Модернизация оперного генератора и усилителя промежуточной частоты аварийного передатчика

Величина напряжения источника питания определяется по формуле [3] (2.2.1):

, (2.2.1)

Максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов VT3 и VT4 определяется по формуле (2.2.2):

. (2.2.2)

Значение тока покоя определяется, исходя из условия (1.2.3):

(2.2.3)

Максимальная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом каждого из оконечных транзисторов определяется по формуле (2.2.4):

(2.2.4)

По полученным значениям , , и заданному в техническом задании выбирается тип оконечных транзисторов VT3 и VT4 так, чтобы максимально допустимые значения параметров транзисторов превышали расчетные, то есть:

(2.2.5)

(2.2.6)

(2.2.7)

(2.2.8)

Данным условиям удовлетворяют транзисторы КТ825 и КТ827 [5]:

Максимальное значение тока предоконечных транзисторов определяется по формуле (2.2.9):

, (2.2.9)

где - максимальное значение коллекторного тока оконечных транзисторов;

- минимальное значение коэффициента передачи тока оконечных транзисторов.

.

Максимальная мощность, рассеиваемая коллекторным переходом каждого из предоконечных транзисторов определяется по формуле (2.2.10):

(2.2.10)

По полученным значениям , , и заданному в техническом задании выбирается тип оконечных транзисторов VT3 и VT4 так, чтобы максимально допустимые значения параметров транзисторов превышали расчетные, то есть:

(2.2.11)

(2.2.12)

(2.2.13)

(2.2.14)

Данным условиям удовлетворяют транзисторы КТ825 и КТ827 [5]:

Емкость разделительного конденсатора С5 находится по формуле (2.2.15):

, (2.2.15)

где - нижняя граничная частота;

Номинальное значение емкости разделительного конденсатора С5 выбрано равным 4000 мкФ, в соответствии с ГОСТ 10318-80.

Значения сопротивлений резисторов R7 и R8 выбраны равными 100 Ом и будут уточняться при моделировании схемы на ЭВМ.

Частотные искажения каскада в области низких и высоких частот рассчитываются по формулам (2.2.16) и (2.2.17) соответственно:

(2.2.16)

, (2.2.17)

где - верхняя граничная частота.

Входной ток двухтактного безтрансформаторного каскада рассчитывается по формуле (2.2.18):

, (2.2.18)

где - максимальное значение тока предоконечных транзисторов.

Ток делителя R4-R5-R6 определяется из соотношения (2.2.19):

(2.2.19)

Значение сопротивления резистора R5 определяется по формуле (2.2.20):

, (2.2.20)

где IД - ток делителя R4-R5-R6;

UБЭ1, UБЭ2, UБЭ3, - напряжения смещения на эмиттерных переходах соответствующих транзисторов, определяемые по входным характеристикам.

Для обеспечения минимальных нелинейных искажений напряжения смещения на коллекторных переходах VT1 и VT2 должны быть равны, так как параметры h21Э и IКБ0 этих транзисторов одинаковы. То есть

(2.2.21)

(2.2.22)

(2.2.23)

Таким образом, напряжение смещения на коллекторном переходе любого из транзисторов VT1 или VT2 определяется по формуле (2.2.24):

, (2.2.24)

где - падение напряжения на резисторе R5.

.

Сопротивления R4 и R6 рассчитываются по формулам (2.2.25) и (2.2.26) соответственно:

(2.2.25)

(2.2.26)

Расчетные значения сопротивлений R4 и R6 приблизительно равны. Ближайшее номинальное значение по ГОСТ 10318-80 равно 50 кОм.

Емкость конденсатора С4 находится по формуле (2.2.27):

, (2.2.27)

где - нижняя граничная частота УНЧ.

Ближайшее номинальное значение емкости С4 по ГОСТ 10318-80 равно 3 мкФ.

Входное сопротивление двухтактного выходного каскада определяется по формуле (2.2.28):

(2.2.28)

Значение сопротивления резистора R3 рассчитывается [1] по формуле (2.2.29):

(2.2.29)

где - входное сопротивление двухтактного оконечного каскада;

- оптимальное значение сопротивления нагрузки ОУ

Такое значение сопротивления R3 обусловлено необходимостью обеспечения требуемого входного сопротивления выходного двухтактного каскада, чтобы R3||Rвх = Rн.min .

Значение емкости конденсатора С3 определяется [1] по формуле (2.2.30):

, (2.2.30)

где ||;

- нижняя граничная частота;

- коэффициент частотных искажений (задаемся дБ);

- оптимальное значение сопротивления нагрузки ОУ.

Ближайшее номинальное значение емкости С4 по ГОСТ 10318-80 равно 3,6 мкФ.

Коэффициент передачи RC-цепи связи вычисляется [1] по формуле (2.2.31):

(2.2.31)

Коэффициент передачи RC-цепи связи на нижней граничной частоте вычисляется по формуле (2.2.32):

(2.2.32)

Таким образом, напряжение на входе RC-цепи связи будет определяться выражением (2.2.33):

(2.2.33)

Для обеспечения согласования инвертирующего усилителя на ОУ и источника сигнала необходимо, чтобы сопротивление входа усилителя и источника сигнала были равны. Так как , [2] то справедливо Ом.

Так как , то напряжение на входе усилителя определяется по формуле (2.2.34):

(2.2.34)

Требуемый коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ рассчитывается [2] по формуле (2.2.35):

(2.2.35)

Значение сопротивления резистора R2 рассчитывается [2] по формуле (2.2.36):

(2.2.36)

Ближайшее номинальное значение сопротивления по ГОСТ 10318-80 равно 110 кОм.

Значение емкости конденсатора С1 принято равным 1 мкФ и будет уточняться при моделировании схемы на ЭВМ.

Номинальное напряжение всех конденсаторов схемы определяется из условия, что . То есть все конденсаторы берутся с номинальным напряжением не менее 22 В.

2.2 Расчёт параметров УПЧ на биполярном транзисторе

2.2.1 Схема транзисторного усилителя низкой частоты

Упрощенная схема каскада, выполненного на биполярном транзисторе типа р-n-р, включенного по схеме ОЭ, приведена на рисунке 1. На схеме обозначены: R₁, R₂ - резисторы входного делителя, обеспечивающего нужное смещение на базе транзистора, R_к, R_э - соответственно коллекторный и эмиттерный ограничивающие резисторы, R_н - сопротивление нагрузки. В простейшем случае резисторы R₂ и R_э могут отсутствовать (R₂^{= ?}, R_э=0), R_г - внутреннее сопротивление источника сигнала (генератора). С_вх, С_р - разделительные конденсаторы. Резистор R_э и конденсатор С_э образуют цепь отрицательной обратной связи по току эмиттера. Полагаем, что на вход (на базу транзистора) относительно общей точки подаётся синусоидальный входной сигнал с такой амплитудой, чтобы каскад работал в квазилинейном режиме и на нагрузке выделялся усиленный синусоидальный сигнал. Это обеспечивается соответствующим выбором положения рабочей точки на характеристиках транзистора.

Рисунок 13 - Схема каскада усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе

2.2.2 Выбор биполярного транзистора

В исходных данных указаны ток и мощность нагрузки, по которым следует определить конкретный тип и марку транзистора из следующих соображений:

а) Допустимое напряжение между коллектором и эмиттером выбирается на (10-30)% больше напряжения источника питания

где U_{кэ доп} - допустимое напряжение по условиям пробоя р-n-перехода.

б) Максимальный (допустимый) ток коллектора должен быть в (1,52) раза больше тока нагрузки

I_к.доп. 2I_нм

где мА - амплитуда тока нагрузки;

I_к.доп. - допустимое (по условиям нагрева) значение тока коллектора.

В общем случае нужно учитывать значение температуры окружающей среды, в зависимости от которой значение допустимого тока изменяется. В данном расчете предполагается «нормальная» температура окружающей среды + (2527)°С.

Вышеперечисленным требованиям удовлетворяет транзистор МП25А. Он имеет следующие параметры:

Uкэм = 40В, Iкм=80мА, Pкм=0,2Вт, (В расчётах ), , , .

Его входные и выходные характеристики изображены на рисунке 3.

2.2.3 Выбор положения рабочей точки

Расчет параметров графоаналитическим способом основан на использовании нелинейных статических характеристик. В первую очередь на семействе выходных характеристик изобразим кривую ограничения режима работы транзистора по мощности Р_кт. Она строится согласно уравнению Р_кm= U_кэI_к. Задаваясь значениями U_кэ, находим I_к по заданному (паспортному) значению Р_к.

Таблица 2

Uкэ, В	4	8	10	16	20
Iк,мА	50	25	20	12,5	10

Далее на семействе выходных характеристик (рисунок) проводим нагрузочную линию, используя уравнение для коллекторной цепи

Полагая U_кэ = 0 В, получим

где R_общ = R_к + R_э - суммарное сопротивление в выходной цепи транзистора.

Полагая I_к = 0, имеем U_кэ = E_п=6 В.

Так как R_общ пока неизвестно, используем две точки (рисунок 3) : точку А с координатой (Е_п, 0) и выбранную по некоторым соображениям точку Р.

Положение точки Р нужно выбрать из следующих соображений:

а) точке Р соответствует значение тока I_кр 1,2I_им 13,4мА и значение напряжения U _кэр (U_вых.+U_ост)=3+1=4 В,

где I_кр - постоянная составляющая тока коллектора;

I_им - амплитуда переменной составляющей тока коллектора (тока нагрузки);

U_кэр - постоянная составляющая напряжения коллектор-эмиттер.

U_ост маломощных транзисторов принимается ориентировочно равным 1В.

б) точка Р должка располагаться в области значений токов и напряжений, не попадающих в верхнюю область, ограниченную кривой Р_км (рисунок 3).

Определив координаты точки Р проводим на семействах выходных характеристик нагрузочную прямую APD (рисунок 3) и определяем значение тока базы I_бр, соответствующее выбранному значению тока коллектора I_кр: I_бр =0,6 мА. По значению тока базы I_бр определяем положение точки P₁ на входной характеристике (рисунок 4).

Определяем значения токов I_км и I_к.min :

I_км = I_кр+ I_им=15+7,5=22,5 мА,

I_к.min =I_кр -I_им=15-7,5=7,5 мА,

где I_нм - амплитуда переменной (синусоидальной) составляющей тока нагрузки.

Откладывая по оси токов значения I_км, I_к.min находим на нагрузочной линии точки В и С, которым соответствуют значения токов базы I_бм=0,9 мА, I_б.min=0,3 мА и значения напряжений U_кэм=5,2 В, U_кэ.min=3,4 В. Амплитуду синусоидальной составляющей напряжения коллектор-эмиттер находим из соотношения:

Расчет параметров элементов схемы

1. Определяем значения сопротивлений R_к и R_э.

кОм,

где I_КЗ - ток, определяемый по точке пересечения прямой АР с осью токов (точка D на рисунке 3).

Принимая R_э=(0,l0,15)R_к, находим

Ом,

R_э=R_общ-R_к=15,7Ом.

2. Находим сопротивления резисторов R_l, R₂. С целью уменьшения влияния делителя напряжения R_l R₂ на входной сигнал обычно выбирают

где R_вх- входное сопротивление по переменному току

Ом.

Значения U_вхм и I_вхм определяются по входной характеристике

Значение сопротивления резистора R₁ можно определить из соотношения

кОм,

полученного из уравнения напряжений для контура цепи: общая точка - R_э -эмиттерный переход - R₂ - общая точка в предположении, что U_эб <<E_п, а . Из последнего соотношения можно находим значение сопротивления резистора R₂=127 Ом.

3. Определяем емкость конденсаторов С_р и С_э:

мкФ,

мкФ,

где: f_H - нижняя частота полосы пропускания, Гц;

М_н - коэффициент частотных искажений а области низких частот (принимаем М_н=1,2 для упрощения).

2.2.4 Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

Используя графики входной и выходных характеристик, можно найти параметры усилительного каскада:

а) Коэффициент усиления по напряжению

раз; K_U,дб=20lgK_U=48,7 дБ.

б) Коэффициент усиления по току

раз; K_i,дб=20lgK_i=18,41дБ.

в) Коэффициент полезного действия (КПД):

где: Р_н - мощность нагрузки максимальная (выходная);

Р_р - мощность источника, затраченная на обеспечение режима работы Мощность переменного тока нагрузки

P_н=0,5U_нмI_нм=0,5•3•0,0015=172,5 мВт.

Мощность, затрачиваемая источником питания на обеспечение режима работы определяется по координатам точки Р (см. рисунок 3)

P_р=U_кэрI_кр=4,2•0,015=63 мВт.

г) Мощность генератора входного синусоидального сигнала

P_вх=0,5I_бмU_бэм=0,5•0,0009•0,18=81 мкВт.

д) Коэффициент усиления по мощности

K_р,дб=10lgK_р=33,282 дБ.

2.3 Аналитический расчёт параметров усилительного каскада на полевом транзисторе

Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 14. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Рис. 14. Схема усилительного каскада на полевом транзисторе.

В расчёте используем упрощённую схему замещения транзистора, показанную на рисунке 5, где обозначены:

g₁₁ - входная проводимость, См;

g₁₂U₂ - входной ток, обусловленный влиянием выходной цепи на входную;

g₁₂ - проводимость передачи напряжения;

g₂₁ U₁ -выходной ток, обусловленный проводимостью передачи тока g₂₁;

g₂₂ - выходная проводимость транзистора, См.

Схема замещения усилительного каскада показана на рисунке 6. В целях упрощения в схеме отсутствует проводимость g₁₁ и источник g₁₂U₂ ввиду их незначительной величины. Сопротивления резисторов R_з1 и R_и1 определяется из соотношений:

кОм,

кОм.

где: R_з1 - эквивалентное сопротивление цепи затвора;

R_н1 - эквивалентное сопротивление выходной цепи.

Коэффициент усиления по напряжению определяется по выражению

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности

К_р=К_U К_i=•=687.791 раз.

Входное сопротивление каскада

R_вх=R_з1=кОм.

Выходное сопротивление каскада

Ом,

где: U_xx - напряжение на выходе при разрыве цепи нагрузки (холостой ход);

I_кз - ток на выходе при коротком замыкании выводов нагрузки.

Рис. 15.Упрощённая схема замещения усилительного каскада на полевом транзисторе

2.4 Расчетная часть (генератор)

2.4.1 Анализ технического задания

Транзисторный блокинг-генератор может быть использован как генератор импульсов почти прямоугольной формы сравнительно большой мощности, как делитель частоты следования импульсов и как формирователь импульсов, имеющих небольшую (2 - 5) скважность.

Выбираем схему блокинг-генератора на транзисторе с общим эмиттером, имеющим сравнительно низкую стабильность частоты колебаний, обеспечивающим получение импульсов с меньшей длительностью фронта и с плоской вершиной.

Базовое сопротивление R_Б с целью повышения стабильности периода колебаний Т целесообразно включать между базой транзистора и отрицательным полюсом коллекторной батареи.

Выбираем коэффициент трансформации, от которого зависит емкость хронирующего конденсатора, разрядное сопротивление, максимальное напряжение на конденсаторе и длительность фронта импульса.

При получении импульсов с большой крутизной фронта коэффициент трансформации желательно выбирать оптимальным: для блокинг-генератора с общим эмиттером q=3ч5. Выбираем коэффициент трансформации равным 3. После выбора коэффициента трансформации выбираем трансформатор. При этом следует иметь в виду, что чем меньше индуктивность намагничивания L_m, тем большей будет емкость и тем большей будет стабильность частоты следования импульсов. Выбираем импульсный трансформатор типа ГХО.472.007 ТУ, количество витков коллекторной, эмиттерной и нагрузочной обмоток которого относится как 3:1:3

2.4.2 Разработка и расчет принципиальной схемы

Для выбранного трансформатора выполняется условие

ф_L=. (2.4.1)

Выбираем тип транзистора и напряжение источника питания Е_К. Транзистор должен обеспечить требуемую длительность импульса и иметь допустимое напряжение на коллекторе

Е_к.доп=(1.1ч1.2)U_m=Е_к=10·1.2=12 (2.4.2)

Выбираем величину ограничительного коллекторного и эмиттерного сопротивлений. Эти сопротивления облегчают тепловой режим работы транзистора и стабилизируют длительность импульса. При малых ограничительных сопротивлениях на длительность и период следования импульсов значительно влияют параметры транзистора. Базовое и эмиттерное ограничивающие сопротивления обычно имеют величину 10 - 30 Ом, а коллекторное - до 100 Ом. Выбираем R_б=30 Ом, R_k=80 Ом.

Тогда в соответствии с формулами [1], имеем

r=q²(r_б+r₂+R₂)=q²?R₂=9?30=270 Ом; (2.4.3)

R'_н=R_н?q²=150·9=1350; (2.4.4)

Общее сопротивление коллекторной цепи при насыщенном транзисторе и ограничительном коллекторном резисторе R₁=0 полагаем равным

R_k=r₁+r_k+R₁?R₁=85 Ом; (2.4.5)

После выбора транзистора по заданным длительности импульса и длительности его фронта величина становится известной, где - время жизни не основных носителей (=5?10^-6).После определения ограничительных сопротивлений r и R_k коэффициента q, а также индуктивности L_m первичной обмотки трансформатора (выбираем L_m=2 мГн для импульсного трансформатора из 7-го ряда), левая и правая части выражения

(2.4.6)

оказываются функциями только величины .

Для облегчения решения трансцендентного относительно величины t_И уравнения (2.4.6) перепишем последнее следующим образом:

, (2.4.7)

(2.4.8)

(2.4.9)

где =20, что составляет 70-80% от ( - коэффициент усиления тока базы)

(2.4.10)

Находим ф_L:

ф_L=,

По графику зависимости о() по известной величине находим =0.9, тогда ф=5.6·10^-6

По формуле

,

при R=80 Ом определяем

C_б=

Сопротивление R_б необходимо рассчитать так, чтобы к моменту прихода очередного запускающего импульса конденсатор успевал разрядиться. Для этого необходимо выполнить условие

Напряжение базовой батареи при этом определяется по формуле

,



3. Экономическая часть

3.1 Технико-экономическое обоснование

1.Экономическая обоснованность выбранной темы.

2.Баланс рабочего времени.

3.Тарифные ставки действующих лиц.

4.Методики калькулирования себестоимости.

Ограниченность схемы средств, которую заказчик может ассигновать на создание схемы управления объектом, заставляет его искать наиболее эффективный вариант решения наставленной задачи. А это предполагает необходимость сравнения того, во что обходится и что дает ему внедрение суммы управления.

При внедрение систему управления производственным объектом ожидается, что оно положительно скажется на показателе, характеризующем работу объекта - критерии его эффективности. При внедрении схемы управлении на непроизводственном объекте (в научно-исследовательском институте, в органах здравоохранения, просвещения и.т.п.) также полезно убедится в том, что внедренная схема не ухудшит, а улучшит характеризующие работу объекта.

Вопросы оценке экономической эффективности возникает при сравнении старой и проектируемой схемы управления для схемы управления для действующего объекта, пуле сравнении ряда вариантов решения для проектируемого и аналогичного действующего объектов. В случае же проектирования схемы управления для нового объекта. Не имеющего аналогов; следует считать общую народно хозяйственную эффективность от внедрения нового производства с современной схемой управления им без выделения эффективности собственно схемы управления.

В качестве базы для расчета эффекта принимается показать производственно -хозяйственной деятельности объекта на год внедрения схемы управления . Если сравнивается несколько вариантов системы, обеспечивается их сопоставимость по всему комплектов учитываемы показателей, но используемым ценам, тарифам и.т.п.

Затраты на создание и функционирование схемы управления складывается из едино временных (капитальных ) К и эксплуатационных DС. О методике расчета этих составляющих затрат будет говориться в следующим разделе экономической части.

Оценки функционирования схемы в обобщенном виде выражается с помощью показателя суммы годовой экономии, о котором будет подробно рассматриваться в следующем расчетном разделе. Эта показатель оценивает результаты внедрения схемы. Для сравнения затрат и результатов используется показатели эффекта эффективности.

Сумма годового экономического эффекта Э определяется как разность суммы годовой экономии и затрат. Но достаточен ли размер эффекта, стоит ли выкладывать определенную сумму средств на его достижение? Целесообразность затрат средств на создание и функционирование схемы характеризуется относительно показателем-эффективностью затрат. Различают общую (абсолютную) и сравнительную (относительную) эффективности. Общая эффективность подсчитывается как отношение эффекта к сумме капитальных вложений, вызвавших этот эффект. Сравнительное эффективность показывает, насколько один вариант (объект после внедрения проектированной схемы) лучше другого (объекта да внедрение схемы управления, созданной разработчиком). Оценить величину общей эффективности можно с помощью показателя эффективности капитальных вложений Е = Э /К и обратного ему показателя-срока окупаемости капитальных вложений Т. Величина нормативного коэффициента эффективности (Е_н = 0,12 по народному хозяйству в целом, по отдельным отраслям. Народного хозяйства эта величина может быть несколько иной) определяют минимально допустимый размер эффекта от каждого рубля вложенных в систему средств. Величина нормативного срока окупаемости соответственно определяет максимально допустимый срок, в течение которого вложенных средства должны окупится.

Выбор одного из вариантов реализации системы можно произвести по формуле приведенных затраты, в основу которой положено сравнение сумм годовых эксплуатационных и капитальных расходов объекта в связи с внедрением каждого из и вариантов системы. Приведенные затраты для i-го варианта рассчитывается по формуле.

F_i = (C_i+DC_i)+K_i / T_н

где DС_i- сумма годовых эксплуатационных затрат; С_i+DC_i- себестоимость годового выпуска продукции, производимой на объекте управления;

К_i -капитальные затраты при создании системы управления;

Т_н -нормативный срок окупаемости капитальных затрат.

Разработчик из n вариантов должен выбрать такой, при котором F_i достигает минимума.

Обозначим через Э¹_i нижнюю границу суммы годового экономического эффекта, получаемого в результате внедрения схемы:

Э_i¹ =K_i/T_н

Так как К_i и T_н известен, то Э¹_i легко подсчитывается. Если создаваемая схема имеет эффект меньший Э_i¹, то ее использование с экономической точки зрения целесообразно.

Процесс создания системы управления из нескольких стадий. Сначала заказчик или по его просьбе разработчик проводят серию научно исследовательских работ, в ходе которых определяются основные контуры будущего технического задания на проектирование схемы. Этот этап разработки, обычно называемый пред проектным, требует определенных затрат, которые можно назвать затратами на проведение научно исследовательских работ З_нир. После окончания предпроектного этапа начинается этап, который может быть назван проектным. Результатом проектного этапа является выдача технического проекта на создание опытного образца будущей схемы. Затраты, возникающие при проведение проектного этапа будем обозначать как З_пр. Если технический проект будущей схемы принять заказчиком, то поступает этап изготовление опытного образца системы. Соответствующий этап называется этапом опытно-конструкторских работ.

На этом этапе происходит изготовление опытного образца, испытание его и внесение в его структуру изменений на основании проведенных испытаний. Затраты, возникающие на этапе, обозначим как З_окр.

После этого наступает этап изготовления рабочего образца схемы, организации связи этой схемы с объектом управления, монтажа дополнительного оборудования, необходимого для функционирования схемы, и строительство помещений, в которых будет размешена схема. Затраты, возникающие на этом этапе, будем обозначать З_р.

Все перечисленные виды затраты носят единовременный характер. Определим величину капитальных затрат образом:

К = З_нир +З_пр +З_окр+З_р

Затраты З_нир, З_пр, З_окр состоит из заработной платы лица, проводящим эти работы, отчислений от ее суммы на нужды социального страхования, амортизация лабораторного оборудования, стоимости затраченного машинного времени для проведения необходимых расчетов, стоимости материалов, использованных при изготовлении опытного конструкторского образца, накладных расходов.

Затраты на НИР и проектирование могут быть несколько сокращены при использовании имеющихся моделей и алгоритмов, типовых решений отдельных узлов схемы, разработанных для схемы управления аналогичным объектом. Однако даже на близких по уровню техники, срокам ввода в действие и тому подобных объектах всегда есть индивидуального различия.

В случае выявления возможности использование результатов данной разработке для ряда других объектов управлении затраты на проведенные научно исследовательские и проектно-конструкторские работы относят на данный объект лишь частично, исходя из количество реальных объектов для возможного использование. После того как рабочий образец схемы управления изготовлен, наложен и начал нормально функционировать, возникает последний этап в "в жизненном цикле" схемы. Система управления создана и работает. Однако и в процессе этой нормальной работы требуется определенные затраты. Эти затраты, обозначаемые как DС, называется эксплуатационными затратами.

Экономические расчеты для схемы

Таблица 3 1) Сырьё и материалы для реализации данного проекта

№	Наименование	марка тип	кол. шт.	Цена сом	Всего сом
1.	Микросхема D1-D5	КЛБ553	5	25 сом	125
2.	Микросхема D10	К1 ЛБ553	1	25	25
3.	Микросхема D6, D8	К1 ЛБ557	2	30	60
4.	Микросхема D7	К1ЛР551	1	45	45
5.	Микросхема D9	К1ЛБ554	1	45	45
6.	Резистор	R1 1,5кОм	1	3	3
7.	Резистор	R2 330кОм	1	3	3
8.	Резистор	R3 82Ом	1	2	2
9.	Резистор	R4 1кОм	1	3	3
10.	Резистор	R5 430Ом	1	3	3
11.	Резистор	R6 39Ом	1	3	3
12.	Резистор	R7 330Ом	1	3	3
13.	Резистор	R8 20кОм	1	3	3
14.	Резистор	R9 830кОм	1	3	3
15.	Резистор	R10 560Ом	1	3	3
16.	Резистор	R11 430кОм	1	3	3
17.	Резистор	R12 56кОм	1	3	3
18.	Резистор	R15 330Ом	1	3	3
19.	Резистор	R16 20 кОМ	1	3	3
20.	Резистор	R17 330 кОм	1	3	3
21.	Резистор	R18 560 Ом	1	3	3
22.	Резистор	R19 430 Ом	1	3	3
23.	Резистор	R20 56 Ом	1	3	3
24.	Резистор	R21 270 Ом	1	3	3
25.	Резистор	R22 1кОм	1	3	3
26.	Резистор	R23 220 Ом	1	3	3
27.	Резистор	R24 220 Ом	1	3	3
28.	Резистор	R25 1 кОм	1	3	3
29.	Резистор	R26 220 Ом	1	3	3
30.	Транзистор V1	КТ 3155	1	6	6
31.	Транзистор V4-V7	КТ 315 А	2	6	12
32.	Диоды VD2-VD5	Д311	2	5	10
33.	Диоды VD3-VD8	Д311	2	5	10
34.	Диоды VD6	Д311	1	5	5
35.	Конденсатор С1	0,33пФ	1	2	2
36.	Конденсатор С2	1500пФ	1	2	2
37.	Конденсатор С3	1500пФ	1	2	2
38.	Конденсатор С4	4700пФ	1	2	2
39.	Конденсатор С5	0,05пФ	1	2	2
40.	Конденсатор С6	1500	1	2	2
41.	Конденсатор С7	0.05	1	2	2
42.	Конденсатор С8	0,5	1	2	2
43.	Конденсатор С9	0,05	1	2	2
44.	Конденсатор С10	1500	1	2	2
45.	Конденсатор С11	0,05	1	2	2
46.	Конденсатор С12	0,5	1	2	2
47.	Конденсатор С13,С15	0,01	1	2	2
48.	Конденсатор С14	1,0	1	2	2
49.	Переключатель	S1-S11	11	10	110
50.	Переключатель	S12	1	20	20
51.	Переключатель	S13	1	10	10
	Всего			336	592

2) Основная заработная плата

З_п=Т*С_Т

где З_п- заработная плата

Т-число отработанных часов ;

С_Т- часовая тарифная ставка ;

З_п=2*1500 З_п=3000

3)Дополнительная зар.плата 9.3% от основной зар.платы

З_д=З_п *9.3% =3000*9.3/100=279

Отчисления на социальное страхование 38%

(З_п+З_д) *38/100=(3000+279) *38/100=1246

5) Административные и общие расходы 80%

(З_п+З_д)1 *80/100=2623.2

6) Производственная себестоимость ст1+...+ст5

592+3000+279+1246+2623.2=7740,2

7)Коммерческий расход 10%

7740,2*10/100=774

8) Себестоимость полная

Z_П=S=592+3279+1246+2623.2+7740,2+774=16202,4

Таблица 4

№	Статья калькуляции	сумма сом
1	Материальные затраты	1128.5
2	Концелярно-полиграфические расходы	50
	Итого	1178.5

9)Цена на изделие определяется

Ц=Z_n*К_ПН=16202,4*1.35=21873,24

Где К_ПН- коэффициент планового накопления ;Ц- оптовая цена ;

10) Прибыль П=Ц-Z_n=21873,24-16202,4=5670,84

Рентабельность продукции : Р=П/Z_П*100%=35

12) Затраты на один сом товарной продукции

S=Z_П/N_Т=16202,4/21873,24=0.74

N_Т- товарная продукция N_Т=Ц

13) Примечание оптовая цена без НДС

НДС=20% от оптовой цены

Цена без НДС =4692.8

Таблица 5 Технико-экономические показатели

№	Наименование показателей	единица измерения	сумма
1	Стоимость товарной продукции	сом	21873,24
2	Полная себестоимость	сом	16202,4
3	Прибыль от реализации	сом	5670,84
4	Рентабельность продукции	сом	35
5	Затраты на 1 сом товарной продукции	сом	0.74
6	Производственная себестоимость	сом	7740,2
	Итого		51522,42

Таблица 6 Калькуляция себестоимости продукции

№	Статья калькуляции	Сумма
1	Сырьё и материалы	1128.5
2	Основная зар. Плата	3000
3	Дополнительная зар. Плата	279
4	Соц. Страх	1246
5	Административный и общий расход	2623.2
6	Производственная себестоимость	8276.7
7	Коммерческий расход	827.67
8	Полная себестоимость	16202.07
9	Цена	21873
10	Прибыль	5670.84
11	Рентабельность	35
12	Затраты на 1 сом товарной продукции	0.74



4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Охрана труда

Охрана труда - это система законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Техника безопасности - это система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на человека опасных производственных факторов, которые вызывают при нарушении правил безопасности несчастные случаи, травмы.

Производственная санитария-эта система организационных, гигиенических и санитарно-технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов, то есть факторов, вызывающих заболевания.

Гигиенические нормативы на микроклимат

Микроклимат в рабочей зоне определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.

Повышение влажности затрудняет теплоотдачу организма путем испарения при высокой температуре воздуха и способствует перегреву и наоборот, усиливает теплоотдачу при низкой температуре, способствуя переохлаждению. Оптимальными считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения его физиологических способностей к терморегуляции, что создает ощущение теплового комфорта и является для высокой работоспособности. Приведем примеры норм. Для тяжелых работ в теплый период года оптимальная температура равна 18...21 С, а допустимая при значительных избытках явной теплоты на 5 С выше средней температуры наружного воздуха в 13 самого жаркого месяца, но не выше 26 С. Относительная влажность при этом до 65%.Скорость движения воздуха 0,5...1 м/c (оптимальная 0,5м/c). В холодный период года на тех же работах оптимальная температура составляет 16...18 С, допустимая 13...19 С. В ряде случаев, указанных в ГОСТе, допускаются определенные отклонения от норм.

Производственное помещение должно иметь не менее 15 м объема и 4,5 м площади на каждого работающего в нем. Высота производственных помещений от пола до потолка должен быть не менее 3,2м, а помещений энергетического и транспортно-складского хозяйства, если люди там находятся непостоянно, не менее 3м.

Производственные процессы, сопровождающийся шумом или выделенным вредных веществ, нужно сосредоточить в отдельных помещениях.

Полы нужно делать ровными нескользкими. Если полы холодные, у рабочих мест необходимо положить деревянные решетки или коврики. Для предотвращения сквозняков у наружных входов и въездов в производственные помещения следует делать тамбуры с самозакрывающимися дверями.

Станки, верстаки нужно расставлять так чтобы между рабочими местами был проход шириной не менее 1м,не требовалось перемещать грузы грузоподъемными устройствами над рабочими местами.

Действие не человека электромагнитных и ионизирующих излучений и защита от них

Электромагнитные излучения различают по частоте колебаний или длине волны. Наиболее длинные волны - это колебания промышленной или другой звуковой частоты, а также ультразвуковые. Они имеют длину волны выше 10 км (или частоту ниже 30 кГц). Длинные и средние радиоволны ( от 10 км до 100 м или до 3 МГц) применяются не только в радиотехнике, но и для заколки деталей и др. В промышленной электротермии используют для нагрева диэлектриков также короткие радиоволны (100..10 м или до 30 МГц),которые, как и ультракороткие (10...1 м или до 300 МГц),относятся к колебаниям ультравысокой частоты. При промышленной частоте специальные меры защиты от действия электрических полей приходится применять только при обслуживании электроустановок напряжением 330..500 кВ и выше.

Для защиты ВЧ и УВЧ создают экранирование местовым металлом

высокой электропроводности толщиной не менее 0,5 мм. Длительное воздействие электромагнитных полей ВЧ и УВЧ напряженностью более допустимой может привезти к обратимым функциональным изменениям в печени, селезенки и в центральной нервной системе и пр.

Рентгеновское излучение используется в установках промышленной рентгеноскопии. Оно излучается при испытании кабелей и электрооборудования выпрямленным током высокого напряжения.

Гамма излучения испускается радиоактивным веществом. Оно имеет длину волны от 4 до 0,1 мм.

Электрическая изоляция токоведущих частей с точки зрения электробезопасности.

Электрическая изоляция токоведущих частей электроустановок от частей, находящихся под иным потенциалом, в том числе от земли, необходима не только для нормальной работы установки, но и для безопасности людей. Изоляция проводов и кабелей предотвращает прикосновение к их токоведущим жезлом. Кроме того, в электрический сети, питающейся от генератора или трансформатора с изолированной от земли обмоткой, через человека, прикоснувшегося к одной из токоведущих жил, течет тип меньшей ток, чем лучше изоляция двух других жил о земли.

Если какой-либо точке любого провода произойдет повреждение изоляции, то возникающее электрические соединение с землей в сети с изолированной нейтралью называется однофазным замыканием на землю такое соединение с землей не является коротким замыканием, потому что на пути тока от провода с поврежденной изоляцией к токоведущим жилам проводов других фаз будет сопротивление этих двух проводов относительно земли. Ток однофазного замыкания в сети с изолированной нейтралью значительно меньше тока короткого замыкания между проводами или между проводами и землей в сети заземленной нейтралью. Если замыкание на землю произойдет через тело человека, то в сети с изолированной нейтралью ток через человека будет значительно меньше, чем в сети с заземленной нейтралью.

В установках напряжением до 1000 В сети с изолированной нейтралью безопаснее сетей с заземленной нейтралью только при условии хорошей изоляции фаз относительно земли и сравнительно небольшой протяженности сети, так как чем длиннее провода, тем больше значение емкостных токов и токов утечки.

Изоляции силовой или осветительной электропроводки считается достаточной, если ее сопротивление между проводом каждой фазы и землей, или между разными фазами на участке, ограниченном последовательно включенными установочными автоматами или плавкими предохранителями или за последним предохранителем составляет не менее 0,5 МОм (500 000 Ом).

Действие электрического тока на организм человека

Электрический удар характеризуется поражением всего организма в целом, что может привести к гибели человека. Характер электрических поражений зависит от физических параметров тока (его силы напряжения, частоты и т.д.), электрического сопротивления тела человека, продолжительности воздействия тока на человека и виды электрической цепи.

Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты( 50 Гц) при относительно малом его значении: 0,6-1,5 мА.

Защита от инфразвука и вибрации

Инфразвук - область акустических колебаний с частотой ниже 16-20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев с низкочастотной вибрацией.

При воздействии инфразвука на организм уровнем 110...150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе.

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583-96, которые задают предельно допустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях.

На людей может воздействовать ударная волна. Прямое воздействие возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар.

Защита от вибрации

Линейные вибросистемы состоят из элементов массы упругости и

демпфирования. В общем случае в системе действуют силы, инерции, трения, упругости вынуждающие .

Сила инерции, как известно, равна произведению массы М на ее ускорение:

F = M*dV/dt;

где V - виброскорость.

Сила F направлена в сторону, противоположную ускорению. При вибрации упругих систем происходит рассеяние энергии в окружающую среду, а также в материале упругих элементов и в узлах сочленения деталей конструкции. Эти потери вызываются силами трения - диссипативными силами, на преодоление которых непрерывно и необратимо расходуется энергия источника вибрации.

Средства автоматического контроля

Наличие контрольно-измерительных приборов - одно из условий безопасной и надежной работы оборудования. Это приборы для измерения деления, температур, статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и др. Эффективность их использования повышается при объединении их с системами сигнализации, как это имеет место в газосигнализации, как это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе.

Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют : по назначению - на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания - на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала- на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала- на постоянные и пульсирующие.

Нормирование шума

Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь -50...60 дБА, автосирена-100дБА, шум двигателя легкового- 80дБА, громкая музыка-70дБА.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-83 и санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки". Документы дают классификацию шумов по спектру на широкополосные и тональные, а повременным характеристикам- на постоянные и непостоянные. Для нормирования постоянных шумов применяют допустимые уровни звукового давления в девяти октавных полосах частот в зависимости от вида производственной деятельности.

Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по закону чувствительности органов слуха и приближением результатов объективных измерений к субъективному восприятию.

Табл.7.Основные типы приборов для контроля требования Безопасности жизнедеятельности

Фактор	Прибор (система, установка)	Область применения.
Повышенный уровень шума	Шумомер ВШВ-003	Частотный диапазон измерений 10...20000 Гц.
Повышенный уровень ультразвука	ШВК-1 с фильтрами ФЭ-3 Измеритель 010024	Частотный диапазон измерений 2Гц....40 Гц 2Гц...200Гц
Повышенный уровень вибрации	Измеритель шума и вибрации ВШВ-003	Частотный диапазон измерений 2Гц....20 000 Гц
Повышенный уровень электрических полей ВЧ	Измерители ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17	Частотный диапазон измерений 0,01...300 МГц
Повышенный уровень электромагнитного поля СВЧ	Измерители П3-9	Частотный диапазон измерений 0,3...37,5 ГГц
Повышенный уровень электрического поля промышленной частоты	Измеритель ПЗ-1М	Динамический диапазон измерений 0,002..100кВ/ м
Повышенный уровень лазерного излучения	Дозиметры ЛДМ3	Динамический диапазон измерений 10-3...1,0 Вт/см2
Повышенный уровень ионизирующих излучений	Измерители ИЛД-2М	Динамический диапазон измерений 1,4 * 10-7... 10-3 Вт/м2
Повышенный уровень напряжения в электрических цепях, замыкание которых на землю может произойти через тело человека	Вольтамперметры: Ц4311 Ц3412 Ц4313 Ц4317	Диапазон измерений 0...750 В 0.. 90В 0..600 В 0... 1000 В
Сопротивление заземляющих устройств	Измеритель типа М1101М	Диапазон измерений 1...1000 МОм

Табл.8. Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентного уровня звука на рабочих местах в производственных помещениях и территории предприятий.

Рабочие места	Уровни звука, дБА в октавных полосах со среднегеометрическими частотами , Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
Помещения конструктивных работ , расчетчиков, программистов вычислительных машин, лабораторий для теоретических работ	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Помещения управления, рабочие комнаты	93	79	20	68	58	55	52	50	49	60
Кабины наблюдений и дистанционного управления:: без речевой связи по телефону	103	94	87	82	78	75	73	71	70	80
с речевой связи по телефону	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ , для размещения шумных агрегатов, вычислительных машин	107	94	87	82	78	75	73	71	70	80

Табл.9. Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах.

Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц	Уровень звукового давления, дБ
12,5 16 20 25 31,5-100	80 80(90) 100 105 110



Заключение

Как показали расчеты и анализ работы смоделированной схемы, спроектированный усилитель низкой частоты удовлетворяет требованиям технического задания. Такие параметры усилителя, как коэффициент нелинейных искажений, коэффициент полезного действия, напряжение шумов, а также некоторые другие параметры и характеристики в данном курсовом проекте не рассчитывались ввиду отсутствия соответствующих требований в техническом задании.

Как показали расчеты и анализ работы смоделированной схемы, спроектированный блокинг-генератор удовлетворяет требованиям технического задания. Такие параметры блокинг-генератора, как коэффициент нелинейных искажений, коэффициент полезного действия, напряжение шумов, а также некоторые другие параметры и характеристики в данном курсовом проекте не рассчитывались ввиду отсутствия соответствующих требований в техническом задании.

Во время выпускной квалификационной работе были углублены знания по аналоговой электронике, в частности по усилителям низкой частоты и в частности по блокинг-генераторам. Были приобретены навыки работы с программой Workbench, моделирующей работу электрических цепей.



Список использованной литературы

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: «Высшая школа», 1991. - 617с.

2. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители. - М.: «Мир», 1979. - 356с.

3. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник / Щербаков В.И., Грездов Г.И. - Киев.: «Технiка», 1983. - 206с.

4. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители: Справочное пособие по применению. - М.: Энергоиздат, 1982. - 124с.

5. Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем - Киев.: «Вища школа», 1983 - 237с.

6. Cправочник радиолюбителя-конструктора . - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 560 с.

7. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Устройства формирования сигналов» / Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998, 35 с.

8. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Устройства формирования радиосигналов» / Л.И. Булатов, Б.В. Гусев. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1998, 30 с.

9. Радиопередающие устройства: Учебник вузов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Луховкин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. М: Радио и связь, 1990. - 432 с.

10. Проектирования радиопередающих устройств: Учеб. Пособие для вузов / В.В. Шахгильдян, В.А. Власов, А.А. Козырев и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. М: Радио и связь, 1993, 512 с.

11. Шумилин М.С., Власов В.А., Козырев А.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. М: Радио и связь, 1987, 320 с.

12. Ханзел Г.Е. Справочник по расчёту фильтров. США, 1969: Пер. с англ. под ред. Знаменского М.: Сов. Радио, 1974.

13. Справочник по импульсной технике. Под ред.В.Н.Яковлева - Киев: «Техника», 1970, 656 с.

14. Глебов Б.А. Блокинг-генераторы на транзисторах - Москва: «Энергия», 1972,104 с.

15. Бочаров Л.Н. Расчет электронных устройств на транзисторах- Москва: «Энергия»,1978,208 с.

16. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под общей редакцией Горюнова Н.Н. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 904 с.

17. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.- 352 с.

18. Опадчий Ю.Ф., Грудкин, О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002, - 768 с.

19. Малахов В. П. Схемотехника аналоговых устройств О., Астро-Принт 2000г.

20. Расчет электронных схем. Примеры и задачи. /Г.И. Изъюрова М.: Высш. шк., 1987. - 325 с.

Размещено на Allbest.ru