Litar Kebolehpercayaan Tinggi

Political Figures, Lawyers, Politicians, Journalists, Social Activists (1950s Interviews) (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Litar Kebolehpercayaan Tinggi

Litar Digital


soalan 1

Jangan hanya duduk di sana! Bina sesuatu !!

Belajar menganalisis litar relay memerlukan banyak kajian dan amalan. Lazimnya, pelajar mengamalkan dengan bekerja melalui banyak masalah sampel dan menyemak jawapan mereka terhadap yang disediakan oleh buku teks atau pengajar. Walaupun ini bagus, ada cara yang lebih baik.

Anda akan belajar lebih banyak dengan sebenarnya membina dan menganalisis litar sebenar, membiarkan peralatan ujian anda memberikan "jawaban" daripada buku atau orang lain. Untuk latihan pembinaan litar yang berjaya, ikuti langkah berikut:

  1. Lukis gambarajah skematik untuk litar relay untuk dianalisis.
  2. Berhati-hati membina litar ini pada papan roti atau medium mudah lain.
  3. Periksa ketepatan pembinaan litar, mengikuti setiap wayar ke setiap titik sambungan, dan mengesahkan unsur-unsur ini satu demi satu pada rajah.
  4. Menganalisis litar, menentukan semua keadaan logik untuk syarat input yang diberikan.
  5. Berhati-hati mengukur keadaan logik tersebut, untuk mengesahkan ketepatan analisis anda.
  6. Sekiranya terdapat sebarang kesilapan, semak dengan teliti memeriksa pembinaan litar anda terhadap rajah, kemudian teliti semula menganalisis litar dan mengukur semula.

Sentiasa pastikan tahap voltan bekalan kuasa berada dalam spesifikasi untuk gegelung geganti yang anda merancang untuk digunakan. Saya cadangkan menggunakan relay PC-board dengan voltan gegelung yang sesuai untuk kuasa bateri tunggal (6 volt adalah baik). Gegelung gegelung melukis sedikit lebih banyak daripada, katakanlah, pintu logik semikonduktor, jadi gunakan bateri 6 volt "tanglung" untuk kehidupan operasi yang mencukupi.

Salah satu cara anda boleh menjimatkan masa dan mengurangkan kemungkinan kesilapan adalah dengan memulakan litar yang sangat mudah dan menambahkan secara tambahan komponen untuk meningkatkan kerumitannya selepas setiap analisis, dan bukannya membina litar baru untuk setiap masalah amalan. Satu lagi teknik penjimatan masa adalah untuk menggunakan semula komponen yang sama dalam pelbagai konfigurasi litar yang berbeza. Dengan cara ini, anda tidak perlu mengukur sebarang nilai komponen lebih daripada satu kali.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Biarkan elektron itu sendiri memberi anda jawapan kepada "masalah praktik" anda sendiri!

Nota:

Telah menjadi pengalaman saya bahawa pelajar memerlukan banyak latihan dengan analisis litar untuk menjadi mahir. Untuk tujuan ini, para pengajar biasanya memberikan pelajar mereka dengan banyak masalah amalan untuk bekerja, dan memberi jawapan kepada pelajar untuk memeriksa kerja mereka. Walaupun pendekatan ini menjadikan pelajar mahir dalam teori litar, ia gagal mendidik mereka sepenuhnya.

Pelajar tidak hanya memerlukan amalan matematik. Mereka juga memerlukan litar bangunan amalan sebenar dan menggunakan peralatan ujian. Oleh itu, saya cadangkan pendekatan alternatif berikut: pelajar perlu membina "masalah amalan" sendiri dengan komponen sebenar, dan cuba meramalkan pelbagai keadaan logik. Dengan cara ini, teori relay itu "hidup", dan para pelajar mendapat kecekapan praktikal yang tidak dapat mereka raih dengan menyelesaikan persamaan Boolean atau mempermudah peta Karnaugh.

Satu lagi sebab untuk mengikuti kaedah amalan ini adalah untuk mengajar pelajar kaedah saintifik : proses menguji hipotesis (dalam kes ini, ramalan keadaan logik) dengan melakukan eksperimen yang sebenar. Pelajar juga akan membangunkan kemahiran penyelesaian masalah yang sebenar kerana mereka kadang-kadang membuat kesalahan pembinaan litar.

Luangkan sedikit masa bersama kelas anda untuk mengkaji semula beberapa "peraturan" untuk membina litar sebelum mereka mula. Bincangkan isu-isu ini dengan pelajar anda dengan cara Socratic yang sama yang anda biasanya akan membincangkan soalan-soalan lembaran kerja, dan bukan sekadar memberitahu mereka apa yang patut dan tidak patut dilakukan. Saya tidak pernah terkejut melihat betapa lemahnya pelajar memahami arahan apabila dibentangkan dalam format kuliah tipikal (instruktur monolog)!

Nota kepada pengajar yang mungkin mengadu tentang masa "sia-sia" yang diperlukan untuk membolehkan pelajar membina litar sebenar dan bukan hanya menganalisis litar teori secara matematik:

Apakah maksud pelajar mengambil kursus "panel kerja panel panel lalai" anda?

Soalan 2

Persamaan yang berkaitan dengan kebarangkalian prestasi berterusan bagi komponen atau sistem berbanding masa boleh dinyatakan seperti berikut:

x = e- t / m

Di mana,

x = Kemungkinan (nombor antara 0 dan 1, termasuk)

e = pemalar Euler (≈ 2.7182818)

t = Masa operasi berterusan

m = Masa Min di Antara Kegagalan komponen atau sistem

Unit masa untuk kedua t dan m mestilah sama. Iaitu, jika t diukur pada tahun-tahun, maka m juga harus dinyatakan dalam tahun atau persamaan akan memberi jawapan yang sangat mengelirukan.

Katakan, walaupun, kita diberikan m dalam tahun, dan waktu operasi pada hari-hari . Gantikan hubungan t d = 365 t y ke dalam persamaan kebolehpercayaan supaya kita akan mempunyai persamaan baru yang boleh mengambil t dalam hari (t d ) dan m dalam tahun, dan masih memberikan jawapan yang betul.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

x = e -t d / 365 m

Nota:

Ini benar-benar bukan satu latihan mudah dalam penggantian matematik.

Persamaan ini datang dari Handbook Standard of Calculation Calculations oleh Tyler G Hicks, PE (1972), halaman 5-21.

Soalan 3

Terangkan maksud pernyataan berikut, berkenaan dengan reka bentuk litar elektronik:

Kesalahan tidak dapat dielakkan, tetapi kegagalan tidak.

Khususnya, apakah falsafah ini bermakna untuk kerjaya anda sebagai seorang profesional elektronik, yang dipercayakan dengan pemasangan, penyelenggaraan, dan mungkin merancang sistem kompleks?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Komponen boleh dan akan gagal, tetapi sistem secara keseluruhan tidak perlu menjadi rapuh untuk gagal dengan salah satu komponen.

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda tentang kesan falsafah "kesalahan, tetapi tidak gagal" berkenaan dengan pekerjaan harian mereka. Bagaimanakah tindakan mereka memberi kesan kepada kebolehpercayaan sistem, dan apakah yang boleh mereka lakukan untuk mengurangkan kemungkinan kegagalan sistem?

Soalan 4

Parameter penting sistem kebolehpercayaan yang tinggi disingkat MTBF . Apakah yang dimaksudkan dengan akronim ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

"MTBF" = Purata Masa Antara Gagal, angka statistik berdasarkan kadar kegagalan unit besar unit operasi yang berterusan.

Nota:

Adalah penting bagi pelajar untuk menyedari bahawa angka MTBF tidak akan diambil kerana jumlah masa komponen purata dijangka bertahan. Sebagai contoh, satu litar bersepadu dengan MTBF sebanyak 1.5 juta jam tidak sepatutnya dijangka bertahan 1.5 juta jam berterusan. Kehidupan sebenarnya mungkin akan kurang daripada itu!

Soalan 5

Kadar kegagalan komponen sistem kompleks biasanya mengikuti trend yang diketahui dalam industri sebagai "lengkung bakul":

Walaupun fasa hayat sistem "Berguna" dan "Haus-keluar" mudah difahami, fasa awal "Bayi kematian" tidak begitu intuitif. Terangkan faktor apa yang mungkin membawa kepada kegagalan komponen pramatang semasa fasa awal jangka hayat sistem.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kecacatan pembuatan kasar, pemasangan yang tidak betul, dan kelemahan reka bentuk, untuk menamakan beberapa.

Soalan susulan: adalah penting untuk mengetahui tahap fasa kitaran hayat sistem sebelum anda mula menyelesaikan masalah di dalamnya "nota tersembunyi"> Nota:

Soalan susulan amat penting untuk dibincangkan dengan pelajar anda. Mengetahui apa bahagian sistem kitaran hayat yang boleh membuat perbezaan besar dalam keberkesanan penyelesaian masalah anda. Tanya pelajar anda mengapa ini. Jika boleh, terangkan perbincangan dengan contoh pengalaman profesional anda sendiri.

Soalan 6

Untuk komponen elektronik yang berikut, tentukan sama ada mereka lebih cenderung gagal membuka atau gagal dipendekkan (ini termasuk sebahagian atau rintangan tinggi, seluar pendek):

Resistor:
Kapasitor:
Induktor:
Suis:
Transformers:
Diod:
Transistor bipolar:
Transistor kesan medan:
Kristal:

Saya menggalakkan anda untuk menyelidik maklumat mengenai mod kegagalan peranti ini, serta mengumpulkan dari pengalaman anda sendiri dan menyelesaikan masalah litar elektronik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ingat bahawa setiap jawapan ini semata-mata mewakili kemungkinan besar kedua-dua mod kegagalan, sama ada terbuka atau dipendekkan, dan kebarangkalian mungkin beralih dengan keadaan operasi (iaitu suis mungkin lebih mudah untuk gagal kerana hubungan yang dikimpal jika mereka secara rawak disalahgunakan arus berlebihan semasa penutupan).

Resistor: terbuka
Kapasitor: dipintas
Induktor: terbuka atau pendek sama mungkin
Suis: terbuka
Transformers: terbuka atau pendek sama mungkin
Diod: dipintas
Transistor bipolar: shorted
Transistor kesan medan: dipintas
Kristal: terbuka

Nota:

Tekankan kepada pelajar anda bagaimana pemahaman yang baik tentang mod kegagalan yang sama adalah penting untuk teknik penyelesaian masalah yang cekap. Mengetahui cara mana komponen tertentu lebih cenderung gagal dalam keadaan operasi normal membolehkan penyelesai masalah membuat pertimbangan yang lebih baik apabila menilai punca kemungkinan kegagalan sistem.

Sudah tentu, teknik menyelesaikan masalah yang betul harus selalu mendedahkan sumber masalah, sama ada atau tidak pemecah masalah mempunyai pengalaman dengan mod kegagalan peranti tertentu. Walau bagaimanapun, memiliki pengetahuan terperinci mengenai kemungkinan kegagalan membolehkan seseorang memeriksa sumber masalah yang paling mungkin terlebih dahulu, yang biasanya membawa kepada pembaikan yang lebih cepat.

Pembahagian Jabatan Pertahanan Amerika Syarikat (DoD) sebagai Pusat Analisis Keandalan, atau RAC, menerbitkan analisis terperinci mengenai mod kegagalan untuk pelbagai komponen, elektronik serta bukan elektronik. Mereka boleh dihubungi di 201 Mill Street, Rom, New York, 13440-6916. Data untuk soalan ini diperolehi daripada penerbitan RAC 1997, Mod Kegagalan / Pengagihan Mekanisme (FMD-97).

Soalan 7

Balai Cerap Astronomi Orbiting adalah projek NASA pada akhir 1960-an dan 1970-an untuk menempatkan instrumen pemerhatian ketepatan di orbit bumi untuk tujuan saintifik. Satelit yang direka untuk program ini perlu mempunyai litar "keras" untuk menahan sinaran, suhu yang melampau, dan keadaan ruang yang keras.

Contoh dari beberapa litar "selamat" ini ditunjukkan di sini: pasif, kuad-berlebihan, dua input DAN gerbang:

Pertama, lukiskan skema untuk pintu pasif dan pasif yang tidak berlebihan, pasif. Komponen yang ditunjukkan dalam skema di atas adalah "berlebihan, " dan yang penting "# 7"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Inilah skematik untuk gerbang AND gate yang tidak berlebihan, pasif:

Soalan susulan: mengapa anda menganggap transistor dihapuskan dari reka bentuk litar pintu ini "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/01329x03.png">

Nota:

Perlu dibincangkan dengan pelajar anda bagaimana pintu pasif seperti fungsi ini sama sekali. Tanyakan pelajar anda sama ada pintu ini memerlukan isyarat masukan untuk menjadi sumber semasa atau tenggelam semasa, dan sama ada sifat pasif litar itu merupakan masalah yang mengganggu dengan litar logik lain.

Soalan cabaran adalah sangat baik untuk dibincangkan di kelas dengan semua pelajar anda. Jawapannya mengapa diode dalam susunan selari-serangkaian haruslah mudah difahami. Kenapa resistor hanya boleh dipadankan sedikit lebih kompleks untuk menjawab. Kunci untuk memahami kedua-dua ciri reka bentuk ini terletak pada mod kegagalan tipikal bagi setiap jenis komponen.

Soalan 8

Satu kegunaan untuk "membetulkan" diod adalah selari dengan pelbagai bekalan kuasa untuk kebolehpercayaan tambahan dalam menggerakkan sistem kritikal:

Walau bagaimanapun, sebagai juruteknik elektronik yang berpengalaman, anda harus tahu bahawa diod tidak kebal terhadap kegagalan. Ubah rajah skematik ini untuk memasukkan tiga tambahan (berlebihan) dioda yang akan membolehkan operasi biasa jika mana-mana satu dari tiga diod asal gagal, dengan menganggap mod kegagalan yang paling umum dioda jenis penerus.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Cara terbaik untuk pasangan pasang membetulkan diod bersama untuk redundansi adalah siri:

Nota:

Walaupun ini mungkin kelihatan seperti "berlebihan, " untuk menggunakan diod yang berlebihan pada bekalan kuasa yang berlebihan, itu adalah ciri reka bentuk yang tidak terlalu mahal. Memandangkan penambahbaikan kebolehpercayaan yang boleh diukur dengan peningkatan minima kos, ciri reka bentuk ini tidak munasabah.

Soalan 9

Balai Cerap Astronomi Orbiting adalah projek NASA pada akhir 1960-an dan 1970-an untuk menempatkan instrumen pemerhatian ketepatan di orbit bumi untuk tujuan saintifik. Satelit yang direka untuk program ini perlu mempunyai litar "keras" untuk menahan sinaran, suhu yang melampau, dan keadaan ruang yang keras.

Satu contoh litar "selamat-selamat" ini ditunjukkan di sini: pintu masuk penyongsang quad-redundant (TIDAK):

Terangkan mengapa litar dirujuk sebagai quad -redundant. Berapa banyak kegagalan komponen individu, sekurang-kurangnya, mesti berlaku sebelum fungsi pintu masuk dikompromikan "# 9"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Jika anda menganalisis litar ini dengan berhati-hati, anda akan mendapati bahawa ia mungkin gagal dengan hanya dua kesalahan komponen, jika ia adalah jenis kesalahan yang betul, di lokasi yang betul!

Nota:

Litar ini adalah yang baik untuk berbincang dengan pelajar anda di dalam kelas. Mintalah mereka menerangkan operasi asasnya: jika semua komponen berfungsi dengan betul, apa yang berlaku apabila ia menerima input "tinggi", berbanding input "rendah"? Adakah isyarat masukan perlu menjadi penyumberan semasa atau semasa- tenggelam ? Bagaimana dengan keluaran litar ini: adakah ia sumber atau tenggelam semasa?

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →