4.6. Конструктив оборудования сонаправленного стыка

Конструктивно оборудование сонаправленного стыка выполнено в виде платы европейского образца с размерами 220х100 мм . Плата изготавливается из стеклотекстолита FR4-2-35-1.5 ( может использоваться материал-заменитель СТНФ-2-35-1.5 ТУ16-503.161-83 ). Толщина платы 1,5 мм.

Трассировка платы и размещение элементов были проведены с помощью программного пакета Consept фирмы Cadense Design Systems Inc[ 21,22 ], который обеспечивает ввод принципиальной схемы и моделирование работы системы . Размещение элементов на плате и трассировка платы были проведены при помощи пакета Allego Interactive.

Эти работы были выполнены на рабочих станциях Station Spark 5 фирмы Sun Microsystems Inc.

На плате выполнен двухсторонний печатный монтаж. Класс точности соответствует 3 классу. При монтаже радиоэлектронных элементов применялась технология поверхностного монтажа. Данная технология позволяет произвести компактное размещение элементов на печатной плате, т.к. при поверхностном монтаже используются корпуса примерно вдвое меньше своих аналогов, монтируемых в отверстия. Хотя часть элементов платы монтировалась обычным монтажом в отверстия: трансформаторы, индуктивность, стабилитрон.

4.7. Расчет надежности

Связь - это та сфера услуг, где предъявляются повышенные требования к безотказному функционированию применяемой радиоэлектронной аппаратуры. Свойство изделия выполнять предназначенные функции в течение заданного отрезка времени называется надежностью. Надежность аппаратуры определяется надежностью и количеством используемых в ней элементов. Количественными характеристиками надежности являются вероятность безотказной работы и средняя наработка на отказ.

Вероятность безотказной работы за определенное время представляет собой экспоненциальную зависимость :

P(tp)=e^-*t (4.1)

где tp - рассматриваемый временной интервал,

 - интенсивность отказов, [1/ч].

Средняя наработка на отказ - величина, обратная интенсивности отказов :

Тср=1/ (4.2)

Исходя из требований, предъявляемых к плате Рз(100)>=0.99

Вероятность безотказной работы и средняя наработка на отказ достаточно полно характеризует надежность изделия.

Для систем без резервирования интенсивность отказов  аппаратуры, состоящей из N типов различных элементов определяется, как сумма интенсивностей отказов отдельных компонентов по формуле:

 = ₁+₂+...+_n = i (4.3)

где i - интенсивность отказов для элементов одного типа.

Следовательно, надежность элементов является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказов аппаратуры в целом.

Расчет интенсивности отказов для элементов.

Для каждого типа элементов по справочным данным определяется номинальная интенсивность отказов _o в период нормальной работы. Реальная интенсивность отказов элементов _э определяется с учетом влияния окружающей среды. Так как элементы работают в одних и тех же условиях, то это влияние одинаково для всех элементов. Исходя из этого, реальная интенсивность отказов элементов _э определится :

_э=К*_o (4.4)

где К - коэффициент влияния окружающей среды, который определяется по формуле

К = К_{1 *} К_{2 *} К₃ (4.5)

где К₁ - коэффициент, учитывающий действие вибрации и ударных нагрузок,

К₂ - учитывает температуру и влажность окружающей среды,

К₃ - учитывает влияние атмосферного давления,

Для рассматриваемой аппаратуры К₁=1.45, К₂=1, К₃=1.25. Согласно (4.5) коэффициент влияния окружающей среды

К = 1.45 * 1 * 1.25 = 1,8125

Согласно (4.3) интенсивность отказов элементов _э

_э=2.23*_о [1/ч].

Интенсивность отказов элементов зависит от конструкции, качества изготовления, условий эксплуатации и от режима работы элемента в схеме. По справочным данным и документации на каждый тип элемента, определим коэффициент нагрузки Кн, и учитывая, что оборудование будет использоваться в нормальных условиях ( Т=20⁰С, Р<=770мм рт. ст., влажность<=96% ) определим коэффициенты Кd влияния нагрузки на интенсивность отказов для компонентов каждой группы, работающих в одинаковых условиях и интенсивность отказов i для элементов каждой группы, работающих в одинаковых условиях :

i=_Э*Кd [1/ч]. (4.6)

интенсивность отказов i для каждой группы в целом :

_С=i*n [1/ч]. (4.7)

Расчет надежности платы ОД-110.

По приведенной выше методике определены числовые значения коэффициентов К, Кн, Кд, _0, вычислены _Э, i, _с . Результаты вычислений сведены в табл. 4.2.

Расчет надежности Табл. 4.2

элемент параметр	п/п приборы ИМС	сопротивления	конденсаторы	соединения пайка
число элементов	13	9	33	540
0*10-6	0.014	0.05	0.43	0.01
Э*10-6	0.02538	0,090625	0.7794	0.018125
Кн	0.8	0.4	0.5	-
t	20	20	20	20
Kd	1.0	0.51	0.64	1.0
i *10-6	0.02538	0,04621875	0.4988	0.018125
с *10-6	0,32994	0,41596875	16,4604	9,7875

Суммарная интенсивность отказов

 =  _с = 26,993 * 10^-6

Средняя наработка на отказ:

Тср = 1/( 26,993 *10^-6) = 370461ч

Тср > Тmin

Таким образом, надежность платы соответствует значениям, указанным