135525 (722182), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В соответствии с ПОН был проведен расчет количественных показателей надежности. Расчет выполнен в соответствии с РД4.4110.04-93, и представлен в приложении Б. Все необходимые надежностные показатели, сведенные в общую таблицу, представленную в приложении А, выбирались из расчета рабочей температуры внутри прибора tраб = 50 С и соответствия группе 1.1 УХЛ по климатическим воздействиям.
Результаты расчета приведены в Таблица 5 .4.
Таблица 5.4 - Результаты расчета надежности.
| Показатели надежности | По ТЗ | Расчетная величина |
| Наработка на отказ (Тор), ч | не менее 10 000 | 288 632 |
| Гамма – процентный ресурс (Тр), ч | не менее 10 000 при = 90 % | 10 000 при = 90 % |
| Гамма – процентный срок службы (Тсл), лет | не менее 15 при = 90 % | 16 при = 90 % |
| Гамма – процентный срок сохраняемости (Тс), лет | не менее 12 (от.) 6 (неот.) при = 90 % | 16 (от.) 10 (неот.) |
| Среднее время ремонта (Твр), мин | не более 60 | 70 |
| Вероятность отсутствия скрытых отказов (Р) | не менее 0,9 при = 24 мес. при Ки = 0,17 | не менее 0,999 при = 24 мес. при Ки = 0,17 |
Заданные в ТЗ показатели надежности выполнены, за исключением среднего времени ремонта, которое превышает заданное на 16,7 % (10 мин.). Значения показателей надежности соответствуют нормам, установленным действующей НТД.
Комплектующие изделия и материалы используемые для расчета надежностных показателей являются (где это возможно) отечественными аналогами устанавливаемых в измерительной части Р2- комплектующих элементов. Устанавливаемые в приборе ЭРЭ иностранного производства имеют не худшие надежностные характеристики по сравнению с используемыми в расчетах.
Анализ и оценка рассмотренных материалов по обеспечению надежности разрабатываемой измерительной части Р2- «Растр» показали, что требования ПОН на стадии разработки опытных образцов – выполнены.
Заключение
В данной работе была обоснована целесообразность проведения разработки системы автокалибровки и измерения скалярных параметров СВЧ устройств на базе микроконтроллера ATMEL 89S8252-24QC.
В результате выполнения работы была разработана измерительная часть системы автокалибровки и измерения, которая согласно техническому заданию:
-
принимает от датчика СВЧ сигнала постоянное напряжение от 5 мкВ до 3,6 В;
-
усиливает его усилителем постоянного тока с коммутируемым коэффициентом усиления (1/4,1,4,16,64,256) и подает этот сигнал на АЦП;
-
результат измерения АЦП передается в микроконтроллер, усредняется за 1,2,4,8 измерений, корректируется по специальной функции и предается через последовательный канал связи в управляющий компьютер для дальнейшей обработки;
-
имеет информационную производительность 2.4103 результатов в секунду;
-
точность измерения (в верхней части измеряемых значений) составляет 0,1 %.
Представлена принципиальная схема и топология платы печатного монтажа. Рассчитана надежность измерительной части. Разработанная система внедряется на базе НПК АООТ "РИТМ". Система автокалибровки и измерения применяется в составе измерителя коэффициента стоячей волны (КСВ) Р2-, который в свою очередь входит в состав измерительной системы «Растр».
Список используемых источников
-
Измерители амплитудно-частотных характеристик и их применение. П.Адоменас, Я.Аронсон, Е.Бирманас, И.Боерис, Т.Улевичюс – М.: Связь, 1968. – 165 с.
-
ATMEL 8-Bit Microcontroller with 8K Bytes Flash AT89S8252.
-
INTEL 8XC251SA, 8XC251SB,8XC251SP, 8XC251SQ Embedded Microcontroller User’s Manual. Intel Corp. May 1996.
-
ANALOG DEVICES Low Power, Low Cost 2.5 V Reference AD680
-
ANALOG DEVICES LC2 MOS 12-Bit, Serial 6 s ADC in 8-Pin Package AD7893
-
ANALOG DEVICES CMOS Switched-Capacitor Voltage Converters ADM660/ADM8660
-
ANALOG DEVICES Ultraprecision Operation Amplifier OP177
-
HEWLETT PACKARD VDE 0884 VIORM = 630 V peak Option for Plastic Optocouplers HCPL-2611
-
HEWLETT PACKARD High CMR, High Speed TTL Compatible Optocouplers HCPL-2611
-
HEWLETT PACKARD Beam Lead Schottky Diodes for Mixers and Detectors (1– 26 GHz) HSCH-5300 Series (HSCH-5336)
-
MOTOROLA SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA Analog Multiplexers/Demultiplexers MC14051B, MC14052B, MC14053B
-
MOTOROLA Quad 2-Input NAND Gate MC74AC00, MC74ACT00
-
РД4.4110.04-93
-
Абубакиров Б.А., Гудков К.Г., Нечаев Э.В. Измерение параметров радиотехнических цепей/ Под ред. В.Г. Андрющенко, Б.П. Фатеева. – М.: Радио и связь, 1984. – 248 с.
-
Сташин В.В., Урусов О.Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. М:90.
-
Надежность электрорадиоизделий. Единый справочник.
Приложение А – Исходные данные для расчета надежности.
Таблица П.5 - Исходные данные для расчета надежности измерительной части системы автокалибровки и измерения скалярных параметров СВЧ устройств.
| Позиционное обозначение | Наименование и тип ЭТИ | Кол-во, N, шт. | Интенсивность отказов при номинальной нагрузке, 0106 1/ч | Коэффициент электрической нагрузки, Кн | Поправочный коэффициент, зависящий от Кн, Кр | Поправочный коэф., зависящий от гр. экспл., Кэ | Суммарная интенсивность отказов, N0 | Ресурс ЭРИ при =90%, ч | Интенсивность отказов ЭРИ при хранении, 108 1/ч | Суммарная интенсивность отказов при хранении, N | Сохранение ЭРИ при =90%, лет |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Измерительная часть прибора группы Р2- «Растр» | 1,56775 | 1,6548 | |||||||||
| А1 | Детекторная головка | 0,14056 | 0,1536 | ||||||||
| А2 | Управление ДГ | 1,42719 | 1,5012 | ||||||||
| А1 | Детекторная головка | ||||||||||
| C3 | К10-17В | 1 | 0,008 | 0,4 | 0,22 | 1 | 0,00176 | 80000 | 0,01 | 0,01 | 25 |
| R1 | С2-23 | 1 | 0,04 | 0,4 | 0,62 | 1 | 0,0248 | 50000 | 0,0036 | 0,0036 | 25 |
| V1 | HSCH-5336 | 1 | 0,3 | 0,7 | 0,38 | 1 | 0,114 | 25000 | 0,14 | 0,14 | 15 |
| А2 | Управление ДГ | ||||||||||
| Конденсаторы | |||||||||||
| C1,C2, C4-C9, C11,C12 | Танталовые К52-1Б | 10 | 0,125 | 0,4 | 0,2 | 1 | 0,25 | 10000 | 0,026 | 0,26 | 15 |
| C10, С13-C19 | Металлокерамические К10-17В | 8 | 0,008 | 0,4 | 0,22 | 1 | 0,01408 | 80000 | 0,01 | 0,08 | 25 |
Продолжение таблицы П.1 - Исходные данные для расчета надежности измерительной части системы автокалибровки и измерения скалярных параметров СВЧ устройств.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Резисторы | |||||||||||
| R2-R28 | С2-23 | 27 | 0,04 | 0,4 | 0,62 | 1 | 0,6696 | 50000 | 0,0036 | 0,0972 | 25 |
| Дросселя | |||||||||||
| L1-L6 | ДПМ 0,6-10 | 6 | 0,0016 | 0,4 | 0,47 | 1 | 0,00451 | 20000 | 0,05 | 0,3 | 15 |
| Микросхемы аналоговые | |||||||||||
| D1,D2 | Преобразователь питания ADM660AR | 2 | 0,023 | - | - | 1 | 0,046 | 25000 | 0,076 | 0,152 | 20 |
| D3,D10 | Операционный усилитель OP177GS (140УД17) | 2 | 0,023 | - | - | 1 | 0,046 | 25000 | 0,076 | 0,152 | 20 |
| D5 | Источник опорного напряжения AD680AR | 1 | 0,023 | - | - | 1 | 0,023 | 25000 | 0,076 | 0,076 | 20 |
| D6 | АЦП AD7893AR-2 (1118ПВ1) | 1 | 0,023 | - | - | 1 | 0,023 | 25000 | 0,076 | 0,076 | 20 |
| D12,D13 | Оптрон HCPL-2611 (АОТ101АС) | 2 | 0,13 | - | - | 1 | 0,26 | 25000 | 0,076 | 0,152 | 20 |
| D7 | Устройство сброса МК MAX810M | 1 | 0,023 | - | - | 1 | 0,023 | 25000 | 0,076 | 0,076 | 20 |
| Микросхемы цифровые | |||||||||||
| D4,D9 | Демультиплексор MC14052BD (1561КП1) | 2 | 0,017 | - | - | 1 | 0,034 | 25000 | 0,02 | 0,04 | 20 |
| D8 | Микроконтроллер AT89S8252 (К1816ВЕ51) | 1 | 0,017 | - | - | 1 | 0,017 | 25000 | 0,02 | 0,02 | 20 |
| D11 | Логика MC74AC00D (К1554ЛА3) | 1 | 0,017 | - | - | 1 | 0,017 | 25000 | 0,02 | 0,02 | 20 |
Приложение Б – Расчет надежности измерительной части Р2- «Растр».
спецификация
| Обозначение | Наименование | Кол-во | Примечание |
| Конденсаторы | |||
| C1,C2, C4-C9, C11,C12 | К52-1Б | 10 | Танталовые |
| C3, C10, С13-C19 | К10-17В | 9 | Металлокерамические |
| Диоды | |||
| V1 | HSCH-5336 | 1 | |
| Резисторы | |||
| R1-R28 | С2-23 | 28 | |
| Дросселя | |||
| L1-L6 | ДПМ 0,6-10 | 6 | |
| Микросхемы аналоговые | |||
| D1,D2 | ADM660AR | 2 | Преобразователь питания |
| D3,D10 | OP177GS | 2 | Операционный усилитель. Аналог 140УД17 |
| D5 | AD680AR | 1 | Источник опорного напряжения АЦП |
| D6 | AD7893AR-2 | 1 | АЦП. Аналог 1118ПВ1 |
| D7 | MAX810M | 1 | Устройство сброса МК |
| D12,D13 | HCPL-2611 | 2 | Оптрон. Аналог АОТ101АС |
| Микросхемы цифровые | |||
| D4,D9 | MC14052BD | 2 | Демультиплексор. Аналог 1561КП1 |
| D8 | AT89S8252 | 1 | Микроконтроллер. Аналог К1816ВЕ51 |
| D11 | MC74AC00D | 1 | Логика. Аналог К1554ЛА3 |















