Разработка логического устройства комбинационного типа на мультиплексорах

Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
Теги реферата: ответы 11 класс, курсовик
Добавил(а) на сайт: Яппаров.

Надежность любого объекта, в том числе и электронного устройства, зависит от многих факторов, таких, как качество использованных в нем деталей. их взаимное расположение, условия охлаждения, качество сборки
(монтажа), условия эксплуатации (температура, влажность, наличие вибрации), качество обслуживания и пр. В зависимости от назначения и режима эксплуатации изделия можно разделять на две группы: 1) невосстанавливаемые, при отказе их заменяют исправными (к ним относят элементы электронной и электротехнической аппаратуры: резисторы, конденсаторы, диоды, интегральные микросхемы и пр.), 2) восстанавливаемые, их можно ремонтировать, заменяя в них отказавшие элементы и восстанавливая нарушенные связи.

Рассматривая отказ как событие случайное, для количественной оценки надежности используют вероятность безотказной работы и вероятность отказа вероятность того. что в заданном интервале времени t отказ устройства не произойдет , т. е. его эксплуатационные параметры будут находиться в установленных пределах, называется вероятностью безотказной работы P(t).
Данная характеристика представляет собой монотонно убывающую функцию времени t, причем Р(0) = 1. Р (?) = 0. (Предполагается, что вначале изделие исправно, а после некоторого времени, может быть очень большого, оно обязательно выйдет из строя.) Представление о том, каков характер функции
P(t), можно получить в результате эксперимента с большой группой изделий.
Результаты эксперимента с группой отражают поведение всей массы изделий
(генеральной совокупности), если выборка достаточно объемна. В этом случае говорят о представительной выборке. Пусть выборка содержит No = 1000 изделии (резисторов, конденсаторов, микросхем). Поставим их в режим, соответствующий паспортным условиям эксплуатации (окружающая температура, ток, напряжение), и будем фиксировать момент отказа каждого изделия или количество отказавших изделий нарастающим итогом через каждые ?t ч. Тогда вероятность безотказной работы )
P(t)=N(t)/N,, (1) где N(t) - число изделий, оставшихся исправными к моменту времени t.
Располагая полученной информацией, можно определить, какова в среднем вероятность того. что аналогичное изделие будет работоспособным через 10,
100,1000 ч, сколько часов может эксплуатироваться изделие, если задано допустимое нижнее значение P(t).

Вероятность отказа определяется как вероятность появления отказа в течение времени t: Q(t) = (No - N(t))/No. Так как работоспособное состояние в co- стояние отказа образуют полную, группу событий (третьего не дано!), то характеристики P(t) и Q(t) удовлетворяют соотношению P(t) +Q(t) = 1.

Введем понятие плотности вероятности появления отказа:
[pic] (2) важной характеристикой надежности является и интенсивность отказов:
[pic] (3) представляющая собой вероятность отказа изделия в единицу времени после данного момента t при условии, что до него отказ не возникал. Сравнивая выражения для a(t) и ?(t), нетрудно увидеть различия между ними. Значение а(t)?t характеризует относительную долю отказавших изделий за интервал [t, t + ?t], взятых из произвольной группы поставленных на испытания изделий, независимо от того, исправны они или отказали к моменту времени t. Значение
? (t)?t определяет относительную долю отказавших изделий в интервале [t, t
+ ?t], взятых из группы изделий, оставшихся работоспособными к рассматриваемому моменту t . Для элементов электронной аппаратуры типичные значения ? от 10-6 до 10-81/ч.

Важный количественный показатель надежности - среднее время безотказной работы (средняя наработка до отказа), которое определяется как математическое ожидание времени работы до отказа. Эту характеристику находят как
[pic] (4) где ti, - время безотказной работы i-го изделия (для восстанавливаемых изделий -время работы между двумя соседними отказами). Для экспоненциального закона надежности [pic] Средняя наработка до отказа Т и интенсивность отказов ? удобны в качестве справочных данных, так как они не зависят от времени.
В ряде случаев для оценки безотказности устройства используется такая характеристика, как гамма процентная наработка до отказа Т? , т. е. наработка, в течение которой отказ устройства т возникает с вероятностью ?, выраженной в процентах. Соответствующее значение находят из уравнения
[pic] (5)
Например. Т90% означает, что указанное время наработки до отказа реализуется с вероятностью P(T90%,) = 0,9. т. е. указанное время будет достигнуто для 90% изделий.
Справочные данные обычно приводятся для одиночных элементов в нормальных условиях эксплуатации. Реальные условия эксплуатации могут отличаться от нормальных, а устройства, надежность которых надо определить, содержат большое число различных элементов.
Влияние условий эксплуатации (электрических режимов, температуры, радиации, влажности вибрации и ударов) проявляется в изменении интенсивности отказов, определяемом опытным путем. Утяжеление условии существенно повышает интенсивность отказов. Например, увеличение рабочего напряжения на конденсаторе на 10% может повысить ?1 более чем вдвое.
Способы соединения элементов и узлов, связей между ними разнообразны.
Обычно выделяют основное и резервное соединения. Соединение, когда отказ любого из элементов приводит к отказу всего устройства, называют основным
(например, бытовая аппаратура). Модель расчета надежности для такого соединения - последовательная цепочка элементов, когда работоспособному состоянию устройства соответствует исправность P первого, P второго,..., P n-го элементов Вероятность исправного состояния системы, содержащей n элементов:
[pic]
В этом причина низкой надежности сложных систем с большим числом элементов: если Р, = 0,999, а n = 1000, то Рс = 0,37. Другие показатели надежности для основного соединения элементов выводят из формулы произведения вероятностей
[pic]
Найдем показатели надежности нашей разработанной схемы. Из справочника знаем ?i равно резисторов 0.64*10-4 , конденсаторов 0,25*10-6 и микросхемы
0,06*10-6 . Найдем ?с для всех элементов схемы для резисторов [pic] для конденсаторов [pic] для микросхем [pic]
Найдем Рс для всех элементов схемы для резисторов [pic] для конденсаторов [pic] для микросхем [pic]
Найдем Тс для всех элементов схемы для резисторов [pic] для конденсаторов [pic] для микросхем [pic]

Судя по расчетам плата сможет проработать не менее 15000 часов.

1. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ.

3.1 Разработка требований к печатной плате.

Сущность печатного монтажа заключается в нанесении на изоляционное основание тонких электропроводящих покрытий, выполняющих функции монтажных проводов и элементов схемы — резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, контактных деталей и др.
Конструкторская -документация на печатные платы и блоки оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2 109 73, ГОСТ 2 417-68 и действующими нормативно техническими документами Чертеж печатной платы односторонней или двусторонней классифицируется как чертеж детали Чертеж печатной платы должен содержать все сведения, необходимые для ее изготовления и контроля изображение печатной платы со стороны печатного монтажа, раз меры, предельные отклонения и шероховатость поверхностей печатной платы и всех ее элементов (отверстий, проводников), а также размеры расстояний между ними, необходимые технические требования, сведения о материале

Размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными 2,5 при длине до 100 мм, 5 при длине до 350 мм, 20 при длине более 350 мм
Максимальный размер любой из сторон печатной платы не должен превышать 470 мм Соотношение линейных размеров сторон печатной платы должно быть не более
3:1 и выбирается из ряда 1:1, 1:2, 2:3, 2:5 Толщину плат определяют исходя из механических требований, предъявляемых к конструкции печатного блока, с учетом метода изготовления. Рекомендуются платы толщиной 0,8, 1,0, 1,5,
2,0, 2,5, 3,0 мм. Чертежи печатных плат выполняют в натуральную величину или с увеличением 2:1, 4:1, 5:1, 10:1
Разработку чертежа печатной платы начинают с нанесения координатной сетки
За основной шаг прямоугольной координатной сетки по ГОСТ 10317 79 принимается 2,5 мм. Для малогабаритной аппаратуры и в технически обоснованных случаях допускается применять дополнительные шаги 1,25 и 0,5 мм

Центры всех отверстий на печатной плате должны располагаться в узлах координатной сетки. Если из за конструктивных особенностей навесного элемента этого сделать нельзя, то центры отверстий располагают согласно указаниям чертежа на этот элемент Такое расположение центров отверстий используют для ламповых панелей, малогабаритных реле, разъемов и других элементов При этом должны соблюдаться следующие требования центр одного из отверстий, принятого за основное, должен быть расположен в узле координатной сетки, центры остальных отверстий нужно по возможности располагать на вертикальных или горизонтальных линиях координатной сетки
Диаметры монтажных и переходных металлизированных и не металлизированных отверстий выбирают из ряда (0,2), 0,4, (0,5), 0,6, (0,7), 0,8, (0,9), 1,0,
(1,2), 1,3,1,5, 1,8; 2,0, 2,2, (2.4), (2,6), (2,8), (3,0) Диаметры, не взятые в скобки, являются предпочтительными Не рекомендуется на одной печатной плате иметь более трех различных диаметров отверстий Диаметры металлизированных отверстий выбирают в зависимости от диаметров выводов навесных элементов и толщины платы, а диаметры не металлизированных отверстий в зависимости от диаметров выводов навесных элементов, устанавливаемых в эти отверстия. Необходимость зенковки монтажных и переходных отверстий диктуется конкретными конструктивными требованиями и методом изготовления платы

Шероховатость поверхности монтажных не металлизированных отверстий и торцов печатных плат должна быть Rz

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки