Расчет электромагнитной совместимости цифровых узлов, страница 2

№ п/п	обозначение ЭРЭ	эффектив-ное значение параметра	коэф. нагруз- ки, Kн	кол-во ЭРЭ Ni	эксплу-атац. коэф. отказа ai	Интенсивность отказа  ×10-6 1/ч			Коэф а5	Ni λi а5
						λоi	λi	Niλi
1	C1,С2	Uпроб	0,8	2	0,09	0,2	0,018	0,036	1,5	0,054
2	C3	Uпроб	0,86	1	0,36	0,14	0,051	0,051	3	0,153
3	DD1	-	0,41	1	-	-	0,01	0,01	2	0,02
4	R1	0,125 Вт	0,2	1	0,225	0,04	0,009	0,009	1,5	0,0135
5	R2, R3, R5 ,R4	0,125 Вт	0,08	4	0,14	0,04	0,0056	0,0224	1,5	0,0336
6	R6,R7	0,125 Вт	0,2	2	0,225	0,04	0,009	0,018	1,5	0,027
7	R8	0,125 Вт	0,06	1	0,19	0,04	0,0076	0,0076	1,5	0,0114
8	R9	0,125 Вт	0,05	1	0,1	0,04	0,004	0,004	1,5	0,006
9	R10,R11	0,125 Вт	0,38	2	0,3	0,04	0,012	0,024	1,5	0,036
10	VD1, VD2	-	-	2	1	0,004	0,204	0,408	1,5	0,612
11	VT1, VT2	-	-	2	1	0,326	0,171	0,342	1	0,342

Суммарная интенсивность отказов, равная сумме интенсивности отказов отдельных компонентов:

.

Среднее время безотказной работы:

 (ч).

Вероятность безотказной работы (закон Пуассона):

tбр, ч.	0	1	101	102	103	104
Р(tбр), 10-3	1000	999,998	999,986	999,869	998,691	986,985

Вывод:

Таким образом, вероятность безотказной работы терморегулятора в течение года (8760 часов) составляет приблизительно 0,988. Проанализировав таблицу 3 можно сделать заключение, что наибольшая вероятность отказа у диодов VD1 и VD2. Но не смотря на это они обеспечивают достаточно продолжительный срок службы устройства.

3  Оценка восстанавливаемости электронной аппаратуры

1. Коэффициент отказов для каждой группы ЭРЭ по зависимости

где λ_i - интенсивность отказа каждого вида ЭРЭ, которая определяется из таблицы расчета надежности; λ_с- интенсивность отказа всей системы;

m - число ЭРЭ данного вида (диоды, резисторы и т. д.).

m	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Σλi, 10-6	0,054	0,153	0,02	0,0135	0,0336	0,027	0,0114	0,006	0,036	0,612	0,342
Кот	0,0412	0,1168	0,0153	0,0103	0,0256	0,0206	0,0087	0,0046	0,0275	0,4672	0,2611

2. Среднее время восстановления данной группы элементов

,

где t_нi- время восстановления для данного элемента.

m	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
tсрi	1,05	1,05	2,5	0,7875	0,7875	0,7875	0,7875	0,7875	0,7875	1,805	2,465
τi	0,0433	0,1226	0,0382	0,0081	0,0202	0,0162	0,0068	0,0105	0,0216	0,8439	0,6436

3. Среднее время восстановления для всего модуля

,

где m - число групп элементов данного вида.

Интенсивность ремонта системы

4. Коэффициент готовности

и коэффициент ремонтопригодности

4 Расчет электромагнитной совместимости схемы.

4.1 Паразитные частоты.

Рассчитаем для критического участка проводников печатной платы паразитные резонансные частоты, возникающие из-за наличия распределенных емкостей и индуктивностей.

толщина проводника  мкм,

ширина проводника  мм, 

толщина печатной платы  мм,

эффективная диэлектрическая проницаемость платы ,

длина рассматриваемого проводника  мм,

расстояние между данным проводником и соседним  мм.

Индуктивность:

,                                          (4.1)

где  мм,

тогда индуктивность проводника  мГн.

Емкость проводника:

,                                                                         (4.2)

где - удельная емкость линии (пФ/см), расположенной в вакууме.  определяется согласно рисунку 2.33 (стр. 123, [1]).

 (пФ/см),  пФ.

Тогда резонансная частота  Гц.

Вывод:

Так как схема синхронизатора работает на низких частотах (100 – 10 000 Гц), резонансная частота 9,87 МГц не могжет повлиять на работу схемы. Также можно сказать, что линии связи данной печатной платы являются электрически короткими, то есть геометрическая длина линии много меньше длины волны наиболее высокочастотной составляющей спектра сигнала (м). Следовательно, при распространении сигнала в линии, не будет происходить отражение его от неоднородностей волнового сопротивления отдельных участков. И не будет возникать помех при сложении падающего и отраженного сигналов.

4.2 Определение напряжения помехи

Напряжение помехи в цепи питания определяется согласно формуле:

                                                         (4.3)

где   - максимальный ток потребляемый схемой,  - сопротивление сигнальной шины.

Максимальный ток, потребляемый схемой

 А.

Определим сопротивление сигнальной шины, на основании данных таблицы П.6 (стр. 424, [1]), для длины печатного проводника, имеющего следующие геометрические размеры:

толщина проводника  50 мкм,

ширина проводника  1,7 мм, 

длина проводника 62 мм.

Тогда, сопротивление сигнальной шины:

 мОм.

Напряжение помехи

 мкВ.

Вывод:

Для логических элементов серии К176 статическая помехоустойчивость равна 0,3 В. Следовательно, рассчитанное значение напряжения помехи 178,2  мкВ не будет влиять на работу логических микросхем.