Анализ и обоснование выбора элементной базы

 

При подсчете на принципиальной схеме присутствуют:

1. Микросхема К553УД2

2. VT3 – VT4 Транзистор КТ819В

3. VT1 транзистор КТ3107Б

4. VT2 транзистор КТ3102В

5. Светодиод HL1 АЛ307Б

6. Резистор МЛТ С1- 4, С2 – 33.

7. Конденсатор С4 – К50 – 35,

8. Конденсатор С 1-5, К10 – 17,

9. Переключатели SA1 – SA3 - МП11

10. Кнопка SB1– КМ1 – 1.

11. Динамическая головка BA1 1…4 Вт. (4ГДШ1 – 4)

 

 

 

1. Микросхема К553УД2 операционный усилитель.

2. Габаритные размеры

3. УГО элемента на схеме

4. Упрощенное обозначение на сборочном чертеже

5. Таблица габаритов (реальные размеры корпусов) и установочных размеров.

Корпус типа 201.14 – 1, масса не более 1 г. Напряжение питания: +- 15 В. Ток потребления: не более 6 мА. Технические условия: бКО.348.260 – 02 ТУ.

 

 

VT3 – VT4 Транзистор КТ819В

1. Транзистор КТ819В n – p – n

2. Габаритные размеры

3. Упрощенное обозначение на схеме

4. КТ819В

Предназначены для применения в усилителях и переключающих устройствах.

Корпус:

- металлический со стеклянными изоляторами и жесткими выводами 2Т819А, 2Т819Б, 2Т819В, КТ819АМ, КТ819БМ, КТ819ВМ, КТ819ГМ;

- пластмассовый с жесткими выводами 2Т819А2, 2Т819Б2, 2Т819В2, КТ819А, КТ819Б, КТ819В, КТ819Г, КТ819А1, КТ819Б1, КТ819В1, КТ819Г1.

Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора, Вт (Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность транзистора, Вт) – 60

Тип корпуса КТ – 28

 

1. Транзистор КТ3107Б p – n – p

2. Габаритные размеры

3.
4. Макс. напр. к-б при заданном обратном токе к и разомкнутой цепи э.(Uкбо макс), - 50 В Максимально допустимый ток к (Iк макс.) - 0.1 А Статический коэффициент передачи тока h21э - 120 мин Граничная частота коэффициента передачи тока fгр. - 200 МГц Максимальная рассеиваемая мощность - 0.3 Вт Корпус- kt-2

 

 

1. Транзистор КТ3102В n – p – n

2. Габаритные размеры

3.

 

4. Характеристики:

Максимально допустимое напряжение коллектор-база - 30 В

Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер - 30 В

Максимально допустимый постоянный ток коллектора - 100(200) мА

Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода (с теплоотводом) - 0.25 Вт

Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером - 200-500

Обратный ток коллектора - <=0.015 мкА

Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером =>150 МГц

Коэффициент шума биполярного транзистора - <=10 дБ

 

 

1. Светодиод HL1 АЛ307Б

2. Габаритные размеры

3.

4. Характеристики

Тип прибора АЛ307Б;

Цвет свечения – красный;

I_V=900 мккд(L,кд/м²);

U_пр – 2 В;

I_пр.ном- 10 мА;

I_max – 0,67mkM;

I_пр.мах – 20mA;

U_обр – 2 В;

Т_к.мах - 70°С

 

 

1. Резисторы МЛТ С1-4, С2-33

2. Габаритные размеры

Номинальная мощность, Вт	Диапазон номинальных сопротивлений, Ом	Размеры, мм	Масса, г, не более
D	L	l	d
0,125	8,2...3 x 106	2,2	6,0		0,6	0,15
0,25	8,2...5,1 x 106	3,0	7,0		0,6	0,25
0,5	1,0...5,1 x 106	4,2	10,8		0,8	1,0
	1,0...10 x 106	6,6	13,0		0,8	2,0
	1,0...10 x 106	8,6	18,5		1,0	3,5

 

3.

4.

 

1. Конденсаторы С4 – К50 – 35

2. Габаритные размеры

3.

+

 

4. Характеристики:

Диапазон рабочих температур - -40…+85°С

Номинальное напряжение – 6,3-450В

Номинальная емкость – 0,1-15000мкФ

Допустимые отклонения емкости от номинала ± 20

 

 

1. Конденсаторы С1,С2,С3,С5 – К10 – 17

2. Габаритные размеры

3.

4.

Электрические параметры

Номинальное напряжение, В 63, 100, 160, 250, 400, 630

Номинальная емкость, мкФ 0,001 - 4,7

Допустимые отклонения емкости, % ± 5; ± 10; ± 20

Допустимое изменение емкости конденсаторов от измеренной в нормальных условиях, %

+ 125 °C не более 18

- 60 °C не более 12

Тангенс угла потерь при f = 1000+50 Гц

в нормальных условиях не более 0,008

Т = 125 °C U = 63 В не более 0,045

Т = 125 °C U свыше 160 В не более 0,025

Сопротивление изоляции между выводами в нормальных условиях, МОм; C не превышает 0,33 мкФ

U = 63 В min 12000

U превышает 160 В min 30000

Постоянная времени, МОм•мкФ

 

1. Переключатели SA1 – SA3 – МП11

2. Габаритные размеры

 

3.

4.

Технические характеристики

• Масса, г, не более:

- для МП1-1, МП3-1, МП5..... 3,5

- для МП9, МП11..... 2,7

• Сопротивление контакта, Ом, не более..... 0,05

• Электрическая прочность изоляции, В..... 1100

• Сопротивление изоляции, МОм, не менее..... 1000

• Время срабатывания подвижных контактов, с, не более:

- для приемки "1"..... 0,02

- для приемки "5"..... 0,01

• Усилие прямого срабатывания, Н:

- для приемки "1"..... 0,98-2,94

- для приемки "5"..... 0,98-2,25

• Усилие обратного срабатывания, Н, не менее..... 0,39

• Ходы приводного элемента, мм:

- рабочий для приемки "1"..... 0,15-0,6

- рабочий для приемки "5"..... 0,17-0,5

- дополнительный для приемки "1"..... 0,2

- дополнительный для приемки "5"..... 0,15

• Рабочая температура окружающей среды..... от -60 до +125°С

• Относительная влажность, %:

- для исполнения УХЛ при 25 °С..... 98

- для исполнения В при 35 °С..... 98

• Гарантийный срок с даты изготовления, лет:

- для приемки "1"..... 15

- для приемки "5"..... 20

 

 

1. Кнопка SB1 – КМ1 - 1

2. Габаритные размеры

3.

4.

1. Динамическая головка BA1 1…4 Вт (4ГДШ1 – 4)

2. Габаритные размеры

3.

 

4. Технические характеристики:

Максимальная шумовая / паспортная мощность 4 Вт.

Номинальный диапазон частот 125—7100 Гц

Уровень характеристической чувствительности в номинальном диапазоне частот - 93,5 дБ

Номинальное электрическое сопротивление 4 Ом

Максимальная мощность кратковременная 10 Вт.

долговременная 6 Вт.

Частота основного резонанса 120 Гц.

Габариты диаметр 125х49 мм

 

Расчетная часть

Расчет надежности

Исходными данными для расчета показателей надежности являются:

1. Принципиальная схема с указанием типов деталей, входящих в нее;

2. Значения интенсивности отказов всех типов деталей.

К основным компонентам надежности можно отнести:

1.Комплектующие элементы (интегральные микросхемы и радиоэлементы);

2. Элементы монтажа (различного вида линии связи, сварные, паянные или термокомпрессионные соединения, разъемы, печатные платы, металлизированные отверстия). Для всех этих элементов преобладающими являются внезапные отказы.

По результатам анализа влияния на работоспособность конструкции входящих в нее элементов, составляется структурная схема надежности. Элемент включается в эту схему, если его отказ приводит к отказу типовой конструкции.

Суммарная интенсивность отказов типовой конструкции определяется по следующей формуле:

,

где N – число типов элементов в структурной схеме надежности;

- интенсивность отказов элементов i -го типа;

- количество элементов i -го типа.

 

Наработка на отказ определяется по формуле:

Значения интенсивностей отказов элементов на принципиальной схеме устройства приведены в таблице:

 

 

Табл. 1. Интенсивность отказов элементов схемы

 

Наименование и тип элементов	Интенсивность отказов λi*10-6, ч-1	Кол-во ni
DA1	К553УД2	0,15
SB1	КНОПКИ	0,1
C1,С2,С3,С5	КОНДЕНСАТОРЫ	0,14
С4	КОНДЕНСАТОР	0,24
R1-R14	РЕЗИСТОРЫ	0,03
HL1	СВЕТОДИОД	1,8
VT1 – VT2	ТРАНЗИСТОРЫ	0,5
VT3-VT4	ТРАНЗИСТОРЫ	0,26
SA1 – SA3	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ	1,2

 

λ=0,15+0,1+0,14*4+0,24+0,03*10+1,8+0,5*2+0,26*2+1,2

λ= 5,87 * 10^-6 ч^-1

Найдем среднюю наработку до первого отказа по формуле:

Тср=1/L=1/ 232,279305·10-6 =4305,16 час

где:

Т_ср - средняя наработка до первого отказа.

Далее найдем вероятность безотказной работы:

Р(t)=1-L·tср=1-232,279305·10-6·500=0,89

где:

Р(t) - вероятность безотказной работы

t_ср - среднее время нормальной работы изделия