46210 (Передающее устройство одноволоконной оптической сети), страница 8

Тогда:

Необходимую площадь печатной платы источника питания рассчиты-ваем по формуле:

В соответствии с требованиями технического задания ширина платы должна быть не более 80мм. Тогда находим необходимую длину печатной платы:

Значит максимальный размер печатной платы для источника питания составляет 80х86мм.

По конструкции печатные платы делятся на типы:

• односторонние

• двусторонние

• многослойные

Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Несмотря на высокую стоимость, двусторонние печатные платы с металлизи-рованными отверстиями характеризуются высокими коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры платы за счет плотного монтажа навесных элементов.

Двухсторонние платы с дискретными элементами, микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, при средней насыщенности поверхности печатной платы навесными элементами, относятся к 3-му классу точности по ГОСТ 23751-86. Основные конструктивные параметры печатных плат, соответствующих этому классу точности, приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Плата относится ко второму классу плотности печатного рисунка, который характеризуется следующими значениями параметров:

• расстояние между проводниками 0.25мм;

• разрешающая способность 2.0 линий на 1 мм;

Шаг координатной сетки выберем 1.25мм. По данным [17] для второго класса плотности рабочее напряжение не должно превышать 30В, ток по печатному проводнику, при толщине фольги 50мкм, не должен превышать 250мА. Электрический режим блока не превышает этих требований.

На печатной плате имеются элементы с диаметром выводов =0.8мм (построечные резисторы, конденсаторы, диоды, трансформаторы), а также =0.5мм (конденсаторы, резисторы, микросхемы и т.д.).

Выбираем диаметр монтажных площадок:

где значения параметров взяты из таблицы 5.3.

Рассчитав необходимые параметры с помощью системы автоматизированного проектирования P-CAD в диалоговом режиме производим размещение элементов и трассировку платы. Полученная топология печатных плат приведена на чертежах “Передающее устройство, плата печатная” и “Источник питания, плата печатная”.

6. Расчет надежности волоконнооптического передающего устройства

Надежностью называется свойство объекта, системы, изделия, устройства или их частей выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Расчет надежности основывается на сле­дующих допущениях:

• Все элементы данного типа равнонадежны, т. е. интенсивность отказов для этих элементов одинакова;

• Все элементы работают в нормальных технических условиях;

• Интенсивность отказов всех элементов не зависит от вре­мени (срока службы);

• Отказы элементов являются событиями случайными и незави­симыми;

• Все элементы работают одновременно;

• Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы;

При расчете надежности блока волоконнооптического передающего устройства необходимо определить вероятность безотказной работы устройства в произвольном интервале времени t, которая определяется выражением:

,

где – интенсивность отказов устройства;

t – время, за которое определяется вероятность безотказной работы.

Расчёт надёжности произведём по методике изложенной в [17].

Интенсивность отказов элементов в рабочем режиме определяется по формуле:

(6.1)

где номинальная интенсивность отказов, определяемая по таблицам средне групповых интенсивностей отказов для каждой группы элементов (табл.4.1 [17]);

коэффициент учитывающий уровень электрической нагрузки и температуру среды непосредственно у элемента;

коэффициент учитывающий условия эксплуатации.

(6.2)

где коэффициент для стационарной аппаратуры из табл.4.3 [17];

для относительной влажности до 98% при температуре 40С из табл.4.3 [17];

при эксплуатации на высотах до 1км, из табл.4.3 [17];

Подставляя численные значения в (6.2) получаем:

Значения находим для каждой группы элементов из табл.4.2 [17], учитывая что при разработке принципиальной схемы выбор элементной базы был произведён из условия, что бы коэффициенты нагрузки элементов не превышали рекомендуемых значений из табл.4.6 [17], а эксплуатация происходит в наихудших условиях (tmax = 60C).

Исходные данные для расчёта надёжности блока волоконнооптического передающего устройства приведены в таблице 6.1:

Среднее время восстановления взяты из табл. 4.8 [17].