Курсовая работа: Анализ, оценка и обеспечение надежности миниатюрного микромощного радиопередатчика

Рисунок 5.1 – Фрагмент расчета узловых напряжений с использованиемпрограммы ElectronicsWorkbench

Карта напряжений, позволяющая рассчитать электрический режим любого элемента ФУ, представлена в табл. 5.1.

Таблица 5.1 – Карта напряжений для исследуемого ФУ

Элемент	Рабочее напряжение	Рабочая мощность	Номинальная мощность	Номинальное рабочее напряжение
R3	1,83 В	2 мВт	0,125 Вт	–
R4	6,73 В	59,22 мкВт	0,125 Вт	–
С1	0,428 В	–	–	50 В
С3	2,26 В	–	–	50 В
С4	0,026 В	–	–	10 В

Перечень комплектующих элементов по данному ФУ представлен в прил. Б. Поскольку специальные элементы теплозащиты не предусмотрены, то берем максимальную температуру окружающей среды Т=50°С. Результаты вибрационного расчета и расчета на ударную прочность предполагаются брать усредненными и учитываются с помощью коэффициентов, определяемым по таблицам в зависимости от условий эксплуатации.

Перед уточненным расчетом был проведен качественный анализ элементной базы ФУ и выделены:

- элементы, имеющие постоянную интенсивность отказов (контактные пайки, резисторы постоянной емкости R3, R4, керамические конденсаторы C1, C3, С4);

- элементы, имеющие непостоянную интенсивность отказов, подверженные при эксплуатации износу (транзистор VT1).

5.2 Уточненный расчет надежности по внезапным отказам

Для каждого элемента схемы определяется уточненное значение интенсивностей отказов по соотношению:

λ_ут =λ₀ ∙∏·_i ,(5.1)

где λ₀ –базовая интенсивность отказов типа элементов, определенных при нормальных климатических условиях и нормальном электрическом режиме;

_i – поправочные коэффициенты, учитывающие условия и режимы эксплуатации изделий, особенности конструкции, отработанности технологического процесса и др.

Для резисторов R3, R4 λ₀ =0,07∙10 ч (пленочные высокостабильные), справочные значения некоторых констант, используемых для определения поправочных коэффициентов, составляют: Е_а =0,08, А=0,71, В=1,1.

По (5.2) был найден коэффициент влияния повышенной температуры (см. табл. 5.2).

,(5.2)

где Т=50°С – температура корпуса.

,(5.3)

где P – мощность рассеяния.

По 5.3 были найдены коэффициенты влияния мощности рассеяния (см. табл. 5.2). Коэффициент влияния жесткости электрического режима был найден по (5.4) (см. табл. 5.2).

,(5.4)

где S=P_раб /P_ном -коэффициент нагрузки;

P_раб , P_ном – рабочая и номинальная мощности резистора соответственно.

Значение коэффициента влияния уровня качества =10. Значение коэффициента влияния жесткости условий эксплуатации =16 (см. табл. 5.2).

С учетом всех найденных коэффициентов влияния и базовой интенсивности отказов, были найдены интенсивности отказов при эксплуатации для резисторов (см. табл. 5.2).

Для конденсаторов С1, С3, С4 – λ₀ =0,00099∙10 ч (керамические общего назначения), справочные значения некоторых констант, используемых для определения поправочных коэффициентов, составляют: Е_а =0,35, А=3, В=0,6, Д=0,09 (см. табл. 5.3).

,(5.5)

где С – емкость конденсатора;

D – постоянный коэффициент.