Выбор элементов печатного узла

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Обоснование оцениваемых показателей надежности печатного узла

Цель курсового проектирования:

• формирование и закрепление навыков применения прикладных математических (теоретических) методов для решения задач, связанных с аналитическим и экспериментальным исследованием конструкций, технологий и надежности РЭС.

• совершенствование приемов постановки инженерно-технических задач в виде, пригодном для их дальнейшего математического решения.

В результате решения необходимо определить следующие показатели надежности:

• среднее время безотказной работы,

• вероятность безотказной работы за время,

• гамма-процентную наработку до отказа.

Для решения данной задачи необходимы следующие исходные данные:

• законы распределения времени до отказа каждого из элементов РЭУ,

• заданное время безотказной работы РЭУ,

• значение гамма.

Как известно надёжность является комплексным свойством. Для описания различных сторон надежности как свойства пользуются показателями надёжности, эти показатели представляют собой количественную оценку одного или нескольких свойств, определяющих надёжность (безотказность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость).

1.2 Анализ задания на проектирование

Исходными данными для выполнения расчетов, согласно заданию на курсовое проектирование, являются:

. Рассматриваемое электронное устройство - печатный узел (электронный модуль), включающий определённое количество однотипных каскадов, электрически не соединённые между собой, кроме цепей питания и общего провода.

. Возможность восстановления работоспособного состояния электронного устройства после его отказа - восстанавливаемое изделие.

. Электрическая схема каскада.

. Количество однотипных каскадов - 34.

. Информация о параметрах элементов.

. Вид электрического монтажа - двусторонний печатный.

. Количество сквозных металлизированных отверстий на печатной плате - 32 % от общего числа отверстий.

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

. Условия эксплуатации УХЛ 1.1 по ГОСТ 15150-69.

. Вид приёмки элементов - приёмка ОТК (приёмка "1").

. Перегрев в нагретой зоне печатного узла ; средний перегрев воздуха в РЭУ .

. Заданное время работы, указанное заказчиком .

Анализ исходных данных сведен в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Анализ исходных данных

Элементы каскада	Данные явно указанные в задании	Данные отсутствующие в задании	Данные, которые будут найдены в процессе анализа и расчёта печатного узла
Конденсаторы	-	Параметры конденсаторов резисторов R4,R5, микросхемы соединителя ; коэффициент приёмки, соответствующие приёмке "1"; эксплуатационные интенсивности отказов элементов; конкретные условия эксплуатации элементов для УХЛ 1.1	Поправочные коэффициенты
Микросхема	-
Резисторы ,R4, R5	-
Соединитель	-
Соединения пайкой	-
Плата со сквозными металлизированными отверстиями	-
Напряжение питания	+
Номинальная частота для конденсаторов и резисторов , R4, R5	+

Определению подлежат показатели при .

На рисунке 1 представлена принципиальная схема фазосдвигающего генератора:

Рисунок 1 - Принципиальная схема фазосдвигающего генератора

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧАТНОГО УЗЛА

Уточнение параметров элементов

В таблице 2.1 приведены значения параметров элементов:

Таблица 2.1 - Значения параметров элементов

Обозначение	Номинал и допуск	Примечание
С1, С3, С3
R1		-
R2		-
R3, R4, R5
U1		-

Таблица 2.2 - Параметры ИМС К140УД12

Параметр	Значение
Напряжение питания	15 В
Максимальное выходное напряжение	не более 10 В
Напряжение смещения	не более 6 мВ
Входной ток	не более 30 мкА не более 190 мкА
Разность входных токов	не более 6 нА
Ток потребления	не более 30 мкА не более 190 мкА
Коэффициент усиления напряжения	не менее 50000 не менее 25000
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения	не менее 0,01 В/мкс не менее 0,1 В/мкс
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений	не менее 70 дБ
Средний температурный дрейф напряжения смещения	7 мкВ/°C 3 мкВ/°C

В таблице 2.3 сведены предельно допустимые режимы работы операционного усилителя:

Таблица 2.3 - Допустимые режимы работы ИМС К140УД12

Параметр	Значение
Напряжение питания	(3...16,5) В
Входное синфазное напряжение	не более 10 В
Входное дифференциальное напряжение	20 В
Сопротивление нагрузки	не менее 5 кОм
Емкость нагрузки	не более 100 пФ
Температура окружающей среды	-60...+85 ° C

Обоснование типа и типоразмера соединителя СНП68-72/56 28Р

Соединители электрические низкочастотные прямоугольные для печатного и объемного монтажа типа СНП68 врубного сочленения без фиксации и с фиксацией сочлененного положения по НЕСК.434416.003 ТУ предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного частотой до 3МГц и импульсивного токов. Вид климатического исполнения УХЛ 1.1 ГОСТ 15150-69. Технические требования к соединителю СНП68-72/56 28Р-11 сведены в таблицу 2.4 [6]:

Таблица 2.4 - Параметры соединителя СНП68-72/56 28Р-11

Параметр	Значение
Сила электрического тока на каждый контакт при его равномерной нагрузке, А	2
Напряжение, В (ампл.)	250
Сопротивление контактов, мОм	15
Сопротивление изоляции, МОм	5000
Емкость между любыми контактами, пФ	6
Прочность изоляции, В	500
Усилие расчленения контактов с контрольным калибром, Н	0,15
Усилие расчленения блочных соединителей, Н	170
Рабочий диапазон температур,	-60…100
Наработка, ч	10000
Параметр	Значение
Число сочленений-расчленений	500
Минимальный срок сохраняемости соединителя, лет	15

2.3 Выбор типов и типоразмеров элементов каскада

Исходя из анализа полученной электрической схемы, выбрали необходимые типы и типоразмеры элементов РЭУ. Параметры элементов получили из ГОСТов на эти элементы.

Значения номинальных ёмкостей и сопротивлений конденсаторов С1, С2, С3 и резисторов R3, R4, R5 соответственно, должны подчинятся закону Томсона для цепи генератора c несколькими одинаковыми элементами. В случае фазосдвигающего генератора, количество равных элементов равно трем, и из этого следует, что [4]: