27

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Постановка задачи. 5

1.1 Обоснование оцениваемых показателей надёжности печатного узла. 5

1.2 Анализ задания на проектирование. 6

2. Выбор элементов печатного узла. 8

2.1 Уточнение параметров элементов. 8

2.2 Обоснование типа и типоразмера соединителя. 12

3. Методика прогнозирования расчётным способом показателей безотказности РЭУ. 14

3.1 Метод расчёта показателей безотказности РЭУ. 14

3.2 Модели прогнозирования эксплуатационной интенсивности отказов элементов. 16

4. Оценка показателей безотказности печатного узла. 19

4.1 Исходные данные, используемые для расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов. 19

4.2 Коэффициенты электрической нагрузки элементов. 20

4.3 Результаты расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов.20

4.4 Определение показателей безотказности печатного узла. 27

5. Анализ результатов решения. 30

Заключение 31

Список использованных источников 32

6. Перечень графического материала

Введение

Темой данной курсовой работы является прогнозирование расчётным способом показателей безотказности РЭУ с учётом электрического режима, условий эксплуатации, конструкторско-технологических и других особенностей элементов.

Частотомер измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Технический прогресс во всех областях предполагает самое широкое использование радиоэлектронной техники, которая, прежде всего, должна надёжно выполнять возложенные на неё функции. Поэтому задача повышения надёжности радиоэлектронной аппаратуры является в настоящее время одной из главных проблем современной радиоэлектроники. Ненадёжность не только резко снижает эффективность использования радиоэлектронной техники, но и приводит к огромным экономическим потерям, к неоправданному повышению стоимости эксплуатации и тормозит дальнейшее использование средств радиоэлектроники. Поэтому будущее радиоэлектронной аппаратуры в значительной степени зависит от её надёжности.

При проектировании РЭА выполняется разработка описаний нового или модернизированного технического объекта в объеме и составе достаточном для реализации этого объекта в заданных условиях. Такие описания называются окончательными и представляют собой полный комплект документации на проектируемое изделие.

Процесс проектирования делят на этапы, состав и содержание которых в значительной мере определяются природой, типом, характеристиками объекта проектирования. Выделяют следующие этапы проектирования:

1. Этап предварительного проектирования или этап научно-исследовательских работ (НИР). Любое проектируемое изделие должно либо отличаться от аналогов какими-либо характеристиками, либо аналогов не иметь. В любом случае анализ выполняемости требований заказчика требует проведения работ научно-исследовательских или расчетного характера. Результатом этапа НИР является техническое задание (ТЗ) на проектирование.

2. Этап эскизного проектирования или этап опытно-конструкторских работ (ОКР).

3. Этап технического проектирования, который состоит в выпуске полного комплекта документации на разработанное изделие.

Конструкторско-технологическое проектирование является важнейшей составной частью создания радиоэлектронных устройств (РЭУ). От успешного выполнения этого этапа во многом зависят качественные показатели РЭУ.

При разработке конструкций и технологий РЭУ радиоинженеру конструктору-технологу приходится прибегать к помощи математических методов при выборе решений и оценке их качества. При этом широко используются аналитические методы анализа. Во многих случаях оценить качественные показатели чисто аналитическими приемами весьма затруднительно, либо вообще не представляется возможным. В этих случаях прибегают к экспериментальным методам.

Поэтому, для радиоинженера конструктора-технолога важны как аналитические, так и экспериментальные математические методы, используемые при выборе конструкторско-технологических решений и оценке их качества.

1 Постановка задачи.

1.1 Обоснование оцениваемых показателей надёжности печатного узла.

В ходе выполнения работы спрогнозируем расчётным способом показатели безотказности частотомера с учётом электрического режима, условий эксплуатации, конструкторско-технологических и других особенностей элементов.

Надежность является комплексным свойством изделия.

Для количественного описания различных сторон надежности как свойства используют несколько групп показателей:

– показатели безотказности

– показатели ремонтопригодности

– показатели долговечности

– показатели сохраняемости

– комплексные показатели надежности.

Для оценки безотказности РЭУ используются следующие показатели безотказности:

1. Вероятность безотказной работы за заданное время t_з Р(t_з) – вероятность вида , где Т – случайное время безотказной работы изделия (время до отказа).

2. Вероятность отказа за заданное время t_з q(t_з) – событие противоположное, безотказной работе за заданное время.

Поэтому для вероятности отказа за произвольное время t можно записать:

(1.1)

Средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) T_ср – математическое ожидание времени безотказной работы.

По результатам испытаний среднее время безотказной работы Т_ср может быть определено как

(1.2)

где T_i – время безотказной работы i – го экземпляра рассматриваемого вида изделия.

При аналитическом определении Т_ср используют выражение:

(1.3)

где Р(t) – вероятность безотказной работы за заданное время t.

4. Гамма-процентная наработка до отказа – наработка, в течение которой отказ в изделии не возникает с вероятностью , выраженной в процентах, т.е. это минимальное значение наработки до отказа, которую будут иметь процентов изделий данного типа.

_{5. Интенсивность отказов} основная характеристика безотказности элементов. В настоящее время основной справочной характеристикой безотказности элементов является интенсивность отказов

Она принимается постоянной в течение определенной наработки, так же указываемой в технической документации, и соответствует номинальному электрическому режиму и нормальным условиям эксплуатации, если явно не указано другое.

6. Средняя наработка на отказ Т₀ – представляет собой среднее время безотказной работы между двумя соседними отказами одного и того же изделия.

В ходе работы определим интенсивность отказов вероятность безотказной работы за заданное время Р(t), вероятность отказа за заданное время q(t), среднее время безотказной работы T_ср, Гамма-процентную наработка до отказа

1.2 Анализ задания на проектирование.

Электрическая схема каскада представлена на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 – электрическая схема частотомера

Количество однотипных каскадов – 51.

Каскад состоит из следующих элементов: С1 = 0,1 мкФ, С2 = 1 мкФ, D1 – D100C, R1=500 Ом, R2 = 220 Ом, R3, R4=1 кОм, R5=2,5 кОм (АЛ107Б), R6=4,7 кОм, РА1, VD1 – SAY32, VD2 – SZX18.

Количество сквозных металлизированных отверстий на печатной плате – 64 % от общего числа отверстий.

Для цепей питания, входных и выходных сигналов каскадов предусмотреть соединитель.

Условия эксплуатации по ГОСТ 15150-69 – УХЛ3. Исполнение 3 означает, что РЭУ будет эксплуатироваться в закрытых помещениях (объемах) с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе.

Вид приёмки элементов – приёмка ОТК (приёмка «1»).

Перегрев в нагретой зоне печатного узла: t_З = 15,6 ºС; средний перегрев воздуха в РЭУ t_В = 14,3 ºС.

Заданное время работы, указанное заказчиком t_р = 1000 ч.

Интересующая гамма-процентная наработка до отказа – Т_γ=99%

К выданной принципиальной схеме необходимо произвести уточнение параметров электронных элементов.

Определим их габариты и предельные эксплуатационные характеристики, мощность, токи и напряжения.

Для каждого элемента выбирается такая электрическая характеристика, которая в наибольшей степени влияет на его надежность, например для резисторов такой характеристикой считается мощность рассеяния, для соединителей – протекающий ток.

Зная количество элементов и их характеристики определим количество сквозных металлизированных отверстий на печатной плате.