Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение
• 1. Разработка структурной схемы передатчика
• 2. Расчет максимального режима генератора выходной ступени
• 2.1 Расчет выходной колебательной системы передатчика
• 3. Расчет максимального режима предвыходного усилителя мощности
• 4. Расчет максимального режима предварительного усилителя мощности
• 5. Расчет ограничителя амплитудной модуляции на операционном усилителе к1432уд1 а
• 6. Выбор и расчет элементов детектора
• 7. Расчет модулятора
• 8. Расчет генератора тактовой частоты и широтно-импульсного модулятора
• 8.1 Расчет шим
• 8.2 Расчет генератора треугольной формы
• 9. Расчет выходного фильтра модулятора
• 10. Расчет надежности передатчика
• 11. Расчёт кпд выходной ступени передатчика в режиме средней мощности
• 11.1 Расчет промышленного кпд
• 12. Безопасность жизнедеятельности
• 12.1 Общий обзор вредных факторов
• 12.2 Требования к монитору
• 12.3 Правильная организация рабочего места
• 12.4 Освещение рабочего места
• 12.5 Требования к микроклимату
• 12.6 Электробезопасность
• 12.7 Защита от шума и вибрации
• 12.8 Пожарная безопасность
• Заключение
• Список литературы
• Приложения


Введение

передатчик генератор усилитель детектор

1.1 Основные требования к передатчикам, устанавливаемых на судах морского флота.

Основные требования к передатчикам содержат указания о назначении и условиях эксплуатации, его мощности, диапазоне рабочих частот, видах модуляции. Обязательные требования по обеспечению электромагнитной совместимости допустимые нестабильности радиочастоты и уровни побочных полосных излучений.

Эксплуатация передатчика на борту подвижного объекта (судна) должна соответствовать определённой температуре окружающего воздуха (+15…+30С в стационарных условиях, -50...+5ОС в полевых условиях), влажности, вибрации и другим внешним условиям. Максимальная температура окружающей среды учитывается при расчете системы охлаждения, минимальная при выборе некоторых деталей. Влажность, наличие в окружающем воздухе брызг воды (особенно морской) обуславливают требования к герметизации аппаратуры, выбору влагостойких деталей и коррозионностойких конструктивных материалов или защитных покрытий (механическая прочность и др.)

Очень важным является требование всемерного повышения промышленного (полного КПД передатчика) и его отдельных каскадов, естественно, не в ущерб другим требованиям. Дело не только в том, что повышение КПД соответственно снижает затраты на оплату электроэнергии. В бортовых и носимых радиостанциях более важен меньший расход энергии от источника с ограниченной энергоёмкостью, например аккумулятора. При низком КПД, то есть при больших потерях энергии на тепло, возникает необходимость в более эффективной системе охлаждения, для чего приходиться ставить более мощные вентиляторы или насосы системы принудительного охлаждения, то есть затрачивать дополнительную энергию на их работу, что, в свою очередь, приводит к дополнительному снижению КПД.

1.2. На основе действующего государственного стандарта (ГОСТ 51742-2011 Технические требования к передатчикам) основные технические требования к разрабатываемому передатчику сводятся к следующему:

1.2.1. В передатчике должна быть предусмотрена возможность оперативного снижения выходной мощности.

1.2.2. В классах радиоизлучений КЗЕ, 13Е передатчика КВ должны обеспечивать дуплексный и симплексный режимы работы. В симплексном режиме работы передатчика переключены с приёма на передачу осуществляются нажатием ключа или тангенты микрофона.

1.2.3. Органы управления работой передатчика должны быть расположены на передней панели передатчика или на пульте дистанционного управления.

1.2.4. Изменение выходной мощности передатчика не должно превышать минус 2дБ относительно мощности в нормальных условиях.

1.2.5. Передатчики должны быть вибропрочными, удароустойчивыми, устойчиво работать в условиях качки и длительных наклонах до 45°.

1.3. Целью выпускной работы является разработка современного передатчика для радиосвязи в диапазоне высоких частот на судах морского флота с повышенной надежностью и энергетической эффективностью.



1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

Для выбора усилительного элемента в выходном каскаде, исходя из данной мощности Р_A , находим максимальную мощность , которая определяется выражением:

(2.1)

где:

-- коэффициент полезного действия колебательной системы.

Примем =70% [ 1 ],тогда

Вт .

Для получения этой мощности используем 6 транзисторных сборок 2П928Б с общей паспортной мощностью 1500 Вт

Для питания выходной ступени используем источник питания напряжением Ек = 40 B.

В соответствии с рекомендациями [ 1 ] возьмем - коэффициент усиления выходной ступени..

Зная коэффициент усиления по мощности и мощность выходной ступени, найдем мощность предвыходного каскада :

.

Такую мощность может обеспечить одна сборка 2П928Б, рассчитанная на колебательную мощность 250 Вт.

Параметры транзистора 2П928Б:

, МГц, , , , , , , , , , , ,

Мощность предварительного усилителя определяем аналогично

Такую мощность обеспечивает один транзистор 2П907А

Параметры: , МГц, , , , мкГн, , , , , , , ,

Структурная схема данного передатчика представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Структурная схема передатчика.



2. РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ГЕНЕРАТОРА ВЫХОДНОЙ СТУПЕНИ

Выходной каскад работает в режиме усиления модулируемых колебаний (УМК). Мощность, которая приходится на один транзистор, 119 Вт. Расчёт ведётся на один транзистор одного плеча двухтактной схемы(n=1)

Рисунок 3.1 - Принципиальная схема модуля

Максимальный коэффициент использования стокового напряжения:

. (3.1)

(3.2)

Амплитуда стокового напряжения:

.

Пиковое напряжение на стоке:

.

Амплитуда первой гармоники:

.

Импульс стокового тока

.

Сопротивление стоковой нагрузки:

.

Потребляемая мощность и мощность потерь на стоке:

Электронный коэффициент полезного действия генератора:

.

Амплитуда напряжения возбуждения:

.

Напряжение на затворе:

.

Напряжение смещения на затворе:

,

Пиковое напряжение на затворе:

(3.13)

Расчет СМХ и нелинейных искажений ведётся на ПЭВМ с помощью программы UMPE на мощность, которая приходится на один транзистор 2П928Б Р= 96 Вт.

Расчет генератора в режиме УМК TV на транзисторе 'КП-928А'

06-08-2016

Исходные данные:

UЗмакс= 8.70(В) UCмакс= 30.60(В)

EЗ= 4.50(В) ЕС= 40.0(В) Fмакс= 30.000(МГц)

Схема с общим истоком

Результаты расчета:

KS=-28.24(дБ) Кд= 8.89(%)

UЗ(в) UC(в) IC1(A) IC0(A) I31(A)

8.70 30.60 7.772 4.977 0.985

6.52 25.51 6.505 4.078 0.739

4.35 17.00 4.328 2.730 0.493

2.17 9.20 2.344 1.475 0.246

1.30 5.70 1.453 0.911 0.148

0.00 0.00 0.000 0.305 0.000

Р1(Вт) Р0(Вт) РС(Вт) К.П.Д.(%) RC(Ом)

118.908 199.079 80.171 59.73 3.94

83.307 163.124 79.817 51.07 3.92

36.874 109.208 72.334 33.76 3.93

10.817 58.987 48.170 18.34 3.93

4.155 36.444 32.289 11.40 3.92

0.000 12.200 12.200 0.00 3.92

Рвх(Вт) Rвх(Ом) Свх(пФ)

0.2100 0.4332 627.035

0.1193 0.4371 627.128

0.0539 0.4443 627.299

0.0130 0.4300 626.960

0.0046 0.4255 626.852

0.0000 0.4255 626.852

После подбора оптимального смещения на затворе, получен следующий результат.

Расчет генератора в режиме УМК TV на транзисторе 'КП-928А'

06-08-2016

Исходные данные:

UЗмакс=11.04(В) UCмакс= 30.60(В)

EЗ= 6.00(В) ЕС= 40.0(В) Fмакс= 30.000(МГц)

Схема с общим истоком

Результаты расчета:

KS=-17.32(дБ) Кд=30.54(%)

UЗ(в) UC(в) IC1(A) IC0(A) I31(A)

11.04 30.60 10.161 7.021 1.249

8.28 28.65 9.537 6.436 0.938

5.52 22.43 7.477 5.108 0.625

2.76 13.54 4.510 3.512 0.313

1.66 9.64 3.211 3.142 0.188

0.00 0.00 0.000 3.700 0.000

Р1(Вт) Р0(Вт) РС(Вт) К.П.Д.(%) RC(Ом)

155.463 280.844 125.381 55.36 3.01

136.966 257.456 120.490 53.20 3.00

84.171 204.307 120.137 41.20 3.00

30.624 140.482 109.858 21.80 3.00

15.523 125.664 110.141 12.35 3.00

0.000 148.000 148.000 0.00 3.00

Рвх(Вт) Rвх(Ом) Свх(пФ)

0.3292 0.4222 626.773

0.1935 0.4402 627.201

0.0832 0.4266 626.877

0.0221 0.4513 627.467

0.0093 0.5239 629.198

0.0000 0.5239 629.198



СМХ приведены на следующих рисунках:

2.1 РАСЧЕТ ВЫХОДНОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАТЧИКА

ВАРИАНТ N= 14

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Собственное затухание катушек индуктивности =.0070

Волновое сопротивление фидера (Ом) = 75

КБВ фидера =.600

Сопротивление анодной нагрузки (Ом) = 23.6

Колебательная мощность передатчика (Вт) = 1000.0

Частоты рабочего диапазона (МГц) F1= 1.60 F2= 30.00

Количество контуров М= 1

МОЩНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ВТОРОЙ ГАРМОНИКЕ

No К.П.Д. PN2(Вт)

1 .60 0.00183273

2 .62 0.00203677

3 .64 0.00227687

4 .66 0.00256208

5 .68 0.00290444

6 .70 0.00332029

7 .72 0.00383231

8 .74 0.00447257

9 .76 0.00528779

10 .78 0.00634805

11 .80 0.00776237

12 .82 0.00970791

13 .84 0.01248828

14 .86 0.01665963

15 .88 0.02333185

16 .90 0.03499134

17 .92 0.05820315

18 .94 0.11536558

19 .96 0.32904342

20 .98 3.39857483

LA1(мкГн)= 0.780 LA2= 0.042 LC1= 0.734 LC2= 13.763

LC3= 0.547 LC4= 10.252 LC5= 0.502 LC6= 9.413

LC7= 0.926 LC8= 17.371

CA1(нФ)= 55.716 CA2= 2.970 C21= 16.899 C22= 0.901

PR(BA)= 41748 IR(A)= 72.97

КПД=.70 PN2(Bт)=0.00332 DH=.0240

Рисунок 3.1.1 схема выходной колебательной системы передатчика

LA= 0.04ч0,79 мкГн

LC1=0,54ч17,4мкГн

CA= 2,9ч55.8 нФ

C2=0,9ч17 нФ

C21= 16.9 нФ

C22= 0.9 нФ



3 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ПРЕДВЫХОДНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

Расчет ведётся по аналогичным формулам как и в пункте 3 одного плеча двухтактной схемы на мощность 28,6Вт,схема приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Принципиальная схема предвыходного каскада

Максимальный коэффициент использования стокового напряжения:

. (4.1)

Амплитуда стокового напряжения:

. (4.2)

Пиковое напряжение на стоке:

. (4.3)

Амплитуда первой гармоники:

(4.4)

. (4.5)

Импульс стокового тока

. (4.6)

Сопротивление стоковой нагрузки:

. (4.7)

Потребляемая мощность и мощность потерь на стоке:

(4.8)

(4.9)

Электронный коэффициент полезного действия генератора:

. (4.10)

Амплитуда напряжения возбуждения:

. (4.11)

Напряжение на затворе:

(4.12).

Напряжение смещения на затворе:

, (4.13)

Пиковое напряжение на затворе:

(4.14)

(4.15)



4. РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

Расчет ведётся по аналогичным формулам, как и в пункте 3 и 4, на мощность 2,5 Вт. Поскольку мощность усилителя меньше 10 Вт, угол отсечки выбираем [2].

Максимальный коэффициент использования стокового напряжения:

.(5.1)

Амплитуда стокового напряжения

. (5.2)

Пиковое напряжение на стоке:

. (5.3)

Амплитуда первой гармоники:

(5.4)

. (5.5)

Импульс стокового тока

. (5.6)

Сопротивление стоковой нагрузки:

. (5.7)

Потребляемая мощность и мощность потерь на стоке:

(5.8)

(5.9)

Электронный коэффициент полезного действия генератора:

. (5.10)

Амплитуда напряжения возбуждения:

. (5.11)

Напряжение на затворе:

. (5.12)

Пиковое напряжение на затворе:

(5.13)

(5.14)



5. РАСЧЕТ ОГРАНИЧИТЕЛЯ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ К1432УД1 А

К1432УД1 А операционный усилитель с токовой обратной связью,обеспечивающий большую скорость нарастания выходного напряжения и широкую полосу пропускания.
Основные электрические характеристики:
1 Полоса пропускания (-3dB),МГц
	Vout=1B	150
	Vout=5B	120
2 Скорость нарастания выходного напряжения,В/мкс	1000
3 Гармонические искажения (f=5МГц),dB	-72
4 Напряжение смещения,мВ	15
5 Температурный дрейф,мкВ/С	80
6 Входное сопротивление,кОм	100
7 Входная емкость,пФ	2
8 Коэффициент ослабления синфазных сигналов,dB	50
9 Максимальное выходное напряжение,В	+/-12
10 Выходной ток,мА	40
11 Выходное сопротивление,Ом	10
12 Напряжение питания,В	15
13 Ток потребления,мА	12
14 Диапазон рабочих температур,С	-60ч40
15 R1=150 кOм, R2=90 кОм, Rб=250 Ом, R=200 Ом

Принципиальная схема ограничителя приведена на рисунке 4.1

Рисунок 4.1- Ограничитель К1432УД1А



Поскольку напряжение питания микросхемы 15 В, а источник питания 20 В, напряжение питания понижаем с помощью стабилитрона, тип 2С162А2. Поскольку ток стабилитрона примерно 10 мА, а микросхема потребляет 12 мА, выбираем ток балластной нагрузки равным 20 мА > 12мА.

Падение напряжения на балластной нагрузке , сопротивление

балластной нагрузки . (6.1)

Рассчитываем цепи смещения на входе операционного усилителя.

Т.к. входное сопротивление операционного усилителя велико, задаемся суммой (меньше сопротивления утечки входной цепи микросхемы,? 1 МОм).

необходимое напряжение смещения на входе микросхемы при однополярном питании составляет 7,5 В,

отсюда

решение системы уравнений даёт следующий результат



6. ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕТЕКТОРА

Детектор выполнен на микросхеме К157ДА1

Рисунок 5.1 - Детектор К157ДА1

Основные электрические параметры микросхемы К157ДА1
Номинальное напряжение питания, В	±15
Коэффициент усиления по напряжению	7... 10
Выходное напряжение, В	не менее 9
Выходное напряжение покоя, мВ	не более 50
Входной ток каждого канала, нА	не более 200
Потребляемый ток в отсутствие сигнала (по двум каналам), мА	не более 1,6
Выходной ток каждого канала, мА	не менее 2,5...6
Предельно допустимые режимы эксплуатации
Диапазон питающих напряжений	±3...±20
Верхняя граничная частота, кГц	не менее 100
Рассеиваемая мощность (в диапазоне температур -25...+25 °С), мВт	не более 500
Диапазон рабочих температур, °С	-25...+70
R1, R2	22кОм
R3, R4, R5, R6	15кОм
R7, R8	13кОм

Расчет постоянной времени интегрирующей цепи с делителем напряжения.

Максимальная частота огибающей 5кГц

(7.1)

(7.2)

Где

и берем из типовой схемы включения рисунок 5.1

(7.3)

Используем только один канал детектора

Рисунок 5.2 - Детектор на К157ДА1

Для стабилизации напряжения используем стабилитрон VD2. для этого подходит 2С162А2. Для уверенной работы стабилитрона он должен потреблять ток равный 7мА, ток потребления микросхемы 1.6мА, значит, суммарный тока равен 8.6мА. Напряжение которого должно компенсироваться резистором R10 равно24-15=9В из этих условий найдем сопротивление резистора R10

(7.4)

Емкости C3=C4=C6=0.068пФ и индуктивность L1=150мкГн являются стандартными.



7. РАСЧЕТ МОДУЛЯТОРА

Модулятор строим по схеме усилителя класса D с широтно-импульсной модуляцией. Схема модулятора приведена на рисунке 8.1. в качестве ключа используется микро сборка 2П928Б с параллельным включением транзисторов

Рисунок 8.1 - Модулятор.

Максимальный ток одного транзистора модулятора

, (8.1)

где ток потребляемый одним транзистором предвыходного каскада.

Остаточное напряжение на стоке одного транзистора модулятора

(8.2)

Максимальное напряжение на затворах модулятора

(8.3)

Мощность тепловых потерь на стоке одного транзистора модулятора

(8.4)

Сопротивление нагрузки модулятора

(8.5)

Внутреннее сопротивление модулятора

(8.6)

Максимальная звуковая частота

Тактовая частота выбирается на порядок больше звуковой

Коммутативные потери на стоке

(8.7)

Общие потери на стоках модулятора

(8.8)

Выходная мощность модулятора

(8.9)

КПД модулятора с учётом коммутативных потерь

(8.10)



8. РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ И ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО МОДУЛЯТОРА

Генератор тактовой частоты собирается совместно с интегратором на операционном усилителе LF347AJ. Генератор собран по схеме с несимметричным питанием источника +24В. Для обеспечения стабильности параметров генератора он питается пониженным напряжением, которое обеспечивает стабилитрон VD1.

Схема широтно-импульсного модулятора (ШИМ) представлена на рисунке 9.1. поскольку питание ОУ выполнено по несимметричной схеме, смещение на этом ОУ задается делителями R12, R13; R15, R16, причем R16-резистор, позволяющий устанавливать уровень ограничения и тем самым, регулировать скважность выходного сигнала.

Треугольное напряжение поступает на инвертирующий вход ОУ DA1.3 на резистор R14. Смещение на этом входе фиксировано и регулируется. Регулирующий сигнал поступает с потенциометра с R11 через емкость С8 на инвертирующий вход ОУ DA1.3 требуемый уровень сигнала устанавливается транзистором R11.

Рисунок 9.1 Принципиальная схема ГТЧ и ШИМ



8.1 РАСЧЕТ ШИМ

Емкость разделительного конденсатора С10 на выходе компаратора DA1.3 определяется из условия:

, (9.1.1)

где -частота фрейма сигала 1.6 Гц;

Rб1=R1на входе первого усилителя модулятора

мФ, выберем мкФ

Найдем величину сопротивления делителя R15 и R16 с тем, чтобы сопротивление делителя было меньше входного сопротивления микросхемы (9.1.2)

По аналогии

Сопротивление R14 выбирается при настройке в пределах 0.1-1 кОм, так как подбираем уровень сигнала на входе 13 DA1.3

Емкость конденсатора С9 выбирается из условия

(9.1.3)

мкФ, выберем

Сопротивление R11 найдем из условия где допустимое сопротивление нагрузки ОУ-DA1.2. Выбираем

8.2 РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ТРЕУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ

Емкость разделительного конденсатора С7

(9.2.1)

, выберем

Емкость конденсатора С8 выбирается из условия

(9.2.2)

, выберем

Так как входное сопротивление ОУ составляет 1-2 МОм, зададимся (9.2.3)

выберем

Емкость конденсатора С5 выбирается из условия

(9.2.4)



Найдем величину сопротивления делителей R3+R6 из условия:

(9.2.5)

где Uвх- напряжение на выходе ОУ DA1.1(на выходе ШИМ);

Uвыхмакс- максимальное значение напряжения на выходе ОУ (справочная величина Uвыхмакс=10)

Необходимое напряжение на входе ОУ определим через коэффициент усиления ОУ, полагая, что максимальная глубина

(9.2.6)

где ; (9.2.7)

Ку - коэффициент усиления по напряжению ОУ(справочная величина Ку=100000). Тогда:

(9.2.8)

примем Uвх=0.04В.

; (9.2.9)

;

;

Возьмем R3=50кОм, а R6=150кОм

Емкость конденсаторов С1=С2 найдем из условия

(9.2.10)

,

выберем



9. РАСЧЕТ ВЫХОДНОГО ФИЛЬТРА МОДУЛЯТОРА

Рисунок 10.1- принципиальная схема фильтра

Где С1=С2=Сф, а L1=2Lф.

Найдем волновое сопротивление фильтра

(10.1)

Выбираем частоту среза фильтра (10.2)

(10.3)

(10.4)

Найдем затухание фильтра на тактовой частоте

(10.5)

Найдем вспомогательный коэффициент q по формуле:

(10.6)



где - расстройка фильтра относительно тактовой частоты.

; (10.7)

(10.8)

(10.9)

Нам необходимо затухание более 60, для этого ставим последовательно такой же фильтр и общее затухание будет 89 дБ. Окончательная схема фильтра представлена на рисунке 9.2

Рисунок 10.2 - принципиальная схема фильтра

Где С1=С3=Сф=55.8нФ, С2=2Сф=111.6нФ, а L1=L2=2Lф=16.14мГн



10.РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАТЧИКА

В расчет надежности передатчика входит:

1.Определение вида, типа и числа элементов

2.Определение интенсивности отказа одного элемента

3.Определение суммарной и общей интенсивности отказов участка схемы

Вероятность безотказной работы определяется как

(11.1)

где

л-суммарная интенсивность отказов, входящих в схему элементов;

t-принятый или заданный интервал времени

величина рассчитывается как (11.2)

где

- интенсивность отказов элементов схемы, суммарная, без учета условий работы;

К - коэффициент, учитывающий условия работы, в которых работает система.

рассчитывается как (11.3)

Где -интенсивность отказов элементов i- того типа

-количество элементов i-того типа.

Таблица 1-Интенсивность отказов элементов модуля выходной ступени

Наименование и тип элементов	Количество элементов	Интенсивность отказов, 1/час	Полная интенсивность отказов, 1/час
1.транзисторы	2	0,5	1
2. конденсаторы	6	0,021	0,126
3.сопротивления	6	0,04	0,24
4.трансформаторы	1	0,3	0,3

=(1+0,126+0,24+0,3)*=1,666* 1/час

Для данных условий, поправочный коэффициент К=10

16,66* 1/час

Вероятность отказа одного модуля

Отказом передатчика считается отсутствие выходной мощности либо её снижение на 50%. При отказе одного модуля мощность на выходе будет более 50 %, поэтому передатчик откажет при выходе из строя двух выходных модулей.

Вероятность отказа двух модулей и всего передатчика

(11.4)

Вероятность безотказной работы выходной ступени:

(11.5)

Заменим на Х и запишем уравнение в виде

0,37=2х-

Решением данного уравнения являются Х1=1,79 и Х2=0,21. Так как вероятность не может быть больше 1, имеет смысл только решение Х=0,21, тогда

Логарифмируя обе части уравнения , найдем То

(11.6)



Интенсивность отказов выходного каскада определим по формуле:

(11.7)

Интенсивность отказов остальных элементов схемы, входящих в схему электрическую принципиальную разработанного передатчика исключая выходной каскад приведена в таблице 7.2

Таблица 7.2 интенсивность отказов элементов схемы с учетом поправочного коэффициента К=10

Наименование и тип элементов	Количество элементов	Интенсивность отказов, 1/час	Полная интенсивность отказов, 1/час
1. транзисторы	9	5	45
2. конденсаторы	10	0,21	2,1
3.сопротивления	22	0,4	8,8
4.трансформаторы	24	3	72
5.дроссель	5	2	10
6.возбудитель	1	66,7	66,7
7.охлаждение	1	50	50
8.микросхемы	3	0,4	1,2
9.УБС	1	40	40
10.Ист. питания	1	0,7	0,7
11.диоды	2	0,1	0,2

Тогда суммарная интенсивность отказа всего передатчика составит

Время наработки на отказ всего радиопередающего устройства определим как

(11.8)

Тогда часов.

Это удовлетворяет требованиям ГОСТ 13924-80, согласно которому наработка на отказ составляет 3000 часов.



11. Расчёт кпд выходной ступени передатчика в режиме средней Мощности

Амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая стоковых токов

(12.1)

(12.2)

Амплитуда колебательных стоковых напряжений

(12.3)

Коэффициент использования стокового напряжения

(12.4)

Средняя колебательная мощность, отдаваемая цепью усилителя (12.5)

Средняя мощность подводимая к стоковым цепям

(12.6)

Средняя мощность рассеиваемая на стоке

(12.7)

Средний КПД по выходной цепи

(12.8)



11.1 РАСЧЕТ ПРОМЫШЛЕННОГО КПД

(12.1.1)

мощность, потребляемая системой охлаждения

250Вт мощность потребляемая возбудителем

=0,05

=1000Вт

=0,95

(12.1.2)



12. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Большая часть дипломной работы выполняется на компьютере. Поэтому в данном разделе мы рассмотрим некоторые вопросы охраны труда при работе с ЭВМ.

12.1 ОБЩИЙ ОБЗОР ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ

Операторы электронных вычислительных машин (ЭВМ) сталкиваются с воздействием физических и психологических опасных факторов как повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света недостаточная освещенность рабочей зоны электрический ток, статическое электричество умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки

Основным источником проблем, связанных с охраной здоровья людей, использующих а своей работе персональные компьютеры, являются дисплеи с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) Они представляют собой источники наиболее вредных излучений неблагоприятно влияющих на здоровье операторов. Существует два типа излучений, возникающих при работе монитора электростатическое и электромагнитное.

Первое возникает в результате облучения потоком заряженных частиц Неприятности вызванные им связанные с пылью накапливающейся на электростатически заряженных экранах, которая летит на пользователя во время его работы за дисплеем Электромагнитное излучение создается магнитными катушками отклоняющей системы находящимися около цокольной части ЭЛТ. Специальные измерения показали, что невидимые силовые поля появляются даже вокруг головы оператора во время его работы за дисплеем. Допустимые нормы для этих параметров представлены ниже.

Мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения на расстоянии 0.05 м вокруг видеомонитора - 100 мкР/час.

Электромагнитное излучение на расстоянии 0.5м вокруг видеомонитора по электрической составляющей:

- в диапазоне 5Гц-2 кГц - 25 В/м.

- в диапазоне 2-400 кГц - 2.5 В/м.

- по магнитной составляющей:

- в диапазоне 5 Гц-2 кГц - 250 нТл;

- в диапазоне 2-400 кГц - 25 нТл

Поверхностный электростатический потенциал - не более 500 В.

Благодаря существующим достаточно строгим стандартам дозы рентгеновского излучения от современных видеомониторов не опасны для большинства пользователей Исключение составляют люди с повышенной чувствительностью к нему. Также считается, что интенсивность электромагнитного излучения не представляет опасности для здоровья человека. Но до тех пор, пока не будут проведены тщательные исследования по комплексному изучению воздействия излучений на организм человека, рекомендуется принимать следующие меры предосторожности: ограничить дневную продолжительность рабочей деятельности перед монитором, использовать отражающие и поглощающие экраны, не размещать мониторы концентрированно в рабочей зоне, выключать монитор, если на нем не работают.

Человеку, вероятно, уже никогда не удастся полностью избежать пагубного влияния передовых технологий, но можно свести его к минимуму Большинство проблем решается при правильной организации рабочего места, соблюдении правил техники безопасности и разумном распределении рабочего времени.



12.2 ТРЕБОВАНИЯ К МОНИТОРУ

В компьютере существует очень важная часть, на которую очень редко обращают внимание программисты но именно она больше всего влияет на здоровье - это монитор.

Основными параметрами изображения на экране монитора являются яркость контраст размеры и форма знаков отражательная способность экрана наличие или отсутствие мерцаний. Кроме того, в СанПиН включены нормативы еще для нескольких параметров, характеризующий форму и размеры рабочего поля экрана, геометрические свойства знаков и другие.

Яркость изображения (имеется в виду яркость светлых элементов т е знака для негативного изображения и фона для позитивного) нормируется для того чтобы облегчить приспособление глаз к самосветящимся объектам Ограничены также в пределах (25%) и колебания яркости Нормируется внешняя освещенность экрана (100 - 250 лк). Исследования показали, что при более высоких уровнях освещенности экрана зрительная система утомляется быстрее и в большей степени.

Часто фактором способствующим быстрому утомлению глаз, становится и контраст между фоном и символами на экране. Малая контрастность затрудняет различение символов однако, и слишком большая тоже вредит. Поэтому контраст должен находиться в пределах от 3:1 до 1.5:1. При более низких уровнях контрастности у работающих быстрее наступали неблагоприятные изменения способности фокусировать изображение и критической частоты слияния световых мельканий, регистрировалось больше жалоб на усталость глаз и общую усталость.

Человеческий глаз не может долго работать с мелкими объектами. Вот почему нормируются размеры знаков на экране. Например, угловой размер знака должен быть в пределах от 16 до 60 угловых минут, что составляет от 0,46 до 1,75 см. если пользователь смотрит на экран с расстояния 50 см (минимальное расстояние).

Отражательная способность экрана не должна превышать 1%. Для снижения количества бликов и облегчения концентрации внимания корпус монитора должен иметь матовую одноцветную поверхность (светло-серый, светло-бежевый тона) с коэффициентом отражения 0.4-0.6, без блестящих деталей и с минимальным числом органов управления и надписей на лицевой стороне.

Основные нормируемые визуальные характеристики мониторов и соответствующие допустимые значения этих характеристик представлены ниже:

- Яркость знака или фона (измеряется в темноте): 35-120 кд/м²

- Контраст: от 3:1 до 1,5:1.

- Угловой размер знака: 16 - 60:

- Отношение ширины знака к высоте: 0,5- 1.0,

- Отражательная способность экрана (блики) не более 1%.

12.3 ПРАВИЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

Рабочее место - это оснащенное техническими средствами

пространство где осуществляется деятельность исполнителя Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и размещение их в определенном порядке. Совершенствование организации рабочего места является одним из условий, способстствующих повышению производительности труда.

Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы устанавливают для взрослых пользователей на одно рабочее место с компьютером площадь производственного помещения не менее 6.0 м², а объем - не менее 20 м² . Организация рабочего места включает антропометрические и биологические характеристики человека, выбор физиологически правильного рабочего положения и рабочих зон, рациональную компоновку рабочего места, учет факторов внешней среды.

Антропометрические характеристики человека определяют габаритные и компоновочные параметры рабочего места и свободные параметры отдельных его элементов.

Положение тела и наиболее частые позы, которые принимает или вынужден принимать человек при выполнении работы, являются одним из основных факторов определяющих производительность труда . Работу оператора организуют в положении сидя. При этом основная нагрузка падает на мышцы, поддерживающие позвоночный столб и голову а подавляющая часть массы тела передается на бедра, препятствуя проникновению крови в нижнюю часть тела. Поэтому при длительном сидении время от времени необходимо смещать массу тела и сменять фиксированные рабочие позы.

К тому же при работе сидя обычно естественный спинно-поясничиый прогиб вперед изменяется на изгиб назад что зачастую является причиной болей в пояснице. Для физиологически правильно обоснованного рабочего положения сидя рекомендуется обеспечить следующие оптимальные положения частей тела корпус выпрямлен сохранены естественные изгибы позвоночного столба нет необходимости в сильных наклонах туловища поворотах головы и крайних положениях суставов конечностей.

Основными элементами рабочего места являются рабочее кресло рабочая поверхность экран монитора и клавиатура. Рабочее кресло обеспечивает поддержание рабочей позы в положении сидя, и чем дольше это положение в течении рабочего дня, тем настоятельнее требования к созданию удобных и правильных рабочих сидении. Можно дать следующие рекомендации по конструированию рабочего кресла: необходимость регулировки наиболее важных его элементов - высоты сиденья, высоты слинки сиденья и утла наклона спинки, причем процесс регулировки не должен быть сложным. Установка правильной высоты сиденья является первоочередной задачей при организации рабочего места, так как этот параметр определяет прочие пространственные параметры - высоту положения экрана клавиатуры, поверхности для записей и других.

Диапазон регулировки высоты сиденья находится в пределах 380-500 мм.

Регулируемая высота рабочей поверхности оптимальна в пределах 670-800мм. Высота нижнего ряда клавиатуры от плоскости пола может быть в пределах 620-700 мм. Передний ряд клавиш располагают таким образом, чтобы клавиатуру можно было без труда обслуживать слегка согнутыми пальцами при свободно опушенных плечах и горизонтальном положении рук, плечо и предплечье образуют при этом угол в 90 градусов. Высота экрана определяется высотой уровня глаз наблюдателя и требованием перпендикулярности плоскости экрана к нормальной линии взора

Оператору ЭВМ необходима большая поверхность стола (рекомендовано площадь стола 2кв.м), потому что необходима работа с литературой, работа на ЭВМ и тому подобное ЭВМ и все к ней прилагающееся необходимо разместить с левой или правой стороны стола. Если окно с правой (левой) стороны, то ЭВМ необходимо разместить слева (справа), при этом ЭВМ не будет затенять стол, и на экране не будет световых бликов.

При компоновке рабочего места оборудованного компьютером, в первую очередь исходят из типа выполняемых задач и длительности работы. Нельзя создать фиксированную и при этом оптимальную компоновку которая была бы удобной для всех пользователей. Если производится работа только по вводу данных, то экран и клавиатуру удобно располагать на одной линии, а документ - слева от клавиатуры.

Для задач, требующих длительных записей, внесения поправок в документ, документ и экран могут размещаться на одной линии, а клавиатура смещается вправо или экран и клавиатура остаются на одной линии а документ переносится вправо от клавиатуры. Следовательно, наиболее правильный путь - это компоновка основных элементов рабочего места по желанию пользователя.

12.4 ОСВЕЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА

В наибольшей степени отрицательное физиологическое воздействие на операторов ЭВМ связано с зрительными условиями из-за неправильно спроецированного освещения прямые и отраженные от экрана блики, вуалирующие отражения неблагоприятное распределение яркости в поле зрения, неверная ориентация рабочего места относительно светопроемов.

К системам освещения предъявляют следующие требования соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой зрительной работы;

Достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве;

Отсутствие резких теней, прямой и отраженной блесткости (повышенной яркости светящихся поверхностей вызывающей ослепленность);

Постоянство освещенности во времени;

Оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами светового потока;

Долговечность, экономичность, электро и пожаробезоласность эстетичность, удобство и простота эксплуатации.

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 300 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 500 лк. Рекомендуемые соотношения яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1-5:1.

В дисплейных залах, обычно, применяют одностороннее естественное боковое освещение. Мониторы располагают подальше от окон и таким образом, чтобы окна находились сбоку.

Если экран дисплея расположен к окну, необходимы специальные экранирующие устройства (светорассеивающие шторы, регулируемые жалюзи, солнцезащитная пленка с металлизированным покрытием). Для искусственного освещения дисплейных помещений лучше использовать люминесцентные лампы, так как у них высокая световая отдача (до 75 лм/Вт и более), продолжительный срок службы (до 10000 часов), малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав излучаемого света, что обеспечивает хорошую цветопередачу.

Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами. Такое размещение светильников позволяет производить их последовательное включение в зависимости от величины естественной освещенности и исключает раздражение глаз чередующимися полосами света и тени, возникающее при поперечном расположении светильников.

12.5 ТРЕБОВАНИЯ К МИКРОКЛИМАТУ

Микроклиматические параметры влияют на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье и на надежность работы средств вычислительной техники Особенно большое влияние на микроклимат оказывают источники теплоты находящиеся в помещении. Основными источниками теплоты в дисплейных залах являются ЭВМ. приборы освещения обслуживающий персонал, а также солнечная радиация. Основным тепловыделяющим оборудованием в дисплейном зале является ЭВМ - в среднем до 80% суммарных выделений. Тепловыделения от приборов освещения составляют в среднем 12%. Поступление теплоты от обслуживающего персонала -1%, от солнечной радиации - 6%. приток теплоты через непрозрачные ограждающие конструкции - 1%. Эти источники теплоты являются постоянными.

На организм человека и работу компьютеров оказывает влияние относительная влажность воздуха. При относительной влажности воздуха более 75-80% снижается сопротивление изоляции, изменяются рабочие характеристики элементов ЭВМ, возрастает интенсивность отказов элементов ЭВМ. Скорость движения воздуха также оказывает влияние на функциональную деятельность человека и работу высокоскоростных устройств печати. Большое влиянием на самочувствие и здоровье операторов ЭВМ, а также на работу устройств ЭВМ (магнитные ленты, магнитные диски, печатающие устройства) оказывает запыленность воздушной среды.

С целью создания нормальных условий для операторов ЭВМ установлены нормы микроклимата (ГОСТ). Эти нормы устанавливают оптимальные и допустимые значения температуры относительной влажности и скорости движения воздуха в дисплейных помещениях с учетом избытков явной теплоты, тяжести выполняемой работы и сезонов года.

Под оптимальными микроклиматическими параметрами принято понимать такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакции терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и являются предпосылкой высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические параметры могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжения реакций терморегуляции не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей, не создающие нарушений состояния здоровья, но вызывающие дискомфортные тепло ощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Нормальные условия микроклимата обеспечиваются системами водяного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Нормы микроклимата:

- относительная влажность 40-60%

-температура 19-21 градус

- скорость движения ветра в дисплейных помещениях: 0.1 м/с.

12.6 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Электроустановки к которым относится практически всё оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность

электроустановок токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.

Таким образом помещение оборудованное ЭВМ является местом с повышенной опасностью поражения людей электрическим током. В связи с этим применяются следующие меры защиты от поражения электрическим током:

все токоведущие детали изолированы диэлектриком и к ним нет прямого доступа;

защитное зануление;

использование общего выключателя, при помощи которого в нужный момент можно прекратить подачу напряжения на все установки.

При прикосновении к любому из элементов ЭВМ могут возникнуть разрядные токи статического электричества. Такие разряды не представляют опасности для человека, однако могут привести к выходу из строя ЭВМ. Для снижения величин возникающих зарядов в дисплейных залах применяют покрытие технологических полов из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума марки АСК.

Еще одним методом защиты является нейтрализация статического электричества ионизированным газом. Можно также применить общее и местное увлажнение воздуха.

12.7 ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

Воздействие шума. Установлено, что шум неблагоприятен для человека, особенно при длительном воздействии. У оператора это выражается в снижении работоспособности, в ускорении развития зрительного утомления, изменении цветоощущения, повышения расхода энергии и так далее Шум на рабочих местах создаются внутренними источниками техническими средствами, компрессорами и так далее. Рекомендуется, чтобы шум в помещении, где выполняют работу, требующую концентрации внимания, не превышал 50 дБА. а при однообразной работе - 65 дБА. Шум отдельных приборов не должен более чем на 5 дБА превышать фоновый шум. Для снижения шума, следует:

ослабить шум самих источников, в частности, предусмотреть применение в их конструкциях акустических экранов, звукоизолирующих кожухов;

применять рациональное расположения оборудования;

использовать архитектурно-планировочные и технические решения,

направленные на изоляцию источников шума.

12.8 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Одна из возможных чрезвычайных ситуаций, которая может возникнуть при работе с компьютером - это пожар. Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и создающее угрозу жизни и здоровью людей. Опасными факторами пожара являются: открытый огонь и искры повышенная температура воздуха и окружающих предметов токсичные продукты горения, пониженная концентрация кислорода в воздухе, а также обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок. Горение представляет собой сложное, быстропротекающее химическое превращение, сопровождающиеся выделением большого количества теплоты. Для возгорания необходимы наличие горючего воздуха (окислителя, чаще всего кислорода) и источника воспламенения.

В современных ЭВМ очень высока плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, коммуникационные кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узлов до 80 - 100°С. При этом возможно оплавление изоляции соединительных проводов, их оголение и, как следствие, короткое замыкание, сопровождаемое искрением, которое ведет к недопустимым перегрузкам элементов электронных схем. Они, перегреваясь, сгорают, разбрызгивая искры. Как известно, для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Однако, мощные, разветвленные, постоянно действующие системы вентиляции и кондиционирования -дополнительная пожарная опасность, так как. с одной стороны, воздуховоды обеспечивают подачу кислорода-окислителя во все помещения а с другой - при возникновении пожара быстро распространяют огонь и продукты горения ко всем помещениям и устройствам, с которыми они связаны.

Напряжение к ЭВМ подается по кабельным линиям, которые представляют особую пожарную опасность. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде электрических искр и дуг разветвленность и труднодоступность делают кабельные линии местом наиболее вероятного возникновения и развития пожара.

Следовательно при эксплуатации ЭВМ необходимо принимать меры пожарной профилактики.

Пожарная профилактика - это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, а также на создание условий для успешного тушения пожара. К мерам борьбы с пожарами относятся своевременные профилактические осмотры и ремонт оборудования, правильное размещение оборудования, противопожарный инструктаж работников, соблюдение противопожарных норм и правил при проектировании, устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения.

Для снижения ущерба от пожара и сведения его к минимуму необходимо знать правила тушения пожара и средства тушения. Рабочее помещение должно быть оснащено огнетушителями, противопожарным инвентарем, пожарной сигнализацией. При обнаружении пожара необходимо известить по телефону "01" пожарную охрану.

Если размеры пожара невелики, то надо попытаться потушить его первичными средствами (огнетушитель, вода и т.д.).

При быстром распространении огня необходимо эвакуировать персонал согласно плану эвакуации.

Необходимо проведение мероприятий по предотвращению возникновения возгорания (например из-за большого объема бумаги на рабочем месте оператора ЭВМ - запретить курить в рабочем помещении, а разрешить курить только в строго отведенных для этого местах).

Таким образом, в данном разделе мы рассмотрели правила охраны труда при работе с компьютером: изучили опасные и вредные факторы и степень их воздействия на оператора, проанализировали принципы организации рабочего места оператора, уделили особое внимание рассмотрению рабочей среды. Дипломная работа выполнялась в помещение, соответствующем современным требованиям обеспечения безопасности жизнедеятельности человека при работе с компьютером.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной работе была поставлена задача разработка передатчика для судов морского флота в диапазоне 1,6 - 30 МГц. В ходе выполнения выпускной работы, сформулированы требования к усилительному тракту передатчика; разработаны структурная и принципиальная схемы; определены показатели энергетической эффективности и надежности.

По результатам выполненной работы можно сделать вывод о соответствии проекта техническому заданию.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://w.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/transistor/

2. http://glavbukh.ru/showthread.php?p=333670

3. http://www.stroyvern.ru/construction/investments04/economics14.php

4. http://www.rfcmd.ru/analytics/023

5. http://electroteplo.info/smeta/detail_tech.php?fFolder=16&fFrom=katalog_tech&fItem=293

6. BROADCASTING № 7 за 2002 г.

7. Синхронное радиовещание /под редакцией А.А.Пирогова. -- М.: Радио и связь, 1989г.

8. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию радиопередающих устройств. Составитель А.С.Кривогузов, Новосибирск.: НЭИС, 1985. -- 20с.

9. Проектирование радиопередающих устройств: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию; Михеенко А.М. - Сиб. гос. Ун-т телекоммуникации и информатики. - Ч.1. - Новосибирск, 2004. - 38 стр.



ПРИЛОЖЕНИЕ

ВЧ тракт передатчика (1 часть)



ВЧ тракт передатчика (продолжение)



Модулятор передатчика

Размещено на Allbest.ru

...