了設(shè)計并對各個單元的可靠度進(jìn)行了重新分配。后續(xù)將對復(fù)雜電磁環(huán)境下及海上特殊自然環(huán)境下元器件的可靠性退化規(guī)律進(jìn)行探討，旨在為后續(xù)電路設(shè)計及元器件選型提供參考。

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