Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок надійності генератора сигналів звукової і ультразвукової частоти
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра теоретичної радіотехніки та радіовимірювання (ТРР)
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Контрольна робота
Предмет:
Основи надійності радіо електронних пристроїв
Група:
РТ-31
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет
“Львівська політехніка”
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисципліни “Основи надійності РЕА”
на тему : Розрахунок надійності генератора сигналів
звукової і ультразвукової
частоти.
Виконав:
студ. групи РТ-31
Перевірив:
Львів 2005
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
Необхідно розробити генератор сигналів звукової і ультразвукової частоти, який би забезпечував малу нерівномірність частотної характеристики в широкому діапазоні частот, з невеликим коефіцієнтом гармонік. Котрий здатний генерувати коливання синусоїдальної форми частотою від 14Гц до 200 кГц. Вихідний опір даного РЕП повинен становити 75 Ом. Результати розрахунків надійності привести у вигляді таблиці.
ВСТУП
Генератор сигналів звукової і ультразвукової частоти – це нескладний і надійний пристрій , який генерує коливання синусоїдальної форми частотою від 14Гц до 200 кГц. Даний діапазон розбитий на чотири піддіапазона: 14…200Гц, 140…2кГц, 1.4…20 і 14…200 кГц. Напруга на виході генератора плавно регулюється від 0 до 1 В. Цей пристрій призначений для провірки трактів ЗЧ, зняття АЧХ всіляких підсилювачів ЗЧ, регуляторів тембра, різноманітних фільтрів ЗЧ та багато іншого. Живлення РЕП здійснюється від двох батарей «Крона», і споживає струм біля 16 мА. В якості живлення можна використовувати будь-яке двополярне джерело напругою +9 і -9 В. Пристрій має невеликі габарити, мале споживання струму, простий в складанні і настройці. Таким чином все вищезазначене робить його бажаним поповненням в будь-якій лабораторії.
В даній роботі необхідно розрахувати надійність даного пристрою в побутових стаціонарних умовах у вигляді середнього часу напрацювання на відмову.
Короткий опис схеми пристрою
Генератор сигналів звукових і ультразвукових частот.
Основою описаного генератора сигналів являється операційний підсилювач (ОУ) МС1 К1УТ401А. Вихідний каскад на транзисторах Т1 і Т2 слугує для пониження вихідного опору РЕП, який становить 75 Ом , напруга на виході регулюється від 0 до 1В, ступеневий атенюатор дозволяє послабити його в 10, 100 і 1000 разів ( тобто, на 20, 40, і 60 дБ відповідно ).
Як видно із схеми , напруга додатнього зворотнього зв’язку подається на неінвертуючий вхід ОУ МС1 з частотно-вибіркового подільника , який складається із здвоєного резистора змінного опору R2R6, резисторів R1, R7 і конденсаторів C3-C10, підключеним до них перемикачем під діапазонів В1. Напруга від’ємного зворотнього зв’язку знімається з подільника напруги , що складається з резисторів R3-R5 , лампи розжарювання Л1, котра стабілізує амплітуду коливань , і коректуючих конденсаторів С1 і С2. Завд’яки глибокому ВЗЗ амплітуда вихідного сигналу фактично не залежить від частоти.
Навантаженням генератора слугує резистор постійного опору R9, і змінного опору R12, що являється плавним регулятором напруги . З нього сигнал подається на гніздо Ш1 і ступеневий атенюатор , що складається із резисторів R13-R18 . Необхідну амплітуду сигналу встановлюють перемикачем В2, рухомий контакт якого з’єднаний з гніздом Ш5.
Стабілізатори напруги живлення виконані на стабілітронах Д1, Д2 і резисторах R10, R11. Всі деталі РЕП , окрім роз’ємів Ш1 іШ5 , змонтовані на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм.
Настройка генератора здійснюється за допомогою осцилографа, і шляхом підборки резисторів R3 і R4, R1 та R7, також конденсаторів C1 і C2.
Рис.1 Принципова схема генератора сигналів звукової і ультразвукової частоти
Принципова схема пристрою зображена на рис1.
Перелік елементів
Позиція
Номінал
Кількість
C1
1800 пФ
1
C2
820 пФ
1
C4, С8,
0,22пФ
2
C5, С9
0,022
2
C6, C10
2200 пФ
2
C7, С3
2,2пФ
2
C11
430 пФ
1
C12, С13
0,047 пФ
2
R1
240 Oм
1
R2, R6
4,7 кОм
2
R3
56 Ом
1
R4
150 Oм
1
R5
470 Oм
1
R7
240 Oм
1
R8
5.6 кОм
1
R9, R12
100 Oм
2
R10, R11
51 Ом
2
R13, R15, R17
680 Oм
3
R14,R16, R18
75 Ом
3
Д1, Д2
КС168А
2
Т1
МП37
1
Т2
МП41
1
МС1
К1УТ401А
1
Лампа розжарювання
Л1
1
Роз’єми типу Ш
5
Перемикачі типу В
3
Методика розрахунку надійності радіоелектронних пристроїв
на основі використання показників інтенсивності
відмов елементів.
Загальні положення.
Розрахунок надійності радіоелектронних пристроїв передбачає визначення показників надійності РЕП за відомими показниками надійності їх елементів та вузлів.
При розрахунку надійності беруться такі положення:
відмова будь-якого елемента пристрою призводить до його відмови загалом;
відмови елементів є подіями випадковими і взаємонезалежними;
інтенсивності відмов елементів і потоки їх відмов не залежать від часу, тобто (0=const і (0=const.
Розрахунок надійності пристрою повинен виконуватись на стадіях ескізного і технічного проектів.
Послідовність розрахунку надійності визначається двома стадіями:
наближений розрахунок надійності, який проводиться на стадії ескізного проектування пристрою;
уточнений розрахунок надійності, який проводиться на стадії технічного проектування.
Ми будемо використовувати метод уточненого розрахунку надійності.
Уточнений розрахунок надійності РЕП належить проводити на стадії технічного проекту, коли відомі електричні і теплові режими роботи радіоелементів, навантаження на деталі електромеханічних та механічних складових частин.
Напрацювання на відмову пристрою визначають за формулою
Поправні коефіцієнти К1, К2, К3, Кн1, Кн2, К(3, Кt, Ке вибирають з врахуванням рекомендацій, які наведено в додатках.
К1=((Кн,Т)- поправний коефіцієнт, який враховує електричне і теплове навантаження елемента;
К2=((U)- поправний коефіцієнт, який враховує номінальну напругу конденсаторіврізних видів;
К3=(( )- поправний коефіцієнт, який враховує, відносне число перемикань тумблерів, перемикачів та мікроперемикачів;
Кn1=(( )- поправний коефіцієнт, який враховує струмове навантаження контактної пари реле;
Кn2=((R,Т)- поправний коефіцієнт, який враховує вид навантаження (активне, індуктивне) реле.
К(3=(( )- поправний коефіцієнт, який враховує відносне число зєднань роз(ємів.
Кn2=((Т(,С)- поправний коефіцієнт, який враховує температуру зовнішнього середовища і час, упродовж якого обмотка реле знаходиться під напругою.
Ке- поправний коефіцієнт, який враховує умови експлуатації пристрою.
Формули для розрахунку робочої інтенсивності відмов і
коефіцієнтів навантаження електрорадіоелементів
і комплектуючих виробів.
Інтенсивність відмов резисторів (Р визначається за формулою
Коефіцієнти електричного наваниаження по потужності КНП і напрузі КНН визначаються за формулами
,
При дії на резистор постійної і змінної напруги коефіцієнт навантаження розраховують за формулою
Інтенсивність відмов конденсаторів визначається за формулою
коефіцієнт електричного навантаження , де
UР- фактична максимальна робоча напруга на конденсаторі;
UДОП- гранична допустима робоча напруга за технічними умовами.
В даній схемі, враховуючи що змінні струми дуже малі, розрахунок коефіцієнтів навантаження проводиться по постійному струмові. На деяких елементах коефіцієнт навантаження дуже малий, тому за робочу інтенсивність відмов цих елементів будем приймати середньостатистичну інтенсивність відмов у кокретних умовах експлуатації. Такими елементами є: деякі резистори та конденсатори.
Розрахунок надійності пристрою
Назва і тип
елемента
(0*10-6,
1/год
Кн
Т(,С
Поправні коефіцієнти
(р*10-6,
1/год
N
(*10-6,
1/год
Прим.
К1
К2
К3
Кн1
Кн2
К((3
Кt
Кe
R1
0,7
0,0324
40
0,001
2
0,0014
1
R2
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R3
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R4
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R5
0,7
0,0188
40
0,001
2
0,0014
1
R6
0,7
0,00132
40
0,001
2
0,0014
1
R7
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R8
0,7
0,0312
40
0,001
2
0,0014
1
R9
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R10
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R11
1,2
0
40
0,001
2
0,0024
1
R12
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R13
1,2
0,0024
40
0,001
2
0,0024
1
R14
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R15
0,7
0,0012
40
0,001
2
0,0014
1
R16
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R17
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R18
0,7
0,000276
40
0,001
2
0,0014
1
R19
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R20
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R21
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R22
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
R23
1,2
0
40
0,001
2
0,0024
1
R24
0,7
0
40
0,001
2
0,0014
1
C1
0,7
0,015
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
C2
0,7
0,009
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
C3
3,0
0,18
40
1
1,5
2
9
1
C4
3,0
0,28
40
1
1,5
2
9
1
C5
3,0
0,28
40
1
1,5
2
9
1
C6
0,7
0,15
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С7
0,7
0,56
40
0,2
1,0
2
0,28
1
С8
3,0
0,56
40
0,8
1,5
2
7,2
1
С9
3,0
0,28
40
1
1,5
2
9
1
С10
3,0
0,00019
40
0,001
1,5
2
0,009
1
С11
0,7
0,5
40
0,2
1,0
2
0,28
1
С12
3,0
0,31
40
0,8
1,5
2
7,2
1
С13
0,7
0,07
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С14
3,0
0,031
40
0,001
1,5
2
0,009
1
С15
0,7
0,037
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С16
0,7
0,037
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С17
0,7
0,013
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С18
0,7
0,013
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С19
0,7
0,019
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С20
0,7
0,0019
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С21
0,7
0,006
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
C22
0,7
0,009
40
0,001
1,0
2
0,0014
1
С23
3,0
0,009
40
0,001
1,5
2
0,009
1
С24
3,0
0,001
40
0,001
1,5
2
0,009
1
С25
3,0
0,015
40
0,001
1,5
2
0,009
1
SW1
0,5
0,01
40
2
1
1
SW2
0,5
0,0001
40
2
1
1
SW3
0,5
0,00001
40
2
1
1
XP1
0,5
0,00001
40
2
1
1
DA1
2,0
-
40
2
4
1
DA2
2,0
-
40
2
4
1
DA3
2,0
-
40
2
4
1
Пайка
0,15
0,55
40
2
0,15
148
Сумарний час потоку відмов
1/год
Визначимо середній час напрацювання на відмову даного пристрою за формулою:
год; 13741 =1,56 Року
Нарисуємо графік залежності ймовірності безвідмовної роботи пристрою в залежності від часу роботи.
Рис.2 Залежність ймовірності безвідмовної роботи пристрою в залежності від часу роботи.
Висновок : В загальному схема пристрою забезпечує високу надійність, а середній час напрацювання на відмову становить 13741 год.
Згідно моїх розрахунків, схема є досить надійною в роботі і характеризується великим значенням середнього часу напрацювання на відмову. Перевантажених елементів нема. Слід також відмітити про те, що в схемі є велика кількість недовантажених елементів, тому в цілях економії і зниження вартості пристрою їх можна замінити на менш потужні.
Список літератури :
1. Основи надійності радіоелектронних пристроїв. За ред. д-ра техн. наук, проф. Л.А. Недоступа. “Львівська політехніка” 1998 р.
2. Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов “Полупроводниковие усилительниє устройства” Київ 1987 р.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора