Диагностика аналоговых радиоэлектронных устройств модифицированным методом имитации отжига тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Нгуен Дык Хай

• Нгуен Дык Хай
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Дык Хай

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

1.1 Схемотехнические особенности современных радиоэлектронных устройств

1.2 Методы и средства диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств

1.3 Системы схемотехнического моделирования аналоговых радиоэлектронных устройств

1.4 Постановка задачи исследования

1.5 Выводы по главе

2 МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ИМИТАЦИИ ОТЖИГА В ЗАДАЧЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

2.1 Классический метод имитации отжига

2.2 Гипотеза Ли в модифицированном методе имитации отжига

2.3 Модификация метода отжига с учетом «эффекта домино»

2.4 Выводы по главе

3. ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

3.1 Архитектура программного комплекса для диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств методом имитации отжига

3.2 ВРМЫ-диаграмма инженерной методики диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств методом имитации отжига

3.3 Выводы по главе

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ МЕТОДОМ ИМИТАЦИИ ОТЖИГА

4.1 Подготовка исходных данных для диагностирования аналоговых радиоэлектронного устройства

4.2 Численное диагностическое моделирование аналогового радиоэлектронного устройства

4.3 Диагностирование аналогового радиоэлектронного устройства при натурных

исследованиях

4.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь

АЧХ - амплитудно-частотные характеристики

БПФ - быстрое преобразование Фурье

ИС - интегральные схемы

ПО - программное обеспечение

РЧ - радиочастота

РЭУ - радиоэлектронное устройство

ФЧХ- фазо-частотные характеристики

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

JTAG - Joint Test Action Group

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика аналоговых радиоэлектронных устройств модифицированным методом имитации отжига»

Актуальность темы исследования

Современные достижения в области радиотехники и информационных технологий обеспечивают создание сложных аналоговых радиоэлектронных устройств (РЭУ), отличающихся высокой функциональностью, миниатюризацией и надежностью. Обеспечение качества и надежности таких устройств на этапах проектирования, производства и эксплуатации требует применения эффективных методов и средств диагностирования, позволяющих выявлять отказы по электрическим характеристикам. Диагностирование РЭУ является важной задачей, обеспечивающей стабильность их работы в различных областях применения, включая телекоммуникации, радиолокацию, телевидение и другие.

Усложнение топологии современных РЭУ и продолжающаяся микроминиатюризация дополнительно затрудняют применение традиционных методов неразрушающего контроля устройств. И хотя эти трудности в настоящее время достаточно успешно преодолеваются для цифровых электронных устройств, благодаря применению технологии JTAG периферийного сканирования, в аналоговой схемотехнике методы и подходы остаются архаичными и недостаточно эффективными.

В связи с этим, совершенствование традиционных и разработка новых методов диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств, представляет собой актуальную научную задачу, направленную на повышение достоверности, эффективности и автоматизацию диагностирования РЭУ, обеспечив их эксплуатационную надежность и снижение затрат в производственных процессах.

Степень разработанности темы

Значительный вклад в развитие методов диагностирования радиоэлектронных устройств внесли ученые, такие как Пархоменко П.П., Согомонян Е.С., Мозгалевский А.В., Калявин В.П., Гаскаров Д.В., Киншт Н.В., Новиков В.С., Лихтциндер Б.Я. Работы Давыдова П.С., Ксенз С.П., посвящены вопросам автоматизации диагностирования по электрическим характеристикам и разработке соответствующих алгоритмов. Разработаны программные средства моделирования, такие как PSpice, Multisim, MicroCAP, Altium Designer, OrCAD, Proteus, Simulink, которые активно используются для анализа электрических процессов в РЭУ.

Однако существующие исследования и методы не в полной мере решают проблему диагностирования сложных РЭУ. Традиционные подходы, имеют ограничения, связанные с низкой достоверностью, высокой трудоемкостью и невозможностью учета допусков компонентов и новых видов отказов.

Это обусловливает необходимость разработки нового метода, способного преодолеть указанные ограничения и обеспечить автоматизированное и достоверное диагностирование.

Объектом исследования является процесс автоматизированного контроля технического состояния аналоговых радиоэлектронных устройств, а предметом, метод, алгоритмическое и программно-методическое обеспечение процесса диагностирования РЭУ на этапах жизненного цикла.

Научная проблема состоит в недостаточной эффективности существующих методов и средств диагностирования РЭУ в свете их постоянно возрастающей сложности. Поэтому в работе решается научная задача по исследованию и разработке эффективного метода поиска неисправностей в электрических схемах устройств на основе модифицированного алгоритма имитации отжига.

Цель работы, которая заключается в повышении достоверности диагностирования технического состояния РЭУ, достигается решением следующих задач:

- Обзор и анализ существующих методов и средств диагностирования радиоэлектронных устройств;

- Исследование возможности применения классического алгоритма имитации отжига в задаче диагностирования РЭУ;

- Разработка алгоритма диагностирования аналоговых РЭУ с учетом гипотезы Ли;

- Разработка алгоритма диагностирования РЭУ с учетом «эффекта домино» для связных неисправностей;

- Разработка метода автоматизированного диагностирования РЭУ на основе модифицированного алгоритма имитации отжига;

- Разработка программно-методического обеспечения диагностирования аналоговых РЭУ;

- Апробация основных результатов исследования, их экспериментальная проверка и внедрение в учебный процесс и промышленность электронной отрасли.

При решении поставленных задач, получены результаты, обладающие научной новизной:

1. Разработан алгоритм диагностирования аналоговых РЭУ, который отличается от классического алгоритма имитации отжига учетом гипотезы Ли о ничтожной малости вероятности одномоментного отказа 2-х и более элементов устройства и учетом возможности возникновения «эффекта домино» в электрической схеме РЭУ при катастрофическом отказе одного из связных элементов;

2. Предложен метод диагностирования РЭУ, который в отличие от

известных, основан на модифицированном алгоритме имитации отжига.

7

Особенностью метода также является подход к выбору тестовых воздействий. Он состоит в том, что при формировании последовательности тестовых сигналов оцениваются электрические режимы всех элементов на предмет отсутствия превышения допустимых значений;

3. Создано программно-методическое обеспечение диагностирования аналоговых РЭУ, отличающееся от известных наличием специальных модулей и процедур для учета гипотезы Ли и «эффекта домино».

Соответствие паспорту специальности

Результаты работы соответствуют пп 1, 5, 11, 14 и 16 области исследований научной специальности 2.2.13. Радиотехника, в т. ч., системы и устройства телевидения.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается корректным использованием математического аппарата, применением современных САПР для моделирования электрических процессов в РЭУ, согласованностью результатов численных исследований с данными, полученными при экспериментальных исследованиях прототипа устройства, широкой апробацией основных результатов работы и внедрением на предприятиях электронной отрасли промышленности.

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии общей теории технической диагностики изделий, и, в частности, методов неразрушающего контроля технического состояния радиоэлектронных устройств.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные метод, программное и методическое обеспечение позволяют автоматизировать процесс диагностирования электрических схем РЭУ, снизить трудоемкость, повысить эффективность и достоверность выявления неисправностей РЭУ в процессе их производства, испытаний, выходного контроля и технического обслуживания на стадии эксплуатации.

Реализация и внедрение результатов работы

8

Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс РТУ МИРЭА, МИЭМ НИУ ВШЭ и на предприятии электронной отрасли промышленности.

Методы исследования

Работа основана на теории неразрушающего контроля и технической диагностики, методах математического моделирования электрических процессов в схемах РЭУ, теории математического программирования, эвристических алгоритмах глобальной оптимизации и методах обработки экспериментальных данных.

Апробация результатов работы

Результаты диссертационного исследования в процессе выполнения докладывались и обсуждались на:

- Национальной научно-практической конференции «Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты» (г. Москва,

2023);

- IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Радиоэлектроника. Проблемы и перспективы развития» (г. Тамбов,

2024);

- Национальной научно-практической конференции «Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты» (г. Москва, 2024);

- XXI Международной научно-практической конференции «Инновационные, информационные и коммуникационные технологии» (г. Сочи, 2024);

- Международной научно-практической конференции «РАДИОИНФОКОМ» (г. Москва, 2024);

- III Международной межведомственной научно-технической конференции «КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ - 2025» (г. Москва, 2025);

- Межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов имени е.в. Арменского (г. Москва, 2025);

- Национальной научно-практической конференции «Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты» (г. Калининград, 2025);

- XXII Международной научно-практической конференции «Инновационные, информационные и коммуникационные технологии» (г. Сочи, 2025);

- Международной научно-практической конференции «РАДИОИНФОКОМ» (г. Москва, 2025).

Публикации: результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 28-х печатных работах, в том числе 4 работы в изданиях, индексируемых в Scopus (WoS), 2 в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК. Получено 2 Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка источников и приложений с актами внедрения результатов работы. Диссертация содержит 143 страниц текста, 80 иллюстраций, 13 таблиц. Список литературы и ссылок на ресурсы Internet включает 100 наименований. Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанный алгоритм позволяют в процессе диагностирования РЭУ найти квазиоптимальные решения о техническом состоянии устройства не более чем за 300 итераций;

2. Предложенный метод диагностирования аналоговых РЭУ на основе модифицированного алгоритма имитации отжига позволяет однозначно определить техническое состояние тестируемого устройства. Проведенные экспериментальные исследования на примере усилителя мощности показали, что

все 100% одиночных и кратных отказов однозначно идентифицируются разработанным методом;

3. Созданное программно-методическое обеспечение позволяет автоматизировать процесс диагностирования РЭУ и повысить достоверность принятия решения о техническом состоянии РЭУ на этапах производства, испытаний, выходного контроля и применения по назначению.

Содержание работы

Во введении кратко изложена структура работы и ее содержание, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы проблема, объект, предмет, цель исследования и задачи для ее достижения, а также новые научные результаты и защищаемые положения. Представлена информация по их апробации, публикациям и внедрению.

В первой главе приведен анализ схемотехнических особенностей современных радиоэлектронных устройств. Отмечены принципиальные отличия аналоговых РЭУ от логических, комбинационных и цифровых устройств с точки зрения решения диагностических задач. Сформулирована постановка задачи дисертационного исследования.

Во второй главе разработан модифицированный метод диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств РЭУ на основе эволюционных алгоритмов оптимизации, в частности, алгоритме имитации отжига. Для модификации алгоритма дополнительно разработаны алгоритм расчета начальной температуры, алгоритм для отработки гипотезы Ли, алгоритм учитывающий связанные отказы РЭУ («эффект домино»), оценена сходимость целевой функции при трех запуска модифицированного алгоритма.

В третьей главе раскрываются аспекты создания программно-методического

обеспечения для автоматизированного диагностирования аналоговых

радиоэлектронных устройств. Разработана архитектура программного комплекса

(ПК), определены его состав и структура, предложена методика

11

автоматизированного диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств, описанная в виде графической ВРМЫ-нотации.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальной проверки метода, алгоритмов и программно-методического обеспечения для диагностирования аналоговых РЭУ на примере двухкаскадного усилителя мощности. Определены 10 видов отказов схемы РЭУ и диапазон возможных значений тестовых воздействий на вход устройства. Для каждого из видов отказов и для всех тестовых воздействий рассчитаны и измерения значения выходных характеристик РЭУ, как его реакций на диагностические сигналы. Все 10 отказов элементов схемы однозначно распознавались в натурном эксперименте.

В заключении представлены основные результаты диссертационного исследования.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

1.1 Схемотехнические особенности современных радиоэлектронных устройств

Современные радиоэлектронные устройства (РЭУ) представляют собой технические системы со сложной структурной, функциональной и конструктивной организацией. Их сложность объясняется расширением круга решаемых задач, повышением производительности, миниатюризацией, совершенствованием технологических процессов производства.

Современные РЭУ являются результатом эволюционного развития не только радиоэлектроники, но и смежных научных направлений: материаловедения, микроэлектроники, математики, радиотехники, информационных технологий и др. Оперируя современными понятиями и определениями, можно сказать, что на сегодняшний день РЭУ - это открытая «экосистема», сформированная на фундаментальных законах физики, волновой теории, электродинамики, реализованная в виде конструктивной иерархии с применением компонентной базы разной степени интеграции, функционарующая на основе высокоскоростных алогритмов цифровой обработки сигналов и взаимодействующая с внешними системами посредством телекоммуникационных технологий.

Все это обеспечивается за счёт применения новых материалов, конструктивных решений (миниатюризация компонентов, использование многослойных печатных плат, интегральных схем высокой степени интеграции), технологий производства и монтажа, схемотехнических решений, в т.ч. в СВЧ-области [1, 2, 3, 4, 5].

Структурно современные РЭУ представляют собой совокупность взаимосвязанных функциональных узлов и блоков. Одновременно в них могут присутствовать разные типы схем: сверхвысокочастотные аналоговые цепи, работающие в диапазоне [1...100] ГГц, прецизионные аналоговые блоки, уровень шума в которых измеряется в нановольтах, а токи в пикоамперах, быстродействующие АЦП/ЦАП со скоростью [1...100] Гбит/с, цифровые процессоры, цепи управления, источники питания, усилители, фильтры и др. (рис.1.1) [6, 7, 8, 9, 10].

Рисунок 1.1 - Функциональная и конструктивная сложность современных РЭУ

Системная сложность РЭУ с одной стороны, расширяет его функциональность, а с другой, существенно усложняет диагностику и обслуживание, затрудняя доступ к контрольным точкам, проведение измерений, локализацию неисправностей. Кроме этого, применение новых технологий и материалов приводит к появлению специфических дефектов, не характерных для более простых устройств. Высокой достоверности результатов в этом случае

можно достичь только тщательно прорабатывая и планируя процесс диагностирования [11, 12, 13, 14, 15].

Низкая достоверность диагностики, проявляющаяся в недостаточной глубине и скорости выявления дефектов в сложных схемах, может привести, например, к необоснованной замене исправных компонентов, а невыявленный вовремя дефект - к простоям оборудования и значительным финансовым потерям.

Инженерам-разработчикам важно учитывать и тот факт, что поиск неисправностей и диагностика отказов аналоговых и цифровых схем РЭУ существенно отличаются, требуя различных подходов, методов, средств измерений. Так, критерием исправности аналоговых схем РЭУ может служить соответствие измеренных параметров заданным допускам (например, коэффициент усиления ^=20±1 дБ, или коэффициен нелинейности ^л <0,5%). [16, 17,18]

Для цифровых схем критерием исправности является совпадение выходных последовательностей с эталонными (например, код на выходе дешифратора при заданной входной последовательности).

Также важно учитывать и сложность локализации неисправностей аналоговых схем РЭУ - она затруднена из-за взаимовлияния каскадов, паразитных связей, нелинейных эффектов. Основной подход здесь - поэтапный анализ каскадов. В цифровых схемах РЭУ, напротив, возможна точная локализация до уровня логического элемента или ИС, благодаря модульности и стандартизации интерфейсов [19, 20, 21].

С точки зрения автоматизации процессов диагностики - для аналоговых схем она ограничена из-за многообразия параметров и нелинейностей, и зачастую требует экспертного анализа. Автоматизация диагностики цифровых

схем РЭУ хорошо проработана и реализуется на стандартизированных тестах и алгоритмах (например, IEEE 1149.1 для JTAG) [22, 23, 24].

Сравнительный анализ особенностей аналоговых и цифровых схем современных РЭУ приведен в таблице 1.

Таблица 1.1 - Сравнительный анализ ключевых показателей аналоговых и

цифровых схем современных РЭУ

№ п/п Наименование показателя Аналоговые РЭУ Цифровые РЭУ

1 Тип сигнала непрерывный сигнал с бесконечным множеством значений в заданном диапазоне: и(t)eR дискретный сигнал с конечным числом уровней: и(0е{0,1}

2 Чувствительность к помехам высокая (даже небольшие искажения могут привести к существенной погрешности) относительно высокая помехозащищённость (ошибки проявляются только при превышении порога переключения)

3 Нелинейность характеристик нелинейные эффекты (искажения, интермодуляция, насыщение) нелинейности проявляются на границах логических уровней (в большинстве случаев работают в линейном режиме)

4 Методы анализа аппарат теории цепей, частотный и временной анализ, моделирование нелинейных процессов аппарат булевой алгебры, теория автоматов, временные диаграммы

5 Диагностические параметры амплитуда, частота, фаза, коэффициент усиления, уровень шума, нелинейные искажения логические уровни (0/1), временные задержки, фронты сигналов, последовательности битов, контрольные суммы

№ п/п Наименование показателя Аналоговые РЭУ Цифровые РЭУ

6 Сложность моделирования высокая (необходимость учёта нелинейностей, паразитных параметров, температурных режимов) средняя (относительно простое моделирование на уровне логических элементов и временных диаграмм)

7 Точность измерений высокая (критически важна высокая точность измерительного оборудования, погрешность <1-5%) менее критична (достаточно провести оценку логических уровней)

8 Конструктивная сложность высокая (необходимость тщательного экранирования, заземления, развязки цепей питания, проработки вариантов размещения компонентов) средняя (основное внимание уделяется трассировке высокоскоростных линий, менее критичны к размещению элементов)

9 Типы неисправностей дрейф параметров компонентов, температурная нестабильность, нелинейные искажения, паразитные связи, шумы обрывы и замыкания, отказы логических элементов, сбои синхронизации, электромагнитные помехи

10 Методы диагностики измерение значений параметров в контрольных точках, спектральный анализ (БПФ), анализ переходных процессов, моделирование нелинейных эффектов, векторный анализ цепей логический анализ, тестирование по шаблонам, граничное сканирование (JTAG), встроенный самоконтроль (BIST), анализ временных диаграмм

№ п/п Наименование показателя Аналоговые РЭУ Цифровые РЭУ

11 Время диагностики длительное (многократные измерения, настройка режимов и анализ характеристик) быстрое (стандартизированные тесты, автоматизированный анализ)

12 Влияние старения компонентов существенное (деградация во времени параметров компонентной базы) менее выраженное (отказы чаще внезапные, чем постепенные)

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что структурная и функциональная сложность характерна для большинства современных РЭУ. Это расширяет возможности их применения практически во всех сферах деятельности человека: в научных исследованиях, промышленном производстве, медицине, информационных технологиях и др. Техническая сложность РЭУ накладывает жесткие требования на их эксплуатационные и надежностные характеристики. Инженеру важно обеспечить соответствие этим требованиям на всех этапах жизненного цикла РЭУ: предпроектных исследований, проектирования и производства, испытаний, эксплуатации. На этапе эксплуатации важно поддерживать работоспособное состояние РЭУ, обеспечивая показатели его долговечности и безотказности. Эти задачи решаются посредством своевременного технического обслуживания узлов и блоков РЭУ, выявления и локализаации неисправностей, диагностики параметрических и катастрофических отказов.

1.2 Методы и средства диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств

Аналоговые схемы соврменных РЭУ работают в пространстве непрерывных сигналов. Входные воздействия - это сигналы, различающиеся по амплитуде, частоте, фазе, уровню шума и др.). Выходные характеристики аналоговых РЭУ также являются непрерывными и многомерными. Они содежат информацию о нелинейных искажениях, шумах, коэффициентах передачи, фазовых сдвигах, переходных процессах и пр.). В ходе эксплуатации аналоговые компоненты могут деградировать, что приводит к постепенному ухудшению работы устройства. В аналоговых схемах РЭУ неисправность может проявляться изменением параметров нескольких компонентов, что затрудняет ее выявление и локализацию.

Сложность диагностики аналоговых схем РЭУ носит системный характер и обусловлена невозможностью перебора всех комбинаций входных воздействий, появлением параметрических неисправностей и отказов (отклонение значений параметров), необходимостью учитывать специфику схемотехнической реализации. Зачастую традиционные методы диагностики (например, измерение напряжений в узлах) оказываются недостаточно информативными из-за высокой интеграции компонентов и недоступности внутренних точек.

Тем не менее, своевременное выявление неисправностей и отказов РЭУ позволяет сохранять эксплуатационные характеристики устройства, что является важным фактором обеспечения его надёжности и долговечности. Все это становится возможным при непрерывном поиске новых подходов, освоения новых технологий и методов, разработки новых алгоритмов и моделей для обеспечения высокой достоверности и эффективности диагностических процедур. Эти вопросы остаются весьма актуальными в настоящее время.

Обобщенно задачу диагностики аналоговых схем РЭУ можно сформулировать следующим образом. Для минимального количества контрольных точек Ккт и времени диагностирования Тд при заданной достоверности идентификации Эзад необходимо определить вектор Ар отклонения параметров компонентов р1 от номинальных значений по известному вектору выходных характеристик у [25,26,27]:

y=G(x,p+Аp,t)

При решении задачи необходимо учесть погрешность измерений 5изм и разброс параметров компонентов аразбр, а при построении модели обеспечить ее адаптацию к условиям эксплуатации (температурный и электрический режимы работы, коэффициент нагрузки, старение компонентов).

Математически задачу можно записать в виде:

шт(^кт, Тд) В(Ар,д изм, Оразбр)^Озад урасч~уизм

Её решение предусматривает разработку модели неисправностей, учитывающую специфику аналоговых схем, формирование критерия выбора контрольных точек на основе анализа функции параметрической чувствительности $у=ф/Эу1 и информационной значимости параметров, создание алгоритма поиска неисправностей, экспериментальную проверку на реальных образцах аналоговых РЭУ с оценкой достоверности, скорости и эффективности диагностики [28, 29, 30].

Ниже приведен обзор наиболее часто применяемых методов диагностирования радиоэлектронных устройств.

- Метод контроля неисправностей

Этот метод определяет место отказа путём выполнения серии измерений, исходя из предположения, что количество отказавших компонентов меньше

общего числа компонентов и количества измерений. Метод базируется на двух предположениях:

1. Моноэлементный или малоэлементный отказ - в подавляющем большинстве случаев в данный момент времени вышла из строя одна (реже - две-три) деталь или один узел, а не десятки элементов одновременно.

2. Локальность проявления - отказ одного элемента вызывает заметное отклонение измеряемых параметров (напряжений, токов, форм сигналов) именно в тех точках схемы, которые электрически близки к месту отказа.

Измеряя параметры в контрольных точках и сравнивая их с нормальными значениями, можно постепенно сужать область поиска отказа до одного-двух компонентов [31, 32].

- Приближенный метод

Этот инструмент применяется при диагностике радиоэлектронных устройств, когда прямое измерение всех элементов невозможно или неэффективно. Метод основан на том, что каждый отказ компонента (или группы компонентов) вызывает характерное отклонение измеряемых внешних параметров схемы. Эти отклонения не случайны, они имеют статистически предсказуемую природу, поэтому можно сформировать «матрицу влияния» и в дальнейшем определить параметр, который сильно изменяется при отказе того или иного элемента. Затем, измерив отклонения на реальном устройстве, по совокупности наблюдаемых симптомов определяется наиболее вероятный отказ [33, 34, 35].

- Метод параметрической идентификации

Метод решает обратную задачу. По известным значениям входных

воздействий и выходных характеристик РЭУ определяются внутренние

параметры схемы (паразитные ёмкости, индуктивности выводов, сопротивления

утечек, внутренние сопротивления транзисторов и т.д.).

Структуру метода можно представить в виде шагов:

21

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Дык Хай, 2026 год

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Першин В. Основы современной радиоэлектроники: Учеб. пособие. — М.: Горячая линия — Телеком, 2002. — 352 с.

2. Берикашвили В.Ш. Основы радиоэлектроники: системы передачи информации: Учеб. пособие для сред. проф. образования. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Юрайт, 2020. — 248 с.

3. Марков В.Ф., Мухамедзянов Х.Н., Маскаева Л.Н. Материалы современной электроники: Учеб. пособие / Под общ. ред. В.Ф. Маркова. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. — 272 с.

4. Современные технологии производства радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие. — СПб.: Университет ИТМО, 2018. — 180 с.

5. Радиоэлектронные системы и устройства: Учеб.-метод. пособие / И.В. Стасенко [и др.]. — М.: Лань, 2021. — 160 с.

6. Романюк В.А. Основы радиоэлектроники: Учебник. — М.: Юрайт, 2022. — 320 с.

7. Макаренко А.А., Плотников М.Ю. Устройства приема и преобразования сигналов: Учеб. пособие. — СПб.: Университет ИТМО, 2019. — 112 с.

8. Кудряков С.А. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие. — СПб.: Свое изд-во, 2015. — 340 с.

9. Плаксиенко В.С. [и др.] Устройства приема и обработки сигналов: Учеб. пособие / Под ред. В.С. Плаксиенко. — М.: Радио и связь, 2004. — 376 с.

10.Безруков А.В. [и др.] Проектирование радиоэлектронных средств: Учеб. пособие. — СПб.: БГТУ «Военмех», 2019. — 190 с.

11.Байлов В.В., Плаксиенко В.С. Диагностика и обслуживание радиоэлектронных систем бытового назначения: Учеб. пособие. — Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. — 64 с.

12.Хабаров Б.П., Куликов Г.В., Парамонов А.А. Техническая диагностика и ремонт бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов / Под общ. ред. Г.В. Куликова. — М.: Горячая линия — Телеком, 2004. — 368 с.

13.Солодов В.С., Калитёнков Н.В. Техническая диагностика радиооборудования и средств автоматики: Учеб. пособие для СПО. — М.: Лань, 2021. — 154 с.

14.Кирпиченко Ю.Р. Диагностика бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие. — Томск: ТУСУР, 2012. — 136 с.

15.Горлов М.И., Сергеев В.А. Современные диагностические методы контроля качества и надежности полупроводниковых изделий. — Ульяновск: УлГТУ, 2015. — 406 с.

16.Науменко А.П. Введение в техническую диагностику и неразрушающий контроль: Учеб. пособие. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019. — 152 с.

17. Деменкова Т.А. Контроль и диагностика цифровых устройств: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МГТУ, 2016. — 120 с.

18.Крылов В.П. Автоматизированный контроль аналоговых интегральных микросхем: Учеб. пособие. — Владимир: ВлГУ, 2003. — 80 с.

19.Трухин М.П. Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств: Учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2015. — 138 с.

20.Антипенский Р.В. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств: Учеб. пособие. — М.: Техносфера, 2007. — 320 с.

21.Филаретов В.В. [и др.] Синтез, анализ и диагностика электронных цепей: Междунар. сб. науч. тр. — Ульяновск: УлГТУ, 2010. — 212 с.

22.Филаретов В.В. [и др.] Синтез, анализ и диагностика электронных цепей: Междунар. сб. науч. тр. Вып. 10. — Ульяновск: УлГТУ, 2012. — 280 с.

23.Надольский А.Н. Теоретические основы радиотехники: Учеб. пособие. — Мн.: БГУИР, 2005. — 232 с.

24.Сивцевич В.В., Луцевич О.И., Гурвич Ю.А. Основы электротехники и радиоэлектроники: Учеб. пособие. — Минск: ГУО «ИПС РБ», 2017. — 180 с.

25.Галкин А.П. Основы радиотехнических систем: Учеб. пособие. — Владимир: Владим. гос. ун-т, 2004. — 108 с.

26.Хохлов А.В. Теоретические основы радиоэлектроники: Учеб. пособие. — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2005. — 296 с.

27.Поезжалов В.М. Основы электроники и схемотехники: Учеб.-метод. пособие.

— [Б.м.]: [б.и.], 2016. — 64 с.

28.Малевич И.Ю. Радиоприемные устройства: Учеб. пособие. — Мозырь: Изд. Дом «Белый Ветер», 2000. — 204 с.

29.Старостин А.А., Лаптева А.В. Технические средства автоматизации и управления: Учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 168 с.

30.Деткова А.В. Диагностика и надежность автоматизированных систем и интеллектуальных систем управления: Учеб.-метод. пособие. — [Б.м.]: [б.и.], 2023. — 130 с.

31.Байлов В.В., Плаксиенко В.С. Диагностика и обслуживание радиоэлектронных устройств: Учебное пособие. — Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2010. — 320 с.

32. Миронычев В.Н. Методы и способы поиска неисправностей в радиоэлектронных системах // Вестник науки и образования. — 2022. — № 3.

— С. 45-52.

33. Убайчин А.В., Орлов П.Е. Введение в теорию создания бортовой радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие. — Томск: ТУСУР, 2015. — 320 с.

35. Абдрашитов А.А. Прикладные методы компьютерной диагностики электромеханических систем: Учебное пособие. — Владимир: ВлГУ, 2020. — 248 с.

36. Покровский Ф.Н. Интегральная диагностика методами параметрической идентификации. — М.: Радиоэлектроника, 1979. — № 8. — С. 73-77.

37. Фоменко А.В. Методы параметрической идентификации в задачах технической диагностики электронных устройств: Учебное пособие. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 156 с.

38. Науменко А.П. Введение в техническую диагностику: Учебное пособие. — Омск: ОмГТУ, 2020. — 248 с.

39. Мозгалевский А.В., Калявин В.П., Костанди Г.Г. Диагностирование электронных систем. — Л.: Судостроение, 1984. — 224 с.

40. Глазунов Л.П., Смирнов А.Н. Проектирование технических систем диагностирования. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-е, 1982. — 168 с.

41. Увайсов С.У., Долматов А.В., Увайсов Р.И. Информационные технологии диагностического обеспечения продукции. — М.: Радио и связь, 2005. — 142 с.

42. Данилин А.А. Измерения в радиоэлектронике: Учебное пособие. — М.: МИЭТ, 2020. — 250 с.

43. Григорьев В.А. Измерения в радиоэлектронных устройствах: Учебное пособие. — М.: МТУСИ, 2018. — 288 с.

44. Руденко В.Г. Измерительные приборы в радиоэлектронике: Учебное пособие. — СПб.: Лань, 2019. — 224 с.

45. Басов Ю.Г. Осциллографические измерения в радиоэлектронике: Учебное пособие. — М.: ДМК Пресс, 2017. — 304 с.

46. Титов А.А. Генераторы сигналов в радиоизмерительной технике: Учебное пособие. — М.: Горячая линия - Телеком, 2014. — 192 с.

131

47. Клюкин В.И. Системы безадаптерного электрического контроля с «летающими пробниками». — М.: Время электроники, 2007. — № 9. — С. 2329.

48. Никитин Л.Н. Автоматизированные методы диагностики и испытаний РЭС: Учебное пособие. — М.: [Место издания не указано], 2010. — 120 с.

49. Разевиг В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2. — М.: Солон, 2001. — 519 с.

50. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. — М.: Солон, 1999. — 698 с.

51. Шестеркин А.Н. Система моделирования и исследования радиоэлектронных устройств Multisim 10. — М.: Горячая линия - Телеком, 2012. — 256 с.

52. Ищук А.А., Оболонин И.А. Схемотехническое моделирование в среде Multisim: Учебное пособие для вузов. — Саратов: Профобразование, 2024. — 128 с.

53. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8. — М.: Горячая линия - Телеком, 2007. — 464 с.

54. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap. Версии 9, 10: Учебное пособие для вузов. — СПб.: Лань, 2021. — 632 с.

55. Гололобов В.Н. Proteus VSM — русское руководство: Учебное пособие. — М.: [Labcenter Electronics], 2014. — 320 с.

56. Марсов В.И., Гематудинов Р.А., Селезнёв В.С., Джабраилов Х.А. Моделирование в PROTEUS VSM: Учебно-методическое пособие. — М.: МАДИ, 2019. — 120 с.

57. Смирнов В.А., Петрова Л.Н. Системы автоматизированного проектирования: Учебное пособие. — Челябинск: ЮУрГУ, 2013. — 180 с.

58. Дьяконов В.П. MATLAB и SIMULINK для радиоинженеров. — 2-е изд., эл. — М.: ДМК Пресс, 2023. — 977 с.

59. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. — 2-е изд. — М.: ДМК Пресс, 2014. — 288 с.

60. Стефанова И.А. Моделирование систем телекоммуникаций в системе MATLAB+Simulink: Учебное пособие. — Самара: [СамГТУ], 2018. — 120 с.

61. Биндер К., Хойер А. Методы Монте-Карло в статистической физике. — М.: Мир, 1982. — 400 с.

62. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. — М.: Наука, 1973. — 208 с.

63. Войтишек А.В. Основы метода Монте-Карло: Учебное пособие. — Новосибирск: НГУ, 2005. — 120 с.

64. Черных И.В. Имитационное моделирование в задачах оптимизации: Учебное пособие. — М.: ДМК Пресс, 2015. — 256 с.

65. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поиска экстремума: Учебное пособие. — М.: МАИ-ПРИНТ, 2011. — 312 с.

66. Курейчик В.М., Заплетин М.А. Генетические алгоритмы и их применение в задачах оптимизации: Учебное пособие. — Таганрог: ТРТУ, 2006. — 148 с.

67. Применение метода отжига в задаче диагностики электрических дефектов аналоговых схем радиоэлектронных устройств / С. У. Увайсов, В. В. Черноверская, Д. Х. Нгуен [и др.] // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. - 2024. - Т. 12, № 4(47). - DOI 10.26102/23106018/2024.47.4.022. - EDNIJXKDF.

68. Рутковский Л. Методы искусственного интеллекта: Учебное пособие. — М.: Горячая линия - Телеком, 2010. — 520 с.

69. Батин М.А., Бабенко А.В. Имитационный отжиг: теория и приложения: Монография. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2018. — 224 с.

70. Еремеев А.В. Методы локального поиска и имитационного отжига: Учебное пособие. — Омск: ОмГТУ, 2012. — 148 с.

71.Method of Simulated Annealing in the Problems of Diagnostics of Linear Radio Electronic Circuits Using the Lie Hypothesis//Nguyen Duc Hai; Saygid U. Uvaysov;

133

Victoria V. Chernoverskaya; Vo The Hai; Pham Xuan Hanh//Published in: 2024 International Seminar on Electron Devices Design and Production (SED)//Date of Conference: 02-03 October 2024//Date Added to IEEE Xplore: 07 November 2024//D0I: 10.1109/SED63331.2024.10741049/

72. Метод имитации отжига в задачах диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств / Д. Х. Нгуен, С. Х. Фам, С. У. Увайсов, В. В. Черноверская // Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты : Сборник трудов Национальной научно -практической конференции, Москва, 07-08 декабря 2023 года. - Москва: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского содействия сохранению исторического и научного наследия ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 2023. - С. 489-494. - EDN LKRRGZ.

73. Нгуен, Д. Х. Диагностирование неисправностей аналоговых радиоэлектронных устройств методом отжига / Д. Х. Нгуен // Мехатроника, автоматика и робототехника. - 2024. - №№ 13. - С. 172-174. - DOI 10.26160/25418637-2024-13-172-174. - EDN CELFXG.

74. Нгуен, Д. Х. Диагностика дефектов в аналоговой радиоэлектронной схеме методом отжига / Д. Х. Нгуен, Т. Х. Во // Радиоэлектроника. Проблемы и перспективы развития : Сборник трудов IX Всероссийской научно -практической конференции с международным участием, Тамбов, 07 мая 2024 года. - Тамбов: Тамбовский государственный технический университет, 2024. - С. 43-45. - EDN ISIHUH.

75. Определение дефектных элементов в линейной электрической схеме / Д. Х. Нгуен, А. В. Долматов, Т. Х. Во, С. Х. Фам // Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты : Сборник трудов III Национальной научно-практической конференции, Москва, 27-28 мая 2024 года. - Москва: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского содействия сохранению исторического и

134

научного наследия ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 2024. - С. 378-382. - БЭК ОБЛСОй.

76. Механизмы генерации случайных решений при методе имитации отжига для диагностики дефектов в линейных радиоэлектронных схемах / Д. Х. Нгуен, С. У. Увайсов, В. В. Черноверская [и др.] // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии : сборник трудов XXI Международной научно-практической конференции, Сочи, 01-10 октября 2024 года. - Москва: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА им. проф. Жуковского, 2024. -С. 163-168. - ББК БЗЛТСУ.

77. Нгуен, Д. Х. Использование механизмов случайных генераций для созданий решений в задаче диагностики дефектов электрической схемы / Д. Х. Нгуен, Т. Х. Во // Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем ("Радиоинфоком-2024") : Сборник научных статей по материалам VIII Международной научно-практической конференции, Москва, 18-22 ноября 2024 года. - Москва: МИРЭА -Российский технологический университет, 2024. - С. 629-632. - ББК 1ШБСС.

78. Параметры алгоримта имитации отжига для диагностики отказов в аналоговых радиоэлектронных устройствах / Д. Х. Нгуен, А. В. Долматов, С. Х. Фам, Т. Х. Во // Космические технологии - 2025 : Сборник научных статей III Международной межведомственной научно-технической конференции, Москва, 04-06 июня 2025 года. - Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Сфера", 2025. - С. 322-326. - ББК УОКУУ^.

79. Нгуен, Д. Х. Диагностика электрических отказов электронных схем / Д. Х. Нгуен, Т. Х. Во, С. Х. Фам // Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты : Сборник трудов Национальной научно-практической конференции, Калининград, 27-31 мая 2025 года. -Москва: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА им. профессора

Н.Е. Жуковского содействия сохранению исторического и научного наследия ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 2025. - С. 241-244. - EDN SKLPWQ.

80. Нгуен, Д. Х. Применение оптимизационного метода в задаче диагностики отказов в аналоговых радиоэлектронных устройствах / Д. Х. Нгуен, Т. Х. Во, С. Х. Фам // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии : Сборник трудов XXII Международной научно-практической конференции. Посвящается 80-летию президента РТУ МИРЭА, академика РАН, доктора физико-математических наук, профессора А.С. Сигова, Сочи, 01-10 октября 2025 года. - Москва: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского содействия сохранению исторического и научного наследия ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 2025. - С. 247-253. - EDN IDRWVS.

81.Увайсов С.У., Черноверская В.В., Нгуен Дык Хай, Во Тхе Хай, Фам Суан Хань. Модифицированный алгоритм имитации отжига для задачи диагностики отказов аналоговых радиоэлектронных устройств. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2026; 14(2). URL :https: //moitvivt.ru/ru/j ournal/article?id=2188. DOI: 10.26102/23106018/2026. 53.2.013.

82. Титов В.Н. Усилители мощности на транзисторах: Учебное пособие. — М.: Радио и связь, 1985. — 256 с.

83. Степаненко И.П. Транзисторы и основы схемотехники: Учебник для вузов. — 4-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 512 с.

84. Прянишников В.А. Электроника и микропроцессорная техника: Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2009. — 480 с.

85. Гальперин М.В. Усилители и генераторы: Теория и расчет: Справочник. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 368 с.

86. Белов А.В. Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие. — СПб.: Лань, 2016. — 320 с.

87. Байлов В.В., Плаксиенко В.С. Диагностика и обслуживание радиоэлектронных устройств: Учебное пособие. — Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2010. — 320 с.

88. Мозгалевский А.В., Калявин В.П. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств: Учебник для вузов. — Л.: Судостроение, 1984. — 224 с.

89. Бэндлер Дж.У., Салама А.Э. Диагностика неиспраностей а анлоговых цепей. ТИИЭР. 1985; 73(8).

90. Прянишников В.А. Электроника и микропроцессорная техника: Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2009. — 480 с.

91. Юрков Н.К., Затылкин А.В., Полесский С.Н., Иванов И.А., Лысенко А.В. Основы теории надежности электронных средств: Учебное пособие. — Пенза: ПГУ, 2013. — 152 с.

92. Черемных Ю.Н., Семенов И.В., Раков И.В. Моделирование бизнес-процессов в нотации BPMN 2.0: Учебное пособие. — М.: ДМК Пресс, 2016. — 320 с.

93. Кознов Д.В. BPMN 2.0: Нотация и инструменты моделирования бизнес-процессов: Учебное пособие. — СПб.: Лань, 2018. — 176 с.

94. Ефимов Е.Н. Стандарты и нотации моделирования бизнес-процессов: Учебное пособие. — М.: ИНФРА-М, 2020. — 224 с.

95. Ксенз С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. — М.: Радио и связь, 1989. — 248 с.

96. Дубицкий Л.Г. Надежность и диагностика радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие. — М.: Радио и связь, 1990. — 256 с.

97. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств: Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 1991. — 360 с.

98. Биргер И.А. Техническая диагностика. — М.: Машиностроение, 1978. — 240 с.

99. Прасолов А.Г. Эксплуатационная надежность электронных средств: Учебное пособие. — Орел: ОрелГТУ, 2011. — 248 с.

100. Ушаков И.А. Надежность радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1980. — 368 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ТФИКОМ-ИТ

Общество с ограниченной ответственностью «ФИКОМ ИТ«

МНИ'КПП 7725741009/ 771601001

129128. г. Москва. Проспект Мира.л.ШК к.4, 168.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор

В.В Никитин 2026 г

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Нгуси Дык Хая Комиссия н составе:

председателя Попова Романа Владимировича, канд. гсхи. наук, начальник отдела разработки РТС

и членов комиссии:

• Рязанов Илья Георгиевич, канд. тсхн паук, ведущий специалист.

• Майстренко Наталья Владимировна, канд. техн. наук, ведущий специалист составила настоящий акт о том. что результаты диссертационной работы Нгусн Дык Хая. а именно разрабогииные в диссертации метод, алгоритм и нрофаммио-мстодическое обеспечение диагностирования аналоговых радн(г>лсктронных устройств использовались к (К)<) «ФИКОМ-ИТ» при выполнении научно-исследовательских и онмтно-конструкторских работ.

Полученное нрофаммно-мегодическое обеспечение использовалось при проведении исследовательских испытаний устройства получения ассистирующей информации сервиса Л-ГНСС (шифр «Консул»).

Начальник оглела разработки РОС

Ведущий специалист

Пелмаий специалист

Попов Р.И. Рязанов И.Г. Майстреико II И.

УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по учебной работе М11ЭМ НИУ ВШЭ

А Н. Преснова

2026 г

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

в учебный процесс Московского института электроники и математики им.А.Н. Тихонова Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (МИЭМ НИУ ВШЭ) результатов диссертационной работы

Нгуен Дык Хал

Настоящим актом подтверждаем, что результат диссертационной работы аспиранта Института радиоэлектроники и информатики Федерального государственною бюджетного образовательного учреждения высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» Нгуен Дык Хая, а именно метод, алгоритм и программно-методическое обеспечение диагностирования аналоговых радиоэлектронных устройств внедрены в учебный процесс подготовки бакалавров по направлению 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и используется при проведении лекционных и практических занятий по дисциплине «Основы проектирования аппаратных средств Интернета вещей».

Руководи! ель департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ

д.т.н. профессор

Б.Г. Львов