Разработка передающего устройства системы беспроводного удаленного доступа

2.6.1 Амплитудная модуляция

Структурная схема модулятора изображена на рисунке 18. Преобразование спектра, которое происходит при модуляции, возможно в нелинейных системах либо в линейных системах с переменными параметрами. Последние обычно реализуются с помощью нелинейных элементов (НЭ), поэтому в состав модулятора, как правило, входит НЭ.

Рисунок 18 - Структурная схема модулятора

В качестве нелинейного элемента используются полупроводниковые диоды и транзисторы. Согласующие цепи модулятора предназначены для наиболее полной передачи мощностей от источников к НЭ и выходной мощности в нагрузку. Кроме того, входная и выходная согласующие цепи несущей частоты обеспечивают оптимальный режим работы НЭ.

При амплитудной модуляции (AM) амплитуда несущих колебаний изменяется по закону модулирующего сигнала. Обычно сигнал имеет сложный спектр, однако в пределах допустимой погрешности принимают модулирующий сигнал гармоническим

, где - амплитуда сигнала; (9)

где - круговая частота.

Выражение мгновенного значения несущих колебаний имеет вид:

(10)

где - мгновенное напряжение несущей частоты ;

U_Н - амплитуда несущих колебаний;

m - коэффициент модуляции.

Тогда амплитудная модуляция сигнала представлена выражением (11).

(11)

Для исключения искажения передаваемого сигнала должно быть выполнено условие 0< m < 1. На рисунке 19 представлены временные зависимости АМ-колебаний.

Как следует из (11), максимальная и минимальная амплитуды несущих колебаний могут быть рассчитаны следующим образом:

откуда

.



Спектр АМ сигнала при модуляции гармоническим сигналом (9) представлен на рисунке 19, а.

Рисунок 19 - Спектры модулированных по амплитуде колебаний при модуляции одним током (а) и сложным сигналом (б)

Как видно из рисунка 19, при модуляции сложным сигналом коэффициент модуляции m является функцией времени. Для отсутствия нелинейных искажений максимальное значение коэффициента модуляции не должно превышать единицы. Среднее значение m за длительный промежуток времени. соизмеримый с периодом самой низкой частоты сигнала, составляет обычно 0,35 - 0,4. Спектр AM - колебаний может быть получен из (11),

На рисунке 19, б показан спектр AM колебаний, построенный в согласии с (11). Если модулирующий сигнал сложный, содержащий частоты в полосе , то спектр AM колебаний имеет вид, изображенный на рисунке 19, б. Как видно из рисунка 19,б, ширина спектра AM колебаний равна 2F_max.

2.6.2 Угловая модуляция

При угловой модуляции амплитуда несущих колебаний остается постоянной, а информация содержится в изменении частоты co(t) или начальной фазы cp(t). Если под действием модулирующего сигнала изменяется частота to, то модуляция называется частотной (ЧМ). Если же модулирующий сигнал воздействует на начальную фазу несущих колебаний, модуляция называется фазовой (ФМ). Название «угловая модуляция» связано с представлением модулированных по частоте или по фазе колебаний в виде вектора, вращающегося с частотой . Носителем информации является изменение фазового угла этого вектора.

Переменное напряжение с модулированной частотой или фазой записывают в виде

,

где U - амплитуда;

- мгновенная фаза (фазовый угол).

При частотной модуляции, осуществляемой одной гармоникой, мгновенная частота несущих колебаний будет меняться по закону:

,

где - средняя частота;

- девиация частоты;

- частота модулирующих колебаний;

Мгновенная фаза записывается в следующем виде

,

где - индекс частотной модуляции.

Отсюда мгновенное напряжение при ЧМ

Теоретически спектр колебаний, модулированных по частоте бесконечен. На практике ширину спектра оценивают приближенно по формулам, которые составлены при учете боковых составляющих, превышающие определенный пороговый уровень. Так, при учете только тех составляющих, модуль которых больше 0,1 U, ширина спектра . Эта формула справедлива при . Если , то , т.е. при малых индексах модуляции спектр ЧМ- колебаний аналогичен спектру АМ-колебаний.

беспроводный телефонный радиосвязь станция



3. ПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА АБОНЕНТСКОЙ СТАНЦИИ

3.1 Технические характеристики станции

Интерфейсный блок представляет абонентскую станцию, которую проектируем преимущественного на SМД элементах. Приемопередающее устройство размещаем на двух платах А₁ и А₂ - приемное и передающее устройство соответственно. На плате А₃ размещаем синтезатор частоты. Платы стыкуются между собой через впаянные в них разъемы и представляют в таком виде единую конструкцию, размеры которой можно ограничить величинами 150х170х48 мм (размеры интерфейсного блока «Ритал-330М2»). Органы управления: регулятор громкости с выключателем, ЖК-дисплей и кнопки управления. Настройка радиостанции сопровождается текстовыми подсказками на ЖК-дисплее и подсветкой шкалы. На ЖК-дисплее отображается уровень выходной мощности передатчика, границы частотного диапазона, границы сканирования, частоты каналов.

Технические характеристики радиостанции:

- Диапазон рабочих частот (задается);

- Чувствительность приемника, МкВ - не хуже 0,15 мкВ;

- Полоса пропускания приемника, кГц - 12;

- Динамический диапазон, дБ, не менее - 80;

- Выходная мощность передатчика, Вт - не более 1 Вт;

- Минимальный шаг перестройки, кГц - 12,5(25);

- Напряжение питания, В - 12…14.

Функциональная схема приемопередатчика приведена на рисунке 21. Приемный тракт выполнен по схеме с двойным преобразованием частоты и состоит из УВЧ на транзисторах, смесителя на транзисторе, промежуточного каскада (УПЧ-1), тракта промежуточной частоты УПЧ-2 и частотно-модулированного дискриминатора на функциональной микросхеме 1DA1 и усилителя звуковой частоты на микросхеме 1DA2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 21 - функциональная схема приемопередатчика

В режиме приема сигнал из антенны через антенный фильтр и антенный усилитель поступает на входной полосовой контур и каскад УВЧ, далее через полосовой фильтр сигнал подается на смеситель ПЧ1 сюда же поступает сигнал первого гетеродина (.

Сигнал первой промежуточной частоты (10,695 МГц) проходит через кварцевый фильтр 1ZQ, поступает на промежуточный каскад с небольшим усилением на транзисторе. Этот каскад служит для компенсации затухания в фильтре и улучшает соотношение сигнал/шум тракта ПЧ1. Далее сигнал подается на второй смеситель, входящий в состав микросхемы 1DA1 (вывод 16). На другой входы (вывод 1 микросхемы 1DA1) этого смесителя с кварцевого генератора синтезатора (вывод 2) поступает сигнал 10,240 МГц. Сигнал второй промежуточной частоты ПЧ2 455 кГц выделяется фильтром основной селекции 1ZQ3, усиливается и детектируется ЧМ дискриминатором микросхемы 1DA1. Детектированный сигнал с выхода ИМС 1DA1 через НЧ-фильтр поступает на регулятор громкости и вход УНЧ 1DA2.

Передающее устройство состоит из генератора-модулятора, выполненного на транзисторе с подстройкой по частоте с помощью варикапа. Модулирующий сигнал частотой 0,3…3,4 кГц поступает от микрофона (М). Автогенератор работает на основной частоте МГц. Промодулированный по частоте сигнал поступает на смеситель, выполненный на транзисторе, на второй каскад которого поступает сигнал от стабилизированного генератора частот 270 МГц. Результирующий сигнал частотой 300,3 МГц выделяется узкополосным фильтром поступает на усилитель мощности.

Стабилизированный генератор представляет транзисторный автогенератор с кварцевой стабилизацией. Основная гармоника автогенератора 90 МГц. Эта гармоника через синтезатор частоты поступает на первый смеситель приемного тракта

Подавление побочных составляющих генератора-модулятора и стабилизацию его по частоте обеспечивается кольцом фазовой подстройки частоты, включающего в себя фазовый детектор и делитель частоты.



3.2 Поверочный расчет каскадов станции

3.2.1 Выбор и расчет схемы задающего генератора

Электрические схемы частотных модуляторов различаются главным образом связи варикапа с резонатором автогенератора. Наиболее просто реализуются схемы с емкостной связью, рисунок 22. Здесь автогенератор выполнен на полевом транзисторе 1VT1типа BF998 или его аналоге.

Варикап связан с колебательным контуром, образованный конденсаторами 1С₁1; 1С2 и индуктивностью 1L1 с помощью связи 1С3. Перестройка частоты производится варикапом 1VД1, на который поступает напряжение ФАПЧ от синтезатора через вывод Z разъема Х1.

Рисунок 22 - Электрическая схема генератора-модулятора

Таблица 3

Перечень компонентов электрической схемы генератора-модулятора

Схемное обозначение	Тип компонента	Количество
1VT1	Транзистор BF998	1
1VD1	Варикап КВ132А	1
	Конденсаторы
1C1	К10-17-16-М47-27 пФ	1
1C2	К10-17-26-М47-51 пФ	1
1C3	К10-17-26-М47-43 пФ	1
1C4	К10-17-26-М47-1000 пФ	1
1C5	К150-17-26-М47-3 пФ	1
1C6	К10-17-26-Н90-0,1 мкФ	1
1R1	С2-33Н-0,25-150 Ом 5%	1
1R2	С2-33Н-0,25-1 кОм 5%	1
1R3	С2-33Н-0,25-250 кОм 5%	1
1R4	СП5-3В-1ВТ-10 кОм5%	1
1R5	С2-33Н-0,25-10 кОм 5%	1
1R6, 1R7	С2-33Н-0,25-100 кОм 5%	2
1R8	С2-33Н-0,25-100 кОм 5%	1
1R9	С2-33Н-0,25-150 кОм 5%	1
R10	С2-33Н-0,25-100 кОм 5%	1

На этот же варикап в режиме передачи М микрофонного тракта (вывод 1 разъема Х1) через регулятор девиации 1R4 поступает модулирующий сигнал.

Автогенератор на транзисторе можно проектировать на тех частотах, где выполняется соотношение , где - граничная частота транзистора.

Если , то к транзистору следует подключать корректирующую цепочку. Расчет схемы частотного модулятора следует проводить по методике, изложенной в [7].

Выбирается схема автогенератора, тип варикапа и рассчитывается его режим и определяется емкость связи варикапа с резонатором.

Для частоты генерации и относительной девиации частоты - задаемся коэффициентом гармоник к_Г5%. Выбираем схему генератора-модулятора (рисунок 22). Выбираем транзистор малой мощности типа BF998.

Полевые транзисторы характеризуются зависимостью ток сток I_с от напряжения сток-исток U_си и затвор-исток U_зи. Для малых приращений тока стока справедлива зависимость:

,

Где

внутреннее сопротивление транзистора. Эти параметры зависят от постоянной составляющей тока стока, то есть от положения рабочей точки на вольтамперной характеристике. Область безопасной работы полевого транзистора определяется его предельными параметрами [8]:

- максимально допустимый ток стока;

- напряжение пробоя сток-исток, U_си;

- максимальная рассеиваемая мощность.

Наибольшие потери мощности приходятся на сопротивление в открытом состоянии транзистора.

Для транзистора BF998 (КП956Б) U_c 200B;

Активная часть емкости

и сопротивление потерь в цепи стока

.

Расчет корректирующей цепочки (1R1, 1C2)



Принимаем 1R1=150 Ом

Принимаем 1С2=51 пФ.

Конденсатор 1С1 с выводом стока образует колебательный контур, настроенный на основную гармонику генерации Принимая индуктивность вывода находим емкость контура 1С2 [6].

Принимаем 1С1=27 пФ

Электрический расчет генератора

В статическом режиме максимально допустимая мощность Р_{стат.мах}, рассеиваемая транзистором, определяется зависимостью:

, (12)

где Т_кр.мах - максимальная температура кристалла;

Т_корп - температура корпуса транзистора;

- тепловое сопротивление в статическом режиме.

С другой стороны, максимально допустимая мощность:

(13)



где - сопротивление цепи сток-исток в открытом состоянии транзистора.

Из приведенных зависимостей определяется тепловое сопротивление в статическом режиме:

.(14)

Из формулы (13) находим

Принимаем , угол отсечки тогда

Расчет основных параметров генератора:

Резистор 1R10 с конденсатором 1С10 образуют развязывающий фильтр с другими каскадами через общий источник питания. Величина резистора 1R10 принимается несколько десятков Ом. Принимаем величину резистора 1R10=100 Ом.

Падение напряжения на резисторе



Принимаем 1R9=150 Ом, так как выход генератора шунтируется малым сопротивлением стабилизатора напряжением .

Расчет емкости фильтра 1С6

Принимаем 1С6=0,1пФ.

Делитель R7, R6 рассчитывается исходя из обеспечения потенциала затвора

Задаемся током делителя и находим общее сопротивление

Принимаем

3.2.2 Расчет схемы модулятора

Выбираем варикап КВ132А, емкость которого С_во=50 пФ при добротность

Предельные параметры варикапа: степень нелинейности вольтамперной характеристики . Смещение на варикап подаем от общего источника питания через дополнительное регулирующее устройство .

Из расчета автогенератора известны следующие параметры: , относительная девиация частоты , коэффициент гармоник К_Г5%. Находим амплитуду модулирующего напряжения:

Расчет сопротивления резистивного делителя R2, R3:

Принимаем ток делителя .

При выборе величины резистора 1R2 используем уравнение [7]:

0

Принимая

Находим

.

Выбираем величину резистора 1R1, равную 250 кОм.

Тогда 1R2 принимаем равным 1 кОм.

Расчет конденсатора связи 1С3:

Выбираем 1С3 = 43 пФ.

Величину резистора 1R5 находим по формуле:

Амплитуда модулированного сигнала на выходе генератора:

3.2.3 Выбор и расчет схемы преобразователя частоты

Преобразователем частоты называют устройство, в котором несущая частота сигнала преобразуется в более низкую (разностную) или более высокую (суммарную) частоту сигнала и гетеродина, то есть происходит перенос спектра сигнала с сохранением закона модуляции.

Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Основными элементами смесителя являются: нелинейный элемент, входное устройство и выходной фильтр, настроенный (в данном случае) на суммарную частоту частотно- модулированного сигнала, с несущей частотой и частотой гетеродина

Преобразователь частоты является линейным элементом для колебаний сигнала, информацию о котором несет огибающая биений, воздействующая в области линейной части вольтамперной характеристике нелинейного элемента. В то же время преобразователь - нелинейный элемент для колебаний гетеродина, заполняющих биения и воздействующих в нелинейной области характеристики смесителя. Преобразователи частоты характеризуются следующими основными параметрами: коэффициентом преобразования К_прг, коэффициентом шума N_ш, полосой пропускания входной и выходной проводимостью .

Величина коэффициента преобразования и коэффициента шума N_ш зависит от амплитуды гетеродина и напряжения смещения .

,

где - крутизна преобразования в оптимальном режиме, равная ;

Смеситель Пр.Ч-1 выполнен на полевом транзисторе VT2. Сигнал от генератора-модулятора (1L2, 1C7, 1L3, 1C8) через разделительный конденсатор 1С9 поступает на 1-й затвор транзистора смесителя ПЧ1 1VT2. На второй затвор 1VT2 через буферный каскад на транзисторе 1VT3 через разделительный конденсатор 1С10 и контур 1L4 1С11 поступает сигнал первого гетеродина частотой (рисунок 23).

Смеситель ПЧ1 работает с нулевым смещением на первом затворе, имеет высокую крутизну преобразования и малые собственные шумы.

Результирующий сигнал (300,3 МГц) выделяется на полосовом фильтре 1L5, 1C12, 1R14 и поступает на каскад УВЧ на транзисторе VT4.

Нагрузкой транзистора является контур 1L6, выходная емкость транзистор 1VТ4 (С22).

Контур (1L4, 1С11) настроен на основную частоту На частотах свыше 200МГц сосредоточенная индуктивность принимается 0,1…0,3мкГн, а емкость контура рассчитывается по формуле:

Дополнительную емкость в контур ставить не требуется. Ограничиваемся выходной емкостью транзистора. В качестве транзистора выбираем BF998.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 23 - Электрическая схема преобразователя

Расчет контуров 1L2, 1C7 и 1L3, 1С8:



Расчет контуров 1L5 и 1L6. Задаемся индуктивностями 1L5=1L6=0,02 мкГн. Контура настраиваются на частоту 300,3 МГц.

В качестве смесителя выбираем полевой транзистор с двумя затворами типа BF998 м большим входным сопротивлением и малыми межэлектроемкостями. Угол отсечки выбираем . При преобразовании на первой гармонике гетеродина крутизна преобразователя определяется выражением:

,

где - амплитуда первой гармоники крутизны;

- коэффициент разложения.

Для (график кривых Берга на рисунке 6.7 [9]). Тогда

.

Внутренняя проводимость преобразователя

,

где - коэффициент разложения.

Для ;

- внутренняя проводимость транзистора в открытом состоянии 0,4 Ом.

Коэффициент преобразования К_пр преобразователя частоты:

,

где - общая резонансная проводимость фильтра ;

.

Находим устойчивый коэффициент усиления:

Для нормальной работы радиотехнического устройства выбираем и находим величину:

Для полевых транзисторов можно считать:

Выбираем R_ш=500 Ом, R_ш=1Rм

где Q₀ - резонансная добротность ненагруженного контура, которая принимается равной Q₀=50-100.

3.2.4 Расчет каскада УВЧ

Каскад УВЧ выполнен на транзисторе 1VT4 типа КТ3120А по схеме с общим эмиттером (рисунок 23). Транзистор КТ3120А кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-n СВЧ усилительный с нормированным коэффициентом шума на частоте 400 МГц, масса транзистора не более 0,3 г.

Граничная частота при , - 1,8 ГГц;

Минимальный коэффициент шума N-2 дБ;

Оптимальный коэффициент усиления по мощности К_р10 дБ;

Статический коэффициент передачи тока h₂₁=40;

Емкость коллекторного перехода не более С_к=2 пФ;

Емкость эмиттерного перехода С_ЭБ=3,2 пФ;

Постоянная времени цепи обратной связи ;

Емкость коллектора-база С_КБ=0,015 пФ.

Рассчитываем выходной контур 1L6, С_к.

Задаемся индуктивностью 1L6=0,03мкГн, тогда полная емкость контура равна:

,

.

Принимаем С_доп = 1С18=5,1пФ.

Определяем сопротивление шунта 1R16:

,

Где

;

Проводимость нагруженного контура:

Если d_кd₀, то шунтирующий резистор в контур ставить не требуется.

Полоса пропускания контура будет значительно больше требуемой.

Предельные эксплуатационные данные:

- постоянное напряжение коллектор-база

- постоянное напряжение коллектор-эмиттер

- постоянное напряжение эмиттер-база

- постоянный ток эмиттера

- постоянный ток коллектора

-постоянная рассеиваемая мощность Р_к=100 мВт.

Общее тепловое сопротивление R_т=0,86к/мВт.

Максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором при , равна:



Максимальное напряжение между коллектором и базой при равно:

,

где t_ср = 45…70% - диапазон температур, в пределах которого происходит снижение на величину

.

Выбираем напряжение коллектор-база с 30-процентным запасом:

Ток покоя коллектора с 30% запасом:

Выбираем допустимое изменение тока покоя коллектора .

Вычисляем коэффициент нестабильности N:



Выбираем

Выбираем 1R17=10 кОм.

Емкость шунтирующего конденсатора:

Выбираем С_ф =1С14=51 пФ.

По аналогии 1R15 рассчитывается 1R12 и по 1R14 рассчитывается резистор 1R11.

Таблица 4

Перечень компонентов электрической схемы преобразователя

Схемное обозначение	Тип компонента	Количество
1VT	Транзистор BF998 (КП436)	1
1VT3, 1VT4	Транзистор КТ3120А	2
1R11, 1R17	Резистор С2-33Н-0,25 - 10 кОм	2
1R12, 1R15	Резистор С2-33Н-0,25 - 2 кОм	2
1R13	Резистор С2-33Н-0,25 - 100 Ом	1
1R14	Резистор С2-33Н-0,25 - 500 Ом	1
1R16	Резистор С2-33Н-0,25 - 560 Ом	1
1С9, 1С10, 1С16, 1С18	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 33 пФ	4
1С13, 1С14	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 51 пФ	2
1С11, 1С12, 1С15	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 5,1 пФ	3
1С19	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 100 пФ	1
1L4, 1L5	Индуктивность L=0,03мкГн	2

3.2.5 Выбор и расчет схемы усилителя мощности

Схема усилителя мощности показана на рисунке 24. Здесь 1С21 и 1С25 - разделительные емкости, 1L7 и 1С20 - входная, 1L12,1С23 - выходная Г-образные согласующие цепочки; 1С22, 1С28, 1С29 - блокировочные емкости. Индуктивности 1L8 и 1L11 входят в состав нагрузочных резонансных контуров первого и второго каскадов усилителей мощности.

1L12, 1С23; 1С24, 1L13 и 1С26 образуют развязывающий приемо-передающий антенный фильтр.

Резисторы 1R18 и 1R20 обеспечивают автосмещение, равное и корректируют частотную характеристику транзистора.

Для увеличения коэффициента передачи мощности применяют двухкаскадный УМ. При частотах в качестве элементов согласующих цепей используют межэлектродные емкости транзисторов и индуктивности их выводов. Разрабатываемый УМ должен работать на частоте 0,3 ГГц, поэтому в качестве согласующих элементов применяем индуктивности и емкости с сосредоточенными параметрами.

Таблица 5

Перечень компонентов схемы усилителя мощности

Схемное обозначение	Тип компонента	Количество
1VT5, 1VT6, 1VT7	Транзистор 2Т925Б	3
1VT8	Транзистор КТ3120А	1
1R18	Резистор С2-33Н-0,25 - 2,5 кОм	1
1R19	Резистор С2-33Н-0,125 - 560 Ом	1
1R20	Резистор С2-33Н-0,25 - 680 Ом	1
1R21	Резистор С2-33Н-0,25 - 18 Ом	1
1R22	Резистор С2-33Н-0,25 - 10 Ом	1
1С20	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 27 пФ	1
1С21	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 18 пФ	1
1С23	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 5,6 пФ	1
1С24, 1С26	Конденсатор К10-17-2Б-М47 - 30 пФ	2
1С22, 1С30	Конденсатор К10-47а-500В - 0,1 мкФ	2
1С28	Конденсатор К10-47а-16В - 1000 мкФ	1
1L7, 1L9, 1L12	Индуктивность 0,094 мкГн	3
1L8, 1L11	Индуктивность 0,08 мкГн	2
1VD2	Диод 2Д222ГС	1

Полоса пропускания УМ должна соответствовать диапазону излучаемых частот 300,3…307,51 МГц. Принимаем полосу частот пропускания каскадами УМ не менее 7 МГц.

Произведем расчет УМ по заданному техническому заданию:

- излучаемая мощность в антенне не менее 1Вт;

- частота излучения 300,3…307,51 МГц;

- модулирующая частота

- напряжение источника питания

- КПД антенно-фидерного тракта .

Выбор транзисторов для УМ.

Выходная мощность УМ

Мощность, рассеиваемая на коллекторе с учетом Р_к0,85, получаем:

Для работы усилителя мощности при температуре окружающей среды максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором:



где для кремниевых и для германиевых транзисторов соответственно.

Для выполнения УМ с выходной мощностью и напряжением на коллекторе 12,6 В. выбираем мощный высокочастотный транзистор типа 2Т925Б. Транзистор 2Т925Б кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-n генераторный сверхвысокочастотный. Применяется в схемах усилителей мощности на частотах 200-400 МГц при напряжении 12,6 В. Выпускается в металлокерамическом корпусе с гибкими ленточными выводами и монтажным винтом. Масса транзистора не более 4,5 г. [5].

Электрические параметры:

- выходная мощность при , равна 2 Вт;

- коэффициент усиления мощности на ,

- коэффициент полезного действия коллектора

- коэффициент передачи тока и

- критический ток коллектора при , не менее ;

- постоянная времени цепи обратной связи при , не более 20 пс;

- емкость коллекторного перехода при , не более 15 пФ;

- обратный ток коллектор-эмиттер не более 5 мА;

- индуктивность выводов:

а) эмиттерного - 1,2 нГн;

б) базового - 2,6 нГн;

- емкость выводов относительно корпуса:

а) эмиттер-корпус - 1,84 пФ;

б) коллектор-корпус - 1,53 пФ;

в) база-корпус - 0,96 пФ.

Предельно допустимые эксплуатационные данные:

- постоянное напряжение коллектор-эмиттер при равно ;

- постоянное напряжение коллектор-база ;

- постоянный ток коллектор-база

- средняя рассеиваемая мощность в динамическом режиме .

На рисунке 25 представлена зависимость коэффициента усиления по мощности от частоты.

Рисунок 25 - Зависимость коэффициента усиления по мощности от частоты

Расчет рабочего тока коллектора транзистора 1VT6:

,

где - напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыщения тока коллектора.

Определение тока базы транзистора 1VT6:



Величина резистора 1R20 находится из мощности, которую необходимо приложить к базе транзистора 1VT6:

Находим:

Выбираем резистор по номиналу 1R20=680 Ом.

Принимаем коэффициент передачи согласующей цепи 1С21, 1L9, 1L10 равным К_рс=0,9, находим мощность на коллекторе 1VT5.

,

Определяем ток коллектора транзистора VT5:

,

Определяем ток базы:

,



,

Расчет резистора

.

Выбираем 1R21=2,5 кОм.

Расчет резистора

Выбираем 1R21=18 Ом.

На транзисторе 1VT7 максимально рассеиваемая мощность

.

Выбираем транзистор типа 2Т925Б.

Резистор 1R23 принимаем равным 1R21.

Расчет резонансных систем УМ.

Полосовой фильтр 1L7, С11 транзистора 1VT5 настраивается на среднюю генерируемую частоту . На резонансной частоте имеет чисто активное сопротивление, близкое к нулю .

,



,

,

,

.

Расчет конденсаторов:

.

Выбираем 1С20=27 пФ.

Выбираем 1С21=18пФ.

1С23=5,6 пФ.

1С25=1С24=30 пФ.

1С30=1С22=0,01мкФ.

1С28=1000 пФ.

1VD2 - нелинейный элемент в цепи питания, обеспечивает защиту УМ от возможного перенапряжения. Выбираем диод типа 2Д222ГС. .

3.3 Принцип работы схемы электрической принципиальной ППУ

Задающий генератор выполнен по схеме с емкостной трехточки на транзисторе VT1 типа КП346А - кремниевый, планарный, полевой с 2 изолированными затворами. Электрические параметры: , , , Межэлектродные емкости [12.] На каскад VT1 поступает напряжение ФАПЧ от синтезатора На этот же варикап с микрофонного тракта через регулятор девиации R4 поступает модулирующий сигнал частотой 0,3…3,4 кГц.

В режиме передачи на каскад УВЧ (транзистор VT4) поступает питание +10 В. Модулированный сигнал частотой 30,3 МГц поступает на первый затвор (VT2), на второй затвор поступает сигнал от гетеродина (через синтезатор) частотой

С выхода смесителя (транзистор VT2 и полосовой фильтр L5, С12) сигнал частотой поступает на УВЧ (VT4) и усилитель мощности VT5, VT6 и через согласующие цепи поступает в антенну.

Переключение уровня выходной мощности осуществляется ключом на транзисторе VT7. При включении большей мощности он открыт. При меньшей мощности транзистор VT7 закрыт, а питание поступает через резистор R21, уменьшая раскачку выходного каскада. Переключение мощности осуществляется подачей высокого/низкого логических сигналов от процессора синтезатора на инвертор на транзисторе VT8.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 26 - Схема формирования информационного сигнала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 27 - Схема усилителя и УМ

Таблица 6

Перечень компонентов схемы формирования информационного сигнала, схемы усилителя и УМ

Схемное обозначение	Тип компонента	Количество
1	2	3
Транзисторы
VT1, VT2	Транзистор маломощный КП346А	2
VT3, VT4, VT8	Транзистор маломощный КТ3120А	3
VT5, VT6, VT7	Транзистор мощный 2Т925Б	3
VД1	Варикап КВ132А	1
VД2	Диод 2Д222ГС	1
ДА1	Микросхема TDA 2003	1
Резисторы
R1, R9	С2-23-0,125 - 150 Ом 5%	2
R2	С2-23-0,125 - 4 кОм 5%	1
R3	С2-23-0,125 - 150 кОм 5%	1
R5, R11, 17	С2-23-0,125 - 10 кОм 5%	4
R6, R7	С2-23-0,125 - 100 кОм 5%	2
R8, R10, R13	С2-23-0,125 - 100 Ом 5%	3
R12, R15	С2-23-0,125 - 2 кОм 5%	2
R14	С2-23-0,125 - 500 Ом 5%	1
R16, R19	С2-23-0,125 - 560 Ом 5%	2
R18	С2-23-0,125 - 2,5 кОм 5%	1
R20	С2-23-0,125 - 680 Ом 5%	1
R21	С2-23-0,125 - 18 Ом 5%	1
R22	С2-23-0,125 - 10 Ом 5%	1
R4	СП5-3В -1Вт - 10 кОм	1
Конденсаторы
С1, С20	К10-17-2Б-М47 - 27 пФ	2
С2, С13, С14	К10-17-2Б-М47 - 51 пФ	3
С3	К10-17-1Б-М90 - 43 пФ	1
С4, С17	К10-17-1Б-М90 - 1000 пФ	2
С5	К10-17-1Б-М90 - 3 пФ	1
С6, С22	К10-17-1Б-М90 - 0,1 мкФ	2
С7	К10-17-1Б-М90 - 10 пФ	1
С8, С23	К10-17-1Б-М90 - 5,6 пФ	2
С9, С10, С16, С18	К10-17-1Б-М90 - 33 пФ	4
С11, С12, С15	К10-17-1Б-М90 - 5,1 пФ	3
С19	К10-17-2Б-М47 - 100 пФ	1
С20	К10-17-2Б-М47 - 27 пФ	1
С21	К10-17-2Б-М47 - 18 пФ	1
С24, С25	К10-17-2Б-М47 - 30 пФ	2
С26	К10-47а-16В - 1000 мкФ	1
С27	К10-17-1Б-М90 - 0,01 мкФ	1
Полосовые фильтры
L1…L4	ПАВ индуктивность 0,9 мкГн	4
L5…L7	ПАВ индуктивность 0,08 мкГн	3
L8…L13	КФ индуктивность 0,09 мкГн	6

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА НОВОЙ ТЕХНИКИ

4.1 Характеристика изделия. Обоснование объема производства и расчетного периода

Передающее устройство является неотъемлемой частью любой радиостанции ближнего радиуса действия. Разработанное передающее устройство по своим характеристикам отвечает всем требованиям системы удаленного доступа в телефонную сеть, которая обеспечивает более дешевую телефонизацию населения сельских районов без прокладки дорогостоящего кабеля.

Возможный объем производства прогнозируется исходя из объема потенциальных потребителей, которыми выступают предприятия - системы связи РБ. Исследование рынка сбыта позволило определить реальный объем продаж - 100 штук в каждый год расчетного периода, который составит 4 года.

4.2 Определение себестоимости и рыночной цены единицы изделия

Себестоимость продукции представляет собой сумму текущих затрат предприятия на ее производство и реализацию. Для определения суммарных текущих издержек необходимо рассчитать себестоимость каждой единицы выпускаемой продукции.

Расчет затрат по статье «Сырье и материалы за вычетом возвратных отходов» представлен в таблице 7.



Таблица 7

Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы

№ п/п	Наименование материала	Единица измерения	Норма расхода	Оптовая цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
1	Стеклотекстолит СФ2-35-1,5	кв. м.	0,4	12000	4800
	Отходы		0,1	2000	200
2	Припой ПОС-61	кг	0,045	10000	450
3	Эмаль ЭП-525	кг	0,05	12000	600
4	Медь	кг	0,2	15000	3000
5	Флюс канифольно-спиртовой	л	0,02	12000	240
6	Спирт этиловый	л	0,04	3000	120
	Итого:				9410
	Итого с учетом транспортно-заготовительных расходов (1.15)				10822

Расчет затрат по статье «Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги производственного характера» представлен в таблице 8.

Таблица 8

Расчет затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты

Наименование комплектующего или полуфабриката	Цена, руб.	Количество на изделие, шт.	Сумма, руб.
1	2	3	4
Элементы коммутации:
Резонансные системы ПКФ	400	13	5200
Микрофон МКЭ8, МД201	10000	1	10000
Разъем высокочастотный	500	2	1000
Кабель высокочастотный	500	16	8000
Аналоговые схемы:
TDA	1000	1	1000
Резисторы:
МЛТ-0,125	300	22	6600
СП5-3В-1ВТ - 10 кОм	500	1	500
Конденсаторы:
К10-17-1Б-М90	400	28	11200
Диоды и стабилитроны:
Варикап КВ	2500	1	2500
Транзисторы:
Маломощные высокочастотные 2Т3120А	5000	3	15000
Мощные СВЧ 2Т945Б	6000	3	18000
Маломощные высокочастотные КП346А	4000	2	8000
Радиатор	800	3	2400
Итого:	89400
Всего с учетом транспортно-заготовительных расходов (1.15)			102810

Расчет затрат по статье «Основная заработная плата производственных рабочих» представлен в таблице 9.

Почасовая тарифная ставка 1-го разряда

Работы выполняются рабочими VIII, IX и X разрядов.

Коэффициенты VIII, IX и X разрядов К₈=2,17; К₉=2,32; К₁₀=2,48.

Таблица 9

Расчет основной заработной платы производственных рабочих по видам работ

Виды работ (операции)	Разряд работ	Часовая тарифная ставка, р/ч	Норма времени по операции, н-ч	Основная зарплата (расценка), руб.
1. Подготовительная операция	VIII	778	0,5	389
2. Установка элементов на печатную плату	IX	832	1,0	832
3. Пайка волной	Х	889	0,1	89
4. Контроль печатной платы	IX	832	0,1	89
5. Разводка проводов внутри корпуса	Х	889	0,05	44,4
6. Распайка проводов	Х	889	0,1	89
7. Контроль	Х	889	0,1	89
8. Изготовление передней панели	IX	832	0,5	416
9. Сборка	IX	832	0,5	416
10. Контроль	Х	889	0,02	17,8
11. Маркировка	IX	832	0,3	250
12. Упаковка	IX	832	0,05	42
Итого:			2763
Всего с премией:	1,42		3924

Расчет затрат по статье «Дополнительная заработная плата основных производственный рабочих»:

Формула расчета имеет вид (15):

(15)

где Н_д - процент дополнительной заработной платы производственных рабочих, равный 20%.

Расчет затрат по статье «Дополнительная заработная плата прочих категорий рабочих»:

(16)

где Н_пр - процент дополнительной заработной платы прочих категорий рабочих, равный 1,5%.

Расчет затрат по статье «Отчисления в фонд социальной защиты населения»:

Согласно действующему законодательству ставка отчислений составляет 35%, тогда затраты по этой статье равны:

Единые отчисления с фонда заработной платы 4%:

Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции представлен в таблице 10.

Таблица 10

Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Наименование статей затрат	Условное обозначение	Значение, руб.	Примечание
1	2	3	4
1. Сырье и материалы за вычетом отходов	Рм	10882	См. таблицу 4.1
2. Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты	Рк	102810	См. таблицу 4.2
3. Основная заработная плата производственных рабочих	Зо	3924	См. таблицу 4.3
4. Дополнительная заработная плата производственных рабочих	Зд	785	Нд=20%
5. Заработная плата прочих категорий рабочих	Зпр	59	Нпр=1,5%
6. Отчисления в фонд социальной защиты	РСОЦ	1669	НСОЦ=35%
7. Износ инструментов и приспособлений целевого назначения	РИЗ	392	НИЗ=10%
8. Общепроизводственные расходы	РОБП	8063	НОБП=180%
9. Общехозяйственные расходы	РОБХ	7848	НОБХ=200%
10. Прочие производственные расходы	РПР	78,5	НПР=2%
11. Производственная себестоимость	СПР	135450
12. Коммерческие расходы	РКОМ	13551	НКОМ=1%
13. Полная себестоимость	СП	136805
14. Плановая прибыль на единицу продукции	ПЕД	34201	НЕД=25%
15. Оптовая цена предприятия	ЦОПТ	171006
16. Отчисления в местные и республиканские фонды	ОМР	6669	НМР=3,9%
17. Итого Ц*	Ц*	177675
18. Налог на добавленную стоимость (18% от Ц*)	ЦДС	31982	НДС=18%
19. Отпускная (свободная цена)	ЦОПТ	168786

4.3 Расчет стоимостной оценки затрат

4.3.1 Расчет единовременных затрат

Единовременные затраты в сфере производства включают предпроизводственные затраты (К_ппз) и единовременные капитальные вложения в производственные фонды завода-изготовителя (К_пф).

Затраты на НИОКР и освоение производства согласно данным предприятия разработчика составили К_ппз = 1620000 руб.

Единовременные капитальные вложения рассчитываются по формуле:

(17)

где К_ок - капитальные вложения в основной капитал;

К_ос - капитальные вложения в прирост оборотных средств.

Расчет капитальных вложения в технологическое оборудование, используемое при производстве продукции, представлен в таблице 11.



Таблица 11

Расчет капитальных вложений в технологическое оборудование, используемое при производстве продукции

Виды работ (операции)	Норма времени по операции, н-ч	Наименование оборудования	Отпускная цена единицы оборудования, руб.	Площадь, занимаемая единицей оборудования, м2
1	2	3	4	5
Подготовительная операция	0,5	Сборочный стол	150000	6
Установка элементов на печатную плату	1,0	Сборочный стол	150000	6
Пайка волной	0,1	Установка пайки волной	754000	12
Контроль печатной платы	0,1	Сборочный стол	150000	6
Разводка проводов внутри корпуса	0,05	Монтажный стол	350000	8
Распайка проводов	0,05	Монтажный стол	350000	8
Контроль	0,1	Стол для контроля	160000	6
Изготовление панели	0,6	Монтажный стол	350000	8
Сборка	0,3	Сборочный стол	150000	6
Контроль	0,02	Стол для контроля	160000	8
Маркировка	0,3	Стол для маркировки	145000	6
Упаковка	0,05	Стол для упаковки	150000	6

Эффективный фонд времени работы оборудования (Ф_эф) рассчитывается исходя из двухсменного режима работы, продолжительности смены, равной 8 часам, и коэффициента потерь на ремонт 0,96 по формуле:



где Д_р - количество рабочих дней в году;

S - количество рабочих смен;

t_см - продолжительность смены;

к_р - коэффициент потерь на ремонт.

Планируемый коэффициент выполнения норм времени для всех групп оборудования равен 1,05. Расчетное количество оборудования округляется до целого числа и называется принятым количеством рабочих мест .

Расчет количества оборудования должен производиться по всем его группам (видам работ).

Количество сборочных столов:

где - количество выпускаемых изделий;

- норма времени по операции;

Ф_эф - эффективный фонд времени работы единицы оборудования;

к_вн - коэффициент выполнения норм времени.

Количество монтажных столов:

Количество столов для контроля:

Количество столов для маркировки:



Количество столов для упаковки:

Количество установок пайки волной:

Общая величина капитальных вложений в оборудования равна:

руб.

4.4 Расчет экономического эффекта при производстве новой техники

При расчете коэффициента дисконтирования по годам используем норму дисконта Е=15%.расчет экономического эффекта при производстве новой техники представлен в таблице 12.

Таблица 12

Расчет экономического эффекта по годам

Наименование показателя	Единица измерения	Условное обозначение	По годам производства
			1-й	2-й	3-й	4-й
1	2	3	4	5	6	7
1. Выпуск изделий	шт.		100	100	100	100
2. Прибыль на единицу	руб.	Пед	29519	29519	29519	29519
3. Чистая прибыль от реализации (П1хП2х0,75)	млн. руб.	Пч	2,214	2,214	2,214	2,214
4. Амортизация	млн. руб.	А	0,0476	0,0476	0,0476	0,0476
5. Чистый доход (П3+П4)	млн. руб.		2,26	2,26	2,26	2,26
6. Результат с учетом фактора времени (П5хП14)	млн. руб.		2,26	1,966	1,727	1,526
Затраты		Зt
7. Предпроизводственные затраты	млн. руб.	КППВ	1,62	-	-	-
8. Единовременные капитальные вложения	млн. руб.	КВ	2,035	-	-	-
9. Инвестиционные вложения (всего)	млн. руб.	Зи	3,655	-	-	-
10. Затраты на рекламу (1% выручки от реализации)	млн. руб.	Зрек	0,146	0,146	0,146	-
Всего затрат	млн. руб.	Зt	3,801	0,146	0,146	-
11. Затраты с учетом фактора времени	млн. руб.		3,801	0,127	0,112	-
12. Чистый дисконтированный доход (П6-П11)	млн. руб.	ЧДД (Эинт)	-1,541	1,839	1,615	1,526
13. ЧДД нарастающим итогом	млн. руб.	ЧДД	-1,541	0,298	1,913	3,439
14. Коэффициент дисконтирования			1	0,87	0,764	0,675

Коэффициент дисконтирования , определяемый для постоянной нормы дисконта следующим образом:

, (18)

где Е_н - норма дисконта (Е_н = 0,15);

- номер расчетного года, ;

- порядковый номер года, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году. Для второго года:



Чистый дисконтный доход (ЧДД) характеризует результат инвестиционной деятельности и рассчитывается как разность между приведенной суммой поступления (результатом Р_t) и приведенной суммой инвестиций (затрат З_t) за расчетный период по формуле:

, (19)

где n - расчетный период, лет;

- чистый доход, полученный в году t, ден. ед.;

- затраты в году t, ден. ед.;

- коэффициент дисконтирования.

Для первых четырех лет соответственно равен:

Как видно из таблицы 12, чистый дисконтированный доход имеет положительное значение и за 4 года реализации проекта составит 3,439 млн. рублей.



5. ОХРАНА ТРУДА

5.1 Характеристика проектируемого передающего устройства линии радиосвязи

Передающее устройство является составной частью радиостанции типа «Алтай» и применяется в качестве абонентского устройства для беспроводного доступа в телефонную сеть. Радиопередающее устройство может быть стационарным или перевозимым. Учитывая специфику работы стационарной абонентской радиостанции, передающее устройство работает на антенну направленного действия (СКНД ) и дальностью действия до 25-30 км (в пределах границ административного района), излучаемая мощность передатчика не превышает 2 Вт в диапазоне частот 300-400 мГц.

Для уменьшения облучающего воздействия на человека техническими условиями предусматривается размещение передатчика в отдельном помещении от радиостанции. В разрабатываемом устройстве предусматривается всю абонентскую радиостанцию разместить в телефонной трубке или типовом корпусе телефонного аппарата, кроме усилителя мощности, который размещается непосредственно у антенны (на антенной мачте). Усилитель мощности выполняется на плате из фольгированного гетинакса, которая помещена в металлическую герметичную коробку.

5.2 Оценка максимально возможных уровней полей

Известно, что электромагнитные поля (ЭМП) радиочастотного диапазона воздействия на организм человека приводят к изменениями сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной систем и изменениям показателей крови. Гигиеническая оценка электромагнитного поля заключается в измерении или расчете ожидаемых уровней нормируемых энергетических характеристик поля напряженностей электрической Е, В/м и магнитной Н, А/м составляющих в диапазонах от 30кГц до 300 мГц и плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м² (мкВт/см²) в диапазоне сверхвысоких частот (300 МГц-300 ГГц).

Расчетные формулы для плотности потока энергии (ППЭ) :

(20)

(21)

где Р_изл - излучаемая мощность, Вт;

R - расстояние до излучателя, м;

g - коэффициент направленного действия антенны;

V - затухание (коэффициент) сигнала вдоль трассы.

Предельно допустимый уровень в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц определяют исходя из допустимой энергетической нагрузки (ЭН_ППЭПД, равной 2Вт.ч/м² или 200 мкВт.ч/см²) и время воздействия (Т, ч) по формуле:

, (22)

где К - коэффициент ослабления биологической активности, равный 1 (единице) для всех случаев воздействия для неподвижных антенн.

Электромагнитные поля, создаваемые направленными антеннами, формируются в виде луча или лепестка. Диаграмма направленности (ДН) g может быть изображена в полярной (рисунок 28) или в прямоугольной системе координат (рисунок 29).

Диаграммы направленности по мощности в вертикальной плоскости и горизонтальной плоскостях показывают распределение плотности энергии в зависимости от расстояния.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 28 - Диаграмма направленности в полярной системе координат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 29 - Диаграмма направленности в прямоугольной системе координат

В практике пользуются нормированными диаграммами направленности. Их нормирование производится по максимальному значению Пм:

В вертикальной плоскости:

, (23)

В горизонтальной плоскости:

, (24)

Вид нормирования диаграммы направленности в вертикальной плоскости в прямоугольной системе координат показан на рисунке 30.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 30 - Вид нормирования диаграммы направленности в вертикальной плоскости в прямоугольной системе координат

Количественным выражением направленности действия антенны является ширина ее диаграммы направленности, определяемая на уровне половинной мощности (). Для радиостанции абонентского устройства может быть применена директорная антенна с шириной диапазона и КНД .

Расчетная плотность потока энергии в направлении основного излучения определяется по формуле

, Вт/м² (мкВт/см²),

а во всех других направлениях расчетная плотность потока энергии определяется по уровню боковых лепестков. В расчете уровень боковых лепестков принимают 10% от основного лепестка, то есть

, (25)

5.3 Обоснование и выбор инженерно-технических мер по защите людей от ЭМП

При размещении радиостанции необходимо учитывать возможность защиты населения от влияния ЭМ энергии, излучаемой передатчиком.

Для уменьшения утечки энергии из фланцевых сочленений следует применить прокладки из поглощающих материалов.

Расположение антенны с облучателем должны исключать возможность облучения окон и дверей соседних зданий.

Уровень электромагнитного излучения на рабочем месте регулировщика радиопередатчика от генератора мощностью 2 Вт, работающего в диапазоне частот 300-400 МГц, с точек зрения необходимости разработки мероприятий по защите персонала, если рабочее место удалено от источника излучения на расстояние 1 м, а продолжительность пребывания персонала в условиях облучения за смену не превышает 6 часов.

Оценку уровня поля осуществляем сравнением значением плотности потока энергии на рабочем месте (так как генератор работает в диапазоне СВЧ) и предельно допустимым.

Плотность потока энергии на рабочем месте можно рассчитать по формуле:

Допустимое значение плотности потока энергии определяется по формуле:



Сравнивая значение ППЭ на рабочем месте (0,1524 Вт/м²) и предельно допустимое (0,33 Вт/м²) можно сделать вывод о том, что защита персонала в данном случае не требуется, так как фактические значения ППЭ, воздействующие на регулировщика в раза меньше допустимого.

Безопасное расстояние от антенны, на котором могут находиться люди в течение всего рабочего дня (6 часов), не подвергая свое здоровье опасности, если мощность передатчика 2 Вт, коэффициент усиления антенны можно определить из формулы расчета плотности потока энергий (ППЭ)

, (26)

Так как по условиям задачи требуется найти минимальное расстояние от источника, то, подставив в формулу вместо предельно допустимую плотность потока энергии ППЭ ), которая определяется как

, (27)

Найдем

Учитывая, что антенна не должна быть направлена на окна и двери соседних домов и минимальное расстояние между человеком и излучателем не должно быть меньше 2,2 м, выбираем чату, на которой размещаем антенну с генератором, не менее 10 м. В этом случае, человек находящийся на удалении от антенны на 10 м будет облучаться потоком энергии

.

Плотность потока энергии незначительная и дополнительных мер защиты не требуется.

Наибольшему воздействию ЭМП подвергается регулировщик радиостанции, который в процессе настройки находится на расстоянии 0,7-0,5 м от облучателя. При расчете плотности потока энергии следует учитывать излучение компьютера, напряженность электромагнитной составляющей от строчного генератора дисплея равна 40 В/м. Суммарная продолжительность пребывания регулировщика за работой в течение рабочего дня не превышает 4 часов.

Так как по условиям задачи регулировщик подвергается обучению ЭМП с различными нормируемыми параметрами (так как различные диапазоны частот), то его безопасность, согласно СанПиН № 11-17-94, следует определить по критерию

.

ЭН_ППЭ можно определить из формул

, (28)



где К - коэффициент биологического ослабления, в данном случае принимаем равным 1.

Плотность потока энергии на рабочем месте можно определить по формуле (20).

Подставив эти данные в формулу для определения ППЭ, получим

Полученное значение ППЭ подставим в формулу для расчета ЭН_ППЭ:

Согласно СанПиН № 11-17-94 ЭН_{ППЭ ПД} устанавливается равной 2 Вт.ч/м².

Определяем искомое отношение

Для определения энергетической нагрузки по электрической составляющей поля ЭН_Е воспользуемся формулой для расчета Е:

, отсюда

Предельно допустимое значение энергетической нагрузки для указанного диапазона равно 20000 . Определяем соотношение для критерия безопасности

Таким образом, общий критерий безопасности равнее:

,

что не удовлетворяет условиям безопасности .

Для выполнения условия безопасности регулировщик не должен работать более 2 часов в смену, или работать в специальном костюме и защитных очках.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для большинства специалистов и пользователей систем связи вполне очевиден тот факт, что одним из основных преимуществ систем радиосвязи является высокая скорость развертывания и гибкость их архитектуры. Высокая скорость развертывания достигается благодаря тому, что не требуется создавать проводную инфраструктуру, необходимую для объединения всех объектов, участвующих в сеансах связи. Это преимущество становится решающим, особенно в тех случаях, когда проложить проводные линии связи чрезвычайно трудно или даже невозможно. Кроме того, на организацию системы может отводиться слишком мало времени, а прокладка проводных линий всегда связана с существенными затратами времени.

Если учесть все здесь изложенное, то при телефонизации, особенно районов с низкой плотностью населения, когда прокладка проводных коммуникаций экономически нецелесообразна, может выручить технология, получившая название Wireless Local Loop (WLL) - «система беспроводного удаленного доступа.

Проведенное экономическое обоснование разработанного устройства показывает, что при ежегодно выпуске 100 изделий, окупаемость затрат произойдет в течение двух лет, а чистый дисконтный доход к концу четвертого года составит 3,439 млн. рублей.

В процессе разработки передающего устройства была определена степень вредность настройщика и оператора (абонента) в процессе эксплуатации.

При размещении ПУ на антенной мачте, высотой 10 метров, абонент будет получать мизерную дозу облучения, в сотни раз меньшую предельно допустимой, а настройщик все работы должен будет производить при пониженной генерируемой мощности и не более 4 часов в смену.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ал. Калашников. Системы WLL. Журнал «Радиолюбитель», октябрь 1997. №10. г. Москва.

2. Техническое описание «Радиоудлинителя КАРТ У», М. 1998.

3. Я.Н. Берман, В.Н. Власов, Н.Л. Кочан и др. Судовые радиолокационные станции и их применение. Том 2. Л. Судостроение. 1970.

4. Судовые радиолокационные станции и их применение. Под общей редакцией проф. В.И. Ракова. Л., Судостроение. 1969.

5. Журнал «Радио» № 10, 2005. стр.72

6. М.И. Васильев. Общие вопросы выбора и расчета функциональных узлов линии радиосвязи, БГУИР, Минск, 1995.

7. Б.Е. Петров, В.А. Романюк. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. М. «Высшая школа». 1989.

8. Справочник. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. М. «ТриЛ», 2000.

9. Проектирование радиолакационных приемников импульсных сигналов. Под редакцией В.М. Волкова. Киев. КВИРТУ. 1974.

10. Справочник. Новые транзисторы. Б.Л. Перельман, В.М. Петухов. М. Салон «Микротех». 1996.

11. Журналы «Радио» № 10. 2005; №№ 1, 9 за 2006 г.

12. Справочник. Новые транзисторы. Б.Л. Перельман, В.М. Петухов. М. Салон «Микротех». 1996.

13. Михнюк Ф.Т. Охрана труда и экологическая безопасность. М., БГУИР. 2004.

Размещено на Allbest.ru