1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Разработка конструкции устройства формирования ИВКГ.
Наиболее приемлемый вариант выполнения разработанного устройства – на одной плате с одно или двусторонним печатным монтажом. Реальный размер платы, а также тип разъема, определяется конструкцией общего устройства, частью которого является данная разработка. Однако, так как такая информация отсутствует, то примем за основу один из стандартных размеров плат и подходящий для целей подсоединения разработанного устройства разъем. Основные моменты, определяющие конструкцию, следующие:
1. В устройстве всего 5 микросхем. Все микросхемы выполнены в корпусах типа 238.16-2 Это пластмассовые корпуса с 14 выводами. Шаг между выводами – 2,5мм.
2. Размер печатной платы может быть выбран в соответствии с несколькими стандартами [5]. В частности, числовые значения основных размеров печатных плат по рекомендациям МЭК [5] (международная электротехническая комиссия) выбираются на основе исходного типоразмера H0В0=100100 мм по смешанной системе мер. Размер выбирается кратно U=44,45мм в соответствии с выражением:
Н=Н0+nU,
где n=0,1,2,3……
Размер В выбирается в соответствии с выражением:
В=В0+n×60,
где n=0,1,2,3……
Наиболее распространенные размеры печатных плат:
Н=144,5; 233,35; 322,25; 366,7 мм
В=160; 220; 280; 400 мм
Выберем наименьшие размеры, так как наше устройство вполне свободно может быть размещено на такой плате.
В качестве соединительного разъема выберем СНО51, контакты которого впаиваются непосредственно в плату. Такой выбор обусловлен очень широкой распространенностью этого разъема как в отечественной, так и в зарубежной аппаратуре.
Чертеж конструкции печатной платы с разъемом и эскизным расположением элементов изображен на листе 2 формата А4 . Элементы на плате расположены по принципу функциональной близости. Разводка проводников печатной платы ручным способом является очень трудоемким процессом и в настоящее время выполняется с помощью компьютерных систем автоматизации проектирования печатных плат, например, PCAD.
5. Расчет надежности устройства формирования ИВКГ.
Для проведения расчета необходимо знать: типы элементов, интенсивность отказов li элементов различных типов и количество элементов Ni каждого типа, входящих в систему. Учет эксплуатационных условий сводится к выбору типов элементов, способных работать в заданных условиях. Расчет выполняют по следующей схеме:
- все элементы разбивают на группы с одинаковой интенсивностью отказов внутри группы и подсчитывают количество элементов в группе
- по таблицам находят средние интенсивности отказов элементов каждой группы
- вычисляют произведение Nili
- рассчитывают общую интенсивность отказов по всем группам элементов:
L=li
- определяют вероятность безотказной работы за время t=10
P(t)=1-tl
Значения интенсивности отказов элементов по группам : (l ×10-6)
1. логические элементы – 0,05
2. счетчик К155ИЕ4 - 4,2
3. резистор – 0,25
4. кварцевый резонатор – 0,3
5. динамический D триггер – 1,5
Расчет:
Вычисляем произведение Nili для каждой из групп:
(l ×10-6)
1) 2 резистора – 0,5
2) Один кварцевый резонатор – 0,3
3) Два триггера – 3
4) Один двоичный четырехразрядный счетчик –4,2
5) 4 логических элементов – 0,2
Рассчитываем общую интенсивность отказов:
L=l=0,5+0,3+3+4,2+0,2=8,2 ×10-6
Находим вероятность безотказной работы за время:
t=10:P(t)=1 - tl=1-8,2×10-6= 0,9999918
Находим время безотказной работы:
Tср=121951,22ч
6. Заключение.
В результате курсового проектирования:
- проанализированы два варианта структурных схем устройства и выбран наиболее приемлемый и экономичный с точки зрения стоимости
- проведен анализ логических выражений, определяющих принципиальную схему устройства
- разработана принципиальная схема устройства
- разработана конструкция устройства
7. Список литературы.
1. Г.И. Пухальский, Т.Я.Новосельцева. Цифровые устройства: учебное пособие для ВТУЗОВ. СПб.: Политехника, 1996г
2. Шило В.Л. Популярные микросхемы ТТЛ.- М.: "Аргус". 1993г. Справочник.
3. Булычев А.П. и другие. Аналоговые интегральные схемы. Справочник. Минск "Беларусь" 1993г
4. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. М. Энергоатомиздат. 1988г
5. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Под ред. Файдулаева Б.Н. М. "Радио и связь", 1986г
