4. Показатели качества конструкции изделия

Этот раздел является заключительным разделом курсового проекта. В нем производятся расчеты, характеризующие результаты проектирования изделия. К ним относятся расчеты характеристик надежности и качества компоновки изделия.

4.1 Расчет характеристик надежности изделия

В подразделе обосновывается верность выбора методов и способов разработки и проектирования конструкции устройства – расчет количественных характеристик надежности. Рекомендуется показать общие и специальные методы повышения надежности для конструкции данного изделия.

Расчет интенсивности отказов всего устройства производят по формуле:

,

где ₁, ₂, ₃ … _n — интенсивности отказов элементов схемы;

n₁, n₂, n₃, ..., n_n — количество элементов каждого типа в схеме.

Средние значение интенсивности отказов отдельных элементов определяется по значениям, приведенным в справочниках.

Для удобства расчета надежности удобно составить таблицу, по форме табл. 4.1:

Таблица 4.1.

Расчет интенсивности отказов изделия.

Группа элементов	ni, (экземпляров)	1·10-6 1/ч	ni · 1·10-6 1/ч
Интегральные микросхемы.	2	0,01	0,02
Полупроводниковые приборы.	5	0,5	2,5
Резисторы.	18	0,25	4,5
Конденсаторы.	6	0,15	0,9
Пайки и провода.	58	0,01	0,58
Итого: =			8,5·10-5

Расчет средней наработки на отказ производят по формуле:

.

Расчет вероятности безотказной работы производят по формуле:

,

где е — основание натуральных логарифмов – 2,7; t_p — время нормальной работы изделия в интервале времени от t₁ до t₂ за сутки.

Расчет вероятности отказа производят по формуле:

.

4.2 Расчет качества компоновки изделия

Основными компоновочными параметрами обычно считают объем, площадь и массу изделия. Для опре­деления качества компоновки необходимо рассматривать компоновочные параметры, пользуясь которыми можно оценивать как качество компоновки аппаратуры в це­лом, так и отдельных конструктивных частей.

С переходом на микроэлектронную элементную базу показателем сложности стала степень интеграции. На этапе развития микроминиатюризации удобно было использовать коэффициент миниатюризации К_м, характе­ризующий долю узлов в миниатюрном исполнении. Расчет коэффициент миниатюризации производят по формуле:

,

где N₁ — общее число элементов; N₂ — число элементов в составе микросхем.

Объем устройства рассчитывают по формуле:

V = V_N + V_M + V_НК

где V_N — общий объем всех радиокомпонентов (рассчитывается в соответствии с табл. 2.1); V_M — объем всех соединений (монтажа и печатной платы, рассчитывается через габариты ПП); V_HK — объем несущей конструкции, обеспечивающий прочность и за­щиту конструкции (каркас, рама и т.д.). Расчет по приведенной формуле дает возможность судить о соотношениях полезного объема (V_N) и объемов, зависящих непосредственно от правильного выбора типа конструкции и компоновки (V_M и V_НК).

Показателем, характеризующим использование объе­ма изделия, служит и плотность упаковки радиокомпонентов в заданном объеме изделия (V). Произведем расчет показателя использования объема по формуле:

_V = N / V,

где N – общее количество компонентов на печатной плате изделия, _V — плотность упаковки в объеме, ед/см³.

В заключении, полученные результаты оформляются в таблицу (см. табл. 4.2) и производится краткий вывод о полученном результате.

Таблица 4.2.

Показатели качества конструкции изделия.

Наименование показателя	 ·10-6, 1/ч	Тср, ч	P(t)	Q(t)	Км	V, м3	V
Значение показателя

4.3 Расчет каскада и моделирование принципиальной схемы с помощью виртуальных программ EWB, Multisim; на примере радиоприемного устройства.

Радиоприемное устройство (РПУ) – это совокупность различных электрических цепей, функциональных узлов и блоков, предназначенных для улавливания распространяющихся в открытом пространстве электромагнитных колебаний искусственного или естественного происхождения в радиочастотном (3·10³ … 3·10¹² Гц) и оптическом (3·10¹² … 3·10¹⁶ Гц) диапазонах и преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. Радиоприемные устройства являются важнейшими составными частями всех радиосистем, в том числе радиосвязи, радиовещания и телевидения. И потому, в силу изложенного, студенты радиотехнического профиля должны в полной мере знать и понимать принципы работы РПУ, уметь «читать» электрические схемы различных радиоприемников, освоить основы проектирования приемников средней степени сложности.

Проектирование радиоприемника производится в соответствии с техническим заданием (далее ТЗ), в котором отражены требования к его основным техническим характеристикам. Процесс проектирования состоит из двух этапов: предварительный расчет и окончательный расчет приемника.

На этапе предварительного расчета выбирают и обосновывают построение структурной схемы приемника, а также определяют исходные данные, необходимые для выбора типов усилительных приборов, электрического расчета отдельных каскадов и цепей. Предварительный расчет носит ориентировочный характер, и может оказаться, что некоторые принятые решения в ходе окончательного расчета или макетирования должны быть пересмотрены.

В окончательный расчет входят электрические и конструктивные расчеты отдельных каскадов и цепей, выбор типов транзисторов и других элементов схемы.

Заключительным этапом проектирования является расчет общих характеристик приемника, составление его принципиальной схемы со спецификацией и описание его работы, моделирование с помощью виртуальных программ EWB, Multisim.

Приемник должен быть выполнен с учетом современных схемотехнических решений, однако усилительные и преобразовательные каскады должны быть выполнены на транзисторах.