2.3.2. Расчет мультиплексных схем.
Мультиплексные схемы собираются из мультиплексора или демультиплексора.
Мультиплексор - коммутатор, передающий информацию с N - входов на один из выходов в зависимости от двоичного адреса.
Демультиплексор - узел, последовательно распределя-ющий по выходам сигналы, поступающие на его вход. Т.е. передает информацию с единственного входа на один из N - выходов в зависимости от двоичного адреса. С помощью демультиплексора можно осуществить поочередное включение и выключение устройств. Используя это свойство можно экономить на количестве шин.
Схема уплотнения каналов :
Мультиплексор устанавливается со стороны передатчика информации, поступающей на входы D1 - D4 при этом количество информационных шин , где А - число адресных входов.
Демультиплексор устанавливается со стороны приемника информации, причем на его выходах Q1 - Q4 информация воспроизводится поочередно. Таким образом число шин канала связи K = A + 1 (адресные шины плюс одна информационная). Такая схема позволяет экономить шины канала связи в количестве δ = J - K.
Например, при А = 4 мультиплексная схема способна передать двоичное слово, содержащее 16 разрядов ( ); δ = 16 - (4+1) = 11, т.е. экономится 11шин.
2.4. Расчет надежности устройства
2.4.1. Исходные данные.
Электрическая схема устройства и перечень ее элементов. Режимы работы всех элементов. Интенсивность отказов всех элементов в нормальных условиях эксплуатации при нормальной нагрузке. Условия эксплуатации:
- лабораторные;
- температура окружающей среды: 20 ± 5 градусов ;
- диапазон относительных давлений: 630 - 800 мм рт.ст.;
- влажность: 60 ± 15 процентов. Средняя наработка до первого отказа не менее: 60000 часов.
2.4.2. Расчет электрической нагрузки элементов.
Таблица 2.1
Карта рабочих режимов резисторов
Наименование элемента
Ррас,Вт
Рту,Вт
Кн
Резистор постоянный МЛТ-0,125 ВТ
0,1
0,125
0,8
Резистор переменный СП-0,25 Вт
0,1
0,25
0,4
Таблица 2.2
Карта рабочих режимов конденсаторов
Наименование элемента
Uраб,В
Uту,В
Кн
Конденсатор электролитический алюминиевый
5
16
0,31
Таблица 2.3
Карта рабочих режимов светодиодов
Наименование элемента
Uраб,В
Uту,В
Кн
Светодиод
1,5
2
0,75
Таблица 2.4
Карта рабочих режимов микросхем
Наименование элемента
Ррас,Вт
Рту,Вт
Кн
Микросхема интегральная
0,1
0,3
0,33
Составим схему соединения изделий по надежности.
Таблица 2.5
Схема соединений изделий по надежности
Наименование
Количество элементов, шт.
Интенсивность отказов номинальная
Поправочный коэффициент a
Резистор постоянный МЛТ-0,125 Вт
51
0,4
0,8
Светодиод
34
5
0,9
Микросхема
6
1,5
0,1
Микропереклю чатель
12
30
0,1
Гнезда контактные
31
0,2
0,07
Пайка
234
0,004
0,1
2.4.3. Расчет зависимости вероятности безотказной работы от наработки проведен на IBM.
Надежность рассчитывается по формуле:
(2.4.1)
Программа вычисления наработки до первого отказа:
10 PRINT "ВВЕДИТЕ КОЛИЧЕСТВО НАИМЕНОВАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ"
20 INPUT M
30 FOR I = 1 TOM
40 PRINT "ВВЕДИТЕ КОЛИЧЕСТВО ЭЛЕМЕНТОВ"
50 INPUT X
60 PRINT "ВВЕДИТЕ ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТКАЗОВ НОМИНАЛЬНУЮ"
70 INPUT Y
80 PRINT "ВВЕДИТЕ ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ"
90 INPUT Z
100 LET A = X * Y * Z + A
110 NEXT I
120 LET B = A * 1E - 6
130 PRINT "ВВЕДИТЕ ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ НА УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ"
140 INPUT C
150 LET D = B * C
160 LET E = 1/D
170 PRINT "СРЕДНЯЯ НАРАБОТКА ДО ПЕРВОГО ОТКАЗА";E
180 PRINT "ВВЕДИТЕ ЧИСЛО ТЕКУЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ВРЕМЕНИ"
190 INPUT Q
200 FOR S = 1 TO Q
210 PRINT "ВВЕДИТЕ ТЕКУЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ"
220 INPUT T
230 LET K = D * T
240 LET P = 1/EXP(K)
250 PRINT "ВЕРОЯТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ";P
260 NEXT S
270 END
Средняя наработка до первого отказа Тср=71281,93часа. График зависимости вероятности безотказной работы от времени на работки до отказов изображен на рис.2.5
2.4.4. Расчет надежности стенда на IBM.
10 CLS
20 SCREEN 2
30 PRINT "РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ РЭА "
40 PRINT "----------------------------------------"
50 PRINT " НАЖМИТЕ ПРОБЕЛ "
60 PRINT "----------------------------------------"
80 IF INKEY$ <> " " THEN GOTO 80
90 CLS
95 SCREEN 1
100 PRINT "ВВЕДИТЕ КОЛИЧЕСТВО НАИМЕНОВАНИЙ";
110 INPUT N
120 IF N <= 0 OR INT(N) <> N THEN GOTO 90
130 CLS
140 FOR I = 1 TO N
150 PRINT "НАИМЕНОВАНИЕ НОМЕР ("; I; ")"
160 PRINT "
170 PRINT "
180 PRINT "
190 PRINT "ВВЕДИТЕ КОЛИЧЕСТВО ЭЛЕМЕНТОВ";
200 INPUT X
210 PRINT "ВВЕДИТЕ ИНТЕНСИВНОСТЬ ОТКАЗОВ";
220 INPUT Y
230 PRINT "ВВЕДИТЕ ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ";
240 INPUT Z
250 A = X * Y * Z + A
260 NEXT I
270 PRINT "ВВЕДИТЕ ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФ. НА УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ";
280 INPUT C
290 IF C = 0 THEN GOTO 270
300 PRINT "ВВЕДИТЕ СРЕДНЮЮ НАРАБОТКУ ДО ПЕРВОГО ОТКАЗА ЗАДАН-
НУЮ";
310 INPUT TSRZ
320 D = A * .000001 * C
330 G = 1 / D
340 CLS
350 PRINT "СРЕДНЯЯ НАРАБОТКА ДО ПЕРВОГО ОТКАЗА Tср.р.="; G;
"ЧАС."
360 IF G < TSRZ THEN PRINT "Tср.р. НЕ СООТВЕТСТВУЕТ ТУ";
370 IF G >= TSRZ THEN PRINT "Tср.р. СООТВЕТСТВУЕТ ТУ";
380 IF G < 1000 THEN GOTO 420
390 IF G < 10000 THEN GOTO 440
400 IF G < 100000 THEN GOTO 460
410 IF G < 1000000 THEN GOTO 480
420 S = (INT(G / 100) + 1) * 100
430 GOTO 490
440 S = (INT(G / 1000) + 1) * 1000
450 GOTO 490
460 S = (INT(G / 10000) + 1) * 10000
470 GOTO 490
480 S = (INT(G / 100000) + 1) * 100000
490 PRINT
500 PRINT "ТАБЛИЦА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКА
ЗАВИСИМОСТИ P(T)=EXP(-T/Tср.)"
510 FOR I = 0 TO S STEP S / 10
520 PRINT " X="; I, "Y="; 1 / EXP(D * I)
530 NEXT I
540 PRINT
550 PRINT "ПОСЛЕ ТОГО КАК ВЫ ЗАПИШИТЕ, ДЛЯ ВЫВОДА ГРАФИКА НАЖМИТЕ ПРОБЕЛ";
560 IF INKEY$ <> " " THEN GOTO 560
570 CLS
580 SCREEN 2
590 PRINT " ГРАФИК ФУНКЦИИ P(T)=EXP(-T/Tср.р.)"
600 LINE (0, 200)-(0, -200)
610 LINE (0, 0)-(600, 0)
620 PSET (0, 0)
630 FOR I = 0 TO S STEP S / 10
