63636 (588993), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

- отказы случайны и независимы;

- учитываются только внезапные отказы;

-имеет место экспоненциальный закон надежности.

При полном расчете надежности учитываются не только электрической схемы, но и элементы конструкции (монтажные соединения, печатные платы, монтажные проводники, несущие конструкции и т.д.). Кроме того, при полном расчете надежности учет электрического режима и эксплуатационных условий работы элементов должен быть произведен точно.

Исходными данными для полного расчета надежности устройства должны быть следующие:

1. Электрическая принципиальная схема и перечень используемых в конструкции элементов.

2. Значения коэффициентов электрической нагрузки элементов. Если по результатам разработки схемы устройства эти данные отсутствуют, то значения коэффициентов электрических нагрузок должны быть рассчитаны путем сравнения расчетных уровней нагрузок элементов схемы с рабочими характеристиками соответствующих элементов конструкции.

3. Справочные значения интенсивностей отказов элементов.

4. Условия эксплуатации элементов с учетом внешних и внутренних воздействующих факторов.

5. Заданное время работы, t [17].

Последовательность расчета:

1. Принимают решение о том, какие факторы, кроме коэффициента электрической нагрузки, будут учтены.

Используя результаты конструкторских расчетов, определяют значения параметров, описывающих учитываемые факторы, причем эти значения желательно иметь для каждого элемента.

2. Формируются группы однотипных элементов.

Признаками объединения элементов в одну группу в данном расчете является не только функциональное назначение элемента, но и примерное равенство коэффициентов электрической нагрузки и параметров, описывающих другие учитываемые эксплуатационные факторы.

Если для элементов одного и того же функционального назначения значения К_Н≤0.05 … 0.1, то такие элементы по коэффициенту электрической

нагрузки допускается объединять в одну группу.

3. Определяется суммарная интенсивность отказов элементов с учетом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы в составе устройства. Пользуются формулами

; (6.23)

; (6.24)

где λ_j(v) - интенсивность отказов элементов j - группы с учетом электрического режима и условий эксплуатации;

λ_oj - справочное значение интенсивности отказов элементов j-й группы, j=1,…,k;

n_j - количество элементов в j-й группе, j=l,…,к;

к - число сформированных групп однотипных элементов;

а(х_i) - поправочный коэффициент, учитывающий влияние фактора x_i , i=1,…,m;

т - количество принимаемых во внимание факторов.

4. По общепринятым формулам для экспоненциального распределения подсчитывают показатели T₀, P_Σ(t_з),T_cp,T_γ.

5. Подсчитывают показатели восстанавливаемости РЭУ. Среднее время восстановления рассчитывают по формуле:

; (6.25)

Вероятность восстановления РЭУ за заданное время t₃ рассчитывают в предположении, что время восстановления распределено по нормальному закону по выражению

; (6.26)

Данные необходимые для полного расчета надежности сведены в таблицу 6.

Расчет произведен при помощи ЭВМ. Результаты расчета приведены в приложении.

6.5 Расчет электромагнитной совместимости

Цель расчета электромагнитной совместимости является определение работоспособности устройства в условиях воздействия перекрестных помех в линиях связи.

Блок обмена сообщениями выполнен в виде ТЭЗа на многослойной печатной плате третьего класса точности из стеклотекстолита СТФ 2-35, покрытой лаком УР231. Ширина проводников равна 0,2 мм, расстояние между ними - 0,15 мм. Максимальная длина области связи проводников активной и пассивной линии составляет 0,11 м. Максимальное напряжение в активной линии равно 5,2 В на частоте 190 кГц. В блоке использованы микросхемы серии 1533.

В состоянии логической “1” помеха слабо влияет на срабатывание логического элемента, поэтому рассмотрим случай, когда на входе микросхемы логический “0”. При этом U_вх⁰=0,4 В, I_вх⁰=0,4 мА, U_вых⁰=0,4 В, I_вых⁰=4,8 мА.

Таблица 6.2 - Данные для расчета надежности.

Тогда можно определить входное и выходное сопротивления по формулам:

, (6.27)

,

,

Определяем взаимные емкость и индуктивность параллельных проводников на поверхности ПП по формуле:

, (6.28)

где l - длина области связи проводников, м;

δ - расстояние между проводниками, м;

t - толщина проводника, м;

b - ширина проводника;

ε – диэлектрическая проницаемость среды между проводниками, расположенных на наружных поверхностях платы, покрытой лаком.

, (6.29)

где ε_п и ε_л- диэлектрические проницаемости материала платы и лака (для стеклотекстолита ε_П = 6, для лака УР-231 ε_Л =4)

.

Взаимная индуктивность определяется по формуле:

. (6.30)

.

Вычисляем сопротивление изоляции между проводниками активной и пассивной линии связи по формуле:

, (6.31)

где ρ- удельное поверхностное сопротивление основания ПП, для стеклотекстолита р = 5 • 10¹⁰ Ом.

.

Определяем действующее напряжение помехи на входе микросхемы в режиме логического “О” по формуле:

. (6.32)

Сравниваем действующее напряжение помехи с помехоустойчивостью микросхемы. Для микросхем серии 1533 U_n=0,4 В. Следовательно, действие помехи не приведет к нарушению работоспособности блока.

7. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Одной из важнейших задач конструирования РЭА является максимальное внедрение методов автоматизированного проектирования, что в итоге должно привести к минимальному участию человека в процессе создания конструкции. Основную работу по созданию конструкции проводит ЭВМ, оснащенная соответствующим информационным и программным обеспечением.

Проектирование РЭА и создание оптимального технического решения в сжатые сроки связано с трудностями, основными из которых являются;

- невозможность учета человеком огромного количества разнообразных факторов, влияющих на техническое решение;

- большая трудоемкость и стоимость изготовления макета изделия, особенно при интегральной технологии;

- сложность имитации условий, в которых должна работать современная РЭА.

Один из путей преодоления этих трудностей без существенного увеличения численности работающих - использование возможностей современных ЭВМ, что позволяет заменить макет радиоэлектронного узла его математической моделью, комплекс измерительно-испытательного оборудования - программами анализа, оптимизации и испытаний, а затем обработать узел на ЭВМ при помощи этого математического комплекса.

В процессе проектирования возникает необходимость большого числа вычислений, обращения к стандартным алгоритмам решения типовых задач, увязки различных, зачастую противоречивых требований этапов функционального и конструкторского проектирования, а также проверки правильности результатов различных этапов проектирования. В связи с этим целесообразно объединить отдельные алгоритмы в единую автоматическую систему конструкторского проектирования (САПР КП), ориентированную на конкретную базу конструкций.

Необходимо иметь в виду, что изменение конструкторской базы требует переработки многих программ и алгоритмов существующих САПР. Разрабатываемые языки и системы программ должны быть по возможности универсальными и минимально зависящими от конструктивно-технологическими особенностей проектируемых модулей. Учитывая сложность программ, целесообразно разработку САПР ориентировать на РЭА определенного класса, используя иерархический принцип ее конструкций [18].

Система проектирования печатных плат PCAD является интегрированным набором специализированных программных пакетов, работающих в интерактивном режиме. Средства системы позволяют проектировать принципиальные электрические схемы, печатные платы, в том числе многослойные, а также получать конструкторскую документацию. [19]

В данном проекте был использован PCAD, с помощью которого была разработана схема электрическая принципиальная, разведена и откорректирована печатная плата.

Также, при помощи системы ACAD , были спроектированы сборочные чертежи печатной платы и кассеты.

Характеристики

Список файлов ВКР