Анализ дестабилизирующих факторов

2.2 Анализ дестабилизирующих факторов

По ГОСТ 11478 - 88 аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 4 группы. Разрабатываемое устройство относится к группе 1 (условия эксплуатации - в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях).

На аппаратуру этой группы действуют следующие дестабилизирующие факторы:

синусоидальные вибрации;

различные механические воздействия при транспортировке;

пониженная и повышенная температура среды;

повышенная влажность воздуха;

воздействие пыли.

Для того чтобы выяснить, как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия ее установленным в техническом задании требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействие внешних механических и климатических факторов.

Испытания, проводимые для данной группы аппаратуры и значения механических и климатических факторов, которые она должна выдерживать, указаны в ГОСТ 11478-88.

При испытании на воздействие пониженной температуры среды и повышенной влажности в ТЗ на аппаратуру допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значения рабочей пониженной температуры и относительной влажности, отличное от указанных в ГОСТ 11478-88.

При испытании на воздействие пониженной температуры среды и повышенной влажности в ТЗ на аппаратуру допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значения рабочей пониженной температуры и относительной влажности, отличное от указанных в ГОСТ 11478-88.

Испытания рекомендуется проводить на одних и тех же образцах аппаратуры в следующей последовательности:

механические испытания;

испытание на воздействие повышенной температуры среды;

испытание на воздействие повышенной влажности;

испытание на воздействие пониженной температуры среды.

Испытания на воздействие пыли и на прочность при падении рекомендуется проводить на образцах аппаратуры, которые не подвергались испытаниям других видов.

Испытание включает следующий ряд операций, проводимых последовательно:

начальная стабилизация (если требуется);

начальные проверки и начальные измерения (если требуется);

выдержка;

конечная стабилизация (если требуется);

¾  заключительные проверки и измерения (если требуется).

До и после испытания значения параметров и характеристик должны соответствовать требованиям для нормальных климатических условий, установленных в стандартах на аппаратуру.

Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если:

не нарушена сохранность внешнего вида;

¾  после испытания характеристики и параметры аппаратуры соответствуют требованиям, установленным в стандартах или ТУ на аппаратуру и в ПИ для испытаний данного вида.

3. Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции

3.1 Выбор и обоснование элементной базы

Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом требований изложенных в техническом задании. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании и использовании в режимах, не превышающие допустимые. Следует отметить, что ниже рассматриваются допустимые режимы работы и налагаемые при этом ограничения в зависимости от воздействующих факторов лишь с точки зрения устойчивой работы самих элементов, не касаясь схемотехники и влияния параметров описываемых элементов на другие элементы.

Влияние Э.Д.С. шумов, коэффициентов нелинейности, паразитных емкости и индуктивности и др., должны учитываться дополнительно исходя из конкретных условий применения.

Критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

а) технические параметры:

·  номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;

·  допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинального значения;

·  допустимое рабочее напряжение ЭРЭ;

·  допустимое рассеивание мощности ЭРЭ;

·  диапазон рабочих частот ЭРЭ;

·  коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.

б) эксплуатационные параметры:

·  диапазон рабочих температур;

·  относительная влажность воздуха;

·  давление окружающей среды;

·  вибрационные нагрузки;

·  другие (специальные) показатели.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:

·  унификация ЭРЭ;

·  масса и габариты ЭРЭ;

·  наименьшая стоимость;

·  надежность.

Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принципов стандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также конструировании изделия позволяет получить следующие преимущества:

·  Значительно сократить сроки и стоимость проектирования.

·  Сократить на предприятии‑изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц, увеличить применяемость и масштаб производства.

·  Исключить разработку специальной оснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭС, т.е. упростить подготовку производства.

·  Создать специализированное производство стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.

·  Улучшить эксплуатационную и производственную технологичность.

·  Снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, перейдем к выбору элементной базы

Конденсатор К10-17

Конденсаторы типа К10-17А с неорганическим диэлектриком, низковольтовые. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Конструктивно конденсаторы выполнены в бескорпусном варианте.

Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации:

Температура окружающей среды, °С

-   верхнее значение +85;

-   нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха, % , не более,

при температуре +25°С (исп. УХЛ) 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт. ст. 0,00013 (10-6).

Основные технические данные

Тангенс угла потерь: К10-17А Н90 0,035;

К10-17 В М1500, М47 0,0015.

Сопротивление изоляции, МОм: К10-17А Н90 1000;

К10-17 В М1500, М47 10000.

Постоянная времени, МОм•мкФ: К10-17А Н90 75;

К10-17А М1500, М47 250.

Срок сохраняемости, лет 12.

Допускаемая реактивная мощность, ВАР: К10-17А Н90 0,06...2;

К10-17А М1500, М47 1...40.

Конденсатор К50-35

Конденсатор типа К53-4А электролитические, предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока. Конструктивно выполнены в цилиндрическом герметизированном корпусе.

Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации:

Температура окружающей среды,°С

-   верхнее значение +85;

-   нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха, % , не более,

при температуре +25°С 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт. ст.) 0,00013 (10-6).

Основные технические данные

Тангенс угла потерь: 15...20.

Ток утечки, мкА: 5...50.

Срок сохраняемости, лет 12.

Резистор С2-23

Резисторы типа С2-23 с металлоэлектрическим проводящим слоем предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. Относятся к неизолированным резисторам.

Уровень собственных шумов, мкВ/В, не более 1,5.

Условия эксплуатации резисторов :

Температура окружающей среды,°С

-  верхнее значение +75;

-  нижнее значение -60.

Относительная влажность окружающего воздуха при температуре

40 °С, % 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт.ст.) 0,00013 (10-6).

Вибрация:

-  ускорение, м/c2, (g) 147(15);

-  диапазон частот, Гц 5...600.

Удары:

-  ускорение, (g), не более 150;

-  количество 4000.

Линейные нагрузки:

-  с ускорением, (g), не более 200;

Минимальная наработка на отказ, ч 40000.

Микросхемы К176ИЕ4

Микросхемы ТТ логика. Работают при напряжении питания Uпит=9В±10%. Имеют улучшенные электрические параметры: значительно снижен входной ток низкого уровня I0вх, увеличено пороговое входное напряжение до 1,5В и оно зафиксировано.

Микросхема К176ТМ2

Микросхема представляет собой двойной RS-тригер. Электрические характеристики приведены в таблице 3.1.

Микросхема К561ТЛ1

Микросхема представляет сабой электронный ключ. Электрические характеристики приведены в таблице 3.2.

Эксплуатационные характеристики микросхем. Таблица 3.1.

интервал рабочих температур, °С	относительная влажность воздуха 98% при температуре, °С	вибрация		многократные удары с ускорением, g	линейная нагрузка с ускорением, g
		Диапазон частот, Гц	ускоре-ние, g
-45...+85	25	1...2000	10	75	50
-30...+70	25	1...600	10	75	50
-45...+75	25	1...600	10	75	50

Электрические характеристики микросхем. Таблица 3.2.

Тип Микросхемы	U0вых, не>, В	U1вых, не <, B	I0вх, не>, мА	I1вх, не>, мА	I1пот, не>, мА	t1,0зд.р, не>, нс	t0,1зд, не>, нс
К176ИЕ4	0,5	2,7	-0,4	0,02	20	56	45
К176ТМ2	0,4	2,5	-0,2	0,02	10	8	8
К561ТЛ1	0,48	2,9	-0,36	0,02	10	41	27

 

Диод КД503А

Полупроводниковый КД503А предназначен для работы в аппаратуре широкого применения. Выпускается в корпусном варианте.

Электрические характеристики:

Прямое напряжение на переходе при температуре окружающей

среды от +25 до +125 °С и Iпр=100 мА, В 1.

Максимальный обратный ток при :

-  температуре корпуса от -60 до +25°С, мкА 1;

-  температуре корпуса +125°С, мкА 200.

Максимальное обратное напряжение, В 30.

Ток прямой средний при температуре окружающей среды

от - 60 до +50 °С, мА 50.

Ток импульсный при длительности импульса не более 10 мкс, мА 1000.

Эксплуатационные характеристики:

Температура окружающей среды, °С:

-  верхнее значение +125;

-  нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха при температуре +40°С, % 98.

Стабилитрон Д814Г

Полупроводниковый Д814Г предназначен для работы в аппаратуре широкого применения. Выпускается в корпусном варианте.

Электрические характеристики:

Прямое напряжение на переходе при температуре окружающей

среды от +25 до +125 °С и Iпр=50 мА, В 1.

Максимальный обратный ток при :

-  температуре тела от -60 до +25°С, мкА 1;

-  температуре тела +125°С, мкА 100.

Максимальное обратное напряжение, В 30.

Ток прямой средний при температуре окружающей среды

от - 60 до +50 °С, мА 50.

Ток импульсный при длительности импульса не более 10 мкс, мА 500.

Эксплуатационные характеристики:

Температура окружающей среды, °С:

-  верхнее значение +125;

-  нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха при температуре +40°С, % 98.

Транзисторы КТ315

Граничная частота при Vкб=5В, Iэ=10мА не менее 300МГц

Постоянное напряжение Vкэ при Rэб<3кОм 15В

Постоянный ток коллектора 30мА

Температура окружающей среды от 213 до 398К

Рассеиваемая мощность при Т=213...338К, р<665Па 150мВт

при Т=398К 60мВт

Транзисторы КТ361

Граничная частота при Vкб=5В, Iэ=10мА не менее 300МГц

Постоянное напряжение Vкэ при Rэб<3кОм 15В

Постоянный ток коллектора 30мА

Температура окружающей среды от 213 до 398К

Рассеиваемая мощность при Т=213...338К, р<665Па 150мВт

 при Т=398К 60мВт