Произведем расчет по формуле (1):

Rf=0,265*2121,32 *0,01/0,0006*0,00005=468,46 мОм

Rf=0,265*2121,32 *0,015/0,0006*0,00005=702,69 мОм

Определяем взаимные емкости С (пф) и индуктивности М мГн линий связи по следующим выражениям:

; ;

;

Определяем сопротивление изоляции между проводниками линий связи. Для проводников, расположенных на одной поверхности печатной платы

; ;

где ₀ - удельное поверхностное сопротивление основания печатной платы (для печатной платы из стеклотекстолита ₀ =5*10¹⁰ Ом, из гетинакса

₀ =10⁹ Ом).

Определяем действующее напряжение помехи на сопротивлениях R₂ и R₃. При расчете помехоустойчивости печатных узлов нагрузкой пассивной и активной линий можно считать входное сопротивление микросхем. Расчет можно провести по выражению:

;

В результате вычислений получили:=98(мВ)

Сравнивая действующее напряжение помех и с помехоустойчивостью микросхемы, т.к.<U_n , то изменять компоновку изделия и конструкцию печатной платы или изменить печатный монтаж не требуется.

Расчёт радиатора

В качестве элемента с повышенным тепловыделением возьмем один из транзисторов КТ315Г.

Точное описание температурных режимов внутри устройства ЭС не возможно из-за громоздкости и неточности исходных данных: мощности источников теплоты, теплофизических свойств материалов и других факторов. Поэтому при расчете теплового режима изделия ЭС используют приближенные методы анализа и расчета. Целью расчета является определение температур наиболее нагретой зоны и среды вблизи поверхностей ЭРЭ и ИС, необходимых для оценки надежности функционирования схемы и изделия в целом. В качестве примера проведен расчет теплового режима для наиболее тепловыделяемого ЭРЭ или ИС. Перегрев ЭРЭ и ИС можно уменьшить путем увеличения теплоотдающей поверхности с помощью установки элемента на радиатор. Для охлаждения полупроводниковых приборов используют следующие типы радиаторов: ребристые, игольчато-штыревые, пластинчатые и др. Наиболее эффективные радиаторы игольчато-штыревые.

Исходными данными при проектировании и выборе радиатора являются: допустимая температура рабочей области элемента t_р =60 С; рассеиваемая элементом мощность Р= 6Вт; температура окружающей среды t₀=25 С; внутреннее тепловое сопротивление элемента между рабочей областью и корпусом R_вн=3 С/Вт тепловое сопротивление контакта между элементом и радиатором R_к=30 С/Вт Тепловая модель элемента и радиатора представлена на рис.5.

1 - элемент (ЭРЭ, ИС);

2 - площадь теплового контакта;

3 - радиатор

Порядок расчета может следующий:

Определяем перегрев места крепления элемента с радиатором:

t_к - t₀ = (t_р- t₀) - P(R_вн+R_к)=(60-25)-3*(3+30)=64;

Определяем в первом приближении средний перегрев основания радиатора t_s=t_s-t₀ 0,83 (t_к-t₀)=0,83*64=53,12;

Выбираем тип радиатора. Выбор радиатора является сложным эмпирическим процессом, который требует знаний сравнительной эффективности различных типов радиаторов.

Вследствие выбора получили радиатор пластинчатого типа с параметрами:

1.Мощность рассеивания = 3,5Вт;

2.Длина радиатора =60мм;

3.Ширина радиатора = 45мм;

4.Толщина радиатора =2мм.

По графику определяем коэффициент эффективности теплоотдачи радиатора.

В результате данного расчёта получили радиатор, удовлетворяющий всем нашим требованиям по теплоотводу.

Расчёт надёжности

Под надежностью понимают свойство изделия сохранять во времени в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции, в заданных режимах и условиях применения данного изделия.

Надежность закладывается в изделие в процессе проектирования и производства и обеспечивается в процессе эксплуатации.

Коэффициенты электрической нагрузки элементов ЭС определяем, используя формулы, приведенные в таблице 1.

Таблица1.

Элемент	Формула для определения Кн	Пояснение
Резистор	Кн=Рраб/Рном	Р– мощность
Конденсатор	Кн=Uраб/Uном	U– напряжение
Цифровые интегральные ИМС Аналоговые ИМС	К^Iн=Iвых раб/Iвых мах К^Iн=Iвых раб/Iвых мах К^Pн=Pраб/Pмах	Iвых– выходной ток
Элементы коммутации низковольтные (U3000)	Кн=Iраб/Iном	I– ток через контакт

Произведем расчет Рраб и Iвых раб для резисторов и ИС соответственно, а для остальных элементов определяем рабочие параметры непосредственно по схеме:

Р_раб1=6*6/1000=36(мВт);

Р_раб2=6*6/62000=0,58(мВт);

Р_раб3=6*6/51000=0,7(мВт);

Р_раб4=6*6/120000=0,3(мВт);

Р_раб5=6*6/30000=1,2(мВт);

Р_раб6=6*6/3000=12(мВт);

Р_раб7=6*6/12000=3(мВт);

Р_раб8=6*6/51000=0,7(мВт);

Р_раб9=6*6/1000=36(мВт);

Р_раб10=6*6/1000=36(мВт);

Р_раб11=6*6/300=120(мВт);

Р_раб12=6*6/1000=36(мВт);

Р_раб13=6*6/1000=36(мВт);

Р_раб14=6*6/10000=3,6(мВт);

Р_раб15=6*6/680=52,9(мВт);

Р_раб16=6*6/680=52,9(мВт);

Р_раб17=6*6/510=70,6(мВт);

Р_раб18=6*6/270=133,3(мВт);

Р_раб19=6*6/680=52,9(мВт);

Р_раб20=6*6/43=837,2(мВт);

Р_раб21=6*6/680=52,9(мВт);

Р_раб22=6*6/20=1800(мВт);

Р_раб23=6*6/20=1800(мВт);

Р_раб24=6*6/300=120(мВт);

Р_раб25=6*6/75=480(мВт);

Р_раб26=6*6/3000=12(мВт);

Iвых.раб1=6/1000=6(мА);

Iвых.раб2=6/62000=0,098(мА);

Iвых.раб3=6/51000=0,118(мА);

Iвых.раб4=6/120000=0,05(мА);

Iвых.раб5=6/30000=0,2(мА);

Iвых.раб6=6/3000=2(мА);

Iвых.раб7=6/12000=0,5(мА);

Iвых.раб8=6/2000=3(мА);

Iвых.раб9=6/1000=6(мА);

Iвых.раб10=6/1000=6(мА);

Iвых.раб11=6/300=20(мА);

Iвых.раб12=6/1000=6(мА);

Iвых.раб13=6/1000=6(мА);

Iвых.раб14=6/10000=0,6(мА);

Iвых.раб15=6/680=8,8(мА);

Iвых.раб16=6/680=8,8(мА);

Iвых.раб17=6/510=11,8(мА);

Iвых.раб18=6/270=22,2(мА);

Iвых.раб19=6/680=8,8(мА);

Iвых.раб20=6/43=139,5(мА);

Iвых.раб21=6/680=8,8(мА);

Iвых.раб22=6/20=300(мА);

Iвых.раб23=6/20=300(мА);

Iвых.раб24=6/300=20(мА);

Iвых.раб25=6/75=80(мА);

Iвых.раб26=6/3000=2(мА);

Расчет  следует проводить на основе ₀ - интенсивности отказов ЭРЭ в номинальных режимах и нормальных условиях эксплуатации без механиче­ских воздействий с учетом ряда поправочных коэффициентов:

Комплектующие изделия	Интенсивность отказов,0
Интегральные схемы	0а1а2а3а4
Резисторы	0а1а2а5
Конденсаторы	0а1а2
Транзисторы	0а1a3

a1-поправочный коэффициент, учитывающий условия работы;

а2 - коэффициент, учитывающий электрическую нагрузку и температуру;

а3 - коэффициент, учитывающий конструкцию корпуса;

а4 - коэффициент, учитывающий степень интеграции ИС;

а5 - коэффициент, учитывающий номинал постоянных резисторов.

Коэффициент a₁ определяется:

,

где b₁ – коэффициент, учитывающий влияние вибраций;

b₂ – коэффициент, учитывающий влияние ударов;

b₁ – коэффициент, учитывающий климат, помещение;

b₁ – коэффициент, учитывающий качество обслуживания.

Данные и результаты расчетов сведены в таблице:

Комплектующие изделия	Количество,N шт	10^-60, 1/ч	Кн	Поправочные коэффициенты									10^-6, 1/ч	N10^-6, 1/ч
				b1	b2	b3	b4	a1	a2	a3	a4	a5
Интегральные схемы	3	0.013	0,46	1,5	1,2	1.1	3	5.94	1	1.1	0.9		0,209	0,627
Резисторы	26	0.05	7,2	1,5	1,2	1.1	3	5.94	0.7			1	8,891	231,166
Конденсаторы	24	0.05	0,24	1,5	1,2	1.1	3	5.94	0.1				0,042	1,008
Транзисторы	8	0,84	0,55	1,5	1,2	1.1	3	5.94	0.12	1			1,956	15,648
Диоды	5	0,2	0,02	1,5	1,2	1.1	3	5.94					0,141	0,705

Суммарная интенсивность отказов:

=(0,627+231,166+1,008+15,648+0,705) 10^-6=0,000249154(1/ч),

Среднее время наработки на отказ изделия:

Т_ср=1/0,000249154≈ 4000(ч)