41799

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ОТКАЗОВ УСИЛИТЕЛЯ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для точного расчета безотказности электронного устройства и выбора электрических режимов работы элементов необходимо располагать данными о зависимости интенсивности отказов λ от всех воздействующих факторов определяемых при работе элементов в конкретных схемах устройств. Поэтому для приближенных расчетов надежности в отношении внезапных отказов определяют номинальную интенсивность отказов λн. Для каждого типа элементов получена экспериментальным путем зависимость отношения эксплуатационной интенсивности отказов к...

Русский

2013-10-25

41.33 KB

19 чел.

Лабораторная работа 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ИНТЕНСИВНОСТЕЙ  ОТКАЗОВ  УСИЛИТЕЛЯ

Цель работы: определение поправочных коэффициентов и расчет эксплуатационных интенсивностей внезапных и постепенных отказов
усилителя.

6.1  Краткие сведения из теории

Для точного расчета безотказности электронного устройства и выбора электрических режимов работы элементов необходимо располагать данными о зависимости интенсивности отказов λ от всех воздействующих факторов, определяемых при работе элементов в конкретных схемах устройств. Обычно такие данные отсутствуют ввиду практических трудностей их получения. Поэтому для приближенных расчетов надежности в отношении внезапных отказов определяют номинальную интенсивность отказов λн. Значение λн определяется в так называемых «нормальных» условиях работы, соответствующих температуре (25 ± 10) °С, относительной влажности (60 ± 20) %, номинальному электрическому режиму и в отсутствие остальных воздействующих факторов.

Для каждого типа элементов получена экспериментальным путем зависимость отношения эксплуатационной интенсивности отказов к номинальной (α = λэн), называемое поправочным коэффициентом, от наиболее существенных факторов: температуры Тср окружающей среды и уровня электрических нагрузок, характеризуемых коэффициентом нагрузок Кн. Значение λэ экспоненциально возрастает с увеличением температуры, а λн остается неизменной, поэтому и отношение α = λэ / λн экспоненциально растет с увеличением Тср для каждого коэффициента нагрузки Кн.

После выбора типа элемента становится известным значение λн. Поэтому для заданной температуры Тср и коэффициента нагрузки Кн по соответствующим зависимостям находят α и определяют эксплуатационную интенсивность   отказов λэ = αλн.

Например, если заданы λэ и Тср = Т̕ср, то известно α = α' = λэн. Тогда по графикам рис. 6.1. определяют Кн = К'н, а следовательно, и электрический режим элемента по постоянному току.

Рис. 6.1. Типовая зависимость изменения эксплуатационной интенсивности
отказов элементов от температуры среды и коэффициентов нагрузки

Если полученная таким образом точка М лежит в области рекомендуемых нагрузок, то выбор типа элемента произведен удовлетворительно и его можно использовать в схеме в любых электрических режимах с Кн ≤ К'н и при
Т
ср ≤ Т'ср, но лежащих в области рекомендуемых нагрузок. Если точка вышла за область рекомендуемых нагрузок, то необходимо выбрать элемент с другим значением λн.

Воздействие других внешних факторов на выбранный элемент учитывают умножением λн на поправочные коэффициенты αi. При этом λэ = αλ'э,
λ
'э = α1… αi  αnλн, где  α1 характеризует влияние влажности, α2 – вибрации,
α
3 – давления и т. д.

Учет с помощью поправочных коэффициентов αi влияния внешних факторов на безотказность элементов носит также приближенный характер, так как многие из этих коэффициентов зависят один от другого, от температуры и электрической нагрузки.

Если для элементов с наивысшими показателями надежности не удается обеспечить заданную λэ, то необходимо прибегать к более качественной защите элементов в электронных устройствах от воздействия внешних факторов для снижения значений коэффициентов  αi.

Статистика работы элементов одного типа в различных схемах показывает, что в хорошо спроектированных схемах и при правильном выборе элементов и режимов их работы можно получить λэ = 0,1 λн  и менее.

Суммируя эксплуатационные интенсивности отказов элементов схемы усилителя, можно рассчитать интенсивность внезапных отказов усилителя в целом.

Интенсивность постепенных отказов элементов рассчитывают из рекомендуемых соотношений с интенсивностью внезапных отказов этих элементов. Суммируя интенсивности постепенных отказов элементов по группам (резисторов, конденсаторов, транзисторов и др.), можно определить интенсивность постепенных отказов усилителя. Соотношение между интенсивностями отказов приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Соотношение между интенсивностями отказов

Наименование элементов

Отношение п/в

Резисторы

1/20...1/10

Конденсаторы электролитические

1...2

Конденсаторы прочие

1/10...1/5

Активные элементы

10...20

6.2. Порядок выполнения работы

1. Изучить сведения из теории.

2. Определить поправочные коэффициенты нагрузок резисторов по графикам (Приложение 2), конденсаторов – по графикам (Приложение 3), транзисторов – по графикам (Приложение 4).

4. Заполнить табл. 6.2 – 6.5.

5. Рассчитать интенсивность внезапных и постепенных отказов усилителя и заполнить табл. 6.6.

Таблица 6.2

Номинальные интенсивности отказов элементов

Элемент

Тип

λн, 10-6 1/ч

Тср, °С

Резисторы

Конденсаторы

Транзисторы

Таблица 6.3

Расчет эксплуатационной интенсивности внезапных отказов резисторов

Обозначение

в схеме

Маркировка

Р, мВт

Кн

α

λв, 10-6 1/ч

R1

R2

R3

.

.

R11

МЛТ0,055к6J

Таблица 6.4

Расчет эксплуатационной интенсивности внезапных отказов конденсаторов

Обозначение

в схеме

Маркировка

U, В

Кн

α

λв, 10-6 1/ч

С1

С2

С3

С4

К1017М47–0,1 мкФ±10 %–3В


Таблица 6.5

Расчет эксплуатационной интенсивности внезапных отказов транзисторов

Обозначение

в схеме

Маркировка

Р, мВт

Кн

α

λв, 10-6 1/ч

VT1

VT2

VT3

КТ315Б

Таблица 6.6

Расчет интенсивности внезапных и постепенных отказов усилителя

Группы

элементов

λв,

10-6 1/ч

Соотношение

п/в

λп,

10-6 1/ч

Резисторы

Конденсаторы

Транзисторы

Усилитель

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Описание точного и приближенного расчетов безотказности усилителя.

3. Табл. 6.2 – 6.6.

4. Выводы по работе.

5. Ответы на контрольные вопросы.

6.3. Контрольные вопросы:

1) Чем отличается внезапный отказ от постепенного?

2) Какие факторы оказывают влияние на безотказность элементов  электронного устройства?

3) Почему и как безотказность устройства зависит от количества элементов в его схеме?

4) По какому закону изменяется эксплуатационная интенсивность отказов элементов от температуры окружающей среды?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12738. Выполнение расчетов с использованием пакета символьной математики MathCAD 714.2 KB
  Лабораторная работа Тема: Выполнение расчетов с использованием пакета символьной математики MathCAD Цель работы: изучить возможности пакета символьной математики MathCAD в области вычисления математических выражений использования при расчетах переменных величин различн...
12739. Создание и обработка векторной графики 416.27 KB
  Лабораторная работа №2Тема: Создание и обработка векторной графики Цель работы: Изучить возможности графического редактора CorelDRAW предназначенного для создания и обработки векторной графики. Научиться создавать изображения на основе примитивов выполнять заливку изо...
12740. Создание и обработка растровой графики 89.03 KB
  Лабораторная работа Тема: Создание и обработка растровой графики Цель работы: Изучить основные возможности графического редактора Adobe Photoshop CS5 предназначенного для создания и обработки растровых изображений. Научиться пользоваться инструментами рисования и слоями д...
12741. Относительные, абсолютные и смешанные ссылки на ячейки в MS Office Excel 2007 63.16 KB
  Относительные абсолютные и смешанные ссылки на ячейки в MS Office Excel 2007 Ссылка это адрес ячейки или диапазона ячеек. Ссылки бывают трех типов: относительные ссылки; например A1; абсолютные ссылки; например A1; смешанные ссылки; например A1 или A1. Относите
12742. Основы теории конечных полей 53 KB
  Лабораторная работа 2 Основы теории конечных полей Цель работы Закрепить знания полученные на лекциях курса €œОсновы криптографии с открытым ключом€œ по разделу €œОсновы теории конечных полей€. Используемое программное обеспечение Для работы используется пр
12743. Исследование идеальной системы шифрования 26.5 KB
  Лабораторная работа 1 Исследование идеальной системы шифрования Цель работы Изучить идеальный шифр основанный на побитном сложении по модулю 2 сообщения и чисто случайно сгенерированного ключа. Используемое программное обеспечение Для работы используетс
12744. Криптоанализ блочного шифра тотальным перебором ключей 281 KB
  Описание лабораторной работы Криптоанализ блочного шифра тотальным перебором ключей Цель работы Целью данной работы является изучение структуры и основных свойств блочного шифра основанного на подстановочно перестановочной сети SubstitutionPermutation Network или SPN кр
12745. Линейный криптоанализ блочного шифра 217 KB
  Лабораторная работа 4 Линейный криптоанализ блочного шифра Цель работы Целью данной работы является изучение принципа линейного криптоанализа блочных шифров реализованных по схеме SPN. Задание 1. Произвести оценку линейности Sbox учебного шифра постр...
12746. Дифференциальный криптоанализ блочного шифра 203 KB
  Описание лабораторной работы Дифференциальный криптоанализ блочного шифра Цель работы Целью данной работы является изучение принципа дифференциального криптоанализа блочных шифров реализованных по схеме SPN. Задание 1. Произвести вычисления разностны...