Анализ технических условий и требований проводится с целью уточнения условий эксплуатации, эргономических требований, требований ремонтопригодности и безопасности. Анализу подвергаются следующие требования технического задания:
- устойчивость к климатическим воздействиям;
- устойчивость к механическим воздействиям;
- требования к безопасности;
- требования к электрическим параметрам;
- требования к технологичности и унификации.
Устойчивость к климатическим воздействиям регламентирована ГОСТ 15150-69; к механическим - ГОСТ 16019-78 и ГОСТ 17676-81; степень защиты от прикосновения с токоведущими частями установлена ГОСТ14254-80.
Анализ элементной базы.
В разделе «Анализ элементной базы» необходимо проверить правильность выбора типов электрорадиоэлементов, указанных в перечне к схеме электрической принципиальной. Эту проверку следует проводить сравнением данных, помещенных в справочниках по эксплуатационным характеристикам с соответствующими значениями, указанными в техническом задании на разработку устройства и разделе «Анализ технических условий и требований, предъявляемых к проектируемому устройству». Для повышения надежности проектируемого устройства рабочий диапазон элементов по паспорту должен иметь некоторый запас. Возможен случай, когда основная часть элементов схемы удовлетворяет требованиям технического задания, а остальная часть не может нормально работать при заданных внешних воздействиях. В этом случае необходимо предусмотреть специальные меры, ограничивающие диапазон эксплуатационных воздействий на эти элементы. К таким мерам, в частности, относятся: локальная герметизация, амортизация, термостатирование и др. При оценке элементов следует также учитывать их стоимость, из которой складывается стоимость проектируемого устройства. По результатам анализа применяемых электрорадиоэлементов составляется таблица сравнительных характеристик элементной базы (Таблица 1)
Таблица 1. Характеристика элементной базы.
| Наименование элемента | Кол. шт | Конструкционные параметры | Параметры внешних воздействий | ||||||
| Масса, г | Уст. плошадь мм | Интенс. отказов, 1/ч | Диапазон температур °С | Вибрация | Ударные перегрузки, м/с2 | Линейные ускорения м/с2 | |||
| Частота Гц | Перегрузка м/с2 | ||||||||
Расчет надежности.
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия (средней наработке на отказ и вероятности безотказной работы) по известным характеристикам надежности составляющих компонентов и условиям эксплуатации.
Методика расчета надежности, по внезапным отказам.
1. Определить коэффициенты нагрузки ЭРЭ, Кн (коэффициенты нагрузки - это отношение фактического значения воздействующего фактора к его номинальному или максимально допустимому значению), пользуясь таблицей 2.
2. Определить номинальные интенсивности отказов радиоэлементов 
о, пользуясь таблицей 3.
Номинальная интенсивность отказов о - это значение интенсивности отказов при коэффициенте нагрузки Кн=1 и температуре окружающей среды Т=20°С.
3. Определить коэффициент влияния нагрузки и Т, °С - α, пользуясь таблицей 4.
4. Определить интенсивность отказов ЭРЭ по формуле (1):
| (1), |
5. Интенсивность отказов устройства определить по формуле (2):
Λ=λ1+λ2+λ3+…+λп = 
| (2), |
где 
– интенсивность отказов компонентов, входящих в устройство.
6. Учесть влияние на надежность устройства условий эксплуатации. Для этого в формулу (2) ввести поправочные коэффициенты, формула (3):
| (3), |
где К1 - коэффициент влияния механических воздействии, таблица 5;
К2 - коэффициент влияния влажности, таблица 6;
КЗ - коэффициент влияния атмосферного давления, таблица 7.
7. Определить среднюю наработку на отказ проектируемого устройства по формуле (4):
| (4), | ||
8. Вероятность безотказной работы устройства, Р, вычислить по формуле (5):
где е – основание натуральных логарифмов; Λ – интенсивность отказов устройства,1/ч; t - время, в течение которого устройство должно работать безотказно.
|
Таблица 2. Коэффициенты нагрузки электрорадиоэлементов.
| Наименование элемента | Параметр, определяющий надежность | Коэффициент нагрузки, Кн | Рекомендуемые значения в режиме | |
| импульсный | статистический | |||
| Микросхемы* | Максимальный выходной ток, Iвых.max | 
| - | - |
| Транзисторы | Мощность, рассеиваемая на коллекторе, Рк | 
| 0,5 | 0,2 |
| Полупроводниковые диоды | Обратное напряжение, Uобр., Выпрямленный ток, I | 
| 0,5 | 0,2 |
| Конденсаторы | Напряжение на обкладках, U | 
| 0,7 | 0,5 |
| Резисторы | Рассеиваемая мощность, Р. | 
| 0,6 | 0,5 |
| Трансформаторы | Ток нагрузки, Iн | 
| 0,9 | 0,7 |
| Электрические соединители | Коммутируемый ток, Iк | 
| 0,8 | 0,5 |
| Реле электромагнитные | Коммутируемый ток, Iк |
| 0,7 | 0,5 |
| Катушки индуктивности, дроссели | Коммутируемый ток, Iк |
| 0,8 | 0,6 |
Таблица 3. Номинальные интенсивности отказов электорадиоэлементов
| Наименование элемента | Тип элемента | Номинальная интенсивность отказов, λ0*10-6 1/ч |
| Интегральные микросхемы | Гибридные Полупроводниковые | 0,78 1,26 |
| Полупроводниковые диоды | Универсальные Выпрямительные Импульсные Стабилитроны Варикапы Светодиоды Блоки выпрямительные | 0,51 0,63 0,60 0,55 0,20 0,08 0,70 |
| Транзисторы | Биполярные: Малой мощности низкочастотные Малой мощности среднечастотные Малой мощности высокочастотные Средней мощности низкочастотные Средней мощности среднечастотные Средней мощности высокочастотные | 0,85 0,45 0,85 0,50 0,50 1,90 |
| Электровакуумные приборы | Приемно-усилительные лампы Электронно-лучевые трубки Клистроны Магнетроны Лампочки накаливания (подсветки) Неоновые лампы | 1,80 2,05 3,60 54,00 0,50 0,76 |
| Резисторы постоянного сопротивления | Углеродистые Металлопленочные Композиционные пленочные Металлооксидные Проволочные Терморезисторы | 0,30 0,20 0,20 0,20 0,62 0,35 |
| Резисторы переменного сопротивления | Непроволочные Проволочные | 0,26 0,46 |
| Конденсаторы постоянной емкости | Слюдяные Керамические и стеклокерамические Бумажные и металлобумажные Пленочные и металлопленочные С оксидным диэлектриком | 0,18 0,37 0,19 0,85 0,45 |
| Конденсаторы подстроечные | Керамические | 0,50 |
| Конденсаторы переменной емкости | С воздушным диэлектриком С пленочным диэлектриком С твердым диэлектриком | 0,80 1,30 1,65 |
| Моточные изделия | Трансформаторы питания Трансформаторы сигнальные низкочастотные Катушки индуктивности Дроссели Фильтры промежуточной частоты Вариометры | 3,75 0,63 0,51 0,53 0,50 0,80 |
| Коммутационные изделия, соединители, элементы монтажа | Переключатели малогабаритные (на одну клавишу, кнопку, переключение) Выключатели (на один контакт) Реле (на один контакт) Разъемы (прямоугольные, цилиндрические, для печатного монтажа) Элементы крепежные и монтажные, изделия присоединительные Плата печатная Пайка соединительная Провод соединительный (на погонный метр) Экран Предохранитель плавкий | 2,53 0,23 0,26 0,32 0,21 0,10 0,02 0,07 0,09 0,55 |
| Узлы РЭА | Антенна Антенна с обтекателем Антенна следящая Антенный переключатель Антенна телескопическая Антенна магнитная Волноводы Громкоговорители динамические, Вт: 0,1 – 0,5 1,0 – 30 Электропроигрывающие устройства Магнитофонные панели Индикаторные приборы Фильтры акустоэлектронные | 1,85 3,00 5,65 4,30 0,85 1,00 1,25 3,00 5,05 30,50 36,50 0,24 1,00 |
| Узлы РЭА механические | Верньеро-шкальное устройство Механизм настройки Зубчатая передача Редуктор зубчатый Привод малогабаритный Муфта малогабаритная Шасси Корпус Соединения: Паяное Шарнирное Гибкое Жесткое Уплотненное | 4,00 1,40 2,20 0,23 4,90 0,73 1,00 0,12 0,0026 2,40 0,69 0,0026 0,73 51,45 |
| Источники питания | Аккумуляторы Батареи Преобразователи Выпрямители | 9,68 152,50 29,50 0,95 |
| Электродвигатели | Асинхронный Синхронный Постоянного тока | 7,85 3,21 9,00 |
Таблица 4. Поправочные коэффициенты α.
| Наименование, тип изделия | T⁰ С | Коэффициент нагрузки, Кн | ||||||
| 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | ||
| Транзисторы кремниевые | 0,16 0,17 0,19 | 0,20 0,23 0,26 | 0,35 0,40 0,50 | 0,43 0,51 0,61 | 0,52 0,59 0,71 | 0,63 0,72 0,85 | ||
| Транзисторы германиевые | 0,23 0,32 0,52 | 0,35 0,55 0,86 | 0,42 0,66 1,10 | 0,50 0,81 1,38 | 0,70 1,04 1,65 | 0,74 1,22 1,90 | ||
| Диоды кремниевые | 0,77 0,92 1,04 | 0,79 0,94 1,11 | 0,81 0,97 1,16 | 0,83 1,00 1,22 | 0,85 1,04 1,30 | 0,88 1,08 1,39 | ||
| Диоды германиевые | 0,15 0,23 0,53 | 0,30 0,41 0,86 | 0,39 0,51 1,13 | 0,50 0,63 1,40 | 0,62 0,76 1,75 | 0,74 0,91 2,13 | ||
| Конденсаторы слюдяные негерметичные | 0,08 0,09 0,12 0,22 | 0,11 0,13 0,20 0,43 | 0,22 0,28 0,45 0,92 | 0,27 0,35 0,62 1,46 | ||||
| Конденсаторы стеклянные, пленочные металлобумажные | 0,36 0,42 0,61 0,97 | 0,49 0,54 0,75 1,40 | 0,64 0,80 1,19 2,10 | 0,80 1,10 2,00 2,80 | ||||
| Конденсаторы оксидные | 0,38 0,50 1,60 4,30 | 0,40 0,64 1,80 4,40 | 0,48 0,90 2,10 5,60 | 0,65 1,24 2,30 7,00 | ||||
| Резисторы непроволочные | 0,20 0,33 0,47 0,61 | 0,35 0,51 0,67 0,84 | 0,42 0,60 0,82 1,07 | 0,50 0,76 1,08 1,46 | 0,60 0,94 1,43 2,05 | 0,72 1,11 1,70 2,48 | 1,00 1,71 2,81 4,40 | |
| Резисторы проволочные | 0,02 0,06 0,11 0,16 | 0,05 0,11 0,18 0,24 | 0,10 0,19 0,32 0,43 | 0,20 0,32 0,51 0,73 | 0,34 0,53 0,79 1,07 | 0,51 0,69 1,04 1,50 | 1,00 1,29 2,18 3,65 | |
| Моточные изделия | 0,10 0,20 0,30 | 0,10 0,20 0,40 | 0,20 0,50 1,20 | 0,30 1,20 2,50 | 0,60 1,80 4,10 | 1,00 3,00 8,60 |
Таблица 5. Поправочные коэффициенты влияния механических воздействий.
| Условия эксплуатации | Значение коэффициента К1 | ||
| При вибрации | При ударных воздействиях | При суммарных воздействиях | |
| Лабораторные | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Стационарные | 1,04 | 1,03 | 1,07 |
| Автомобильные | 1,35 | 1,08 | 1,46 |
| Железнодорожные | 1,40 | 1,10 | 1,54 |
| Корабельные | 1,30 | 1,05 | 1,37 |
| Самолетные | 1,46 | 1,13 | 1,65 |
Таблица 6. Поправочные коэффициенты влияния влажности.
| Влажность, % | Температура, ⁰ С | Значение коэффициента К2 |
| 60 – 70 | 20 – 40 | 1,0 |
| 90 – 98 | 20 – 25 | 2,0 |
| 90 – 98 | 30 – 40 | 2,5 |
Таблица 7. Поправочные коэффициенты влияния атмосферного давления.
| Высота, км | Значение коэффициента К3 |
| 0 - 1 | 1,0 |
| 1 – 3 | 1,1 |
| 3 – 8 | 1,2 |
| 8 – 15 | 1,3 |
| 15 – 30 | 1,4 |