Поначалу при проектировании печатная плата может напоминать принципиальную схему. Размещаем элементы, соединяем его базу и эмиттер дорожками с резистором R1, также у нас база VT1 соединена с выводом конденсатора С1 и выводом резистора R2. Вместо линий на схеме мы соединяем на печатной плате выводы деталей дорожкой. Нужно считать количество выводов деталей соединённых на схеме и на печатной плате, должно получиться такое же количество соединенных пятачков.
Рисунок 2.4 – Разводка платы- элемент КТ 315
С базой на плате также как и на схеме соединено еще 3 вывода, на схеме они помечены красными колечками. Дальше устанавливаем транзистор VT2 - это транзистор кт361, он структуры pnp, но нам это в данный момент все равно, так как он имеет также 3 вывода и в корпусе точно таком же как и кт315. Установили транзистор, далее соединяем его эмиттер с вторым выводом R2, а второй вывод конденсатора С1 с коллектором VT2. Базу VT2 мы соединяем с коллектором VT1, устанавливаем на плату пятачки для подключения динамика ВА1, его мы соединяем одним выводом с коллектором VT2, другим выводом с эмиттером T1.
Продолжаем дальше, мы устанавливаем светодиод, соединяем его с выводом ВА1 и с эмиттером VT2. После мы устанавливаем транзистор VT3, это также кт315 и соединяем его коллектором с катодом светодиода, эмиттер VT3 мы соединяем с минусом питания. Далее мы устанавливаем резистор R4 и соединяем его дорожками с базой и эмиттером транзистора VT3, вывод с базы мы пускаем на щуп Х1.
Устанавливаем последние несколько деталей. Установим выключатель питания, соединяя его с плюсом питания дорожкой от одного пятачка и с эмиттером VT2, дорожкой от другого пятачка, соединенного с выключателем. Соединяем этот вывод выключателя с резистором R3, а второй пятачок резистора соединяем с контактами щупа Х2
Рисунок 2.7 – Разводка платы
Всё, плата разведена. Нужно перенести этот рисунок на текстолит протравить эту плату - будет устройство звуковой пробник с прозвонкой сопротивлением до 650 Ом.
2.6 Расчет качества и надежности
Надежность- свойство аппаратуры сохранять свои выходные параметры в определенных условиях эксплуатации.
Надежность является комплексным свойством, которое обуславливается безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
К основным показателям надежности относятся:
1) Вероятность безотказной работы P(τ).
2) интенсивность отказов системы Λ.
3) среднее время безотказной работы T.
Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет ни одного отказа.
Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов, по отношению к общему количеству исправно работающих в среднем выходит из строя в единицу времени.
Среднее время безотказной работы - наработка на отказ изделия между соседними отказами.
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности проектируемого изделия по известным характеристикам надежности составляющих элементов конструкции и компонентов системы с учетом условий эксплуатации.
Основным показателем безотказности изделия является вероятность безотказной работы P(τ) – безразмерная величина, зависимая от времени наработки τ и изменяющаяся в пределах от 0 до 1.
Понятие надежности связано с отказами.
Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности. При этом под работоспособностью понимают такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.
Отказы классифицируют по характеру их возникновения на - внезапные и постепенные, независимые и зависимые, по внешним проявлениям – на очевидные и скрытые, по объему – на полные (авария) и частичные, по длительности действия – на окончательные (устойчивые) и перемещающиеся (временные).
Для нерезервированных систем на основном временном участке работы,
когда приработка изделия завершена и производственные дефекты, если такие выявились, устранены, а износ еще не наступил вероятность безотказной работы P(τ)
вычисляется по формуле:
(1)
где: m – число элементов;
λi - интенсивность отказа i-го элемента.
То есть, вероятность безотказной работы уменьшается во времени по закону от значения 1.
При этом интенсивность отказов системы
(2)
а среднее время наработки до отказа
(3)
Проведем расчет вероятности безотказной работы проектируемого устройства по внезапным отказам.
Определяются интенсивности отказов элементов и компонентов с учетом условий эксплуатации устройства по формуле
(4)
где λ oi - номинальная интенсивность отказов i – го элемента или компонента (элемента расчета надежности);
К1и К2– поправочные коэффициенты на воздействие механических факторов;
К3– поправочный коэффициент на воздействие влажности;
К4 – поправочный коэффициент на давление воздуха;
аi(tK, KH) – поправочный коэффициент на температуру поверхности компонента (tK);
KH -коэффициент нагрузки .
Значения номинальных интенсивностей отказов компонентов берутся из технических условий на данный компонент или из справочников, содержащих такие сведения. В учебном проектировании допускается использовать усредненные значения интенсивностей для определенных групп компонентов.
Значения номинальных интенсивностей отказов основных компонентов, приведены в Приложении (см. таблицу П 1.).
Поправочные коэффициенты К1 … К4 определяются по таблицам спавочника [6].
Поправочные коэффициенты аi(tK,KH) определяются по графикам для основных групп компонентов, также приведенным в [6]
Здесь важно правильно задаться температурой поверхности корпуса компонента tK. Для этого студенту необходимо провести рассуждения, в которых должны рассматриваться четыре температуры:
-температура tСокружающей среды, т.е. среды, окружающей проектируемое устройство;
- температура tкукорпуса устройства;
- температура среды (воздуха или другого газа) tСКвнутри корпуса;
- температура tКi поверхности корпуса конкретного i – го компонента.
Очевидно, что, поскольку основным источником тепловыделений в
устройстве являются различные компоненты (резисторы, диоды, транзисторы, интегральные схемы и пр.), а рассеивается тепло в окружающей среде за пределами устройства, в стационарном тепловом режиме
tC <tКУ< tСК ≤ tКi (5)
Путем логических рассуждений студент выбирает максимальную температуру и дальнейшие расчеты идут с учетом выбранного значения.
Коэффициенты электрической нагрузки KHiкомпонентов определяются отношением значения контролируемого параметра (тока, напряжения или мощности) рассматриваемого компонента к максимально возможному (допустимому) по техническим условиям значению этого параметра. В качестве контролируемого параметра для конкретного компонента берется тот, от которого в наибольшей степени зависит надежность компонента.
Контролируемые параметры и формулы вычисления коэффициентов нагрузки для основных электрорадиоизделий приведены в таблице 2.1.
При проведении расчетов необходимые данные следует брать из задания и из справочных данных, приведенных в приложениях.
Таблица 2.1 - Коэффициенты нагрузки компонентов
Компоненты
Контролируемые параметры
Коэффициент нагрузки Кн
Рекомендуемые значения в режимах
импульсный
статический
Транзисторы
Мощность рассеиваемая на коллекторе, Рк
0,5
0,2
Полупровод-никовые диоды
Обратное
напряжение, U0
0,5
0,2
Резисторы
Рассеиваемая
мощность, Р
0,6
0,5
Трансформаторы
Ток нагрузки,Iн
0,9
0,7
Электрические соединители
Ток, Iк
0,8
0,5
Примечание: N(tKN,KHN) - из графика в приложениях Рисунок П 1 - П 6.
Количество элементов и компонентов, составляющих конструкцию проектируемого устройства, как правило, достаточно велико. Поэтому для сокращения объема расчета и компактного представления полученных результатов мы все m элементов устройства разбили на L групп, каждая из которых (с номером N) объединяет элементы одного типа с одинаковыми номинальными интенсивностями отказов, а также работающих в одинаковых условиях эксплуатации и одинаковых режимах. Допускается объединять в группу элементы и компоненты, у которых параметры различаются не более чем на 10 %.Результаты расчетов приведены в таблице 2.2.
(1)
(2)
(3)
(4)
N(tKN,KHN) - из графика в приложениях Рисунок П 1 - П 6.
9
=0, 012
, (6)
- интенсивность отказов N-го элемента, 
– число элементов.
10-6 1/час