63535 (Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы)
Описание файла
Документ из архива "Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "коммуникации и связь" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "контрольные работы и аттестации", в предмете "коммуникации и связь" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "63535"
Текст из документа "63535"
МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ I НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ
РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ
Кафедра РЕС
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисципліни
“СИСтеми зв’язку“
Виконав: Перевірив:
ст. гр. ТЗТ доц. каф.
Харків 2010
Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы
Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. Надежность так же можно определить как физическое свойство изделия, которое зависит от количества и от качества входящих в него элементов, а так же от условий эксплуатации. Надежность характеризуется отказом.
Отказ - нарушение работоспособности изделия. Отказы могут быть постепенные и внезапные.
Постепенный отказ - вызывается в постепенном изменении параметров элементов схемы и конструкции.
Внезапный отказ - проявляется в виде скачкообразного изменения параметров радиоэлементов (РЭ).
Все изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.
В работе изделия существуют 3 периода.
1 - период приработки, характеризуется приработочными отказами.
2 - период нормальной эксплуатации, характеризуется внезапными отказами.
3 - период износа - внезапные и износовые отказы.
Понятие надежности включает в себя качественные и количественные характеристики.
Качественные:
- безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени или некоторой наработки
- ремонтопригодность - свойство изделия, приспособленность к :
предупреждению возможных причин возникновения отказа
обнаружению причин возникшего отказа или повреждения
устранению последствий возникшего отказа или повреждения путем ремонта или технического обслуживания
- долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (состояние при котором его дальнейшее применение или восстановление невозможно)
- сохраняемость - сохранение работоспособности при хранении и транспортировке.
- вероятность безотказной работы:
-изд*t Р = e , (1)
где е - основание натурального логарифма;
сх - интенсивность отказа схемы;
t - заданное время работы схемы.- средняя наработка на отказ:
Тср. = 1/сх , (2)
- интенсивность отказа схемы:
изд. = nR + nC + ... + платы + пайки , (3)
где n - интенсивность отказов всех элементов данной группы;
платы - интенсивность отказов печатной платы;
пайки - интенсивность отказа всех паек.
Надежность элементов функционального модуля является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказа изделия в целом. Интенсивность отказов элементов зависит от конструкции, качества изготовления, от условий эксплуатации и от электрических нагрузок в схеме.
Коэффициент нагрузки:
- для транзисторов
K=Pc/Pc max , (4)
где Рс - фактическая мощность, рассеиваемая на коллекторе,
Рс max - максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе.
- для диодов
K=I/Imax , (5)
где I - фактически выпрямленный ток,
Imax - максимально допустимый выпрямленный ток.
- для конденсаторов
K=U/Uн , (6)
где U - фактическое напряжение,
Uн - номинальное напряжение конденсатора.
- для резисторов ,трансформаторов и микросхем
К=Р/Рн , (7)
где Р - фактическая мощность рассеивания на радиокомпоненте,
Рн - номинальная мощность.
При увеличении коэффициента нагрузки, интенсивность отказа увеличивается. Интенсивность отказа увеличивается так же, если радиокомпонент эксплуатируется в более жестких условиях: с повышенной температурой окружающего воздуха и влажности, увеличенных вибрациях, ударах и т. д.
В настоящее время наиболее изучено влияние на надежность коэффициента нагрузки и температуры.
Интенсивность отказов при заданном значении температуры окружающей среды и нагрузки определяется по формуле:
=о* . (8)
Фактическая мощность резистора R1 | P, Вт | 0,056 |
Фактическая мощность резистора R2 | P, Вт | 0,05 |
Фактическая мощность резистора R3 | P, Вт | 0,066 |
Фактическая мощность резистора R4 | P, Вт | 0,029 |
Фактическая мощность резистора R5 | P, Вт | 0,061 |
Фактическая мощность резистора R6 | P, Вт | 0,016 |
Фактическая мощность резистора R7 | P, Вт | 0,087 |
Фактическая мощность резистора R8 | P, Вт | 0,044 |
Фактическое напряжение пьезокерамического излучателя звука BF1 | U, В | 4,32 |
Фактическая мощность , рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1 | P, Вт | 4,5 |
Фактический ток диода VD1 | I , мА | 200 |
Фактическое напряжение конденсатора С1 | U, В | 23,5 |
Фактическое напряжение конденсатора С2 | U, В | 34,02 |
Фактическое напряжение конденсатора С3 | U, В | 35,21 |
Фактическое напряжение конденсатора С4 | U, В | 21,4 |
Фактическое напряжение конденсатора С5 | U, В | 12,08 |
Фактическое напряжение микросхемы 1-К561ЛА7 | U, В | 6,24 |
Фактическое напряжение микросхемы 2- К561ЛА7 | U, В | 5,78 |
Фактическое напряжение микросхемы 3-К561ЛА7 | U, В | 5,27 |
Фактическое напряжение микросхемы 4-К561ЛА7 | U, В | 6,15 |
Н оминальная мощность резистора R1 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R2 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R3 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R4 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R5 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R6 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R7 | P, Вт | 0,125 |
Номинальная мощность резистора R8 | P, Вт | 0,125 |
Номинальное напряжение пьезокерамического излучателя звука BF1 | U, В | 12 |
Максимальная мощность , рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1 | P, Вт | 8 |
Максимальный ток диода VD1 | I , мА | 200 |
Номинальное напряжение конденсатора С1 | U, В | 35 |
Номинальное напряжение конденсатора С2 | U, В | 50 |
Номинальное напряжение конденсатора С3 | U, В | 50 |
Номинальное напряжение конденсатора С4 | U, В | 25 |
Номинальное напряжение конденсатора С5 | U, В | 16 |
Номинальное напряжение микросхемы 1-К561ЛА7 | U, В | 10 |
Номинальное напряжение микросхемы 2-К561ЛА7 | U, В | 10 |
Номинальное напряжение микросхемы 3-К561ЛА7 | U, В | 10 |
Номинальное напряжение микросхемы 4-К561ЛА7 | U, В | 10 |
kR1 | 0,448 | 0 R1 | 0,5*10^7 | R1 | 0,3 | R1 | 0,15*10^7 |
kR2 | 0,4 | 0 R2 | 0,5*10^7 | R2 | 0,22 | R2 | 0,11*10^7 |
kR3 | 0,528 | 0 R3 | 0,5*10^7 | R3 | 0,3 | R3 | 0,15*10^7 |
kR4 | 0,232 | 0 R4 | 0,5*10^7 | R4 | 0,18 | R4 | 0,09*10^7 |
kR5 | 0,488 | 0 R5 | 0,5*10^7 | R5 | 0,3 | R5 | 0,15*10^7 |
kR6 | 0,128 | 0 R6 | 0,5*10^7 | R6 | 0,18 | R6 | 0,09*10^7 |
kR7 | 0,696 | 0 R7 | 0,5*10^7 | R7 | 0,52 | R7 | 0,26*10^7 |
kR8 | 0,352 | 0 R8 | 0,5*10^7 | R8 | 0,22 | R8 | 0,11*10^7 |
kC1 | 0,671 | 0 C1 | 1,4*10^7 | C1 | 0,6 | C1 | 0,84*10^7 |
kC2 | 0,68 | 0 C2 | 1,4*10^7 | C2 | 0,6 | C2 | 0,84*10^7 |
kC3 | 0,704 | 0 C3 | 1,4*10^7 | C3 | 0,6 | C3 | 0,84*10^7 |
kC4 | 0,856 | 0 C4 | 1,4*10^-7 | C4 | 1 | C4 | 0,6*10^-7 |
kC5 | 0,755 | 0 C5 | 2,4*10^-7 | C5 | 0,9 | C5 | 2,16*10^-7 |
kVD1 | 1 | 0 VD1 | 0,6*10^-7 | VD1 | 1 | VD1 | 0,6*10^-7 |
kVT1 | 0,562 | 0 VT1 | 4*10^-7 | VT1 | 0,65 | VT1 | 2,6*10^-7 |
kBF1 | 0,36 | 0 BF1 | 0,05*10^-7 | BF1 | 20 | BF1 | 1*10^-7 |
k ис1 | 0,624 | 0 ис1 | 0,8*10^-7 | ис1 | 0,62 | ис1 | 0,5*10^-7 |
k ис2 | 0,578 | 0 ис2 | 0,8*10^-7 | ис2 | 0,62 | ис2 | 0,5*10^-7 |
k ис3 | 0,527 | 0 ис3 | 0,8*10^-7 | ис3 | 0,62 | ис3 | 0,5*10^-7 |
k ис4 | 0,615 | 0 ис4 | 0,8*10^-7 | ис4 | 0,62 | ис4 | 0,5*10^-7 |
Интенсивность отказов изделия:
изд. = nR + nC + ... + платы + пайки = 46,59*10^7 (1/ч)
Вероятность безотказной работы за время Т = 1год (приблизительно 9000ч)
-изд*Т
Р = e = 0,995
Вероятность того , что в пределах заданной наработки возникнет отказ устройства:
Q(T) = 1- P(T), Q(T) = 0,005
Следует отметить, что время наработки на отказ Т=1/изд = 214638 ч, что превышает предусмотренные техническим заданием 20000 ч.