Блок управления стабилизатора пременного напряжения

       - вероятность отказа:  

                          Q(t) = 1 – P(t). (3.4) 

        

       Рисунок 3.2 - График безотказной работы и вероятности отказов 

       Интенсивность отказов зависит так же от коэффициента нагрузки (Кн) и от температуры окружающей среды (tокр), которая влияет на коэффициент α (коэффициент влияния температуры).

       Для удобства расчета однотипных электрорадиоэлементов (ЭРЭ), находящихся в одинаковых температурных условиях и работающих в одинаковых (близких) эксплутационных режимах, можно объединить в одну группу.

       Произвожу расчет надежности на компьютере с помощью программы для расчета надежности: «Автоматизированная система расчета надежности» (АСРН) и результат записываю в таблицу 3.1. 

       Таблица 3.1 Расчет надежности 

 

       По  формуле 3.2 определяем среднюю наработку на отказ:  

Т_ср. = 1/λ_∑ = 1/3.1·10^-5 = 32258,1 часов или 3,7 года. 

       Строим  график зависимости безотказной  работы от времени для предлагаемой схемы средствами программы MS Excel на 10 лет 

P₀(t)=1; P₁(t)=0,7; P₂(t)=0,4; P₃(t)=0,3; P₄(t)=0,22; P₅(t)=0,18; P₆(t)=0,15; P₇(t)=0,1.

 

       Рисунок 3.3 График надежности РЭА 

       По  результатам проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что так как наработка на отказ составила 32258,1 часов, что вполне приемлемо. Если учесть, что год содержит 8760 часов, то изделие должно безотказно проработать приблизительно 3,7 лет, если будет работать круглосуточно, что

вполне приемлемо  для радиоаппаратуры. 
 

       3.2 Компоновка печатной платы, проектируемого  изделия РЭА 

       3.2.1 Краткие теоретические сведения 
 

       Процесс разработки печатной платы складывается из следующих операций:

       а) компоновка печатной платы, в процессе которой находят оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате, согласно электрической принципиальной схеме изделия. В результате компоновки находят положения контактных площадок для подключения всех элементов;

       б) разводка печатных проводников. Цель этой операции – провести проводники, соединяющие контактные площадки, так, чтобы они имели минимальную длину, и минимальное число переходов на другие слои с целью устранения пересечений;

       в) оформление чертежа с соблюдением  требований стандартов.

       Компоновка  радиотехнического изделия —  это размещение на плоскости или в пространстве различных элементов изделия. Такими элементами могут быть радиодетали (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. п.), функциональные узлы различного конструктивного исполнения (модули, интегральные, микросхемы, микросборки и т. п.), блоки и приборы. В результате компоновки должны быть определены геометрические размеры, форма, ориентировочная масса изделия и взаимное расположение всех элементов в конструкции.

       При разработке компоновки радиотехнического  изделия учитывают сложную совокупность факторов, связанных с особенностями  функционирования в эксплуатации изделия, электрическими взаимосвязями и тепловыми режимами внутри РЭА, геометрическими размерами и формой отдельных элементов конструкции.

       Поэтому необходимо выполнять следующие  требования:

       1) между отдельными элементами, узлами, блоками, приборами должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;

       2) тепловые поля, возникающие в  РЭА вследствие перегрева отдельных  элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;

       3) необходимо обеспечить легкий  доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для контроля, ремонта и обслуживания. Расположение элементов конструкции должно также обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;

       4) габариты и масса изделия должны  быть минимально возможными.

       Паразитные  обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы любой радиотехнической схемы.

       Все виды паразитных связей принято делить на электромагнитные, электростатические и индуктивные.

       Электромагнитные связи возникают при протекании тока по катушкам индуктивности и проводникам; электростатические создаются за счет разности потенциалов между различными точками корпуса или за счет паразитных емкостей; индуктивные возникают в тех случаях, когда есть общая нагрузка для полезного и паразитного сигналов, т. е. когда нагрузка является общей для нескольких электрических цепей. Чаще всего такими общими участками являются проводники питания, внутренние сопротивления источники питания, общие участки корпуса.

       Для устранения паразитных обратных связей, прежде всего, необходимо рациональное размещение элементов конструкции. Однако этого иногда недостаточно и приходится применять различные конструктивные меры, наиболее распространенными из которых могут быть следующие: связанные по схеме каскады следует располагать в конструкции в непосредственной близости друг от друга для уменьшения длины соединительных проводников каждый элемент схемы или узел, подверженный опасности возникновения паразитных взаимосвязей, должен иметь только одно соединение с шиной заземления; если узлы конструкции находятся в отдельных корпусах и соединяются между собой проводниками, то провода должны быть экранированные и объединяться в один жгут, кроме цепей питания; при компоновке усилительных устройств желательно располагать каскады по одной линии, максимально удаляя входные каскады от выходных. Особенно важно выполнять это требование на частотах выше 10 МГц; количество соединительных проводников и их длина должны быть минимальными. Особое внимание на длину соединительных проводников следует обращать при компоновке высокочастотных устройств.

       Для защиты объемных проводников от паразитных взаимосвязей используют экранированные провода.

       Радиоэлектронная  аппаратура при работе постоянно  излучает тепловую энергию. Для большинства категорий РЭА только несколько процентов подводимой мощности расходуется на полезное преобразование сигнала, а остальная энергия превращается в тепловую. При компоновке я учитывал возможность взаимного влияния тепловых полей отдельных элементов аппаратуры, выяснил возможность обеспечения нормального теплового режима устройства. 
 

       3.3 Расчет платы печатной. 
 

       Исходные  данные:

       - максимальные значения диаметров  выводов навесных элементов, устанавливаемых на печатную плату, мм: 

d_э1 = 0,8 мм;

d_э2 = 0,6 мм;

d_э3 = 0,5 мм;

 d_э4 = 0,38мм. 

       - класс точности печатной платы – 1;

       - тип печатной платы – двухсторонняя с металлизированными монтажными отверстиями;

       - чертеж «Плата печатная» с  размерами сторон 82,5×52,5 мм; 

       Таблица 3.1 Наименьшее номинальное значения основных размеров элементов конструкции для узкого места.

 

       3.3.1 Определяем номинальное значение  диаметров монтажных отверстий: 

       d=d_э+r+│Dd_но│,                                                 (3.3.1) 

         где d_э - максимальное значение диаметра вывода ЭРИ (для прямоугольного вывода за диаметр берется диагональ его сечения) в мм;

              Dd_но - нижнее предельное отклонение диаметра отверстия, Dd_но=0,1 мм;

              r - разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным значением диаметра вывода устанавливаемого элемента, r=(0,1…0,4) мм; 

d₁=0,8+0,1+0,4=1,3 мм;

d₂=0,6+0,1+0,4=1,1 мм;

d₃=0,5+0,1+0,4=1 мм.

d₄=0,38+0,1+0,4=0,88 мм. 

       Выбираем  диаметры из ряда предпочтительных размеров монтажных отверстий: 

d₁=1,3 мм;

d₂= d₃= d₄ = 1,1 мм.

       Количество  однотипных диаметров отверстий  подсчитываем по чертежу «Печатная  плата». 

       Таблица 3.2 Значения позиционных допусков расположения центров контактных площадок δ_D 

 

       Таблица 3.3 Значение позиционных допусков расположения осей отверстий δ_d