Мiнiстерство Освiта I НАУКИ УКРАЇНИ
Харкiвська НАЦІОНАЛЬНИЙ унiверситетах
РАДIОЕЛЕКТРОНIКІ
Кафедра РЕС
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дісціпліні
"Система зв'язку"
Виконала: Перевірів:
ст. гр. ТЗТ доц. каф.
Харків 2010
Основні положення розрахунку надійності функціонального вузла друкованої плати
Надійність - властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи експлуатаційні показники в заданих межах протягом необхідного проміжку часу. Надійність так само можна визначити як фізична властивість виробу, яке залежить від кількості і від якості що в нього входять, а так само від умов експлуатації. Надійність характеризується відмовою.
Відмова - порушення працездатності виробу. Відмови можуть бути поступові і раптові.
Поступова відмова - викликається в поступову зміну параметрів елементів схеми та конструкції.
Раптовий відмову - проявляється у вигляді стрибкоподібного зміни параметрів радіоелементів (РЕ).
Всі вироби поділяються на відновлювані та невідновлювані.
У роботі вироби існують 3 періоди.
1 - період припрацювання, характеризується пріработочнимі відмовами.
2 - період нормальної експлуатації, характеризується раптовими відмовами.
3 - період зносу - раптові і ізносовие відмови.
Поняття надійності включає в себе якісні та кількісні характеристики.
Якісні:
- Безвідмовність - властивість виробу безупинно зберігати працездатність протягом деякого часу або деякого напрацювання
- Ремонтопридатність - властивість виробу, пристосованість до:
попередження можливих причин виникнення відмови
виявлення причин виник відмови або пошкодження
усунення наслідків виник відмови або пошкодження шляхом ремонту або технічного обслуговування
- Довговічність - властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану (стан при якому його подальше застосування або відновлення неможливе)
- Збереженість - збереження працездатності при зберіганні і транспортуванні.
- Імовірність безвідмовної роботи:
-Lізд * t Р = e, (1)
де е - основа натурального логарифма;
lсх - інтенсивність відмови схеми;
t - заданий час роботи схеми .- середнє напрацювання на відмову:
ТСР. = 1/lсх, (2)
- Інтенсивність відмови схеми:
lізд. = LnR + lnC + ... + Lплати + lпайкі, (3)
де ln - інтенсивність відмов всіх елементів цієї групи;
lплати - інтенсивність відмов друкованої плати;
lпайкі - інтенсивність відмови всіх пайок.
Надійність елементів функціонального модуля є одним з чинників, що впливає на інтенсивність відмови виробу в цілому. Інтенсивність відмов елементів залежить від конструкції, якості виготовлення, від умов експлуатації та від електричних навантажень в схемі.
Коефіцієнт навантаження:
- Для транзисторів
Харкiвська НАЦІОНАЛЬНИЙ унiверситетах
РАДIОЕЛЕКТРОНIКІ
Кафедра РЕС
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дісціпліні
"Система зв'язку"
Виконала: Перевірів:
ст. гр. ТЗТ доц. каф.
Харків 2010
Основні положення розрахунку надійності функціонального вузла друкованої плати
Надійність - властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи експлуатаційні показники в заданих межах протягом необхідного проміжку часу. Надійність так само можна визначити як фізична властивість виробу, яке залежить від кількості і від якості що в нього входять, а так само від умов експлуатації. Надійність характеризується відмовою.
Відмова - порушення працездатності виробу. Відмови можуть бути поступові і раптові.
Поступова відмова - викликається в поступову зміну параметрів елементів схеми та конструкції.
Раптовий відмову - проявляється у вигляді стрибкоподібного зміни параметрів радіоелементів (РЕ).
Всі вироби поділяються на відновлювані та невідновлювані.
У роботі вироби існують 3 періоди.
1 - період припрацювання, характеризується пріработочнимі відмовами.
2 - період нормальної експлуатації, характеризується раптовими відмовами.
3 - період зносу - раптові і ізносовие відмови.
Поняття надійності включає в себе якісні та кількісні характеристики.
Якісні:
- Безвідмовність - властивість виробу безупинно зберігати працездатність протягом деякого часу або деякого напрацювання
- Ремонтопридатність - властивість виробу, пристосованість до:
попередження можливих причин виникнення відмови
виявлення причин виник відмови або пошкодження
усунення наслідків виник відмови або пошкодження шляхом ремонту або технічного обслуговування
- Довговічність - властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану (стан при якому його подальше застосування або відновлення неможливе)
- Збереженість - збереження працездатності при зберіганні і транспортуванні.
- Імовірність безвідмовної роботи:
-Lізд * t Р = e, (1)
де е - основа натурального логарифма;
lсх - інтенсивність відмови схеми;
t - заданий час роботи схеми .- середнє напрацювання на відмову:
ТСР. = 1/lсх, (2)
- Інтенсивність відмови схеми:
lізд. = LnR + lnC + ... + Lплати + lпайкі, (3)
де ln - інтенсивність відмов всіх елементів цієї групи;
lплати - інтенсивність відмов друкованої плати;
lпайкі - інтенсивність відмови всіх пайок.
Надійність елементів функціонального модуля є одним з чинників, що впливає на інтенсивність відмови виробу в цілому. Інтенсивність відмов елементів залежить від конструкції, якості виготовлення, від умов експлуатації та від електричних навантажень в схемі.
Коефіцієнт навантаження:
- Для транзисторів
K = Pc / Pc max, (4)
де Рс - фактична потужність, що розсіюється на колекторі,
Рс max - максимально допустима потужність розсіювання на колекторі.
- Для діодів
K = I / Imax, (5)
де I - фактично випрямлений струм,
Imax - максимально допустимий випрямлений струм.
- Для конденсаторів
K = U / Uн, (6)
де U - фактичне напруга,
Uн - номінальна напруга конденсатора.
- Для резисторів, трансформаторів і мікросхем
К = Р / Рн, (7)
де Р - фактична потужність розсіювання на радіокомпонентів,
Рн - номінальна потужність.
При збільшенні коефіцієнта навантаження, інтенсивність відмови збільшується. Інтенсивність відмови збільшується так само, якщо радіокомпоненти експлуатується в більш жорстких умовах: з підвищеною температурою навколишнього повітря і вологості, збільшених вібраціях, ударах і т. д.
В даний час найбільш вивчений вплив на надійність коефіцієнта навантаження і температури.
Інтенсивність відмов при заданому значенні температури навколишнього середовища та навантаження визначається за формулою:
l = lо * a. (8)
Інтенсивність відмов вироби:
lізд. = LnR + lnC + ... + Lплати + lпайкі = 46,59 * 10 ^ 7 (1 / ч)
Імовірність безвідмовної роботи за час Т = 1год (приблизно 9000ч)
-Lізд * Т
Р = e = 0,995
Імовірність того, що в межах заданої напрацювання виникне відмову пристрої:
Q (T) = 1 - P (T), Q (T) = 0,005
Слід зазначити, що час напрацювання на відмову Т = 1 / l видавництва = 214638 год, що перевищує передбачені технічним завданням 20000 г.
де Рс - фактична потужність, що розсіюється на колекторі,
Рс max - максимально допустима потужність розсіювання на колекторі.
- Для діодів
K = I / Imax, (5)
де I - фактично випрямлений струм,
Imax - максимально допустимий випрямлений струм.
- Для конденсаторів
K = U / Uн, (6)
де U - фактичне напруга,
Uн - номінальна напруга конденсатора.
- Для резисторів, трансформаторів і мікросхем
К = Р / Рн, (7)
де Р - фактична потужність розсіювання на радіокомпонентів,
Рн - номінальна потужність.
При збільшенні коефіцієнта навантаження, інтенсивність відмови збільшується. Інтенсивність відмови збільшується так само, якщо радіокомпоненти експлуатується в більш жорстких умовах: з підвищеною температурою навколишнього повітря і вологості, збільшених вібраціях, ударах і т. д.
В даний час найбільш вивчений вплив на надійність коефіцієнта навантаження і температури.
Інтенсивність відмов при заданому значенні температури навколишнього середовища та навантаження визначається за формулою:
l = lо * a. (8)
| Фактична потужність резистора R1 | P, Вт | 0,056 |
| Фактична потужність резистора R2 | P, Вт | 0,05 |
| Фактична потужність резистора R3 | P, Вт | 0,066 |
| Фактична потужність резистора R4 | P, Вт | 0,029 |
| Фактична потужність резистора R5 | P, Вт | 0,061 |
| Фактична потужність резистора R6 | P, Вт | 0,016 |
| Фактична потужність резистора R7 | P, Вт | 0,087 |
| Фактична потужність резистора R8 | P, Вт | 0,044 |
| Фактичне напруга п'єзокерамічного випромінювача звуку BF1 | U, В | 4,32 |
| Фактична потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT1 | P, Вт | 4,5 |
| Фактичний струм діода VD1 | I, мА | 200 |
| Фактичне напруга конденсатора С1 | U, В | 23,5 |
| Фактичне напруга конденсатора С2 | U, В | 34,02 |
| Фактичне напруга конденсатора С3 | U, В | 35,21 |
| Фактичне напруга конденсатора С4 | U, В | 21,4 |
| Фактичне напруга конденсатора С5 | U, В | 12,08 |
| Фактичне напруга мікросхеми 1-К561ЛА7 | U, В | 6,24 |
| Фактичне напруга мікросхеми 2 - К561ЛА7 | U, В | 5,78 |
| Фактичне напруга мікросхеми 3-К561ЛА7 | U, В | 5,27 |
| Фактичне напруга мікросхеми 4-К561ЛА7 | U, В | 6,15 |
| Номінальна потужність резистора R1 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R2 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R3 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R4 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R5 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R6 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R7 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна потужність резистора R8 | P, Вт | 0,125 |
| Номінальна напруга п'єзокерамічного випромінювача звуку BF1 | U, В | 12 |
| Максимальна потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT1 | P, Вт | 8 |
| Максимальний струм діода VD1 | I, мА | 200 |
| Номінальна напруга конденсатора С1 | U, В | 35 |
| Номінальна напруга конденсатора С2 | U, В | 50 |
| Номінальна напруга конденсатора С3 | U, В | 50 |
| Номінальна напруга конденсатора С4 | U, В | 25 |
| Номінальна напруга конденсатора С5 | U, В | 16 |
| Номінальна напруга мікросхеми 1-К561ЛА7 | U, В | 10 |
| Номінальна напруга мікросхеми 2-К561ЛА7 | U, В | 10 |
| Номінальна напруга мікросхеми 3-К561ЛА7 | U, В | 10 |
| Номінальна напруга мікросхеми 4-К561ЛА7 | U, В | 10 |
| kR1 | 0,448 | l0 R1 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R1 | 0,3 | lR1 | 0,15 * 10 ^ 7 |
| kR2 | 0,4 | l0 R2 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R2 | 0,22 | lR2 | 0,11 * 10 ^ 7 |
| kR3 | 0,528 | l0 R3 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R3 | 0,3 | lR3 | 0,15 * 10 ^ 7 |
| kR4 | 0,232 | l0 R4 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R4 | 0,18 | lR4 | 0,09 * 10 ^ 7 |
| kR5 | 0,488 | l0 R5 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R5 | 0,3 | lR5 | 0,15 * 10 ^ 7 |
| kR6 | 0,128 | l0 R6 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R6 | 0,18 | lR6 | 0,09 * 10 ^ 7 |
| kR7 | 0,696 | l0 R7 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R7 | 0,52 | lR7 | 0,26 * 10 ^ 7 |
| kR8 | 0,352 | l0 R8 | 0,5 * 10 ^ 7 | a R8 | 0,22 | lR8 | 0,11 * 10 ^ 7 |
| kC1 | 0,671 | l0 C1 | 1,4 * 10 ^ 7 | a C1 | 0,6 | lC1 | 0,84 * 10 ^ 7 |
| kC2 | 0,68 | l0 C2 | 1,4 * 10 ^ 7 | a C2 | 0,6 | lC2 | 0,84 * 10 ^ 7 |
| kC3 | 0,704 | l0 C3 | 1,4 * 10 ^ 7 | a C3 | 0,6 | lC3 | 0,84 * 10 ^ 7 |
| kC4 | 0,856 | l0 C4 | 1,4 * 10 ^ -7 | a C4 | 1 | lC4 | 0,6 * 10 ^ -7 |
| kC5 | 0,755 | l0 C5 | 2,4 * 10 ^ -7 | a C5 | 0,9 | lC5 | 2,16 * 10 ^ -7 |
| kVD1 | 1 | l0 VD1 | 0,6 * 10 ^ -7 | a VD1 | 1 | lVD1 | 0,6 * 10 ^ -7 |
| kVT1 | 0,562 | l0 VT1 | 4 * 10 ^ -7 | a VT1 | 0,65 | lVT1 | 2,6 * 10 ^ -7 |
| kBF1 | 0,36 | l0 BF1 | 0,05 * 10 ^ -7 | a BF1 | 20 | lBF1 | 1 * 10 ^ -7 |
| k іс1 | 0,624 | l0 іс1 | 0,8 * 10 ^ -7 | a іс1 | 0,62 | lіс1 | 0,5 * 10 ^ -7 |
| k іс2 | 0,578 | l0 іс2 | 0,8 * 10 ^ -7 | a іс2 | 0,62 | lіс2 | 0,5 * 10 ^ -7 |
| k іс3 | 0,527 | l0 іс3 | 0,8 * 10 ^ -7 | a іс3 | 0,62 | lіс3 | 0,5 * 10 ^ -7 |
| k іс4 | 0,615 | l0 іс4 | 0,8 * 10 ^ -7 | a іс4 | 0,62 | lіс4 | 0,5 * 10 ^ -7 |
lізд. = LnR + lnC + ... + Lплати + lпайкі = 46,59 * 10 ^ 7 (1 / ч)
Імовірність безвідмовної роботи за час Т = 1год (приблизно 9000ч)
-Lізд * Т
Р = e = 0,995
Імовірність того, що в межах заданої напрацювання виникне відмову пристрої:
Q (T) = 1 - P (T), Q (T) = 0,005
Слід зазначити, що час напрацювання на відмову Т = 1 / l видавництва = 214638 год, що перевищує передбачені технічним завданням 20000 г.