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 |