Вопросы по токину. Билет 1 Сформулируйте базовые принципы классификации электронных средств. Нулевого поколения

• Название: Билет 1 Сформулируйте базовые принципы классификации электронных средств. Нулевого поколения
• Анкор: Вопросы по токину
• Дата: 20.07.2022
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: TOKIN.pdf
• Тип: Документы; #634062
• страница: 1 из 3

Билет 1
1. Сформулируйте базовые принципы классификации электронных средств.
Нулевого поколения – набор дискретных ЭРЭ; схема соединений выполняется радиоинженером, который определяет и функциональную и принципиальную схему ЭП.
Конструктивно выполняется на общих или модулированных платах, с разнообразным расположением в объеме ЭП.
ЭП 1 и 2 поколения – набор микросхем с дополнительными дискретными элементами.
Микросхемы имеют степень интеграции 1...2 (10 1
- 10 2
эл-ов в корпусе). Схемотехническое решение на уровне функционального узла определяется разработчиком микросхем, который оказывает влияние и на схемотехническое решение блока. Радиоинженер определяет схемотехнику ЭП от уровня блока и выше. Конструктивно ЭП выполняется в виде плоских плат с ИС в виде книжных конструкций…
ЭП 3 и 4 поколений – набор микросхем, имеющих степень интеграции 3...4 (10 3
-10 4
эл-ов в корпусе) схемотехника узла и блока определяется разработчиком ИС. Радиоинженер определяет схемотехнику на уровне аппарата и системы в целом. Конструктивно ЭП выполняются аналогично ЭП 2...3 поколений.
ЭП 5 поколения – функциональная или системная микроэлектроника, имеет степень интеграции 10 5
элементов в корпусе и выше. Схемотехника боков и аппаратов определяется разработчиком ИС. Радиоинженер определяет только системотехнику сложной системы.
Конструктивно ЭП выполняются либо в индивидуальном корпусе либо с унификацией размерно-параметрических рядов несущих конструкций.
2. Раскройте принципы расчета теплоотводов.
[Тепловое сопротивление, грЦ / Вт] = ([Температура в горячей точке, грЦ]-[Температура в холодной точке,грЦ])/[Рассеиваемая мощность,Вт]
Это означает, что если от горячей точки к холодной поступает тепловая мощность X Вт, а тепловое сопротивление составляет Y грЦ / Вт, то разница температур составить X*Y грЦ.

3. Выполните анализ на надежность электронной схемы на ваш выбор.
Оценку показателей надежности выполняют в предположении, что элементы РЭА с точки зрения надежности соединены последовательно
1 2
N
, а отказы элементов считаются случайными и независимыми друг от друга.
Тогда для вероятности безотказной работы устройства за время t
3
получим следующее выражение:
( )
( ) ( )
( )
( )
3 1
3 2
3 3
3 1
N
N
i
i
Р t
Р t
Р t
Р t
П Р t

=
=

=
где P
i
(t
3
) - вероятность безотказной работы элементов, подсчитанные для заданного времени t
3
, i=1...N.
В случае экспоненциального закона надежности элементов P
i
(t
3
)=e
-λit2
где λ
i
- параметр экспоненциального распределения для i-го элемента, численно равный интенсивности его отказов.
После подстановки выражения (35) в (34) получим
( )
3 1 3 2 3 3
1 3
N
i
N
i
t
t
t
t
Р t
e
e
e
e




=
−
−
−
−


=

=
Здесь
1
N
i
i



=
=

называют суммарной интенсивностью отказов элементов устройства. Очевидно, что чем больше значения


, тем ниже уровень надежности устройства. Для среднего времени восстановления устройства может быть получено выражение
1 1
N
i
i
В
N
i
q
Т
q


=


где q i
– вероятность отказа i-го элемента на интервале времени t
3
; τ
i
– среднее время восстановления i-го элемента.
Если произведение λ
i
*t
3
<< 1 (q i
= q i
(t
3
)

λ
i t
3
) , что имеет место на практике, то формула приминает вид
3 1
1 3
1 1
N
N
i
i
i
i
В
N
N
i
i
t
Т
t
 
 




=
=





Билет 2
1. Дайте общую характеристику воздействия условий земной атмосферы на электронные средства.
В зависимости от размещения РЭА на поверхности земли (в том числе и в горной местности), в атмосфере, характер и интенсивность внешних естественных дестабилизирующих факторов будут различными. Их влияние может быть, как усилено, так и ослаблено при размещении РЭА на или внутри различных объектов.
Для земной РЭА определяющими естественными дестабилизирующими факторами являются климатические: а) воздействие температуры (oC или К); б) относительная влажность Вл ( в процентах); в) роса и обледенение (гололед); г) морской туман (солевой); д) пыль и песок; е) солнечная радиация РС (инсоляция); ж) плесневые грибы.
Нормальными климатическими условиями считаются: t=25±10o C (288-308К); влажность составляет 45-80%; атмосферное давление р=(8,36-10,6)·104 Па (630-800)мм рт. ст.). Если t≥30о С (303К), то влажность≤70%.
2. Раскройте основные принципы расчета надежности.
Коэффициент kx = 1+5 учитывает условия эксплуатации аппаратуры.
Коэффициент k2 = 10 ‘+102 определяется исходя из значения коэффициента нагрузки, который рассчитывается для каждого элемента.
Интенсивность отказов, пропорциональная коэффициенту^, резко возрастает с увеличением нагрузки и температуры окружающей среды практически для всех радиокомпонентов.
Если аппаратура хранится в кузовах стоящих в гаражах автомобилей, то интенсивность отказов составляет:
Расчет надежности аппаратуры сводится к определению интенсивности отказов отдельных ее компонентов с учетом рабочих режимов всех компонентов, условий их эксплуатации и хранения, средней температуры внутри корпуса аппаратуры во время работы. По найденному значению А* определяют среднее время безотказной работы аппаратуры в целом:

3. Приведите алгоритм расчета надежности электронной схемы.
Последовательность расчета следующая:
1. Определяют коэффициент электрической нагрузки элементов РЭУ.
2. Принимают решение о том, какие факторы, кроме коэффициентов электрической нагрузки будут учтены.
3. Формируются группы однотипных элементов.
4. Определяется суммарная интенсивность отказов элементов с учетом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы в составе устройства
5. По общепринятым формулам для экспоненциального распределения подсчитывают показатели T
o
,
3
( ),
,
ср
p
t
T
T


6. Подсчитывают показатели восстанавливаемости РЭУ.
7. Подсчитывают коэффициент готовности К и вероятность нормального функционирования
Р
н.ф
(t
3
)
3 3
;
(
)
(
)
o
Т
н ф
Т
o
в
T
K
P
t
k
P
t
T
T
=
=
 
+

Билет 3
1. Дайте общую характеристику влияния тепла, холода, влажности, пыли, давления, радиации на элементы РЭС.
Влияние влаги на изоляционные материалы определяются отсутствием изоляционных пластмасс, которые могли бы противостоять воздействию влаги.
Термодинамической причиной коррозии является переход корродирующего металла из менее стабильного состояния, в котором он используется в конструкциях ЭП.
Песок и пыль. Максимальную опасность для работоспособности ЭП представляют частицы пыли мелкие, взвешенные в атмосфере с величиной зерна 1…40 мкм. Результаты их воздействия в подшипниках и механизмах – заедание, падение точности; в зазорах с контактами – препятствие нормальной работе реле и переключателей.
Солнечная радиация. Различают две группы воздействия РС:
• Фотолитическое - избирательным поглощением солнечных лучей в полосах поглощения.
Воздействие фотонов приводит к отрыву фотоэлектронов и разрыву молекулярных связей. Результат - изменение цвета ряда полимерных материалов, хрупкость и потеря прочности нарушение лакокрасочных покрытий.
• фотоокислительное - разрыв химических связей при одновременном воздействии излучения, кислорода, воздуха и влаги. Результат – усиленная коррозия
Биологические факторы. К биологическим факторам плесневые грибки, насекомых и грызунов.
2. Раскройте базовые принципы расчета фильтров. входные фильтры независимо от уровня переменной составляющей являются необходимым средством для успешной сертификации конечных изделий на соответствие требованиям к электромагнитной совместимости (ЭМС). Для самостоятельного расчета такого входного фильтра можно использовать достаточно простые формулы. Грамотный подход к проектированию фильтра с учетом его импедансов и импульсного преобразователя позволяет избежать возникновения паразитных колебаний, а также обеспечивает стабильность контура управления и самого импульсного преобразователя.
Поскольку целенаправленный выбор компонентов фильтра закладывает основы для его оптимальной конструкции, входной фильтр, созданный с учетом всех требований, гарантирует определенный успех при тестировании конечного оборудования на соответствие
ЭМС. Разработчик конечного оборудования может при необходимости создать собственный импульсный преобразователь и с помощью несложной методики расчета, скорректировать фильтр для решения конкретной задачи.

3. Приведите алгоритм расчета фильтра.
Во избежание резонансных явлений рекомендуется выбирать для однозвенного фильтра . Принимаем , тогда:

Билет 4
1. Сформулируйте основные аспекты механических воздействий на электронные средства.
В процессе эксплуатации большинство ЭП подвергаются механическим воздействиям, характер и интенсивность которых зависят от источников воздействия и их расположения относительно аппаратуры. Наиболее часто источниками механических воздействий по отношению к аппаратуре являются: окружающая среда, силовые установки объекта, на
котором установлена аппаратура, электромеханические устройства с возвратно-
поступательным движением масс или неуравновешенными вращающимися роторами и
т.п. К механическим воздействиям, ухудшающим надежность и стабильность работы аппаратуры, относятся
• линейные ускорения (характерны для объектов, движущихся с переменной скоростью.
Влияние линейных ускорений на детали конструкции и ЭРЭ обусловлено инерционными силами, которые могут во много раз превышать силы тяготения)
• вибрации (механические колебания ее элементов или конструкции в целом)
• удары
2. Раскройте критерии расчета механической прочности электронных средств.
Для обеспечения необходимой надежности и стабильности РЭА при интенсивных механических воздействиях применяют следующие способы: использование наиболее устойчивых к механическим воздействиям электро- и радиоэлементов и узлов; повышение прочности конструктивных элементов; защита РЭА от источников механических воздействий, достигаемая установкой амортизаторов (общая амортизация и локальная, амортизируются части изделия или элементы); устранение или уменьшение до допустимого уровня резонансных явлений в конструкциях РЭА (сдвиг спектров собственных частот колебаний элементов конструкции за верхнюю границу диапазона частот возмущающего воздействия или увеличением демпфирующих свойств);применение виброизоляции виброактивных устройств; применение активной виброзащиты в виде автоматических систем с внешним источником энергии.
3. Приведите алгоритм расчета экрана. где d - глубина проникновения, м; r - удельное сопротивление материала экрана, Ом×м; ZE(H)
– волновое сопротивление электрического
(магнитного) поля; RЭ – эквивалентный радиус экрана, м; a – расстояние между центрами отверстий и щелей в экране, возникших из-за несовершенства его конструкции и технологии изготовления, м; m – наибольший размер отверстия
(щели) в экране, м; d – толщина материала экрана, м.
Волновое сопротивление электрического и магнитного полей определяются по формулам

Билет 5
1.Сформулируйте основные факторы, определяющие надежность.
Первая группа – показатели безотказности, к ним относятся: - вероятность безотказной работы
Р(t3) в течении заданного времени t3 ; - вероятность отказа q(t3) в течении заданного времени t3; - интенсивность отказов  ; - средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы в случае, если наработка выражена временем) Тср; - средняя наработка на отказ Т0 ; - параметр потока отказов  ; - гамма-процентная наработка до отказа.
Вторая группа – показатели ремонтопригодности, основными из которых являются: - вероятность восстановления изделия  () за заданное время τ; - среднее время восстановления
(математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния изделия после отказа) Тв.
Третья группа - показатели долговечности, к ним относят: - средний ресурс (математическое ожидание ресурса); - гамма-процентный ресурс; - средний срок службы (математическое ожидание срока службы); - гамма-процентный срок службы.
Четвертая группа – показатели сохраняемости; к ним относят: - средний срок сохраняемости
(математическое ожидание срока сохраняемости); - гамма-процентный срок сохраняемости.
Пятая группа – комплексные показатели надежности. Показатели этой группы выступают в виде эксплуатационных коэффициентов надежности, используемых для устройств. Основными коэффициентами являются: - коэффициент готовности Kг ; - коэффициент технического использования Kи ; - коэффициент простоя Kп
2. Раскройте сущность расчета экранов от воздействия магнитного поля.

3. Приведите методику расчета конструкции электронного средства на охлаждение.
Подставим в формулу Ф = αSΔθ значение коэффициента α
л и получим:
Ф= ε
пр*
1,2 1
2
(
,
)
пр
f
S


 



  
где ε
пр
– приведенная степень охлажденного тела;
φ
12
– коэффициент облученности, показывает какая часть энергии излучаемая телом 1 попадает на тело 2;
1 2
( ,
)
f
 
- функция, устанавливающая связь между температурами тела 1 и 2 при излучении;
(ε
пр для Al=0,06÷0,18; Сталь=0,5÷0,42; Ag – 0,02÷0,03; Лаки – 0,27÷0,906)
При охлаждении тела в воздухе
1 2
( , )
f
 
=
4 4
1 2
;
100 100
t
t




−








t
1
-тело; t
2
-воздух, следовательно, при больших разностях эффективность теплопроводности излучением значительно возрастет.

Билет 6
1. Дайте общую характеристику воздействия электро-магнитных помех.
Электромагнитные помехи наводки в сети электропитания и в электронных цепях возникают от работы электрических машин и электронных устройств. Они могут быть снижены за счёт экранирования и установки фильтров на входы и выходы.
Естественные помехи
• Внеземные: космические шумы, реликтовое излучение, Солнце, Радиозвезды
• Земные: атмосферные помехи Земли, разряды в осадках, среда распространения
Искусственные помехи
• Индустриальные: промышленные помехи — излучение промышленных установок, бытовых электроприборов, контактные помехи…
• Радиоэлектронные: станционные помехи — от других радиоэлектронных средств: радиостанций, радиолокаторов…
• Электроэнергетические: генераторы, преобразователи, линии передачи электроэнергии, средства распределения
2. Раскройте сущность расчета экранов защиты от электрического поля.
Экранирование.
Экранированием называется локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве, за счет ограничения ее распространения всеми возможными способами.
Эффективностью экранирования (Э) называется отношение напряжений, токов, напряженностей электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана:Э=U/U’=I/I’=E/E’=H/H’ Чтобы уменьшить емкость С
пар
1) изменяют расположение тел А и В, 2)отдаляют их намаксимально возможное расстояние друг от друга, 3) меняют ориентацию, используют в конструкции миниатюрные радиоэлементы.
При недостаточности всех этих мер между элементами устанавливается экран, служащий для экранирования электрического поля (постоянного и переменного).

3. Приведите методику расчета конструкции на механические воздействия

Билет 7
1. Дайте общую характеристику воздействия условий земной атмосферы на электронные средства.
В зависимости от размещения РЭА на поверхности земли (в том числе и в горной местности), в атмосфере, характер и интенсивность внешних естественных дестабилизирующих факторов будут различными. Их влияние может быть, как усилено, так и ослаблено при размещении РЭА на или внутри различных объектов.
Для земной РЭА определяющими естественными дестабилизирующими факторами являются климатические: а) воздействие температуры (oC или К); б) относительная влажность Вл ( в процентах); в) роса и обледенение (гололед); г) морской туман (солевой); д) пыль и песок; е) солнечная радиация РС (инсоляция); ж) плесневые грибы.
Нормальными климатическими условиями считаются: t=25±10o C (288-308К); влажность составляет 45-80%; атмосферное давление р=(8,36-10,6)·104 Па (630-800)мм рт. ст.). Если t≥30о С (303К), то влажность≤70%.
2. Раскройте основные принципы построения современных бытовых электронных устройств.
Художественное конструирование.
Художественное конструирование - метод проектирования изделий промышленного производства.
В художественном конструировании рассматривают три основных принципа для создания изделий.
1.
Комплексное, одновременное решение утилитарно-функциональных, конструктивно-технических, экономических и эстетических вопросов; 2. Учет окружающей среды и конкретных условий; 3. Единство формы и содержания.
3. Приведите базовые модели расчета систем охлаждения. удельный объемный расход охлажденного воздуха