可靠性工程之相禮和熱創作結課論文題目：混頻器組件可靠性分析學院：機電學院專業：機械電子工程學號：201100384216門生姓名：郭守鑫引導教師：尚會超2014年6月目錄擇 3關鍵詞 3元器件清單 3可靠性預測 4可靠性分析 6可靠性數據分析 7毛病形式影響 ??73.3危害性分析 ???84.結論和建議 ???????????10參考文獻 ????????????????10混頻器組件可靠性分析郭守鑫（中原工學院機電學院河南鄭州451191）【擇要】變頻，是將信號頻率由一個量值變換為另一個量值的過程.具有這種功能的電路稱為變頻器（或混頻器）.輸入信號頻率等于兩輸入信號頻率之和、差或為兩者其他組合的電路.混頻器通常由非線性元件和選頻回路構成.【關鍵詞】混頻器，變頻，組件【Abstract】frequencyconversion,istosignalfrequencybyavaluetransformintoanotherprocessofthevalue.Whichhasthefunctionofthecircuitiscalledinverter（ormixers）.Theoutputsignalfrequencyisequaltothesumoftwoinputsignalfrequency,orforbothothercombinationofthecircuit.Mixerisusuallycomposedofnonlinearcomponentsandfrequencyselectivecircuit.【keywords】mixer,frequencyconversion,components本組件選用元器件如下：序號稱號型號數量1場效應管AFM06P3-21212場效應管FHX14LP13介質諧振器A614變容管WB2005H15單片混頻器HMC171C816隔離器TGX-II 4 27集成穩壓塊CW78L0518片狀電阻RI-1/10W-79片狀電容CC41-0805-810金屬膜電阻RJ-1/2W-10111鉭電容CA42-25V-47412射頻同軸連接器SMA--KFD22可靠性估計VCO混頻組件由混頻器、VCO二個功能模塊組成.元器中包含8類11種30個.其中任一元器件生效，都將形成整個組件生效，即組件正常工作的條件是各元器件的正常工作.因此，本組件的可靠性模型是一個串聯模型.本組件是可修復產品，壽命服從指數分布，根據可靠性理論，其均勻毛病間隔工夫與失服從成反比，即￡入MTBFs=1/pi（1）由于本組件已完成初樣的研制，現已轉入正樣計劃階段，所用元器件的品種、型號規格、質量程度、工作應力及環境條件都已基本確定，其失服從因子等有關可靠性參數可以從《GJB/Z299B-98電子設備可靠性估計手冊》查到，因此采取應力分析法來估計本組件的可靠性目標.已知本組件工作于飛機座艙內，環境代號A.，工作溫度-45℃~+60℃.現對其可靠性目標計算如下： IF入P1本組件所用場效應管屬低噪聲類型，其工作失服從模型為入=入nnnnn（2）查得基本失服從二文10-6/h環境系數nE=15質量系數nQnA=3溫度系數nTnM=1本組件運用場效應管2只，故其工作失服從為入X10-6X15XX3XX1XX10-6/h入P1P2P2單片混頻器是矩形8引出端密封扁平封裝的半導體集成電路，其工作失服從模型為入=n[Cnn+（C+C）n]n（3）查得環境系數兀；」17V質量系數nq：L L溫度應力系數nEnX10-6/hCX10-L/h封裝復雜度失服從CX10-6/h本組件運用1只單片混頻器，故其工作失服從為 3入XX10-6XX1+（0.020+0.022）X10-6X17]XP12X1=X10-6/h入P3本組件所用的檢波管為微波砷化鎵二極管型，其工作失服從模型為入P「入nnn查得環境系數n=13質量系數nnE QK基本失服從入X10-6/h本組件運用變容管1只，故其工作失服從為入 X10-6X13XXX10-6/h入P3P4三端穩壓器是園形3引出端密封金屬殼封裝的半導體集成電路，其工作失服從模型為入=n[Cnn+(C+C)nP4Q1T查得環境系數溫度應力系數nV入=n[Cnn+(C+C)nP4Q1T查得環境系數溫度應力系數nV=17質量系裁]nL(4)nnE QLnnX10-6/hCX10-6/h封裝復雜度失服從CX10-6/h本組件運用三端穩壓器1只，故其工作失服從為入X10-6XX1+(0.010+0.004)X10-6X10]XP14XX10-6/h入P5P5隔離器為磁性器件，其工作失服從模型為(6)入二人n查得基本失服從入X10-6/h環境系數n(6)本組件運用2b只隔離器，故其工作失服從為入X10-6XXX10-6/h入P5P6P6本組件選用的固定電阻器，其工作失服從模型為入二人nnn (7)查得環境系數得兀nn入X10-6/h本組件運用固定電阻器^只，故其工作失服從為入X10-6XXXXX10-6/h入P6P7P7本組件選用固體鉭電解電容器，其工作失服從模型為入二人nnnn (9)查得環境系數J、％.3 電容系數nn=1基本失服從入X10-6/h本組件運用鉭電容器4只,故其工作失服從為入X10-6XXXX1XX10-6/h入P7P8本組件選用的片狀電容器屬1類瓷介電容器，其工作失服從模型為入二人nnn (10)P8查得環境系數nnn入X10-6/h本組件運用片狀電容器8只，故其工作失服從為入X10-6XXX1XX10-6/h入P8P9本組件選用射頻同軸連接器，其工作失服從模型為入P9二人nnnnn(11)入P9二人nnnnn(11)bEQPKC查得基本失服從入X10-6/h環境系數nn=0.4本組件運用射頻連接器2只，故其工作更服從為接觸件系數nPnKnC入X10-6XXXXXXX10-6/h入。9P10印制板的工作失服從模型為入=(入N+入)入=(入N+入)nn

P1°式中，入X10-6/h,QnC(12)金屬化孔數N=40由查得環境系數njQ入X10-6/h.復雜度系數nC本組件運用印制板3塊，故其工作失服從為入X10-6XX10-6)XX1XX3X10-6/h入P11焊接點的工作失服從模型為人P11入二人nn (13)查得基本更服從入X10-6/h環境系數nn本組件共有74個焊接點,其工作失服從為入X10-6XX1XX10-6/h入P11P12介質振蕩器的工作失服從模型為人P12入二人nn(14)P12查得環境系數n=15 質量系數n入X10-6/h本組件運用介質振蕩器1只，故其工作失服從為入X10-6X15XXX10-6/hP12由此，可得出本組件的工作失服從為￡入入=I'Pi=(6.84828+PS+0.593+0.14472+0.06254+0.12546+0.0408+0.6)3X10-6X10-6/h故本組件的均勻毛病間隔工夫為MTBFs=1/人=83165h3.可靠性分析本組件尚處于研制階段，樣品雖已完成，但并未投入配備運用，因此并沒有毛病信息反饋.現采取毛病形式影響及危害性分析對計劃方案進行可能發生的毛病形式及其影響進行分析，以便為進一步進步產品的可靠性提供根底材料.根據后面計算得到的各種元器件的工作失服從和GJB299B列出的失服從形式分布，計算整理結果如表1所示：從工作失服從的角度看，可能發生毛病的次要元器件有以下幾種：場效應管，工作失服從占總失服從的56.97%；變容管，工作失服從占總失服從的14.43%；單片混頻器，工作失服從占總失服從的4.12%；表1 可靠性數據分析表序號名 稱工作失效率失服從百分比次要毛病形式毛病形式頻數比1場效應管X10-656.97%開路40%2介質振蕩器X10-65.24%功能退步40%3單片混頻器X10-64.12%開路80%4變容管X10-614.43%開路80%

5隔離器X10-67.984%開路50%6集成穩壓塊X10-62.23%功能退步50%7電阻X10-60.998%功能退步50%8片狀電容X10-61.20%功能退步43%9鉭電容X10-64.93%功能退步50%10射頻連接器X10-60.52%磁鋼零落50%11印制板X10-61.043%孔化不良60%12焊接點X10-60.34%虛焊60%介質振蕩器，工作失服從占總失服從的5.24%；隔離器，工作失服從占總失服從的7.98%.下面5種元器的工作失服從之和占總失服從的88.74%，特別是場效應管的工作失服從占了總失服從的將近50%.對本組件工作可靠性的影響尤為突出，在元器件選擇和拆卸時應特別加以留意.毛病形式影響是分析元器件次要毛病對組件發生的后果，并將其進行嚴酷度分類.嚴酷度類別是元器件毛病形成的最壞潛在后果的暗示.根據嚴酷度的一樣平常分類準繩，可把本組件的嚴酷度分為三類.II類（致命的）一這種毛病會惹起重在經濟損失或導致義務失敗.III類（臨界的）一這種毛病會惹起肯定的經濟損失或導致義務降級.W類（輕度的）一這種毛病不會惹起分明的經濟損失或零碎義務的完成，但會導致非計劃性維護和修繕.本組件的毛病形式影響分析如表2所示.序號名稱故障模式故障原因故障影響補償措施嚴酷度類別1場效應管開路引腳與帶線接觸欠好場放不工作，組件無接收功能，導致義務失敗管腳補焊II類2介質振蕩器性能下降粘結不牢頻率移出所需的范圍重新粘接I類3單片混頻器開路虛焊組件無中頻輸入補焊II類4變容管短路靜電惹起頻率電調諧無法完成更換器件II類5隔離器磁鋼零落膠粘不牢插損變大重新粘接W類6集成穩壓器開路器件老化增益變差，導致義務降級更換器件I類7電阻器開路虛焊組件功能變差補焊W類8片狀電容器短路電壓擊穿組件功能變差更換器件W類9鉭電容器短路電壓擊穿組件功能變差更換器件W類

10射頻連接器接觸不良孔簧伸開組件功能變差更換器件w類11印制板孔化不良電鍍質量差組件功能變差修繕孔化占八、、w類12焊接點虛焊焊腳氧化，焊錫少.組件功能變差補焊w類故障模式及影響分析表由上表可知，從毛病影響嚴酷度的角度看，屬于n類嚴酷度的有2種元器件：場效應管，單片混頻器.屬于ni類嚴酷度的有3種元器件：介質振蕩器，變容管，三端穩壓器.別的的屬于w類.根據毛病形式的嚴酷度和毛病形式發生概率所發生的影響，可以定量的對可能發生的毛病形式形成的影響進行危害度分析.毛病形式危害度的計算公式為C='pjajPjt （14）mj式中，Cmj—第j種元器件的毛病形式危害度入pj—第j種元器件的工作失服從aj—第j種元器件的毛病形式頻數比，?一第j種元器件的毛病影響概率t一工作工夫，為簡化結果，以106h計.本組件的危害性分析如表3所示：序號名稱故障模式嚴酷度類別毛病率（九,）（pj）毛病形式頻數（aj）毛病影響概率（匕）毛病形式危害度（C.）1場效應管開路n類X10-640%12介質振蕩器性能下降n類X10-650%3單片混頻器開路n類X10-680%4變容管短路n類X10-660%5隔離器磁鋼零落w類X10-650%6集成穩壓器開路n類X10-650%7電阻器開路w類X10-692%

8片狀電容器短路V類X10-673%9鉭電容器短路V類X10—675%10射頻連接器接觸不良V類X10—660%11印制板孔化不良V類X10-660%12焊接點虛焊V類X10-660%1S3危旨性分析表根據上表中算出的危害度的大小，可以對本組件中運用的元器件進行排序為場效應管、變容管、單片混頻器、介質振蕩器、集成穩壓器、隔離器、鉭電容器、電阻器、片狀電容器、印制板、焊點和射頻連接.器另外，根據上表可以算出各類毛病形式危害度之.和II類毛病形式危害度之和為工Cr=j=3Cmj=(++IIII類毛病形式危害度之和為%=J=%=J=2Cmj=+W類毛病形式危害度之和為￡7Cr=j=7Cmj=+++++IV+由下面的可靠性數據分析,毛病形式影響分析和危害度分析,可以得出以下結論:.本組件的均勻毛病間隔工夫大于80,000小時.影響本器件工作可靠性的首要器件是場效應管.現在選用的場效應管是平凡工業型號的進口器件.若要大幅度進步本組件的可靠性，宜選用相應的軍用型號..根據后面的分析及可靠性關鍵件和緊張的鑒別準繩，可以確定本組件的關鍵件和緊張件為：場效應管、變容管、單