Разработка детектора высокочастотного излучения (стр. 6 из 6)
КН - коэффициент электрической нагрузки, равный отношению рабочей нагрузки к оптимальной:
; (7.5.2)αt - температурный коэффициент, показывающий во сколько раз отличается интенсивность отказа элемента при данном КН от интенсивности отказа при номинальных условиях:
; (7.5.3)αb - коэф. учитывающий влияние внешних воздейств. на надежность элемента
Таблица 7.5.1 Интенсивность отказов элементов печатной платы [2].
| Наименование элемента | Тип элемента | N | λо.э10-7, 1/ч | Кн | at | ab | N∙ λо.э.∙10-7∙ Кн∙ at∙ ab |
| Светодиоды | АЛ307ГМ | 1 | 0,2 | 0,37 | 1,1 | 10 | 0,814 |
| Диоды Шоттки | КД521А | 1 | 0,3 | 0,3 | 1,1 | 10 | 0,99 |
| Конденсаторы | К10-7В | 8 | 0,3 | 0,7 | 0,4 | 10 | 6,72 |
| Конденсаторы | К 50-16 | 2 | 0,3 | 0,6 | 0,5 | 10 | 1,8 |
| Резисторы | С2-23 | 26 | 0,02 | 0,2 | 1,6 | 10 | 1,664 |
| Резисторы | PVM4 | 1 | 0,4 | 0,8 | 1,8 | 10 | 5,76 |
| Резисторы | RV091NP | 1 | 0,4 | 0,7 | 1,4 | 10 | 3,92 |
| Транзисторы | BC548, BFR91A | 3 | 0,88 | 0,6 | 1,2 | 10 | 19,008 |
| Переключатели | SS-8 | 1 | 0,5 | 1 | 1 | 10 | 5 |
| Микросхема | LM324 | 1 | 0,2 | 1 | 3 | 10 | 6 |
| Печатная плата | 1 | 1 | 1 | 1 | 10 | 10 | |
| Пайка выводов | 188 | 0,005 | 1 | 1 | 10 | 9,4 |
В таблице 7.5.1 приведены справочные данные по интенсивности отказов для каждого элемента.
Обозначения в таблице:
N - количество элементов;
lо.э. - интенсивность отказов элементов (1/ч);
Кн - коэффициент нагрузки:
at - температурный коэффициент;
ab - коэффициент воздействий внешней среды;
Из таблицы 7.5.1 определяем результирующую интенсивность отказов:
lр = 71,076·10-7
Далее определим среднее время наработки до первого отказа
(7.5.4)Затем определим вероятность безотказной работы в течении 1 года:
(7.5.5)Тогда вероятность отказов Q (t) = 1-0,939 = 0,061
Построим график зависимости безотказной работы и отказа от времени:
| t, час. | 10 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 |
| P | 0,999924 | 0,99924 | 0,992421 | 0,926746 | 0,467311 | 0,000497 |
Рис.7.5.1 График зависимости вероятности безотказной работы и отказа от времени.
Таким образом, после определения основных показателей надёжности, можем утверждать, что данное устройство является достаточно надёжным.
8. Инструкция по применению
Перед первым включением прибора в исследуемом помещении необходимо повернуть движок подстроечного резистора R9 до упора по часовой стрелке. В этом случае весь сигнал с детектора попадает на компаратор, таким образом, обеспечивая режим максимальной чувствительности. После этого нужно подать напряжение питания переключателем К1. Затем, вращая переменный резистор R10, установить такой порог срабатывания компаратора, при котором генератор НЧ находится на границе возбуждения или происходит генерация самого низкочастотного тона. Последнюю операцию необходимо производить в точке пространства, где электромагнитное излучение заведомо отсутствует. Медленно обследуйте помещение. При приближении к источнику сигнала частота звукового тона будет уменьшатся, а при отдалении - соответственно увеличиваться. При высоком уровне электромагнитного поля в помещении, возможно, понадобится регулировка чувствительности детектора резистором R9. При регулировке изменяется частота звукового тона чем выше частота тем меньше чувствительность.
Выводы
В данном бакалаврском проекте был разработан детектор высокочастотного излучения.
При разработке поставленной цели был проведен детальный анализ существующих на данный момент способов решений данной задачи. После чего был проведен выбор и обоснование функциональных узлов. На основе их анализа было разработано устройство: детектор высокочастотного излучения.
Размеры разработанного устройства составляют 100х60х25 мм и соответствуют требованиям технического задания. Питание устройства осуществляется от батареи 9В. Потребляемый ток составляет 23 мА. Печатный узел устройства разработан с применением технологии поверхностного монтажа.
Конструкторско-технологический, электрический расчеты, расчет теплового режима, расчет на вибропрочность и расчет основных показателей надежности показали соответствие устройства требованиям, изложенным в техническом задании.
В бакалаврском проекте имеется графическая часть, включающая структурную, функциональную и электрическую принципиальную схему устройства, сборочный чертеж печатной платы, а так же чертежи разводки печатного узла, которые необходимы для изготовления устройства на производстве.
Разработанная конструкция может быть использована для защиты от несанкционированного вмешательства в личную жизнь - для поиска подслушивающих приборов (жучков, видеокамер), которые передают данные по радиоканалу.
Приведенные расчеты и графическая часть показывают, что задание бакалаврского проекта выполнено полностью.
Литература
1. www.granit33.ru
2. www.techportal.ru
3. www.nelk.ru
4. Конспект лекций по курсу "Физико-теоретические основы конструирования".
5. www.masterkit.ru.
6. Бобровский В.П. Костенко В.Н. Михайленко О.Н. Справочник по схемотехнике для радиолюбителя 2-е изд., доп и испр. - К.: Тэхника, 1989.480с.
7. Партала О.Н. Радиокомпоненты и материалы:
8. Справочник. - Киев, М.: Радiоаматор, КУбК-а, 1998. - 710с.
9. www.datasheetcatalog.com.
10. Конспект лекций по курсу "аналоговая и цифровая электроника"
11. Фролов В.А. Анализ и оптимизация в прикладных задачах конструирования РЭС: Учеб. пособие. - К.: Вища школа, 1991. - 310 с: ил.
12. www.niiemp.ru.
13. www.wealthmetal.com.
14. www.vishay.com.
15. www.jamicon.com.
16. www.murata.com.
17. www.elecomp.ru.
18. ГОСТ 10316-78 Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Технические условия.
19. ГОСТ 11478-88 Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Нормы и методы испытаний на воздействие внешних механических и климатических факторов.
20. ГОСТ 12.2.007.0-75 Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
21. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
22. ГОСТ 20.39.405-84 Изделия электронной техники и электротехнические для автоматизированной сборки аппаратуры
23. ГОСТ 23665-79 Платы печатные. Обработка контура. Требования к типовым технологическим процессам.
24. ГОСТ 23770-79 Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации.
25. ГОСТ 25861-83 Машины вычислительные и системы обработки данных. Требования по электрической и механической безопасности и методы испытаний
26. ГОСТ 2.417-91. Платы печатные. Правила выполнения чертежей.
27. ГОСТ 2.701-84 - ЕСКД. Правила выполнения схем.
28. ГОСТ 2.702-75 - ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.
29. ГОСТ 2.708-81 - ЕСКД. Правила оформления схем.
30. ГОСТ 2.709-89 - ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах.
31. ГОСТ 2.730-73 - УГО. Приборы полупроводниковые.
32. ГОСТ 2.743-91 - УГО. Элементы цифровой техники.
33. ГОСТ 2.759-82 - УГО. Элементы аналоговой техники.
34. ГОСТ 2.710-81 - ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.