Устройство управления работой системы безопасности (стр. 7 из 13)

SРЕССТRА — программа ручной, интерактивной и автоматической трассировки проводников и размещения компонентов. Программа SРЕССТRА успешно трассирует ПП большой сложности (число слоев до 256) благодаря применению так называемой бессеточной (Shape-Based) технологии. В отличие от разработанных ранее сеточных трассировщиков, в которых графические объекты представлены в виде набора координат точек, в ней используются компактные способы их математического описания. За счет этого повышается эффективность трассировки ПП с высокой плотностью расположения компонентов и обеспечивается тонкая настройка сложных стратегий размещения компонентов и трассировки проводников.

Всем объектам ПП присваивается определенный уровень иерархии и вводятся правила размещения и трассировки, составляющие их стратегию, предусматривающую особенности разработки конкретной ПП.

Помимо обычного контроля соблюдения технологических зазоров типа проводник — проводник, проводник — ПО и т. п. в системе SРЕССТRА можно выполнить контроль максимальной длины параллельных проводников, расположенных на одном или двух смежных слоях, что позволяет уменьшить уровень перекрестных искажений. Контролируется также максимальное запаздывание сигнала в отдельных цепях.

SРЕССТRА воспринимает информацию о ПП, подготовленных с помощью одного из графических редакторов: МD, Р-САD РСВ, МicroSim, РСВоаrds, РАDS, Рrоtе1, ОrСАD Lауоut и многих др. Разработанная в SРЕССТRА ПП транслируется обратно для выпуска документации. Процедура такой двусторонней трансляции встроена в Р-САD РСВ, но она может выполняться и автономно.

5. РАСЧЕТ ВИБРОПРОЧНОСТИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА

Данный расчет проводится с целью определения степени влияния вибрации на элементы печатного узла, а также с целью определения перегрузок, которые воздействуют на элементы монтажа при воздействии вибрации. При расчете на вибропрочность в качестве расчетной схемы принимается упрощенная модель в виде прямоугольной пластины с размерами сторон a*b постоянной толщины h с определенным видом закрепления по контуру.

Массу печатаной платы можно рассчитать по такой формуле:

(5.1)

где r - плотность стеклотекстолита (r=2050 кг/м³), а*b*h – размеры печатной платы (берутся из чертежа печатной платы).

Пользуясь формулой ( 6.1) рассчитаем массу нашей печатной платы:

(кг).

Определим коэффициент влияния (он учитывает массу ЭРЭ на печатной плате) пользуясь следующим выражением:

где m_Э – суммарная масса всех ЭРЭ на печатной плате, m_Э=30 г.

Рассчитаем К_В:

(5.2)

Далее следует определить собственную частоту колебаний печатной платы:

(5.3)

где D – цилиндрическая жесткость, определяется по формуле:

(5.4)

где Е – модуль Юнга (Е=3.02*10¹⁰ Па);

m - коэффициент Пуассона (m=0.22).

Подставим эти значения в формулу (6.4):

(Н*м);

Определим a, считая, что плата опирается по четырем сторонам:

;

n=r*g, где g – ускорение свободного падения (g=9.81).

Теперь подставим все найденные значения в выражение (5.3) и найдем собственную частоту колебания печатной платы:

(Гц).

Определяем амплитуду колебаний (прогиб) печатной платы при вибрации на частоте fс, при этом воспользуемся таким выражением:

(5.6)

где n – коэффициент перегрузки (n=8). Рассчитаем это значение:

(мм).

Определим коэффициент динамичности, показывающий во сколько раз амплитуда вынужденных колебаний платы на частоте f отличается от амплитуды на частоте f_С:

(5.7)

где f – частота вибрации (f=50 Гц);

ε—показатель затухания колебаний (для стеклотекстолита при напряжениях, близких к допустимым, принимают ε=0.06).

Рассчитаем К_g:

.

Динамический прогиб в геометрическом центре ПП при её возбуждении с частотой f определяется:

(мм).

Определим эквивалентную этому прогибу равномерную распределенную динамическую нагрузку:

(5.8)

где коэффициент С₁ рассчитывается по такой формуле:

.

Подставим все значения в формулу (6.8) и найдем искомое значение:

(Па).

Максимальный распределённый изгибающий момент:

(5.9)

где коэффициент С₂ рассчитывается по такой формуле:

.

Подставим эти значения в формулу (6.9):

(Н).

Определим допустимое напряжение для печатной платы из стеклотекстолита:

(5.10)

где s_T - предел выносливости материала печатной платы (для стеклотекстолита s_T=105МПа);

[n_s] - допускаемый запас прочности, [n_s]=2.

(МПа).

Проверим выполнение условия вибропрочности для печатной платы:

МПа << МПа.

Окончательный расчёт подтвердил, что ПП не нуждается в дополнительных опорах, амортизаторах или других элементах, необходимых для уменьшения перегрузок при действии вибрации. При воздействии заданной возмущающей частоты механическая прочность обеспечена и прогиб не превышает 20 % (допустимой нормы).

6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ

Целью данного расчета является определение количественных значений основных показателей надежности по интенсивности отказов элементов.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002-83).

Событие, состоящее в частичной или полной утрате работоспособности системы и приводящее к невыполнению или неправильному выполнению тестов или задач, называют отказом (ГОСТ 16325-76).

Под безотказностью устройства понимают свойство непрерывно сохранять работоспособное состояние, т.е. соответствовать основным требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Исходными данными для расчета показателей надежности типовых конструкций ЭВМ являются:

- схема электрическая принципиальная с указанием типов элементов, входящих в нее;

- режимы работы элементов (электрические, климатические и механические);

- значения интенсивности отказов всех типов элементов при номинальных и фактических режимах.

1. Из анализа логической схемы надежности определяется способ резервирования, используемый в изделии. Система является не резервированной.

Определяются интенсивности отказов элементов с учетом условий эксплуатации изделия:

(6.1)

где λ_oi – номинальная интенсивность отказов;

k₁ и k₂ – поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов (вибраций и ударных нагрузок);

k₃ – поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры;

k₄ – поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха;

a_i(T,k_н) – поправочный коэффициент в зависимости от температуры поверхности элемента (T) и коэффициента нагрузки (k_н).

Пользуясь перечнем элементов и справочной литературой, определяем интенсивность отказов элементов и заносим эти значения в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Интенсивность отказов элементов печатного узла

Наименование элемента		Тип элемента		N		λ ∙10-7, 1/ч		Кн	ai(T,kн)
Конденсатор		C0805		25		0,3		0,1	0,05
Транзистор		BC817		14		0,3		0,4	1
Разъёмные соединения		4		0,2		1	1
Резистор		R0805		65		0,02		0,1	0,03
Резистор подстроечный		СП3-19Б		2		0,05		0,1	1
Предохранитель		4		1		1	1
Джампер		1		2		1	1
Кнопка		1		2		1	1
Стабилитрон		2		0,2		1	1
Варистор		4		0,2		1	1
Трансформатор		2		0,2		1	1
Диоды		31		2		1	1
Диодный мост		1		0,3		1	1
Реле		JZC-33FC		1		0,5		1	1
Микросхемы	PIC16F73		1		0,2		1		1
	24LC01B		1		0,2		1		1
	LM317		1		0,2		1		1
	KPEH5A		1		0,2		1		1
	PC457		1		0,2		1		1
Резонаторы кварцевые	HC49SM		1		0,25		1		1
Печатная плата	ДПП		2		1		1		1
Провода соединительные	МГВ-0,75		10		0,2		1		1
Пайка выводов	600		0,005		1		1

Раскроем обозначения в таблице: