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

30374. Технические средства САПР и их развитие. Периферийное оборудование САПР 159 KB
  Каждый метод и устройства реализующие его имеют свои достоинства и недостатки. По программному обслуживанию периферийные устройства САПР делятся на два класса: растровые и координатные векторные. В растровых устройствах выводится мозаичный рисунок из отдельных точек пикселей или ПЭЛов от англ. Все периферийные устройства делятся на три основные группы: средства ввода вывода с машинных носителей; средства ввода вывода с документов; средства непосредственного взаимодействия с ЭВМ.
30375. Методическое обеспечение САПР. Математический и лингвистический виды обеспечений 167.5 KB
  Лекция: Методическое обеспечение САПР. Математический и лингвистический виды обеспечений Рассматривается состав методического обеспечения САПР его сущность состав. Приводятся его компоненты методический и лингвистический виды обеспечения САПР для случая когда последний не является самостоятельным. Изучение одного из важнейших видов обеспечения САПР методического обеспечения 8.
30376. Программное обеспечение САПР 111.5 KB
  Лекция: Программное обеспечение САПР Рассматривается сущность программного обеспечения систем автоматизированного проектирования ПО САПР документы в составе ПО САПР. Даются структура общесистемного ПО и основные характеристики прикладного ПО САПР. Основное назначение лекции усвоение сущности программного обеспечения САПР ПО САПР его функций состава а также роли операционных систем ОС 9. Программное обеспечение САПР.
30377. Информационное обеспечение САПР 220.5 KB
  Рассмотрены принципы построения базы данных и способы согласования программ при формировании базы данных. Назначение сущность и составные части информационного обеспечения ИО САПР Основное назначение ИО САПР уменьшение объемов информации требуемой в процессе проектирования от разработчика РЭС и исключение дублирования данных в прикладном программном и техническом обеспечении САПР [7 51]. ИО САПР состоит из описания стандартных проектных процедур типовых проектных решений типовых элементов РЭС комплектующих изделий и их моделей...
30378. Информационное обеспечение САПР. Реляционная модель баз данных 320 KB
  Лекция: Информационное обеспечение САПР окончание Рассматриваются реляционная сетевая и иерархическая модели баз данных о которых в общем излагалось в предыдущей лекции. Реляционная модель баз данных Реляционная база данных разработанная Э. Тем самым теория реляционных баз данных становится областью приложения математической логики и современной алгебры и опирается на точный математический формализм. В реляционных базах данных основные операции – включение удаление модификация и запрос данных – применяются к кортежам и доменам.
30379. Методы автоматизированного проектирования конструкции и технологического процесса различного уровня иерархии 136 KB
  В САПР для каждого иерархического уровня сформулированы основные положения математического моделирования выбран и развит соответствующий математический аппарат получены типовые ММ элементов проектируемых объектов формализованы методы получения и анализа математических моделей систем. Это обстоятельство приводит к расширению множества используемых моделей и развитию алгоритмов адаптивного моделирования. В САПР для каждого иерархического уровня сформулированы основные положения математического моделирования выбран и развит соответствующий...
30380. Математические модели (ММ) на различных иерархических уровнях 327.5 KB
  Лекция: Математические модели ММ на различных иерархических уровнях Приводится иерархия математических моделей как основа блочноиерархического подхода к проектированию радиоэлектронных средств. Рассмотрим важные для функциональных моделей понятия полной модели и макромодели. При переходе к более высокому иерархическому уровню упрощения они основаны на исключении из модели вектора внутренних переменных V. Модели 13.
30381. Математические модели объектов проектирования РЭС 367 KB
  Лекция: Математические модели объектов проектирования РЭС Рассматривается методология использования математических моделей при проектировании конструкции и технологии РЭС. Цель лекции:Показать на конкретных примерах математические модели при проектировании РЭС 14. В общей теории математического моделирования математическую модель любого объекта характеризуют внутренними внешними выходными параметрами и фазовыми переменными. Внутренние параметры модели определяются характеристиками компонентов входящих в проектируемый объект например...
30382. Разработка математических моделей при проектировании технологии 164 KB
  Методы получения моделей элементов Получение моделей элементов моделирование элементов в общем случае процедура неформализованная. В то же время такие операции как расчет численных значений параметров модели определение областей адекватности и др. Поэтому моделирование элементов обычно выполняется специалистами конкретных технических областей с помощью традиционных средств экспериментальных исследований и средств САПР. Далее происходит определение соответствующего этим закономерностям математического описания обоснование и принятие...