Таблица 7.
№
Элемент
устройства
Кол-во
элементов,m
Интенсивность
потока
отказов элемента,
Интенсивность потока
отказов всех элементов,
1
Интегральная МС
0.010
2
Пайка
8
0.08
3
Печатный проводник
6
0.06
Интенсивность потока отказов всех элементов:
(0.010+0.08+0.06)* =0.15*1/ч
Среднее время работы устройства обратно пропорцианально интенсивности отказов:
675756 ч
Время безотказной работы с заданной вероятностью (Р=0.99):
= 47710*(1-0.99)= 6757.56 ч
Вероятность отказов за заданное время функционирования изделия
(t=10000 ч):
0.8350
Расчет надежности универсального последовательного интерфейса
Укажем в таблице 8 исходные данные для расчета параметров надежности.
Таблица 8.
27
0.27
29
0.29
4
Многоштырьковый
разъем
0.020
(0.010+0.27+0.29+0.020)* =0.59*1/ч
169491 ч
= 47710*(1-0.99)= 1694.91 ч
0.8725
Расчет надежности приемопередатчика
Укажем в таблице 9 исходные данные для расчета параметров надежности.
(0.28+0.1+0.02+0.45+0.036+0.020*1+0.57+0.3)* =2.096*1/ч
477101 ч
= 47710*(1-0.99)=4771.01 ч
0.8102
3.11 Расчет потребляемой мощности
Рпот = Uпот * Iпот
Мощность потребления ГТИ:
Рпот =(5В*22мА)*3+5В*31мА =265 мВт
Мощность потребления ЦАП:
Рпот=5В*125 мА =625 мВт
Мощность потребления усилителя напряжений:
Рпот=15В*4.7 мА =70.5 мВт
Мощность потребления фильтра нижних частот:
Мощность потребления нейрочипа:
Рпот=3В*300 мА =900 мВт
Мощность потребления оперативного запоминающего устройства:
Рпот=5В*15 мА =75 мВт
Мощность потребления постоянного запоминающего устройства:
Рпот=3В*10 мА =30 мВт
Мощность потребления USB:
Рпот=5В*100 мА =500 мВт
Мощность потребления приемопередатчика:
Рпот=5В*40 мА =200 мВт
Мощность потребления коммутатора:
Рпот=5В*10 мА =50 мВт
Суммарная мощность потребления устройства:
Рпот=265 мВт+625 мВт +70.5 мВт+70.5 мВт +900 мВт+75 мВт+30 мВт+500 мВт+200 мВт+50 мВт=2786 мВт=2.79 Bт
4.Метрологическая часть
Погрешность проектируемой системы будет состоять из погрешностей цифро-аналогового преобразователя, усилителя напряжений, фильтра нижних частот и погрешности приемопередатчика.
Расчитаем эти погрешности.
Погрешность усилителя напряжений:
1. Погрешность, вызванная напряжением смещения:
2. Погрешность, вызванная разностью входных токов:
3. Погрешность, обусловленная нестабильностью входных сопротивлений:
или 0.00156%
4.Погрешность непостоянства сопротивлений резисторов:
или 0.1%
Общая погрешность усилителя:
Погрешность цифро-аналогового преобразователя.
Погрешность ЦАП определяется погрешностью квантования и погрешностью нелинейности, которые являются аддитивными погрешностями ЦАП.
Погрешность квантования :
hкв = 5В/1024=4.88 мВ, значит
δкв = 4.88 мВ/5В*100%=0.0976%
Погрешность нелинейности :
погрешность нелинейности выбранного ЦАП можно оценить по справочным значениям нелинейности :
δнл = δкв /2=0.0976/2=0.0488%
Общая погрешность ЦАП:
Погрешность фильтра нижних частот:
ФНЧ 2-го порядка построен на основе инвертирующего усилителя.
Погрешность, вызванная разностью входных токов:
Погрешность, вызванная напряжением смещения:
Погрешность коэффициента усиления:
ΔК = 1-0,9999=0,000001
Общая погрешность ФНЧ:
Погрешность приемопередатчика:
Расчетные значения индуктивностей получились
L2р = 27 нГн, L3р =12 нГн.
Номинальные значения индуктивностей получились:
L2н = 27.1 нГн, L3н =12.1 нГн.
Тогда абсолютные величины относительной погрешности, возникающей в результате несовпадения расчетного и номинального значений индуктивностей соответственно равны:
,
Расчетные значения конденсаторов получились:
С7р = 1.12 пФ, С8р =3.03 пФ .
Номинальные значения конденсаторов получились:
С7н = 1.2 пФ, С8н =3.05 пФ .
Тогда абсолютные величины относительной погрешности, возникающей в результате несовпадения расчетного и номинального значений конденсаторов соответственно равны:
Общая погрешность:
Cуммарная погрешность системы:
Технологическая часть
Основные определения и технические требования, предъявляемые к печатным платам
Печатные платы (ПП) – это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкое распространение в производстве модулей, ячеек и блоков РЭА благодаря следующим преимуществам по сравнению с традиционным монтажом проводниками и кабелями:
- увеличение плотности монтажных соединений и возможность микроминиатюризации изделий;
- получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в одном технологическом цикле;
- гарантированная стабильность и повторяемость диэлектрических характеристик (проводимости, паразитных емкости и индуктивности);
- повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям;
- унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений;
- увеличение надежности;
- возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных и контрольно-регулировочных работ;
- снижение трудоемкости, материалоемкости и себестоимости.
К недостаткам следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию и ограниченную ремонтопригодность.
Элементами ПП являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия. Они должны соответствовать требованиям ГОСТ 2352-86 и отраслевых стандартов.
Диэлектрическое основание ПП должно быть однородным по цвету, монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей и раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Допускаются одиночные вкрапления металла, царапины, следы от удаления одиночных невытравленных участков, точечное и контурное посветление, проявление структуры материала, которые не ухудшают электрических параметров ПП и на уменьшают минимально допустимых расстояний между элементами проводящего рисунка.
Проводящий рисунок – рисунок печатной платы, образованный проводниковым материалом.
Проводящий рисунок ПП должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, отслоений, подтравливания, разрывов, темных пятен, следов инструмента и остатков технологических материалов. Допускаются: 1) отдельные местные протравы не более 5 точек на 1дм2 ПП при условии, что оставшаяся ширина проводника соответствует минимально допустимой по чертежу; 2) риски глубиной не более 25 мкм и длиной до 6 мм; 3) отслоения проводника в одном месте на длине не более 4 мм; 4) остатки металлизации на пробельных участках ПП, не уменьшающие допустимых расстояний между элементами.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17
