Из расчета мощности исключены конденсаторы, так как их рассеиваемая мощность не значительна.

Мощность, рассеиваемая на ЭРЭ взята из ТУ производителей элементов с сайта [33].

1.4.2 Ориентировочный расчёт надежности

Ориентировочный расчет надежности — определение ожидаемого уровня надежности объекта или его составных частей установленным требованиям[19].

Ориентировочный расчет учитывает влияние на надежность только количество и тип применяемых элементов и основан на следующих допущениях[19]:

• все элементы данного типа равнонадежны (интенсивность отказов однотипных элементов одинакова);

• все элементы работают в нормальном режиме, предусмотренном техническими условиями;

• интенсивность отказов всех элементов не зависит от времени, т. е. в течение срока службы для всех элементов отсутствуют старение и износ, т.е. ;

• отказы элементов изделия является событиями случайными и независимыми;

• отказ любого элемента приводит к отказу всего оборудования; все элементы работают одновременно.

Данное устройство предполагает использование последовательной структурной схемы надежности (ССН), то есть устройство работоспособно только при работе всех составляющих элементов.

Расчетная формула интенсивности отказов i-го устройства:

где λ_0j – интенсивность отказов j-го ЭРЭ при комнатной температуре; N_j – число однотипных ЭРЭ; К_э – коэффициент эксплуатации.

Средняя наработка на отказ i-го устройства вычисляется по формуле:

Значения коэффициента эксплуатации приведены в таблице 2. [19]

Условия эксплуатации аппаратуры	Кэ
Стационарные (в лаборатории)	1.0
Стационарные (полевые)	2.0
Корабельные	2.0
Автофургонные	2.5
Железнодорожные	1.5
Самолетные	2.5

В настоящих расчетах значение коэффициента эксплуатации взято равным К_э=2,0.

Значения интенсивности отказов взяты из [32]

Тип элемента	Обозначение элементов на схеме	Число элементов Ni,шт	λ0 *10-6, 1/ч	N*λ0 *10-6, 1/ч
530КП11	D1,D2,D3,D8,D88…D91,D93,D94	13	0,024	0,312
1533КП11	D4,D16,D3,D5,D7,D9	6	0,0036	0,0216
1804ВУ4	D6,D8,D10	3	0,00467	0,02335
1533ТМ2	D7	1	0,048	0,048
530ЛИ3	D8,D28,D29,D36,D52	5	0,086	0,344
530ЛА1	D9	1	0,006	0,006
530ЛН1	D10	1	0,08	0,16
530ИД7	D15,D20,D21,D22,D7,D9	6	0,037	0,037
530ТМ9	D17,D18,D19,D31,D34	5	0,0236	0,0236
530ЛЕ1	D23,D26	2	0,03	0,037
530ТМ2	D26	1	0,08	0,48
585АП16	D31,D33	2	0,0236	0,0472
585АП26	D32,D34,D69,D70…D76	10	0,0309	0,0927
530ЛА3	D35,D43,D62,D62	4	0,082	0,246
533ЛЛ1	D37	1	0,0236	0,0236
1533ИР24	D38…D41,D44….D47	8	0,0309	0,0309
1533ИР37	D42,D49,D53,D55	4	0,0315	0,0365
533ЛП8	D48,D49,D50	2	0,0054	0,0054
1533ЛИ1	D51	1	0,316	0,64
5861РР1Т	D57…D60,D77…D80	1	0,0606	0,0606
1533КП11	D86	8	0,0024	0,0672
249КП4АТ	D56	1	0,006	0.006
Б18-11	D96…D103	8	0,02	0,16
К53-18-16 В-10 мкФ±20 %-В	C1,C2	2	0,03	0.06
К10-17а-Н90-0,68 мкФ-В	C3…C22	20	9,7E-05	0,00269
Вилка СНП58-72/104х14В-21-1-В	X1,X2	2	0,32	0,64
Контакт контрольный АИСТ.745423.003	XN1…XN28	28	0,0024	0,0672

∑ = 2,629657

Суммарная интенсивность отказов для платы с учётом коэффициента эксплуатации равна:

Отсюда средняя наработка на отказ будет равна:

Рассчитывается вероятность безотказной работы для заданной средней наработки на отказ, которая составляет Т_зад=1000 часов и рассчитывается по формуле [32].

Данная вероятность безотказной работы превышает требуемую вероятность безотказной работы заданную в исходных данных.

1.5. Разработка технического задания на конструирование

Техническое задание разрабатывается в соответствии с ГОСТ 15.001-88 на основании анализа исходных данных, поверочных расчётов, учитывает основное назначение, технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к изделию.

1.5.1. Наименование и область применения.

Блок обработки сигналов обеспечивает прием и обработку в реальном масштабе времени радиолокационных сигналов, отраженных от целей, и сигналов, излучаемых ответчиками радиолиний.

1.1.1Технические требования

1.1.1.1Назначение

Блок обеспечивает прием и обработку в реальном масштабе времени радиолокационных сигналов, отраженных от целей, и сигналов, излучаемых ответчиками радиолиний. При обработке сигналов, отраженных от целей, блок выполняет оптимальную частотно-временную обработку сигналов, первичное обнаружение полезных сигналов по информации одного зондирования и вычисление их координат. При обработке сигналов ответчиков радиолиний блок выполняет оптимальный прием этих сигналов, формирование сигналов ошибок при сопровождении и прием бортовой информации.

1.1.1.2Технические требования

Питание блока от напряжения 220В.

Мощность потребляемая блоком от источника питания не превышает 600Вт.

Изоляция электрических цепей должна обеспечить отсутствие пробоя для питающих напряжений ячеек 5В и импульсных сигналов команд.

Информационные сигналы, коды команд, должны доставляться без искажений по форме и фазовым фронтам.

1.1.1.3 Конструктивные требования

Габаритные размеры не более 220*530*480 мм.

Масса не более 55 кг.

Необходимо использовать стандартные типоразмеры печатных плат стандарта «Евромеханика» для достижения требуемого уровня стандартизации и унификации.

1.1.1.4Требования по надежности

Время наработки на отказ не менее 1000 часов с вероятностью отказа 0,98.

Температура рабочей среды блока, в пределах которой он выполняет свои функции, лежит в интервале от 0 до +40˚C.

Под аппаратным отказом понимается нарушение заданного оператором режима функционирования, приводящее к срыву выполнения задачи и устраняемое путем ремонта или регулировки аппаратуры.

1.1.1.5Условия эксплуатации

Диапазон рабочих температур от -40ºС до 65ºС;

Влажность от 45 % до 98 %;

Давление до 11 кПа;

Сквозной продув шкафа со скоростью движения воздуха шкафу 3 м/с.

1.1.1.6Механические воздействия

Основные характеристики вибрационных воздействий: возимая РЭА, не работающая на ходу, частота колебаний от 1 до 80 Гц при ускорении 19,6 м/с².

Ударопрочность: сила удара15g при длительности 1-3 мс. Удар единичный.

1.1.1.7Условия хранения и транспортировки

Температура от –50 ⁰С до +50 ⁰С;

Влажность 98% при температуре +25 ⁰С;

1.1.1.8Серийность

9 штук в год.

1.1.1.9Исходные данные

Схема электрическая принципиальная блока;

Схема электрическая принципиальная ячейки;

Перечень элементов блока;

Перечень элементов ячейки;

Настоящее ТЗ на конструирование.

2Конструкторская часть

2.1Выбор и обоснование метода конструирования

В настоящее время наиболее распространёнными являются методы следующие принципы конструирования:

• моносхемный

• схемно-узловой

• модульный

• функционально-узловой

• функционально-модульный

• функционально-блочный

Моносхемный принцип конструирования заключается в том, что полная принципиальная схема радиоэлектронного аппарата располагается на одной печатной плате и, поэтому, выход из строя одного элемента приводит к сбою всей системы.

Оперативная замена вышед­шего из строя элемента затруднена из-за сложности его об­наружения. РЭА, построенная по моносхемному принципу, должна быть смонтирована из нескольких БИС, в которых предусмотрены меры увеличения надежности путем введения аппаратурной и информационной избыточности. Нахождение неисправностей при этом должно производиться программными методами.

Схемно-узловой принцип конструирования.  При этом принципе конструирования на каждой из печатных плат располагают часть полной принципиальной схемы радиоаппарата, имеющую четко выраженные входные и выходные характеристики. По такому принципу сконструированы настольные и бортовые приборы, где различные устройства приборов выполняют на одной или нескольких платах, а объединение их между собой производят с помощью коммутационной платы и про­водных жгутов.

Модульном принципе конструирования предполагает разбивку электронной схемы ЭА на функционально законченные подсхемы, выполняющие определенные функции. Эти подсхемы чаще всего разбиваются на более простые и так до тех пор, пока электронная схема изделия не будет представлена в виде набора модулей разной сложности, а низшим модулем не окажется корпус микросхемы. Модули одного уровня объединяются между собой в ЭА на какой-либо конструктивной основе (несущей конструкции).

Применяя этот принцип, можно построить систему с практически неограниченной производи­тельностью и сложностью, сохраняя при этом гибкость в ее организации, так как разработчик использует ровно столько модулей, сколько ему требуется. Разработчик системы может также легко модернизировать конструкцию, меняя или добавляя от­дельные модули и получая при этом необходимые параметры[11].