Разработка энергосберегающего блока электронной коммутации

Основные параметры широкополосных аналоговых сигналов, модели электронных ключей: электронные на диодах, биполярные, полевые транзисторы. Расчет входного и выходного усилителя и источника питания. Анализ структурной схемы блока электронной коммутации.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 14.11.2017
Размер файла 531,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

= •, (5.4)

Где - затраты на покупные изделия, руб;

- удельный вес покупных изделий;

- удельный вес оплаты труда. Он составляет 0,3.

Подставляем все значения в формулу (5.4), получаем:

= •0,3 = 388,55 руб.

Подставляем все вычисленные затраты в формулу (5.1)и вычислим себестоимость разрабатываемого устройства:

= [828,91+116,56+388,55 (1+0,9)]•(1+0) = 1683.715 руб

Расчет полной цены устройства определяется с учетом полной себестоимости и плановой рентабельности. Полная цена Ц вычисляем по формуле:

Ц = С•(1+), (5.5)

Где С - полная себестоимость производства, руб;

Р - плановая рентабельность, % (20-30%)

Подставляя все известные значения в формулу (5.5) получим:

Ц = 1683,715 • (1+) = 2020,45 руб

4.2 Расчет затрат на эксплуатацию разрабатываемого устройства

Затраты на эксплуатацию лабораторного устройства включает в себя:

- затраты на оплату труда;

- затраты на электроэнергию;

- отчисления в виде социального пакета;

- затраты на материалы и запасные части.

Затраты на оплату труда вычисляется по формуле:

= , (5.6)

Где - среднемесячная заработная плата работника. Пусть она будет равна 900 руб;

Т - число работников, ед.

В свою очередь число работников, которые необходимы для обслуживания устройства вычисляется по формуле:

Т = •, (5.7)

Где - количество повреждений в год;

- среднее время устранения 1 повреждения, оно равно 2 ч;

- число профилактик в год, оно равно 2 раза;

- время, затраченное на профилактику, которое равно 4 ч;

ФРВ - фонд рабочего времени одного работника, равный 169 ч.

- коэффициент отпусков, равный 1,6;

Максимальное время работы устройства вычисляют по формуле:

= •••, (5.8)

Где - число бригад за работой на устройстве, равное 250;

- количество работ, выполняемых за данным устройством, равным 1;

- время выполнения работы за устройством, равное 2 часа.

- число установок, равно 1.

Подставим значения в формулу (5.8) и рассчитаем максимальное время работы за установкой:

= 250*1*1*2 = 500 часов

Число повреждений оборудования в год, вычисляем по формуле:

= , (5.9)

Где - максимальное время работы, ч;

- время наработки на отказ, равное 62864 ч.

Подставляем значения в формулу (5.9), вычислим число повреждений оборудования в год:

= =0,00793

Далее согласно формуле (5.7) вычисляем численность работников

Т = •1,6 =0,006

Вычисляем затраты на оплату труда:

= = 64,8 руб.

Затраты на материалы и запасные части вычисляем по формуле:

= 1,1, (5.10)

Где N - число видов элементов;

- цена i-го элемента;

- количество элементов;

- время работы лабораторного макета за год, равное 500 ч;

- срок службы элементов i вида.

Результаты расчета представлены в таблице 5.2

Таблица 5.2 результаты расчета затрат на материалы.

Наименование изделия

Количество изделий

Цена изделия, руб

Срок службы, час

Общие затраты, руб

Микросхемы

К544УД2

К561ИД2

К564КП2

К561КТ3

К1402ЕН6

9

1

1

8

1

8,33

22,50

162,84

28

188,8

13000

13000

13000

13000

5000

2,76

7,6

16,2

8,23

19,1

Резисторы

39

1,2

10000

2,75

Конденсатор SMD

23

3

10000

2,1

Итого

58,74

В итоге затраты на материалы и запасные части составляют:

= 1,1*58,74 = 64,614 руб.

Так же нужно произвести расчеты затрат на электроэнергию.

Затраты на электроэнергию вычисляют по формуле:

= WПОТ•0,92, (5.11)

Где WПОТ - потребляемая мощность устройством в год.

Потребляемую мощность устройства в год вычисляют по формуле:

WПОТ = РМ • nПОТ •tp , (5.12)

Где РМ - потребляемая мощность устройством, равн 0,3 Вт;

nПОТ - удельная норма потребляемой мощности, равная 0,7;

tР - время работы устройства в год, равное 500 ч.

Подставляем известные величины в формулу (5.12), получаем:

WПОТ = 0,3 • 0,7 •500 = 105 Вт*ч

Рассчитываем затраты на электроэнергию:

= 105•0,92 = 96,6 руб.

Отчисления в виде социального пакета определяются в размере 35,6%. Сюда входят:

- отчисления в пенсионный фонд (28%);

- отчисления в фонд медицинского страхования (3,6%);

- отчисления в фонд социального страхования (4%);

Затраты на единый социальный пакет вычисляем по формуле:

ЗСОЦ = 0,356 • ЗОТ, (5.13)

Где ЗОТ - затраты на оплату труда, руб.

Подставляем значения в формулу и получаем:

ЗСОЦ = 0,356•64,8=23,06 руб

Затраты на эксплуатацию устройства вычисляем по формуле:

Зэксп = ЗОТ + ЗМ + ЗЭЛ + ЗСОЦ, (5.14)

Где ЗОТ - затраты на оплату труда, руб;

ЗМ - затраты на материалы, руб;

ЗЭЛ - затраты на электроэнергию, руб;

ЗСОЦ - затраты на единый социальный пакет, руб.

Подставляем все значения в формулу и вычисляем:

Зэксп = 64,8+64,6+96,6+23,06= 249,06 руб.

Расчеты показали, что устройство, которое мы разработали не требует больших затрат на изготовление. Следовательно, это устройство будет доступным и может использоваться в лабораторных работах в высших учебных заведениях для освоения студентами теоретических и практических знаний в области микроэлектроники.

Заключение

Современное состояние телекоммуникационных сетей можно определить термином «движение к совершенству». Вряд ли можно предугадать, как они будут выглядеть в будущем, сколько поколений сетей и технологий предстоит еще пройти, но всегда во все времена будут стоять вопросы надежности электронной аппаратуры и ее элементов, а также уменьшение габаритов устройства. Совершенствование радиоэлектронной аппаратуры связанно с широким использованием элементов микроэлектроники, заменой механических узлов, электромеханических блоков на электронные блоки. Это дает плюс в габаритах, повышает надежность и является более экономичной.

Коммутаторы широко применяются в системах телемеханики, сигнализациях, особенно широко применяются коммутаторы для коммутации в системах связи и передачи информации.

В разработанном блоке коммутации используются интегральные микросхемы, это повышает степень интеграции и увеличивает надежность устройства. Коммутатор является широкополосным и способен коммутировать сигналы с любого из восьми входов на один выход. На каждом из входов и выходе установили буферные усилители, они компенсируют переходное затухание, этим обеспечивается коэффициент передачи канала в открытом состоянии, который равен единице.

Вторая глава является теоретической, где описаны различные типы аналоговых ключей. И в этой главе сделан вывод, что ключи на МДП структурах являются наилучшим выбором и обладают наилучшими характеристиками. При разработке принципиальной схемы возникла проблема обеспечения требуемого переходного затухания, выбора оптимальной нагрузки ключа для удовлетворений требований по коэффициенту нелинейных искажений в открытом состоянии. Эту проблему возможно было решить путем включения на входы и выход буферного усилителя. В качестве буферного усилителя был выбран довольно распространенный операционный усилитель типа К544УД2. При выборе коммутатора было проанализировано множество вариантов, но из-за большой частоты в 10 МГц, были выбраны микросхемы типа К561КТ3 и К564КП2. Эти микросхемы состоят из Т - образных ключей и имеют полосу пропускания до 30 МГц. Данные микросхемы обеспечивают требуемое переходное затухание и коэффициент нелинейных искажений. Для питания коммутатора был выбран стабилизатор напряжения К142ЕН6. Рассчитав полную мощность схемы добились выполнения технического задания. Также была рассчитана стоимость разрабатываемого устройства исходя из ориентировочных рыночных цен методом укрупненного расчета.

Литература

[1] Игнатов А. Н. Микросхемотехника и наноэлектроника : учебное пособие. СПб.: Лань, 2016. 528 с.

[2] Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. Элементы морфологии микроэлектронной аппаратуры. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Сов. радио», 1977, 408 с.

[3] Дьяконов В. П. расчет нелинейных и импульсных устройств на программируемых микрокалькуляторах: Справ, пособие. - М: Радио и связь, 1984. - 176 с.

[4] Иванов И. И., Соловьев Г. И., Фролов В. Я. Электротехника и основы электроники: Учебник. -- 8-е изд., стер. -- СПб.: Издательство «Лань», 2016.-- 736 с.

[5] Гришин Ю. П., Казаринов Ю. М., Катиков В. М. и др. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: Учебное пособие для радиотехнич. спец. вузов.; под ред. Ю. М. Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - 319 с.

[6] Вениаминов В. Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А. И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Радио и связь, 1989.

[7] Кашкаров А.П. Популярный справочник радиолюбителя.-М.:ИП«РадиоСофт», 2012.-- 416 с.

[8] Нефедов, В. И. Радиотехнические цепи и сигналы : учебник для СПО / В. И. Нефедов, А. С. Сигов ; под ред. В. И. Нефедова. -- М. : Издательство Юрайт, 2017. -- 266 с.

[9] Подлесный С. А. Устройства приема и обработки сигналов: учеб. пособие: Сиб. Федер. Ун-т., 2011.- 352 с.

[10] Горобец А. И., Степаненко А. И., Коронкевич В. М. справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры. - К.: Технiка, 1985.-312 с.

[11] Зубчук В. И. и др. Справочник по цифровой схемотехнике/ В. И. Зубчук, В. П. Сигорский, А. Н. Шкуро. -К.: Техника, 1990. - 448с.

[12] Богатырев Е. А., Ларин В. Ю., Лякин А. Е. Энциклопедия электронных компонентов. Большие интегральные схемы/ Под ред. А.Н. Еркина. - Т.1. - М.: ООО «МАКРО ТИМ», 2006. -224 с.

[13] Ленк Д. 500 практических схем на популярных ИС: Пер с англ. - М.: ДМК Пресс, 2001. -448с.

[14] Охремчик С. А., Дудкин В. П., Захаров А. В. Исследование переходных процессов в электронном ключе на биполярном транзисторе.: Учебн. пособие: ВГУ.,2012. -32 с.

[15] Преснухин Л.Н. и др. Основы конструирования микроэлектронных вычислительных машин, М.: Высшая школа, 1976. - 184 с.

[16] Бабикова А.В., Задорожная Е.К., Кобец Е.А. Экономическое обоснование инженерных проектов в инновационной экономике. Учебное пособие. Гриф УМО вузов России: Учебное пособие: изд. Инфра-М, 2017. - 143 с.

[17] Кечиев Л. Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры.: изд. Группа ИТД, 2007. - 616 с.

[18] Нефёдов А.В. Интегральные микросхемы и их аналоги: Справочник. - М.; РадиоСофи, 1997

[19] Петров К. С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника. СПб. Питер, 2003. - 512 с.

[20] Покровский Ф. Н. Материалы и компоненты радиоэлектронных средств: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 350 с.

Приложения

Перечень принятых сокращений

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

БТ - биполярный транзистор

БУ - буферный усилитель

ИМС - интегральная микросхема

ИС - интегральная схема

КЭ - коммутационный элемент

МОП - металл-окисел-проводник

ОС - обратная связь

ОУ - операционный усилитель

ПТ - полевой транзистор

РЭА - радиоэлектронная аппаратура

ТР - техническое решение

ЭК - электронный ключ

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Структурная и принципиальная схемы усилителя для фоторезистора. Проектирование входного устройства. Расчет масштабирующего усилителя, блока регулировки, усилителя мощности. Разработка фильтра нижних частот, режекторного фильтра, источника питания.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.12.2015

  • Разработка усилителя низкочастотного сигнала с заданным коэффициентом усиления. Расчеты для каскада с общим коллектором. Амплитуда высших гармоник. Мощность выходного сигнала. Синтез преобразователя аналоговых сигналов на базе операционного усилителя.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.02.2016

  • Генераторы специальных сигналов. Расчет инвертора, инвертирующего усилителя, мультивибратора, дифференциального усилителя, интегратора и сумматора. Генератор синусоидального сигнала. Разработка логического блока, усилителя мощности и блока питания.

    курсовая работа [560,3 K], добавлен 22.12.2012

  • Техническое обоснование структурной схемы и разработка универсального источника бесперебойного питания с цифровым управлением. Электрический расчет силовых элементов и структурной схемы Line-interractive устройства. Расчет себестоимости блока питания.

    дипломная работа [883,1 K], добавлен 09.07.2013

  • Разработка структурной и принципиальной схемы. Анализ и расчет фильтра низких частот, режекторного фильтра и предварительного усилителя (неинвертирующего). Расчет усилителя мощности и блока питания (трансформатора и стабилизатора). Интерфейсная часть.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.12.2012

  • Особенности разработки малосигнального усилителя низкой частоты. Синтез преобразователя аналоговых сигналов на базе операционного усилителя. Разработка комбинационно-логического устройства (КЛУ). Характеристики и тестирование источника питания на УНЧ.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.10.2015

  • Проектирование измерительного усилителя, его входной и выходной части. Расчет логического блока данного прибора. Расчет делителя напряжения. Использование электронного аналогового ключа. Проектирование цифрового частотомера. Разработка блока питания.

    курсовая работа [490,4 K], добавлен 17.06.2011

  • Проектирование многокаскадного усилителя. Выбор режима работы выходного каскада по постоянному и переменному току. Разработка и расчет электрической схемы усилителя импульсных сигналов. Расчёт входного сопротивления и входной ёмкости входного каскада.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 25.03.2012

  • Основные параметры и принципы переключения. Схемы подключения ключей. Механические и электронные высокочастотные переключатели. Полевые транзисторы с МОП структурой затвора и монолитные СВЧ интегральные схемы. Исполнительные механизмы микросистем.

    реферат [4,7 M], добавлен 31.01.2015

  • Составление структурной схемы усилителя низкой частоты радиоприемника и принципиальной схемы выходного каскада. Расчет входного сопротивления плеча. Основные параметры биполярного транзистора. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.