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

20 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

2233. Религия в древнем Египте 15.77 KB
  Религиозные верования в ранних обществах. Фетишизм - наделение предметов сверхъестественными свойствами. Древнеегипетское общество.
2234. Голография и ее применение 1.04 MB
  Физические принципы голографии. Голографические оптические элементы. Голографические запоминающие устройства. Носители информации для голографических запоминающих устройств. Голографические запоминающие устройства двоичной информации.
2235. Деньги, их сущность и функции 15.92 KB
  Деньги - всеобщий эквивалент, всеобщее покупательное средство. Главная черта денег-свойство абсолютной ликвидности.
2236. Расчет величин, характеризующих силовой энергетический трансформатор и его режимы работы 302.89 KB
  СИЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР И ОСНОВНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ЕГО ТЕОРИИ. УСЛОВИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НА ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ПОДСТАНЦИИ. ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ В СЕРДЕЧНИКЕ ОТ ТОКА ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ. СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА В РЕЖИМАХ ХОЛОСТОГО ХОДА И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.
2237. Исследование теоретико-методологических аспектов позиционирования бренда 768.83 KB
  Проанализировать методы и процесс позиционирования бренда; дать оценку состояния бренда предприятия (на примере ОАО Эдельвейс), разработать рекомендации по управлению позиционированием бренда.
2238. Математическая физика 1.55 MB
  Единичное ступенчатое воздействие. Импульсное воздействие. Гармоническое (синусоидальное) воздействие.
2239. Автоматизированный электропривод подачи токарного станка 628.47 KB
  Выбор сглаживающего дросселя. Определение коэффициента передачи и постоянных времени силовых элементов. Расчет статических характеристик САУ. Построение структурно-динамической схемы и синтез регуляторов.
2240. Строительство водопропускного сооружения 1012.54 KB
  Климатические условия района строительства. Строительство русла канала механизированным способом. Состав строительных операций и объемы земляных работ. Обеспечение строительных объектов бетонной смесью. Транспортировка и укладка бетонной смеси. Строительство перепада. Технологический расчет строительства водопропускного сооружения.
2241. Технико–экономический анализ деятельности предприятия 130.29 KB
  Анализ выполнения плана по производственной программе и производственной базе. Анализ трудоемкости ТО-1 по видам работ. Анализ влияния статей себестоимости на общую сумму затрат. Анализ влияния ТЭП на выполнение плана по перевозкам.