Передающее устройство одноволоконной оптической сети

-
Оптическая мощность 1,5мВт - Уровень входного
логического сигнала –0,7 В /5,0
В. на дипломний проект студента групи РТ-51 "Передавальний пристрій
одноволоконної Дипломний
проект студента Андріюка Ростислава Володимировича присвячений актуальному
питанню проектування волоконнооптичних ліній зв'язку. Сучасні
засобителекомунікацій базуються на широкому впровадженні волоконнооптичних
елементів та систем для швидкого обміну великихобсягів інформації між
абонентами. Дипломний проект складається з пояснювальної записки (96 сторінок)
та семи листів графічногоматеріалу, формату А1. Пояснювальна записка містить
розділи: - Принципи побудови та основні особливості
волоконнооптичних ситем передачі у міськихтелефонних мережах. - Конструктивний розрахунок печатної плати. - Заходи по охороні праці. До переваг дипломного проекту
відноситься глибокий науково-технічний аналіз сучасних структурних схем
волоконнооптичних систем зв'язку та досконалийрозрахунок електричної принципової
схеми передавального пристрою одноволоконної оптичної мережі. Висока якість
оформлення текстової, та графічної документації. Недоліком проекта є
відсутність перевірочних експерементальних досліджень запропонованих електричних
схем. Відзначений недолік не знижуєзагальний високий рівень дипломного
проекту. Вважаю, що дипломний проект "Передавальний пристрій
одноволоконної оптичної мережі" заслуговуєоцінки "відмінно", а студент Андріюк
Р.В. присвоєння кваліфікації спеціаліста з радіотехніки. Введение…………………………………………………………………………..4 нооптических
систем передачи в городских телефонных сетях…………..5 2.2 Детекторы
волоконнооптических систем передачи……………………………….10 Особенности одноволоконных оптических систем
передачи……………………...13 системах
передачи……………………………………………………………………..16 2.6.2 Оптический
передатчик прямой модуляции 3. Выбор и
обоснование структурной схемы передатчика…………………..21
систем передачи………………………………………………………………………..21 разветвления оптических
сигналов 3.1.2 Волоконнооптическая
система передачи, основанная на использовании 3.1.3 Волоконнооптическая система
передачи, на основе использования 3.1.4
Волоконнооптическая система передачи с одним источником
излучения 3.2.1 Выбор способа организации
одноволоконного оптического тракта 4. Расчёт
электрической принципиальной схемы……………………………32 4.2 Расчёт выходного
каскада…………………………………………………………....35 Расчет устройства
автоматической регулировки уровня оптического сигнала…..41 Расчёт
источника питания одноволоконной оптической системы
передачи……..45 4.8.1 Расчёт эмиттерной
ёмкости 4.8.3 Расчёт ёмкостей
фильтров принципиальная схема источника
питания оптической системы
передачи……………………………………..…………54 Размещение
элементов и разработка топологии печатной платы……..………….55
устройства………...………………………………………...…….……………..59 Анализ
рынка……………………………………………………………………….…63
7.2.1 Затраты на приобретение материалов 7.2.3 Основная заработная плата
производственных рабочих Определение цены изделия…………………………………………………………..72
7.4.2 Верхняя граница цены изделия
Определение минимального объема производства…………………………………73
Лазерная безопасность……………………………………………………………….75 Мероприятия по производственной
санитарии………………………………….…79 Мероприятия по
улучшению условий труда…………………………………….…90 Мероприятия
по пожарной безопасности………………………………………..…91 Литература………………………………………………………………………95 Объектом исследования являются способы увеличения
пропускной способностиканалов волоконнооптических систем передачи путём передачи
сигналов по одному оптическому волокну в двух направлениях.
Цель работы – определение способа увеличения пропускной способности
каналов,подходящего для использования на соединительных линиях городской
телефонной сети. И разработка соответствующего передающего
устройства. Выбран тип одноволоконнооптической системы
передачи, разработана еёструктурная схема, разработана принципиальная схема
передающего устройства и источник питания. В процессе работы
составлен обзор методов передачи сигналов по одному оптическомуволокну в двух
направлениях и определён способ увеличения пропускной способности каналов,
подходящий для использования на соединительных линияхгородской телефонной
сети. В дипломном проекте дан обзор существующих методов
организации волоконнооптических систем передачи, а также освещены возможные
способыпостроения одноволоконных систем передачи. В ходе работы
осуществлена разработка структурной схемы передающего устройства, кроме того,
приведены варианты структурных схемвозможных способов построения одноволоконных
систем передачи. Цифровая связь по оптическим кабелям ,
приобретающая всё большую актуальность, является одним из главных направлений
научно-техническогопрогресса . Преимущества цифровых
потоков в их относительно лёгкой обрабатываемости с помощью
ЭВМ,возможности повышения отношения Преимущества оптических систем
передачи перед системами передачи работающими по металлическому кабелю
заключается в: -оптический кабель не
обладает электропроводностью и индуктивностью, то есть кабели неподвергаются
электромагнитным воздействием; -низкой стоимостью материла оптического кабеля, его малый
диаметр и масса; -возможности
усовершенствования системы при полном сохранении совместимости с
другимисистемами передачи. Линейные тракты волоконнооптических
систем передачи строятся как двухволоконные однополосныеодно кабельные,
одноволоконные одно полосные однокабельные, одноволоконные многополосные одно
кабельные (со спектральным уплотнением). Учитывая, что доля
затрат на кабельное оборудование составляет значительную часть стоимости связи,
а цены на оптический кабель в настоящеевремя остаются достаточно высокими,
возникает задача повышения эффективности использования пропускной способности
оптического волокна за счёт одновременной передачи по немубольшего объёма
информации. Этого можно добиться, например, передачей
информации во встречныхнаправлениях по одному оптическому
кабелю. Цель работы – определение способа увеличения
пропускной способностиканалов, подходящего для использования на соединительных
линиях городской телефонной сети. И разработка соответствующего передающего
устройства. волоконнооптических
систем передачи в городских телефонных сетях. Особенностью
соединительных линий является относительно небольшая их длина за счет глубокого
районирования сетей.Статистика распределения протяженности соединительных линий
городской телефонной сети в крупнейших городах свидетельствует, что
соединительные линиипротяженностью до 6 км составляют 65% от всего числа
соединительных линий. Значительные расстояния между регенерационными
пунктами волоконнооптических систем передачи дают возможность отказаться
отоборудования регенераторов в колодцах телефонной канализации, а также от
организации дистанционного питания (
рис.2.2 На
передающей стороне на излучатель света, в качестве которого в
волоконнооптической системе связи используется светодиод илиполупровод-никовый
лазер, поступает электрический сигнал, предназначенный для передачи по линии
связи. Этотсигнал модулирует оптическое излучение источника света, в результате
чего электрический сигнал преобразуется в оптический. На прием-ной стороне
сигнал из оптического волокна вводится в фотодетектор. В
современныхволоконнооптических системах передачи в качестве фотоде-тектора
используют p-i-n или лавинный фото диод. Фотодетектор преобразует
падающее на него оптическое излучение в исходный электрический сигнал. Затем
электрический сигнал поступает на усилитель(регенератор) и отправляется
получателю сообщения. Выбор элементной базы при реализации
волоконнооптических систем передачи и параметры её линейного тракта зависят от
скорости передачисимволов цифрового сигнала. Существуют установленные правила
объединения цифровых сигналов и определена иерархия аппаратуры временного
объединенияцифровых сигналов электросвязи. Сущность иерархии состоит в
ступенчатом расположении указанной аппаратуры, при котором на каждой ступени
объединяетсяопределённое число цифровых сигналов, имеющих одинаковую скорость
передачи символов, соответствующую предыдущей ступени. Цифровые сигналы во
вторичной,третичной, и т.д. системах получаются объединением сигналов предыдущих
иерархических систем. Для европейских стран установлены следующие
стандартныескорости передачи для различных ступеней иерархии (соответственно
ёмкости в телефонных каналах): первая ступень-2.048 Мбит/с (30 каналов), вторая-
8.448Мбит/с (120 каналов), третья-34.368 Мбит/с (480 каналов), четвертая-
139.264 Мбит/с (1920 каналов). В соответствии сприведенными скоростями можно
говорить о первичной, вторичной, третичной и четвертичной группах цифровых
сигналов электрической связи (в этом же порядкеприсвоены названия системам Аппаратура, в которой выполняется объединение этих сигналов,
называется аппаратурой временного объединения цифровых сигналов. Навыходе этой
аппаратуры цифровой сигнал обрабатывается скремблером, то есть преобразуется по
структуре без изменения скорости передачи символов для того,чтобы приблизить его
свойства к свойствам случайного сигнала ( ). Это позволяет
достигнуть устойчивой работы линии связи вне зависимости отстатистических
свойств источника информации. Скремблированный сигнал может подаваться на вход
любой цифровой системы передачи, что осуществля-ется при помощиаппаратуры
электрического стыка. Аппаратура стыка Для каждой иерархической скорости рекомендуются свои коды стыка,
например для вторичной – код HDB-3, для четверичной – код CMI ит.д. Операцию
преобразования бинарного сигнала, поступающего от аппаратуры временного
объединения в код стыка, выполняет преобразователь кода стыка. Кодстыка может
отличаться от кода принятого в оптическом линейном тракте. Операцию
преобразования кода стыка в код цифровой волоконнооптической системы передачи
выполняет преобразователь кода линейного тракта, на выходе которого получается
цифровой электрический сигнал,модулирующий ток излучателя передающего
оптического модуля. Таким образом, волоконно-оптические системы передачи
строятся на базе стандартных систем ИКМзаменой аппаратуры электрического
линейного тракта на аппаратуру оптического линейного тракта. Оптическое волокно, как среда передачи, а также оптоэлектронные
компоненты фотоприёмника и оптического передатчика накладываютограничивающие
требования на свойства цифрового сигнала, поступающего в линейный тракт.
Поэтому междуоборудованием стыка и линейным трактом волоконнооптической системы
передачи помещают преобразователь кода. Выбор кода оптической системы передачи
сложная иважная задача. На выбор кода влияет, во-первых, нелинейность
модуляционной характеристики и температурная зависимость излучаемой оптической
мощностилазера, которые приводят к необходимости использования двухуровневых
кодов. Во-вторых, вид энергетического спектра, который должен иметь
минимальное содержаниенизкочастотных (НЧ) и высокочастотных (ВЧ) компонент.
Энергетический спектр содержит непрерывную и дискретную части. Непрерывная часть
энергетическогоспектра цифрового сигнала зависит от информационного сигнала и
типа кода. Для того, чтобы цифровой сигнал не искажался в усилителе переменного
токафотоприёмника, желательно иметь низкочастотную составляющую непрерывной
части энергетического спектра подавленной. В противном случае для
реализацииоптимального приёма перед решающим устройством регенератора требуется
введение дополнительного устройства, предназначенного для восстановления
НЧсоставляющей, что усложняет оборудование линейного тракта. Существует ещё одна
причина для уменьшения низкочастотной составляющей сигнала - оптическая
мощность, излучаемая полупроводниковым лазером, зависит от окружающей
температуры и может быть легко стабилизирована посредствомотрицательной обратной
связи (ООС) по среднему значению излучаемой мощности только в том случае, когда
отсутствует НЧ часть спектра, изменяющаяся вовремени. Иначе в цепь ООС придется
вводить специальные устройства, компенсирующие эти изменения. В-третьих,
для выбора кода, высокое содержание информации о тактовом синхросигнале в
линейном сигнале. В приёмнике этаинформация используется для восстановления фазы
и частоты синхронизи-рующего колебания, необходимого для управления принятием
решения в пороговом устройстве. Осуществить синхронизацию темпроще, чем больше
число переходов логического уровня в цифровом сигнале. Лучшим с точки зрения
восстановления тактовой частоты и простоты реализации схемывыделения
синхронизирующей информации, является сигнал, имеющий в энергетическом спектре
дискретнуюсоставляющую на тактовой частоте. В-четвертых, код не должен
иметь каких-либо ограничений на передава-емое сообщение и обеспечивать
однозначную передачулюбой последовательно-сти нулей и единиц. В-пятых,
код должен обеспечивать возможность обнаружения и исправления ошибок. Основной
величиной, характеризующей качество связи,является частость появления ошибок или
коэффициент ошибок, определяемый отношением среднего количества неправильно
принятых посылок к их общему числу.Контроль качества связи необходимо
производить, не прерывая работу линии. Это требование предполагает использование
кода, обладающего избыточностью, тогдадостаточно фиксировать нарушение правил
формирования кода, что бы контролировать качество связи. Кроме
вышеперечисленных требований на выбор кода оказывает влияние простота
реализации, низкое потребление энергии и малаястоимость оборудования линейного
тракта. В современных оптоволоконных системах связи для городской
телефонной сети ИКМ-120-4/5 и ИКМ-480-5 для передачи в качестве линейногокода
используется код CMI, отвечающий большинству вышеперечисленных требований.
Особенностью данного кода является сочетание простоты кодирования и
возможностивыделения тактовой частоты заданной фазы с помощью узкополосного
фильтра. Код строится на основе кода HDB-3 (принцип построения представлен на
рисунка 2.4 видно, что для CMI
характернозначительное число переходов, что свидетельствует о возможности
выделения последовательности тактовых импульсов. Текущие цифровые суммы кодов
имеютограниченное значение. Это позволяет контролировать величину ошибки
достаточно простыми средствами. Число одноименных следующих друг за другом
символов не превышаетдвух – трех. Избыточность кода CMI можно использовать для
передачи служебных сигналов. Источники излучения
волоконнооптических систем передачи должны обладать большой выходной мощностью,
допускать возможность разнообразных типовмодуляции света, иметь малые габариты и
стоимость, большой срок службы, КПД и обеспечить возможность ввода излучения в
оптическое волокно с максимальнойэффективностью. Для волоконнооптических систем
передачи потенциально пригодны твердотельные лазеры, в которых активным
материалом служит иттрий алюминиевыйгранат, активированный ионами ниодима с
оптической накачкой, у которого основной лазерный переход сопровождается
излучением с длиной волны 1,064 мкм.Узкая диаграмма направленности и способность
работать в одномодовом режиме с низким уровнем шума являются плюсами данного
типа источников. Однакобольшие габариты, малый КПД, потребность во внешнем
устройстве накачки являются основными причинами, по которым этот источник не
используется всовременных волоконно- оптических системах передачи. Практически
во всех волоконнооптических системах передачи,рассчитанных на широкое
применение, в качестве источников излучения сейчас используются
полупроводниковые светоизлучающие диоды и лазеры. Для ниххарактерны в первую
очередь малые габариты, что позволяет выполнять передающие оптические модули в
интегральном исполнении. Кроме того, для полупроводниковыхисточников излучения
характерны невысокая стоимость и простота обеспечения модуляции. Функция детектора волоконнооптической системы передачи сводится
к преобразованию входного оптического сигнала, который затемподвергается
усилению и обработке схемами фотоприемника. Предназначенный для этой цели
фотодетектор должен воспроизводить форму принимаемого оптическогосигнала, не
внося дополнительного шума, то есть обладать требуемой широкополосностью,
динамическим диапазоном и чувствительностью. Кроме того,фотодетектор должен
иметь малые размеры (но достаточные для надежного соединения с оптическим
волокном), большой срокслужбы и быть не чувствительным к изменениям параметров
внешней среды. Существующие фотодетекторы далеко не полно удовлетворяют
перечисленнымтребованиям. Наиболее подходящими среди них для применения в
волоконнооптических системах передачи являются полупроводниковые p-i-n фотодиоды
и лавинные фотодиоды. Они имеют малыеразмеры и достаточно хорошо стыкуются с
волоконными световодами. Достоинством лавинных фотодиодов является
высокая чувствительность (может в 100 раз превышать чувствительность p-i-n
фотодиода), что позволяет использовать их вдетекторах слабых оптических
сигналов. Однако, при использовании лавинных фотодиодов нужна жесткая
стабилизация напряжения источника питания итемпературная стабилизация, поскольку
коэффициент лавинного умножения, а следовательно фототок и чувствительность
лавинного фотодиода, сильно зависят отнапряжения и температуры. Тем не менее,
лавинные фотодиоды успешно применяются в ряде современных
волоконнооптическихсистемах связи, таких как ИКМ-120/5, ИКМ-480/5. Оптический кабель предназначен для передачи информации,
содержащейся в модулированных электромагнитных колебанияхоптического диапазона.
В настоящее время используется диапазон длин волн от 0.8 до 1.6 мкм,
соответствующий ближним инфракрасным волнам. оптического
диапазона. . Если
неравенство (1.1) не удовлетворено, то в световоде устанавливается многомодовый
режим. Очевидно, что тип модового режимазависит от характеристик световода (а
именно радиуса сердцевины и величины показателей преломления) и длины волны
передаваемого света. Различают световоды со ступенчатым профилем, у
которых показатель преломления сердцевины n1одинаков по всему поперечному
сечению, и градиентные - с плавным профилем, у которых n1 уменьшается от центра
к периферии ( Фазовая и групповая скорости каждой моды в
световоде зависят от частоты, то есть световод является дисперсной системой.
Вызваннаяэтим волноводная дисперсия является одной из причин искажения
передаваемого сигнала. Различие групповых скоростей различных мод в многомодовом
режименазывается модовой дисперсией. Она является весьма существенной причиной
искажения сигнала, поскольку он переносится по частям многими модами.
Водномодовом режиме отсутствует модовая дисперсия, и сигнал искажается
значительно меньше, чем в многомодовом, однако в многомодовый световод
можноввести большую мощность. На сегодняшний день промышленностью
выпускаются оптические кабели имеющие четыре и восемь волокон(марки ОК).
Конструкция ОК-8приведена на Оптические волокна 1 (многомодовые,
ступенчатые) свободно располагаются в полимерных трубках 2. Скрутка оптических
волокон –повивная, концентрическая. В центре – силовой элемент 3 из
высокопрочных полимерных нитей в пластмассовой трубке 4. Снаружи –
полиэтиленовая лента 5 иоболочка 6. Кабель ОК-4 имеет принципиально те же
конструкцию и размеры, но четыре ОВ в нем заменены пластмассовыми
стержнями. Необходимость
использования оптических коннекторов с малыми оптическими потерями и большим
ресурсом на подключение-отключение.Точность изготовления таких элементов линии
связи очень высока. Поэтому производство таких компонентов оптических линий
связи очень дорогостоящее. Монтаж оптических волокон
требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое
оборудование. чем при работе с медными
кабелями. Тем не менее, преимущества от применения волоконнооптических
линий связи настолько значительны, что, несмотря на перечисленные недостатки
оптическоговолокна, эти линии связи все шире используются для передачи
информации. системпередачи Широкое
применение на городской телефонной сети волоконно-оптических систем передачи для
организации меж узловых соединительныхлиний позволяет решить проблему
увеличения пропускной способности сетей. В ближайшие годы потребность в
увеличении числа каналов будет быстро расти. Наиболее доступным
способомувеличения пропускной способности волоконных оптических систем передачи
в два раза является передача поодному оптическому волокну двух сигналов в
противоположных направлениях. Анализ опубликованных материалов и завершенных
исследований и разработокодноволоконных оптических систем передачи позволяет
определить принципы построения таких систем. Наиболее распространенные и
хорошо изученные одноволоконные оптические системы передачи, работающие на одной
оптическойнесущей, кроме оптического передатчика и приемника содержат пассивные
оптические разветвители. Замена оптических разветвителей на
оптическиециркуляторы позволяет уменьшить потери в линии 6 дБ, а длину линии –
соответственно увеличить. При использовании разных оптических несущих иустройств
спектрального уплотнения каналов можно в несколько раз повысить пропускную
способность и соответственно снизить стоимость в расчете на один канало-
километр. Увеличить развязку между противонаправленными оптическими
сигналами, снизить требования к оптическим разветвителям, аследовательно,
уровень помех и увеличить длину линии можно путем специального кодирования, при
котором передача сигналов одного направления осуществляется впаузах передачи
другого направления. Кодирование сводится к уменьшению длительности оптических
импульсов и образованию длительных пауз, необходимыхдля развязки сигналов
различных направлений. В волоконнооптических системах передачи, построенных
подобным образом,могут быть использованы эрбиевые волоконнооптические усилители.
Дуплексная связь организуется по принципу разделения по времени, которое
изменяется спомощью изменения направления накачки. Развязку между
оптическими сигналами можно увеличить, не прибегая к сужению импульсов, если
для передачи в одном направлении используется когерентноеоптическое излучение и
соответствующие методы модуляции, а в другом – модуляцию сигнала по
интенсивности. При этом существенно уменьшается влияние какоптических
разветвителей, так и обратного рассеяния оптического волокна. Если
позволяет энергетический потенциал аппаратуры, на относительно коротких линиях
может быть использован только один оптическийисточник излучения на одном конце
линии. На другом конце вместо модулируемого оптического источника применяется
модулятор отраженного излучения. Такой методдуплексной связи по одному
оптическому волокну обеспечивает высокую надежность оборудования и применение
волоконнооптических систем передачи в экстремальныхусловиях эксплуатации.
По достижении высокого уровня развития волоконнооптической техники, когда
станет практически возможным передаватьоптически сигналы на различных модах
оптического волокна с достаточной для волоконнооптической системы
передачиразвязкой, дуплексная связь по одному оптическому волокну может быть
организована на двух разныхмодах, распространяющихся в разных направлениях, с
использованием модовых фильтров и формирователей мод излучения. таблице 2.1 Минимальное затухание, максимальная длина РУ Большой объем
передаваемой информации Высокая надежность и стойкость к внешним
воздействиям
Со спектральным уплотнением С разделением по времени с
использованием оптических переключателей С
разделением по времени с использованием оптических усилителей С когерентным
излучением в одном направлении и модуляцией интенсивности в другом С одним источником излучения
С модовым
разделением С когерентным излучением для
обоих направлений с разными видами модуляции Для передачи информации по оптическому волокну
необходимо изменение параметров оптической несущей в зависимости от
измененийисходного сигнала. Этот процесс называется модуляцией. . При
этом модулирующий сигнал управляет интенсивностью (мощностью)оптической несущей.
В результате мощность излучения изменяется по закону изменения модулирующего
сигнала ( В этом случае для
изменения параметров несущей используют модуляторы,выполненные из материалов,
показатель преломления которых зависит от воздействия либо электрического, либо
магнитного, либо акустического полей.Изменяя исходными сигналами параметры этих
полей, можно модулировать параметры оптической несущей
( В этом случае исходный
сигнал управляет параметрами модулятора, введённого в резонаторлазера
( Принцип действия электрооптического
модулятора основан на электрооптическом эффекте – изменении показателя
преломления ряда материаловпод действием электрического поля. Эффект, когда
показатель преломления линейно зависит от напряженности поля, называется
эффектом Поккельса. Когда величинапоказателя преломления нелинейно зависит от
напряженности электрического поля, то это эффект Керра. Акустооптические
модуляторы основаны на акустооптическом эффекте – изменении показателя
преломления вещества под воздействиемультразвуковых волн. Ультразвуковые волны
возбуждаются в веществе с помощью пъезокристалла, на который подается сигнал от
генератора с малым выходнымсопротивлением и большой акустической
мощностью. Наиболее простым с точки зрения реализации видоммодуляции
является прямая модуляция оптической несущей по интенсивности на основе
полупроводникового источника излучения. На представленасхема
простейшего прямого модулятора. Здесь исходный сигнал через усилитель подаётся
на базу транзистора V1, в коллекторкоторого включен излучатель V2. Устройство
смещения позволяет выбрать рабочую точку на ваттамперной
характеристикеизлучателя. 2.6.2Оптическийпередатчик прямой модуляции ,
является оптимальной, т.к. наиболее рационально реализует все функциональные
возможности и достоинства выбранного вида модуляции. Преобразователь кода ПК преобразует стыковой код, в
код, используемый в линии, после чего сигнал поступает на модулятор. Схема
оптического модулятораисполняется в виде передающего оптического модуля (ПОМ),
который помимо модулятора содержит схемы стабилизации мощности и частоты
излученияполупроводникового лазера или светоизлучающего диода. Здесь
модулирующий сигнал через дифференциальныйусилитель УС-1 поступает в прямой
модулятор с излучателем (МОД). Модулированный оптический сигнал излучается в
основное волокно ОВ-1. Для контроля мощностиизлучаемого оптического сигнала
используется фотодиод (ФД), на который через вспомогательное волокно ОВ-2
подаетсячасть излучаемого оптического сигнала. Напряжение на выходе фотодиода,
отображающее все изменения оптической мощности излучателя, усиливаетсяусилителем
УС-2 и подается на инвертирующий вход усилителя УС-1. Таким образом, создается
петля отрицательной обратной связи, охватывающая излучатель.Благодаря введению
ООС обеспечивается стабилизация рабочей точки излучателя. При повышении
температуры энергетическая характеристика лазерного диодасмещается
( ), и при отключенных цепях стабилизации мощности уровень
оптической мощности при передаче «0» (Р0) и при передаче «1» (Р1)уменьшаются,
разность тока смещения Iб и порогового тока Iп увеличивается, а разность Р1-
Р0уменьшается. После времени установления переходных процессов в цепях
стабилизации устанавливаются новые значения Iб и Iп и восстанавливаютсяпрежние
значения Р1-Р0 и Рср. Для уменьшения температурной зависимости порогового тока в
передающем оптическом модуле имеется схема термостабилизации(СТС),
поддерживающая мощность излучения передающего оптического модуля постоянной при
изменении температуры отноминального значения. Структурная схема оптического приемника (ОПр)
показана на . Приемник содержитфотодетектор (ФД) для
преобразования оптического сигнала в электрический. Малошумящий усилитель (УС)
для усиления полученного электрического сигнала дономинального уровня. Усиленный
сигнал через фильтр (Ф), формирующий частотную характеристику приемника,
обеспечивающую квазиоптимальный прием, поступает вустройство линейной коррекции
(ЛК). В линейной коррекции компенсируются частотные искажения электрической цепи
на стыке фотодиода и первого транзистораусилителя. После преобразований сигнал
поступает на вход решающего устройства (РУ), где под действием тактовых
импульсов, поступающих от устройства выделениятактовой частоты (ВТЧ),
принимается решение о принятом символе. На выходе оптического приёмника имеется
преобразователь кода (ПК), преобразующий кодлинейный в стыковой код. 3.1.
Методы построения структурных схем одно-волоконных оптических систем
передачи Как упоминалось в предыдущей главе, на сетях связи
находят широкое применение волоконнооптические системы передачи со
спектральнымуплотнением. Кроме того, на низких скоростях передачи, до 140
Мбит\сБ где наблюдается взаимодействие между противонаправленными сигналами из-
за обратногорассеяния, могут быть эффективно использованы системы с разделением
по времени. Ниже рассмотрены несколько методов и схем построения одно-
волоконных оптических систем передачи различных типов и
различногоназначения. Данная группа схем включает в себя одноволоконные
оптические системы передачи с оптическимиразветвителями, с оптическими циркуля-
торами, устройствами спектрального уплотнения, а также фильтрами разделения мод
оптического излучения. На показана схема оптической системы
передачи с модуляцией сигнала по интенсивности, содержащая блоки оптического
передатчика (ОП), оптическогоприемника (ОП) устройства соединения станционного и
линейного кабеля (УССЛК), разъемные соединители (РС), устройства объединения и
разветвления оптических сигналов(УОРС). Оптический передатчик (ОП)
содержит преобразователь кода (ПК), преобразующий стыковой код в
код,используемый в линии; усилитель (УC), усиливающий электрический сигнал до
уровня, необходимого для модуляцииполупроводникового лазера (ПЛ); лазерный
генератор (ЛГ), включающий в себя устройство термостабилизации и прямой
модулятор; согласующие устройства (С)полупроводникового лазера с оптическим
волокном. Оптический приёмник (ОПр) содержит согласующие устройства (С)
оптического волокна с фотодиодом; фотодетектор (ФД); малошумящийтранзисторный
усилитель (У); фильтр (Ф), формирующий частотную характеристику приёмника,
обеспечивающую квазиоптимальный приём сигнала; устройство линейной коррекции
(ЛК), компенсирующее частотные искажения электрической цепи на стыке фотодиода и
первого транзистора усилителя; решающееустройство (РУ),устройство выделения
тактовой частоты (ВТЧ) и преобразователь кода (ПК), преобразующий код линии в
стыковой код. Устройства объединения и разветвления оптических сигналов, в
зависимости от типа одноволоконной оптической системы передачи,может
представлять собой: оптический разветвитель или циркулятор при работе на одной
оптической частоте в обоих направлениях; устройство спектральногоуплотнения при
работе на разных оптических частотах; модовый фильтр при работе на разных модах
излучения оптического волокна. С целью оценки основных характеристик
одноволоконной оптической системы передачи можно использовать приближенные
соотношения длярасчета длины регенерационного участка (РУ). Максимальная длина регенерационного участка
волоконнооптической системы передачи данного типа определяется
соотношением: aов – затухание сигнала
на одном километре оптического волокна, ДБ/км; aусслк – то же, в
УССЛК, ДБ; где Эми' – энергетический потенциал, ДБ, волоконнооптическая
система передачи при отсутствии шума обратного рассеянияизлучения в оптическом
волокне; Рассчитаем длину регенерационного участка
одноволоконной оптической системы передачи первого типа при следующих
исходныхданных: Эми=35 ДБ, Зэ=6 ДБ, aов=1 ДБ, aнс=aусслк=0.1 ДБ, aрс=1 ДБ, lс=2
км. Так по формуле (2.1), при использовании оптических разветвителей с
aуорс=4ДБ: 3.1.2Волоконнооптическаясистема передачи, основанная на использовании
разделения
разнонаправленных Во второй группе схем для разделения разнонаправленных сигналов
по времени используются оптические разветвители, переключатели иоптические
усилители (ОУ). В схеме одноволоконной оптической системы передачи сигнала с
модуляцией по интенсивности, в отличие от первой группы схем, вместоустройства
объединения и разветвления оптических сигналов использованы устройства
оптического переключения УОП ( Будем рассматривать
устройства оптического переключения двух вариантов – оптические переключатели
(П) и соединениеоптического разветвителя ОР с оптическим усилителем ОУ.
Управляющий сигнал поступает в первом случае на управляющий вход переключателя,
во втором – поцепи управления направлением оптической волны накачки оптического
усилителя. ,где aуоп – затухание сигнала в УОП, ДБ; энергетический потенциал
обычной волоконнооптической системы 1) Эми"=Эми'-10lg(1+Ршоу/РШ) при использовании
оптического разветвителя с оптическим усилителем, где Ршор и Рш –
мощностиэквивалентного шума на входе оптического приемника и шума оптического
усилителя на его выходе, ДБ. 1) aуоп=aп при
использовании оптического переключателя, где aп – затухание сигнала в
оптическом переключателе; aуоп=aор-Коу при использовании оптического
разветвителя с оптическим усилителем, где Коу – коэффициентусиления ОУ,
ДБ. Длина регенерационного участка l2 для приведённых выше значений
параметров аппаратуры и использовании оптических переключателей (aуоп=3.5ДБ),
согласно формуле (2.3), составляет: На стоимость одноволоконнооптической
системы передачи второй группы существенно влияет выбор типа устройства
оптическогопереключения, особенно в случае использования оптических усилителей.
Надежность волоконнооптическойсистемы передачи этой группы, в отличие от
рассмотренной выше, существенно зависит от надежности устройства оптического
переключения в случае примененияоптического усилителя, так как для накачки таких
усилителей применяются полупроводниковые лазеры. 3.1.3. Волоконнооптическая система передачи, наоснове использования различных
видов модуляции. Третья группа схем одноволоконных оптических систем
передачи основана на использовании разных видов модуляции оптических и
электрическихсигналов. И соответствующих методов обработки сигналов с целью
устранения взаимного влияния разнонаправленных сигналов. ) применены когерентные методы передачи и приема
оптического сигнала, амплитудная (дляодного направления передачи) и частотная
(для другого направления) модуляция сигнала. В отличие от волоконнооптической
системы передачи первой группы ( ), оптические передатчики –
когерентные (КОП) и содержат системы стабилизации оптической частоты и
формирования узкой линии излучения (СЧУЛ) иблоки, обеспечивающие обработку
сигналов с заданной модуляцией. В когерентных
оптических приемниках (КОПр) используется местный лазерный генератор (МЛГ) с
узкой линией излучения иустройство автоматической подстройки его частоты (АПЧ),
оптический сумматор (ОС), усилитель промежуточной частоты (УПЧ), а также
демодулятор (ДМ),амплитудный или частотный, в зависимости от вида модуляции
принимаемого сигнала. В такой схеме достигается максимальная длина
регенерационного участка. Кроме того возможна другая схема одноволоконной
оптической системы передачи третьей группы, в которой в одном
направлениипередачи использована модуляция по интенсивности, а в другом –
когерентная модуляция (КОИ-АМ или КОИ-ЧМ) оптического сигнала. приведена схема, в которой использована модуляция по
интенсивности оптических сигналов электрическимисигналами, описываемыми
ортогональными (на тактовом интервале) функциями. В отличие от волокон-
нооптической системы передачи первой группы ( ),оптические
передатчики таких систем содержат генераторы ортогональных сигналов (ГОС1 и
ГОС2), а в оптических приёмниках использованы корреляционныедемодуляторы (КДМ).
Для подстройки генератора ГОС2 используется выделитель ортогонального сигнала
(ВОС) и компаратор (КОМ). Для передачи
информационного сигнала может быть использована поднесущая частота,
расположенная выше диапазона частот, гденесущественно влияние обратного
рассеяния в оптическом волокне на характеристики одноволоконной оптической
системы передачи (выше 200 Мгц). Таким образом, устраняется шум обратного
рассеяния и тем самым повышается энергетический потенциал. В отличиеот
волоконнооптической системы передачи первой группы, в данной системе
используются генераторы поднесущей частоты, полосовые фильтры и
устройствавосстановления поднесущей частоты. Максимальная длина
регенерационного участка одноволоконной оптической системы передачи третьей
группы определяетсявыражением: где: Э11'=Экои-ам,
Э22'=Экои-чм, Э33'=Эми' – энергетический потенциал когерентных
волоконнооптической системыпередачи с амплитудной и частотной модуляцией и
волоконнооптической системы передачи с модуляцией по интенсивности. В
отличие от рассмотренных выше одноволоконных оптических систем передачи первой и
второй групп, системы данной группы могутбыть несимметричными, а максимальные
длины регенерационных участков для передачи в разных направлениях – различными.
В частности Э11'больше Э33' на10..15 ДБ, а Э22' больше Э11' на 3 ДБ.
Стоимость когерентных
полупроводниковых лазеров и систем стабилизации частоты лазеров, используемых в
волоконнооптическихсистемах передачи третьей группы, пока ещё высока, что в
значительной степени ограничивает область применения одноволоконных оптических
системах передачи сиспользованием когерентных методов передачи и обработки
сигнала. Показатели надежности определяются главным образом надежностью работы
полупроводниковыхлазеров и систем стабилизации их частоты. источником излучения. В особых условиях эксплуатации могут
быть использованы методы построения одноволоконных оптических систем передачи по
схеме на В оптическом передатчике на одном концелинии вместо
полупроводникового лазера используется модулятор отраженного излучения (МОИ),
устройство снятия модуляции (УСМ) и оптический разветвитель с большимотношением
мощности на выходах 1 и 2. Большая мощность поступает в модулятор отраженного
излучения, а меньшая – в оптический приёмник. В оптическомпередатчике принятый
сигнал подвергается модуляции вторым информационным сигналом. И через устройство
объединения и разветвленияоптических сигналов(УОРС) поступает в оптический
кабель и далее в оптический приёмник на другом конце линии. Такие волоконнооптические системы
передачи могут быть использованы в экстремальных условиях эксплуатации на одном
конце линии, таккак полупроводниковые лазеры чрезвычайно чувствительны к
нестабильности условий эксплуатации. Максимальная длина регенерационного
участка рассматриваемой одноволоконнооптической системы передачи значительно
меньше,чем у систем, описанных выше, и определяется соотношением: Где aор1,
aмои – соответственно затухание сигнала в оптическом разветвителе на выходе 1 и
в модулятор отраженногоизлучения, ДБ. Длина l4 для aор1=1 ДБ, aмои=3 ДБ и
приведенных в пункте 2.1.1 значений других параметров аппаратуры согласноформуле
(2.6) составляет: Показатели надежности одноволоконной оптической системы в данном
случаеопределяются главным образом надежностью оптоэлектронных элементов
оборудования, находящегося в экстремальных условиях эксплуатации. 3.2.1.Выборспособа организации одноволоконного оптического
тракта. При проектировании одноволоконных оптических систем передачи с
оптимальными характеристиками выбор структурной схемы системы ииспользуемых
технических средств определяется критериями оптимальности. Если критерием
является минимальная стоимость, то в оптимальной системе должныиспользоваться
оптические разветвители. Максимальная длина регенерационного участка
требует применения оптических циркуляторов, переключателей, оптических
усилителей,когерентных методов передачи сигнала. Требования высокой надежности и
стойкости к внешним воздействиям определяют выбор системы с оптическим
источником наодном конце линии, а требование максимального объема передаваемой
информации – системы со спектральным уплотнением или с когерентными методами
передачи. С учётом того, что проектируемый оптический передатчик
предназначен для использования на соединительных линиях городской
телефоннойсети, для него характерны следующие критерии
оптимальности: -
Длина регенерационного участка не менее 8 км; Наилучшим вариантом
реализации одноволоконной оптической системы передачи, с точки зрения
приведённых критериевоптимальности, является схема волоконнооптической системы
связи с модуляцией по интенсивности, с применением оптических разветвителей
( ).Данная схема отличается простотой реализации оптического
передатчика и приемника, невысокой стоимостью устройств объединения и
разветвления оптическихсигналов (оптических разветвителей). Схема обеспечивает
длину регенерацион-ного участка до 18 км, что удовлетворяет вышеприведённым
критериям оптимальности. Структурная схема оптического передатчика представлена
на . Сигнал в коде HDB от цифровой системы уплотнения каналов
поступает на преобразователь кода (ПК), в которомкод HDB преобразуется в
линейный код оптической системы передачи CMI. Полученный электрическийсигнал
поступаетна усилитель (УС), состоящий из двух каскадов: предварительного каскада
усиления (ПКУ) и оконечного каскада усиления (ОКУ),где усиливается до уровня,
необходимого для модуляции оптической несущей. Усиленный сигнал поступает на
прямой модулятор (МОД), состоящий из устройствасмещения (УСМ), служащего для
задания рабочей точки на ватт - амперной характеристике излучателя и,
собственно,самого прямого модулятора, собранного по классической схеме из
полупроводникового оптического излучателя V1 и транзистора V2. Для обеспечения
стабильности работы излучателя, всхему лазерного генератора (ЛГ) введены
устройство обратной связи (УОС) и система термостабилизации (СТС). С выхода
модулятора оптический сигнал,промодулированный по интенсивности цифровым
электрическим сигналом в коде CMI, поступает на устройство
согласованияполупроводникового излучателя с оптическим волокном (СУ). В следующей главе, на основании
структурной схемы передатчика, будет разрабатываться его принципиальная схема и
электрическийрасчет основных узлов. Общие соображения по
расчёту принципиальной схемыустройства Первым этапом при
проектировании принципиальной схемы передающего устройства волоконной оптической
системы передачи является выбортипа и марки оптического излучателя исходя из
предъявляемых к его техническим характеристикам требований. К основным
техническим характеристикам излучателейотносятся: -частота модуляции; Принципиальная схема будет составляться исходя из рассмотренных
пунктов . Как ужеговорилось, наилучшим вариантом реализации одноволоконной
оптической системы передачи является схема с модуляцией по интенсивности с
применением оптическихразветвителей (см. В нашем случае
проектирование схемы волоконнооптической системы передачи включает в себя
составлениеследующих узлов: -устройство автоматической
регулировки уровня (АРУ) оптического сигнала на выходе; -источник питания разрабатываемой волоконнооптической
системы передачи; Согласующий усилитель
(СУ) предназначен для усиления сигнала, поступающегос преобразователя кода (с
уровнями логического нуля и единицы 0.7 и 5В), до уровня необходимого для
модуляции оптической несущей. (МОД) предназначен для
изменения параметров оптической несущей в зависимости отизменений входного
сигнала. В нашем случае выбрана классическая схема прямой модуляции в которой
модулирующий сигнал управляет мощностью оптической несущей.В результате мощность
излучения изменяется по закону изменения модулирующего сигнала .
(АРУ) предназначена для обеспечения стабилизациисредней мощности лазерного
излучения. Оптический излучатель выбирается исходя из данных в техническом
задании (ТЗ). Окончательное решение о выборе той или иной маркиизлучателя
принимается на основании соответствия технических характеристик прибора
требуемой длине волны излучения, ширине спектра излучения и времени нарастания
мощности оптического сигнала. Вторым этапом является выбор транзистора V2
в схеме прямого модулятора (МОД) и расчётмодулятора. Транзистор вбирают исходя
из характеристик определённого на предыдущем этапе оптического излучателя,а
именно тока накачки и порогового тока. При этом необходимо учитывать максимально
допустимую мощность транзистора и его граничную частоту. Затемзадаётся рабочая
точка и производится расчёт элементов схемы модулятора. На третьем этапе
необходимо рассчитать согласующий усилитель(СУС). Здесь представляется
целесообразным использованиебыстродействующего операционного усилителя,
включенного по схеме преобразователя напряжение – ток. Требуется правильно
выбрать тип операционногоусилителя в соответствии с требуемой верхней частотой и
рассеиваемой мощностью, а также рассчитать элементы схемы преобразователя
напряжение – ток. Четвёртый этап – организация устройства автоматической
регулировки уровня оптического сигнала на выходе передающего устройства
(АРУ).Для этого будет использоваться фотодиод VD3, подключенный к одному из
полюсов направленногооптического ответвителя ОР и детектор АРУ, выполненный на
интегральной схеме К175ДА1 ( Пятый этап - разработка
схемы термостабилизации и источника питания для одноволоконногооптического
передатчика. Значение разности мощности на
выходе оптического излучателя и на входе оптического приёмника должно превышать
максимальноезатухание, вносимое станционными и линейными сооружениями на участке
передатчик – приёмник. Существующие в настоящее время приёмные оптические
модулиобеспечивают достаточно низкий уровень приёма. Приёмные устройства
некоторых систем обеспечивают уровень приёма 0.01мквт (-50ДБ), в дальнейшем,
длярасчётов, будем использовать это значение как типовое. где
l=8 км - длина участка; =2 ДБ - затухание
сигнала в устройстве объединения и разветвления
соединителях; Тогда
минимальный уровень мощности: То есть мощность излучения
на выходе передающего модуля должна быть не менее 1.5 мвт, что и требуется в
техническомзадании. Коме того, источник излучения по ТЗ должен работать на
длине волны 0.85 мкм и обеспечивать частоту модуляции не менее 8.5
МГц.Полупроводниковый лазер ИЛПН-203 наилучшим образом отвечает приведённым
требованиям и имеет следующие характеристики: =0.85
мкм; Расчёт выходного каскада При выборе транзистора будем
руководствоваться следующими требованиями к его техническим
характеристикам: -предельная частота усиления более
8.5 МГц; Приведённым требованиям удовлетворяет кремниевый n-p-n транзистор
КТ660Б. Данный транзистор предназначен дляприменения в переключающих и
импульсных устройствах, в цепях вычислительных машин, в
генераторахэлектрических колебаний и имеет следующие электрические
параметры: -статический коэффициент передачи h21э тока в схеме ОЭ
при Uкб=10 В, Iэ=2 мА: h21эмин = 200, h21эмакс = 450; -напряжение насыщения коллектор – эмиттер Uкэнас'
при Iк=10 мА, Iб=1 мА, не более: 0.035 В; -емкость коллекторного перехода Ск при Uкб=10 В, не более: 10
пФ; -обратный ток эмиттера Uэобр при Uбэ=4 В, не более: 0.5
мкА; -постоянное
напряжение коллектор– база Uкбmax: 30 В; -постоянное
напряжение коллектор–эмиттер Uкэmax при Iэ -постоянный ток коллектора Iкmax: 800 мА; Далее зададим
режим работы транзистора (рабочую точку). Для выбора режима используется
семейство выходных характеристик транзисторадля схемы с общим эмиттером,
параметром которых является ток базы ( £ Еп. Пусть (сучётом приведённого условия) Uкэо=6 В.
Поскольку для модуляции полупроводникового лазера необходим пороговый ток 40мА,
то Iко=40 мА, тогда ток покоя базы Iбо=0.135 мА. Поскольку максимальный ток
накачки лазера120 мА, то максимальный ток коллектора составит Iкmax=120 мА,
тогда Uкэmax=1.7 В и Iбmax=0.47 мА. Повходным характеристикам транзистора
Таким
образом, режим работы транзистора определяется следующими
параметрами: -амплитуда тока базы: Iбmax=0.47
мА; -амплитуда тока коллектора: Iкmax=120
мА; Задав режим работы транзистора, переходим к расчету элементов схемы
модулятора ( ). Здесь транзистор включен по схемес общим
эмиттером, а полупроводниковый лазер находится в цепи
коллектора. где Еп – напряжение питания модулятора. Сопротивление Rэ рассчитывается по
формуле: Ток
делителя Iд должен не менее, чем в 5…10 раз превосходить ток покоя базы
Iбо: Соотношение между напряжением на эмиттерном сопротивлении и
сопротивлении фильтра можно распределить по-разному. Дляобеспечения более
глубокой стабилизации режима лучше взять тогда
сопротивление фильтра определяется следующим образом: Падение напряжения на сопротивлении делителя
равно сумме падения напряжения на сопротивлении в цепи
эмиттера и напряжении смещенияна базе транзистора: Аналогично найдём сопротивление Rб': Для схемы с эмиттерной стабилизацией напряжение питания
распределяется между тремя резисторами выходной цепи (Rэ, Rк, Rф), лазерным
излучателем и транзистором: URф – падение напряжения на сопротивлении в цепи
коллектора. 4.4. Здесь в
качестве усилительного элемента предполагается использовать быстродействующий
операционный усилитель, включенный по схемепреобразователя напряжение – ток
(известной так же в качестве усилителя с комплексной крутизной передачи). Схема
согласующего усилителя представлена на (функциональная группа
СУС). Резистор R5, отбирающий ток, предназначен для обеспечения обратной связи
на положительныйвходной зажим. где Rн – сопротивление нагрузки
усилителя. Сопротивлением
нагрузки усилителя является входное сопротивление прямого модулятора и равно
параллельному соединению сопротивленийделителя Rд (из двух параллельно
соединённых сопротивлений в цепи базы Rб' и Rб'') и входногосопротивления
транзистора Rвхэ. Сопротивление делителя: Таким
образом, сопротивление R5: Требуемый
от схемы коэффициент усиления равен отношению амплитуды выходного напряжения
(напряжение ΔUR5) к амплитуде входного напряжения. Поскольку на
входсогласующего усилителя сигнал поступает с преобразователя кода, собранного
на микросхемах серии КМДП с уровнями логического нуля и единицы соответственно
0.7и 5 В, то амплитуда входного сигнала составит ΔUвх=5-0.7=4.3
В. Обычно
номиналы резисторов R1, R3 и R4 выбираются одинаковыми, при этом каждый из них
должен превышать сопротивление R5 не менее чем в 20 раз. Сопротивление R2 задаёт коэффициент усиления схемы и
определяется следующим образом: В настоящее время создан ряд быстродействующих операционных
усилителей (ОУ). Наилучшими качествами с точки зрения автораобладает
операционный усилитель КР140УД11. Данный прибор выполнен по планарно-
эпитаксиальной технологии с изолированным p-n переходом,имеет скорость
нарастания выходного напряжения 50 В/мкс и частоту единичного усиления 15 МГц.
Кроме того, за счёт оригинальной схемы ОУ отличается высокойстабильностью
параметров во всём диапазоне питающих напряжений от ±5 до ±16
В. Быстродействующие усилители менее устойчивы по сравнению с
универсальными ОУ, поэтому для предотвращения генерации с схеменеобходимо
уменьшить паразитную ёмкость между выходом ОУ и его инвертирующим входом. Для
уменьшения указанной ёмкости применяют внешние цепи коррекции,состав которых
зависит от задачи, которую решает операционный усилитель. В нашем случае будем
использовать стандартную схему частотной коррекции,предназначенную для
увеличения скорости нарастания выходного напряжения. Устройство автоматической регулировки уровня оптического
сигнала на выходе передающего устройства должно обеспечивать стабилизациюсредней
мощности лазерного излучения. Устройство АРУ включает в себя следующие основные
элементы (функциональнаягруппа АРУ на Следует обратить внимание на то, что чувствительность фотодиода в
данном случае роли не играет, по этому при выборе типа фотодиодабудем
руководствоваться такими параметрами как надёжность и низкая стоимость. В
нашем случае, при использовании полупроводникового лазера ИЛПН-203,
производитель этого лазера предусмотрел, что при применении полупроводниковых
лазеров в различных устройствах, разработчики будут использовать метод
стабилизации излученияоснованный на обратной связи. И по этому конструкция
полупроводникового лазера ИЛПН-203 уже содержит фотодатчик с оптическим
ответвителем. Т.е. схема
полупроводникового лазера ИЛПН-203 имеетследующий вид: Рассчитаем среднее
значение напряжения, поступающего на вход детектора АРУ. Для этого определим
среднюю оптическую мощность,попадающую на фотодиод VD1.2: где Рпер
= 2,43 Дб – средняя мощность оптического сигнала на выходе
излучателя; Тогда фототок, протекающий в цепи VD1.2 под
действием Рфд: , Среднее значение напряжения на входе микросхемы равно среднему
значению падения напряжения на сопротивлении Rфд в цепи
фотодиода: где Rару
= 200 Ом. В качестве детектора АРУ и усилителя постоянного тока
предполагается использование интегральной схемы К175ДА1. Её
основныехарактеристики: -верхняя
граничная частота: Fв = 65 МГц. Далее
рассчитаем сопротивление в цепи эмиттера Rэ'', служащее для введения напряжения
обратной связи,поступающего с устройства АРУ. Для этого зададимся глубиной
обратной связи 10 Дб (Fос = 3), и определим сквозную крутизну эмиттерноготока
Sэ: где
- среднее
значениестатического коэффициента передачи транзистора. Следовательно: Пусть
падение напряжения на сопротивлении фильтра URф1 = 1.2 В, тогда
значениенапряжения АРУ Uару на сопротивлении Rэ'': Для
сохранения ранее рассчитанного режима работы транзистора при введении АРУ
необходимо уменьшить величину сопротивления Rэ'': Тогда: 4.6 При повышении температуры
энергетическая характеристика лазерного диода смещается. Для
обеспечениястабильности работы излучателя, в схему лазерного излучателя
необходимо ввести систему термостабилизации, цель которой, обеспечивать
стабилизацию рабочей точкиизлучателя при отклонениях температуры. рис. 4.5 представлена принципиальная схема
термостабилизации одноволоконного оптического передатчика.Эта схема построена из
следующих составных частей: В генераторе стабильного
тока ток через транзистор VT2, при равенстве сопротивлений R1 и R2, одинаков
стоком через VT1 и не зависит от сопротивления нагрузки коллекторной цепи VT2.
В правую ветвь включен диод VD у которого ВАХ при различных показаниях
температурыимеет следующий вид (рис.4.6): Так как
ток проходящий через VD имеет постоянное значение и не зависит от температуры
то при изменениитемпературы VD с t1 до t2 - изменяется напряжение на нём. Это
обстоятельство и даёт намвозможность управлять выходным напряжением
усилителя. и сопротивления R1 и R2 равны по
1кОм. Падение
напряжения Uбэ составит 0.6В. VT1 и VT2
выберем из справочника КТ337А. VD выбираем КД102A. В качестве усилителя
возьмём операционный усилитель К544УД1 включенный по классической схеме. Питание
ОУ двух полярное Диаппазон
изменения Uвыхоу С до 40 С.
При этом изменение UVD составляет 18мВ (0,6мВ/К по справочнымхарактеристикам).
Тогда коэффициент усиления по напряжению должен
составлять: Принимаем
значение R6=10кОм, тогда: Таким образом напряжение на выходе ОУ будет прямо пропорционально
зависеть от падения напряжения на VD, которое в свою очередь имеет зависимость
оттемпературы термодатчика. Начального значение будет
регулироватьсяпеременным сопротивлением R5=1,5кОм. В составленной схеме оптического передатчика имеем
следующие номинальные напряженияпитания: +6В, +15В, -15В. Необходимо разработать
блок питания для одноволоконного оптического передающегоустройства и рассчитать
основные его элементы. Возьмём ток нагрузки
на выходе БП равным 20мА, т.е. с небольшим запасом В цепи
входного усилителя микросхема К140УД11 потребляет 5мА ІН(-15)=20мА Оптический модулятор потребляет 200мА. На выходе БП
должно быть +6В, +15В, -15В при токах нагрузки соответсвенно 20мА, 250мА и
20мА. Выборстабилизаторов напряжения Для получения стабильного
постоянного напряжения на нагрузке при изменении потребляемого тока к выходу
выпрямителя подключаютстабилизатор. Расчет позволит выбрать все элементы
стабилизатора, исходя из заданного выходного напряжения . Однако оба эти параметра не
должны превышать параметры уже рассчитанного выпрямителя. А если это условие
нарушается, тогдасначала рассчитывают стабилизатор, а затем - выпрямитель и
трансформатор питания. Так как потребляемая схемой мощность
небольшая, в качестве стабилизатора DA5 возьмем
специально предназначенную микросхему КР142ЕН5, обеспечивающую выходное
напряжение + 6В и ток в нагрузке до 1А. Данная микросхема
обеспечивает коэффициент пульсаций на выходе примерно 0.03. Для
нормальной работы напряжение на входе микросхемы должно быть не менее
10Вольт, поэтому конденсатор С19 выбираем на рабочее напряжение 25В
и емкостью 1000мкФ. VD20 обеспечивает индикацию. Стабилизатор DA5 включен по
типовой схеме. С20=С21=2,2мкФ. 15В целесообразно взять микросхему стабилизатораКР142ЕН6А
(DA4), обеспечивающую выходное напряжение 15В при
токах в нагрузкедо 300мА. Для нормальной работы микросхемы, напряжение на
входах DA4 должно составлять 20В, поэтому конденсаторы
С11 и С12 выбираем нарабочее напряжение 25В и ёмкостью 1000мкФ. Стабилизатор DA4
включен по типовой схеме включения и его основныеэлементы имеют значения:
С13=С14=С15=С16=0,1мкФ; С17=С18=2,2мкФ. Поскольку в преобладающем большинстве
конструкций блоков питания используется двухполупериодный выпрямитель, диоды
котороговключены по мостовой схеме, о выборе его элементов здесь и пойдет речь.
При расчете выпрямителя нужно правильно выбрать выпрямительные диоды и
конденсатор фильтра, а также определить необходимоепеременное напряжение,
снимаемое для выпрямления с вторичной обмотки сетевого трансформатора. Исходными
данными для расчета выпрямителя служат: требуемоенапряжение на выходе диодного
моста (или входе следующих цепей) Рассчитаем диодный выпрямитель для Uн= +6В.
Исходными данными будут Определим переменное напряжение, которое
должно быть на вторичной обмотке сетевого
трансформатора: ,
где В - коэффициент, зависящий от тока нагрузки, который определяют по
таблице4.1.
Коэффициент 0.2 1,3 2,15 С-
коэффициент, зависящий от тока нагрузки (определяют по табл.
4.1). Для уменьшения
габаритов печатной платы целесообразно использовать диодную сборку КЦ407А (DA6)
, у которой значения выпрямленноготока и допустимого обратного напряжения
превышают расчетные. Выбираем
конденсатор фильтра 1000мкФ Х 25Вольт. ± Расчет трансформатора
имаксимальный ток нагрузки Определяем значение тока, текущего через
вторичные обмотки трансформатора ІІ и ІІ': Определим
мощность, потребляемую выпрямителем от вторичных обмоток
трансформатора:
Подсчитываем
мощность трансформатора: Определяем
значение тока, текущего в первичной обмотке: Исходя из полученных расчётных данных выбираем из
справочника трансформатор питания типаТПП261-127/220-50. Ёмкость эмиттера Сэ определяется значением сквозной крутизны
эмиттерного тока и периодом повторения импульсов в информационномсигнале.
Поскольку скорость передачи проектируемого устройства 8.5Мбит/с, то частота HDB
сигнала на входе преобразователя кода FHDB=8.5МГц. Поскольку в линейном коде СМI
длительность импульсов в два раза короче, чем в HDB сигнале, то частота
модулирующего сигнала FCMI=8.5 Тогда ёмкость эмиттера: Разделительная ёмкость Ср должна вносить минимальные искажения во
фронт импульсов. Для этого постоянная времени цепи должнаудовлетворять
условию: = 59нс – длительность импульса (для
сигнала CMI равна периоду сигнала). где Rн –
сопротивление нагрузки согласующего усилителя (входное сопротивление прямого
модулятора). где
Rвыхоу = 300 Ом – выходное сопротивление операционного усилителя Ёмкость фильтра в цепи
модулятора Сф определим по формуле: , Значение ёмкости фильтра в цепи АРУ найдем по следующей
формуле: где Fн =
FCMI/10000 = 850 Гц – частота среза фильтра. Номиналы резисторов и конденсаторов схемы
определяются в соответствии с существующими стандартными номиналами,
выпускаемымипромышленностью. R10=5.6кОм;
С2=10пФ; R14
=10Ом;
С3=0,022мкФ; R1=R3=R4=180кОм;
R7=50кОм; R6=27кОм;
С1=0.01мкФ; R16=22Ом;
С10=0,1мкФ; В
схеме температурной стабилизации: R27=13кОм; R29=15кОм;
R32=100Ом; C13=C14=C15=C16= 0,1
мкФ; 1),
DA КЦ412А Материал печатной платы должен обладать высокой
механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами,иметь высокую
нагревостойкость, а также иметь высокую степень агдезии печатных
проводников. Основными наиболее часто употребляемыми материалами печатных
плат являются гетинакс и стеклотекстолит. Проведёмсравнительный анализ этих
материалов. Основные характеристики
материалов предназначенных для изго-товления печатных плат. -60 Гетинакс значительно дешевле стеклотекстолита. Гетинакс также
легче обрабатывается, что способствуетповышению технологичности платы. По
электроизоляционным свойствам гетинакс уступает стеклотекстолиту. Тангенс угла
диэлектрических потерь у гетинакса0.06, у стеклотекстолита 0.03. Гетинакс также
уступает и по механической прочности и жесткости, что приводит к увеличению
требуемой толщины платы.Гетинакс более подвержен воздействиям химических
реактивов при химическом методе изготовления печатной платы. Это еще больше
ухудшает его диэлектрическиесвойства Прочность сцепления проводящего
покрытия с гетинаксовым основанием невысокая ирезко падает при повышении
температуры. Это затрудняет производство плат высоких классов точности на
гетинаксовом основании, а также практическиисключает возможность замены
элементов из-за отслаивания контактных площадок. При изготовлении двухсторонних
печатных плат на гетинаксовом основании,практически невозможно выполнить
качественную металлизацию отверстий. Рассмотренные недостатки делают
гетинакс практически непригодным для изготовления печатной платы одноволоконного
оптического передатчика. Поэтомувыбираем в качестве материала печатной платы
стеклотекстолит марки СФ2-35-15. При размещении элементов
на печатной плате необходимо руководствоваться следующими
принципами: Необходимо максимально разнести наиболее
термочувствительные элементы схемы и тепловыделяющиеэлементы, за исключением
термодатчиков, специально предназначенных для обнаружения изменения
температурытепловыделяющих элементов схемы. Для обеспечения
наибольшей механической прочности платынеобходимо равномерно (с точки зрения
массы) разместить элементы на поверхности печатных плат.
Элементы стабилизаторов должны находится на максимальном
удалении (расстоянии) от входных сигнальныхцепейдля увеличения
помехозащищённости устройства. Рассчитаем необходимые
размеры печатной платы. В конструкции разрабатываемого блока
присутствуют два устройства: источник питания и передающее
устройство.Целесообразно разместить эти устройства на разных печатных
платах. где площади занимаемые
резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, интегральными
микросхемамии разъемами соответсвенно. Рассчитаем эти площади: где
количество резисторов
С2-23-0.125, Аналогично
находим площади, занимаемые остальными элементами: Необходимую
площадь печатной платы рассчитываем по формуле: коэффициент
заполнения платы, для профессиональной передающей аппаратуры
В
соответствии с требованиями технического задания ширина платы должна быть
неболее 100мм. Тогда находим необходимую длину печатной платы: Значит
максимальный размер печатной платы для передающего устройства составляет
площади занимаемые
резисторами, конденсаторами, диодами, диодными сборками и
разъемамисоответсвенно. Рассчитаем эти площади: Необходимую
площадь печатной платы источника питания рассчиты-ваем по
формуле: В
соответствии с требованиями технического задания ширина платы должна быть
неболее 80мм. Тогда находим необходимую длину печатной платы: Значит
максимальный размер печатной платы для источника питания составляет
- многослойные Для данного
изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными
монтажными и переходнымиотверстиями. Несмотря на высокую стоимость, двусторонние
печатные платы с металлизи-рованнымиотверстиями характеризуются высокими
коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного
элемента с проводящим рисунком платы ипозволяет уменьшить габаритные размеры
платы за счет плотного монтажа навесных элементов. Двухсторонние платы с
дискретными элементами, микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, при
среднейнасыщенности поверхности печатной платы навесными элементами, относятся к
3-му классу точности по ГОСТ 23751-86. Основные конструктивные параметры
печатныхплат, соответствующих этому классу точности, приведены в Значение
t · Допуск на отверстие с металлизацией при диаметре меньше
1мм · · ·
>0.33
Плата относится ко второму классу плотности печатного рисунка,
который характеризуется следующими значениями
параметров: Шаг координатной сетки выберем 1.25мм. По данным [17] для
второго класса плотности рабочее напряжение не должно превышать30В, ток по
печатному проводнику, при толщине фольги 50мкм, не должен превышать 250мА.
Электрический режим блока не превышает этих требований. (построечные резисторы, конденсаторы, диоды, трансформаторы), а также
(конденсаторы, резисторы, микросхемы и т.д.). где
значения параметров взяты из таблицы 5.3. Рассчитав необходимые параметры
с помощью системы автоматизированного проектирования P-CAD в диалоговомрежиме
производим размещение элементов и трассировку платы. Полученная топология
печатных плат приведена на чертежах "Передающее устройство, плата печатная" и
"Источник питания, плата печатная". Надежностью
называется свойство объекта, системы, изделия, устройства или их частей
выполнять заданныефункции, сохраняя во времени значения установленных
эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным
режимам и условиямэксплуатации, технического обслуживания, хранения и
транспортировки. Все элементы данного типа равнонадежны, т. е.
интенсивность отказов для этих
элементов одинакова; Интенсивность отказов всех элементов не
зависит от времени (срока службы); Все элементы работают
одновременно; При расчете надежности блока волоконнооптического
передающего устройства необходимоопределить вероятность безотказной работы
устройства в произвольном интервале времени t, которая определяется
выражением: L t – время, за которое определяется вероятность безотказной
работы. Интенсивность отказов элементов в рабочем режиме определяется по
формуле: где номинальная
интенсивность отказов, определяемая по таблицамсредне групповых интенсивностей
отказов для каждой группы элементов (табл.4.1 [17]); коэффициент
учитывающий уровень электрической нагрузки итемпературу среды непосредственно у
элемента; коэффициент
учитывающий условия эксплуатации. для
стационарнойаппаратуры из табл.4.3 [17]; для относительной
влажности до 98% при температуре 40 при эксплуатации
навысотах до 1км, из табл.4.3 [17]; находим для каждойгруппы элементов из табл.4.2 [17], учитывая что при
разработке принципиальной схемы выбор элементной базы был произведён из условия,
что бы коэффициентынагрузки элементов не превышали рекомендуемых значений из
табл.4.6 [17], а эксплуатация происходит в наихудших условиях (tmax = 60 Исходные данные для расчёта надёжности блока
волоконнооптического передающего устройства приведены в Тип
элемента Параметры режима
6 0,5 2 0,125 1,0
3 1,6
0,1 0,57 800 0,15
0,2 1мА АЛ102А 0,05 0,01 8
13 0,2 - К175ДА1 К544УД1 КР142ЕН6А КР142ЕН5 25мА
25мА - 0,01 1 Плата
печатная - Сумма 7,32 (6.3) количество элементов
в i-й группе.
(6.4) Средняя
наработка на отказ для
нормальногозакона распределения определяется по формуле: (6.5) (6.6) Используя формулу (6.6) определим вероятность
безотказной работы в течении одного
года(8760часов): Среднее время восстановления работоспособности блока
волоконнооптического передающего устройства определим по
формуле: (6.7) -
коэффициент одновременной замены элементов, Коэффициент
готовности Любое техническое решение может быть признано
эффективным и принято к внедрению лишь после того, как будет доказанаего
техническая прогрессивность и экономическая целесообразность. Поэтому
экономическое обоснование технических решений является обязательной
составнойчастью дипломного проекта. В данном разделе представлено
следующее: себестоимость, цена, уровень качества, прибыль на единицу изделия,
прогнозсбыта, прибыль на годовой выпуск. заводе «Генератор» по состоянию на
1.12.2000г В данном
дипломном проекте разрабатывается волоконнооптическое передающее устройство.
Передатчик рассчитан на работу в составе цифровыхмногоканальных систем передачи,
работающих со скоростью 8 Мбит/с. А также для работы на соединительных линиях
городской телефонной сети. Цифровая связь по оптическим кабелям ,
приобретающая всё большую актуальность, является одним из главных
направленийнаучно-технического прогресса . Преимущества цифровых потоков в
их относительно лёгкой обрабатываемости спомощью ЭВМ, возможности
повышения отношения сигнал/шум и увеличения плотности потока
информации. Учитывая, что доля затрат на кабельное оборудование составляет
значительную часть стоимости связи, а цены на оптический кабель внастоящее время
остаются достаточно высокими, возникает задача повышения эффективности
использования пропускной способности оптического волокна за счёт одновременной
передачи по нему большегообъёма информации. Широкое применение на
городской телефонной сети волоконно-оптических систем передачи для организации
меж узловых соединительныхлиний позволяет решить проблему увеличения пропускной
способности сетей. В ближайшие годы потребность в увеличении числа каналов
быстро растет.Наиболее доступным способом увеличения пропускной способности
волоконных оптических систем передачи в двараза является передача по одному
оптическому волокну двух сигналов в противоположных направлениях. Первое
поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в 1975
году. Основу передатчика составлял светоизлучающийдиод, работающий на длине
волны 0.85 мкм в многомодовом режиме. В течение последующих трех лет появилось
второе поколение - одномодовые передатчики,работающие на длине волны 1.3 мкм. В
1982 году родилось третье поколение передатчиков - диодные лазеры, работающие на
длине волны 1.55 мкм. Исследованияпродолжались, и вот появилось четвертое
поколение оптических передатчиков, давшее начало когерентным системам связи.
Специалисты фирмы NTT построили когерентнуюВОЛС STM-16 на скорость передачи
2.48832 Гбит/с протяженностью в 300 км, а в лабораториях NTT в начале 1990 года
ученые впервые создали систему связи сприменением оптических усилителей на
скорость 2.5 Гбит/с на расстояние 2223 км. Анализ опубликованных материалов и
завершенных исследований и разработокодноволоконных оптических систем передачи
позволяет сделать выводы, что волоконнооптические системы передачиимеют очень
хорошие перспективы в будущем времени. В настоящее время на нашем рынке
предлагается различные устройства волоконнооптической системы передачи. Все они
имеют различные функциональныевозможности и приспособлены на работу в разных
условиях и под конкретно поставленную задачу. Почти все устройстваподобного типа
являются импортными, из-за отсутствия конкуренции отечественного производителя.
Только единичныеустройства (очень малый процент от всех действующих устройств)
изготовлены в Украине. У зарубежных аналогов есть один серьезный недостаток и
это их высокаяцена, не смотря на низкую себестоимость изделия. Следовательно у
нас есть альтернатива – выпуск устройств пользующихся спросом, при существенно
меньшейцене нашего устройства в отличии его ближних аналогов. На
сегодняшний день одним из конкурентов рынка волоконноопти-ческих систем передачи
я являются производители России.Внедрение волоконнооптических систем передачи
в сетях Российских городов началось в 1986 г. вводом в эксплуатацию в городских
телефонных сетях во вторичной цифровой волоконнооптическойсистеме передачи на
базе аппаратуры «Соната-2». С её использованием во многих городах сооружены
линии связи. Аппаратура «Соната-2» сопрягается со стандартнымканало- и группо-
образующим оборудованием типов ИКМ-30 и ИКМ-120. В 1990 г. начат промышленный
выпуск оборудования вторичной цифровой системы передачи для городских сетей
ИКМ-120-5,предназначенной для передачи по градиентному оптическому кабелю
линейного тракта, работающего на длинах волн0,85 или 1,3 мкм. Разработана также
волоконнооптическая система передачи «Сопка-Г», предназначенная для организации
оптического линейного трактасо скоростью передачи 34,368 Мбит/с по одномодовому
и градиентному оптическому кабелю, с рабочей длиной волны 1,3 мкм.Аппаратура
«Сопка-Г» выполнена в конструкции ИКМ-30-4, ИКМ-120-5 и аналогична им по системе
технического обслуживания, то есть является продолжением единогосемейства
цифровой системы передачи для городской сети. Так как блок оптического
передатчика входит в состав оптического линейного тракта передающей системы и
сопрягается со стандартнымканало- и группо- образующим оборудованием, то
количество выпускаемых изделий можно напрямую связать с планом внедрения
волоконнооптических систем передачи в отечественных телефонных сетях. А
так же возможен промышленный выпуск волоконнооптической системы передачи
длявнедрения и реализации его в ближнем зарубежье. Возможный объем производства
устройств составляет 7.2
Определение себестоимости одноволоконного оптического
передатчика Расчет себестоимости устройства производится с
помощью утверждённого перечня затрат. Сущность метода сводится к тому, что
прямые затраты на единицупродукции определяются путем нормативного расчета
себестоимости проектируемого устройства по статьям калькуляции. Тип производства
–мелкосерийное. Эта статья включает в себя затраты на приобретение
основных материалов, расходуемых в нашем случае при изготовлениипечатного узла.
Затраты определены по каждому наименованию и приведены в таблице
7.1 Канифоль сосновая СФ-2-35 ГОСТ 14256-69 ОСТ УГО.029.204
кг 0,8 0,615 договорная Неучтённые материалы, 10%, грн Транспортно заготовительные
расходы, 5%, грн 7.2.2 Затраты на покупные изделия и
полуфабрикаты Эта статья
включает в себя затраты на приобретенные готовые изделия и полуфабрикаты. Список
изделий и полуфабрикатовсоставляется в соответствии со схемой электрической
принципиальной и сборочным чертежом блока. Составим таблицу для расчета
стоимости покупных комплектующихизделий.
Резисторы К140УД11 КЦ407А ТПП 261-127/220-50 ОЖО 468.134ТУ аАо 339.256ТУ бКО
347.304СТУ бКО 347.090-04СТУ
1
0.02 2 0.7 0.5 0,3 2 0,7 0.5 Договорная Договорная Договорная Договорная Договорная Всего, грн Транспортно
заготовительные расходы 5%, грн 7.2.3 Основная
заработная плата производственных рабочих Эта статья включает
в себя основную заработную плату производ-ственных рабочих и других категорий
работников за работу, непосредственно связаннуюс изготовлением продукции.
Основная зарплата рабочих включает тарифную зарплату, доплаты и надбавки.
Тарифную заработную плату определяют по каждойоперации (виду работ) как
произведение норм времени и часовых тарифных ставок рабочих. , (7.1) -общая
трудоёмкость изготовления блока волоконнооптическогопередающего
устройства; - средняя ставка
рабочих. Норматив средней ставки рабочих назаводе «Генератор» составляет
Общую
трудоёмкость изготовления устройства, можно рассчитать по
формуле: -
трудоёмкость мотажно сборочных работ; -удельный вес данного
вида работ в общей трудоёмкости, дляизделий типа оптический передатчик полагаем
Трудоёмкость монтажно сборочных работ определяем по типовым
нормам времени на монтажно-сборочныеработы. Нормы времени на отдельные операции
приветдены в Подставляя
численные значения в (7.1) получаем: Так как надбавки и доплаты на заводе «Генератор» составляют 60%,
то основная заработная плата будет
составлять: Таблица 7.3 Подготовка элементов к
монтажу: конденсаторов
транзисторов лазеров Установка элементов на плату: 4.
2
3
0,387 3,9 1,4 2,5 , мин 7.2.4
Калькуляция себестоимости блока волокон-нооптического
передатчика Используя полученные данные, составим калькуляцию
себестоимости блока волоконнооптического передатчика изанесём в
8 Покупные изделия и
полуфабрикаты Дополнительная заработная
плата · Фонд
соцстраха(5,5% от осн.з/п.) Цеховые расходы 234,7 7,94 60,5 2,21
Внепроизводственные
расходы 2% Для определения уровня качества нового изделия
необходимо сравнить показатели нового и базового изделий.Экспертная оценка
производится специалистами. Для обеспечения объективной оценки и удобства
обработки данных целесообразно привлекать к оценке не менеепяти специалистов,
так как группа экспертов должна быть достаточно велика. В качестве
базового изделия взят блок передающего оптического модуля вторичной цифровой
волоконно-оптической системы передачи набазе аппаратуры Соната-2 ,
введённый в эксплуатацию на городских телефонных сетях в
России. где коэффициент
учитывающий весомость i-го показателя изделия; коэффициент
изменения параметра i-го показателя изделия; Коэффициент изменения по
каждому показателю находят, как отношение числового значения параметра нового
ибазового изделий по формулам: (7.7) где числовые значения
показателей соответсвенно базового и нового изделий. ,
если происходит улучшение показателей и наоборот, , если
происходит ухудшение i-го параметра. Для базового изделияпринято за эталоном
. Технические характеристики базового и нового изделийприведены в
Коэфициент
изменения 2.
Пропускная способность, Мбит/сек 5. Оптическая мощность на
вых., мВт X1
Результаты экспертных сравнений важности параметров приведены в Итоговая
оценка X1 и X4 X3 и X6 > =
<
< >
<
0.5
1 Коэфициент учитывающий важность (весомость) каждого показателя
(7.9) Результаты расчёта приоритета
(относительных оценок)показателей
Х5 Х1
1.5
36,25
Относительные оценки
рассчитывают несколько раз, до тех пор пока значения будут значительноотличаться
от предыдущих. На втором и последующих шагах находим так: (7.11) в формулу
(7.6) получим коэфициент качества: 7.4
Определение цены изделия Среди разных методов
ценообразования на ранних стадиях проектирования очень распространённый метод
лимитных цен. При этомопределяется нижняя и верхняя граница
цены. ) защищает
интересы производителя продукции и предвидит, чтоцена должна покрыть затраты
производителя, связанные с производством и реализацией продукции, и обеспечит
уровень рентабельности не ниже за тот, который имеет предприятиепри
производстве своей основной продукции. , оптовая цена изделия, грн; полная себестоимость
изделия, 358грн; нормативный уровень
рентабельности, %, на опытном заводе"Генератор", где будет выпускаться
проэктируемое изделие налог на
дополнительную стоимость, %, по состоянию на1.12.2000г. –
20%. Необходимость включения налога на дополнительную стоимость возникает
в связи с тем, что когда будетопределятся верхняя граница цены, а потом
договорная цена, то цена базового изделия уже составляет этот налог. 7.4.2 Верхняя граница цены
изделия ) защищает
интересы потребителя и определяется той ценой,которую потребитель готовый
заплатить за продукцию с лучшим потребительским
качеством. , цена базового изделия и она составляет 420грн; коэффициент
качества изделия относительно базового; 7.4.3 Договорная цена Договорная
цена может быть установлена за договорённостью между производителем и
потребителем в интервалемежду нижней и верхней граничными ценами.
7.5. Определение минимального объема производства
Потенциальные потребители и возможные объёмы производства
определяются в разделе "Анализ рынка". Ноэкономические показатели определяют
минимальный объем производства, из-за которого выпуск продукции будет
целесообразным. Это зависит от отношения условно-переменных, условно-
постоянныхрасходов в составе себестоимости продукции и договорной
цены. Для продукции приборостроительных
предприятих можно принять, что в составе сбестоимостипродукции условно-
переменные расходы составляют 65-75%, а условно-постоянные – 25-35%. Тогда при
годовой мощности производства
полная себестоимость единицы продукции, грн; соответсвенно условно-переменные и условно-постоянные расходыв составе
себестоимости продукции ( годовая мощность производства продукции шт/год годовой обьём выпуска
продукции, шт/год; Стоимость
годового выпуска продукции: (501+651)/2=576[грн] выторг от
реализации продукции и её себестоимость совпадают (прибыль равна нулю),
чтоотвечает безубыточности производства. И определим объем продукции ,
при котором будет достигнут необходимый уровень рентабельности и
могут быть рассчитаны по формулам:
В данном дипломном проекте требуется разработать
передающее устройство одноволоконной оптической системы передачи, рассчитаннойна
работу с длиной волны 0.85 мкм, которая относится к ближнему инфракрасному
диапазону излучения. Поскольку передающее устройство рассчитано на
работу в составе многоканальных систем связи на соединительных линиях
городскойтелефонной сети, то в главе освещены вопросы организации охраны труда
на предприятиях. Основной элемент зрительного
аппарата человека - сетчатка глаза - может быть поражена лишь излучением
видимого ( от 0.4 мкм ) иближнего ИК-диапазонов ( до 1.4 мкм ), что объясняется
спектральными характеристиками человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное
яблоко,действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают
концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков
понижаетмаксимально допустимый уровень ( МДУ ) облучения зрачка. В нашей
стране на базе проведенных комплексных исследований и современных представлений
овлиянии лазерного излучения на организм человека разработан и утвержден ряд
нормативных документов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию лазерныхизделий.
Эти документы устанавливают единую систему обеспечения лазерной безопасности. В
такую систему входят: технические средства снижения опасных ивредных
производственных факторов, организационные мероприятия, контроль условий труда
на лазерных установках. Всовременной отечественной научно-технической и
нормативной литературе дано несколько вариантов классификации лазерных изделий.
С позиции обеспечениялазерной безопасности их классифицируют по основным физико-
техническим параметрам и степени опасности генерируемого
излучения. В зависимости от конструкции лазера и конкретных условий
его эксплуатации обслуживающий егоперсонал может быть подвержен воздействию
опасных и вредных производственных факторов. Уровни опасных и вредных
производственных факторов на рабочем местене должны превышать значений,
установленных по электробезопасности, взрывоопасности, шуму, уровням
ионизирующего излучения, концентрациитоксических веществ и др. Классы опасности лазерногоизлучения Степень
воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико-
техническиххарактеристик лазера — плотности мощности (энергии излучения), длины
волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади
облучаемойповерхности. Биологический эффект лазерного облучения зависит как от
вида воздействия излучения на ткани организма (тепловое, фотохимическое), так и
отбиологических и физико-химических особенностей самих тканей и
органов. 1400 нм — для сетчатки
глаза, 180 Гигиенистами выдвинуты требования, в
соответствии с которыми, в основу проектирования,разработки и эксплуатации
лазерной техники должен быть положен принцип исключения воздействия на человека
(кроме лечебных целей) лазерного излучения,как прямого, так и зеркально или
диффузно отраженного. Лазерные изделия по степени опасности
генерируемого излучения подразделяют на 4 класса.При этом класс опасности
лазерного изделия определяется классом опасности используемого в немлазера.
Классификацию лазеров с точки зрения безопасностипроводит предприятие-
изготовитель путем сравнения выходных характеристик излучения с предельно
допустимыми уровнями (ПДУ) при однократном воздействии.Определяя принадлежность
лазерного изделия к тому или иному классу по степени опасности лазерного
излучения, необходимо учитывать воздействие прямого илиотраженного лазерного
пучка на глаза и кожу человека и пространственные характеристики лазерного
излучения (при этом различают коллимированноеизлучение, то есть заключенное в
ограниченном телесном угле, и неколлимированное, то есть рассеянное или диффузно
отраженное). Использованиедополнительных оптических систем не входит в понятие
коллимация , а оговаривается отдельно. Лазерные изделия с точки
зрения техники безопасностиклассифицируют в основном по степени опасности
генерируемого излучения. Установлены следующие 4 класса
лазеров: Полностью безопасные лазеры, выходное
излучение которых не представляет опасности дляглаз и кожи человека; Лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при
облучении кожиили глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно
отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для
глаз; Лазерные устройства, работающие в видимой области
спектра и выходное излучениекоторых представляет опасность при облучении как
глаз (коллимированным и диффузно отраженным излучением на расстоянии менее 10 см
от отражающейповерхности), так и кожи (только коллимированным
пучком); Наиболее опасный — к нему относят лазерные
устройства, даже диффузно отраженноеизлучение которых представляет опасность для
глаз и кожи на расстоянии менее 10 см.
380 £ + + Для каждого режима работы лазера и его
спектрального диапазона регламентируют предельнодопустимый уровень излучения.
Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются
энергия W и мощность P излучения, прошедшегоограничивающую апертуру диаметрами
d =7 мм (в
диапазоне II); энергетическаяэкспозиция H и облученность E, усредненные по
ограничивающей апертуре:
, (3.1) Таблица
8.2 - Предельные дозы при однократном воздействии на глаза коллимированного
лазерного излучения Длительность воздействия
t, с 380
750 -11
1000 -10
1400 <t
10 5 2. Ограничивающая апертура = 7 Предельно допустимый уровень лазерного излучения устанавливают для
двух условий -однократного и хронического облучения. Под хроническим понимают
систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются
люди,профессионально связанные с лазерным излучением . 1. Уровни лазерного излучения, при которых существует
незначительная вероятностьвозникновения обратимых отклонений в организме
человека; 2. Уровни излучения, которые при работе установленной
продолжительности в течениевсего трудового стажа не приводят к травме
(повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья как самого
работающего, так и последующих егопоколений . ¸ 8.2 Требования безопасности приэксплуатации лазерных
изделий Размещение лазерных изделий в каждом конкретном случае
производится с учётом классаопасности изделий, условий и режима труда персонала,
особенностей технологического процесса, подводка коммуникаций. Расстояние между
лазерными изделиями должно обеспечивать безопасные условия труда и удобство
эксплуатации, ремонта и обслуживания.Рекомендуется для класса
3Б: - при двухрядном не менее - 2,0 м; - траектория прохождения лазерного
пучка должна быть заключена в оболочку изнесгораемого материала или иметь
ограждение, снижающие уровень лазерного излучения к допустимому уровню и
исключающие попадание лазерного пучка назеркальную поверхность. Открытые
траектории в зоне возможного нахождения человека должны располагаться
значительно выше уровняглаз. Минимальная высота траектории 2,2 м. -
Рабочее место должно быть организовано таким образом, чтобы исключать
возможностьвоздействия на персонал лазерного излучения или чтобы его величина не
превышала допустимый уровень для первого класса; - рабочее место
обслуживающего персонала, взаимное расположение всех элементов
(органовуправления, средств отображения информации и др.) должна обеспечивать
рациональность рабочих движений и максимально учитывать
энергетические,скоростные, силовые и психофизические возможности
человека. - Следует предусматривать наличие мест для размещения съемных
деталей, переноснойизмерительной аппаратуры, хранения заготовок, готовых
изделий. По степени зашиты персонала от воздействия лазерного
излучения условия и характер трудапри эксплуатации лазерных изделий независимо
от класса изделия подразделяются: Б) допустимые – уровень
лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше предельно допустимого
уровня. В) вредные и опасные – уровень лазерного излучения,
воздействующего на персонал, превышаетпредельно допустимый уровень. Выполнение следующих требований
безопасности должно обеспечивать исключение илимаксимальное уменьшение
возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него
других опасных факторов: имеющие
соответствующую квалификацию и прошедшие инструктаж по - К работе с лазерными
изделиями допускаются лица, достигшие восем-надцати лет, не имеющие медицинских
противопоказаний, с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на
группу по охране - При эксплуатации изделий выше класса 2
должно назначаться лицо, ответственное за охрану труда при
ихэксплуатации. - Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, должны
подвергаться регулярной профилактической проверке. При проведении
профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность
работы всехзащитных устройств, надёжность заземления. В связи с незначительным объемом производства (предполагаемый объем
производства составляет 100 штук за год), атакже учитывая форму и размеры
печатного узла, количество радио элементов на печатной плате устройства, при
изготовлении данного блока целесообразноприменять ручную пайку. А для
обеспечения электробезопасности необходимо применить электропаяльник мощностью
20-40Вт при напряжении питания 36В. В соответствии со сборочным чертежом
волоконнооптического передающего устройства, пайку печатных плат нужно
производить припоем ПОС-61ГОСТ 21931-76. Химический состав этого припоя приведён
в Висмут Пайка в атмосфере обычными припоями производится, обычно, с
применением флюсов. В качестве флюсов применяются канифоль, стеарин,их спиртовые
растворы, а также флюсы содержащие солянокислый гидразин. Для пайки выше
вышеперечисленными низкотемпературными припоями применим наиболее
распространённый и дешёвый смолосодержащий флюсмарки ФКСП по ОСТ4.ГО.033.000.
Состав флюса: В качестве моющего средства для удаления остатков
флюса применим Опасные и вредные воздействия,
вызванные Потенциально опасные и вредные
производственные факторы при пайке: -
Неудовлетворительная освещенность рабочих мест или повышенная яркость; -
Воздействия брызг и капель расплавленного припоя; Описание биологического действия опасных и вредных
веществ находящихся в воздухе рабочей зоны Процессы пайки
сопровождаются загрязнением воздушной среды аэрозолями припоя, флюса, парами
различных жидкостей, применяемых дляфлюса, смывки и растворения
лаков. Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию
пыли и паров. Вредные вещества оседают на кожном покрове, попадаютна слизистые
оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглаты-ваются в
пищеварительный тракт, вдыхаются в лёгкие. Особенно вредны при пайке
оловяно-свинцовыми припоями пары свинца. Свинец и его соединенияядовиты. Часть
поступившего в организм свинца выводится из него через кишечник и почки, а часть
задерживается в костном веществе, мышцах, печени. Принеблагоприятных условиях
свинец начинает циркулировать в крови, вызывая явления свинцового отравления.
Для предотвращения острых заболеваний и профессиональныхзаболеваний содержание
свинца не должно превышать предельно допустимых концентраций. Биологическое
действие и предельно допустимые концентрациикомпонентов входящих в состав
используемых припоев приведены в Применение флюсов при
пайке также оказывает вредное влияние на организм человека. Компоненты входящие
в состав флюса, обладаютраздражающим, наркотическим
действием. . Биологическое действие, класс
опасности и ПКД в воздухе рабочей зоны исходныхкомпонентов входящих в состав
припоев. Характер токсичности и
действие ПКД в воздухе рабочей зоны Поражение бронхов, вызывает профилактивно-креточную реакцию в легких.
При длительном воздействии возможен пневмокониоз. При отравлении наблюдается поражение нервной системы,
крови, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, половой
системы, нарушение течения беременности. Подобно действию других металлов вызывает угнетение
активности ферментов, оказывает эмбриотропное и гонадотропное
действие. Токсические действия и предельно допустимые концентрации для
компонентов входящих в состав флюсов и моющего средстваприведены в
Токсичное действие компонентов, входящих в состав флюса марки
ФКСП. Токсичность и
характер действия ПДК в воздухе рабочей зоны,
мг\ Обладает раздражающим действием. При длительном
воздействии на кожу вызывает дерматит. Обладает наркотическим и раздражающим действием.
Вызывает изменения печени, сердечно-сосудистой и нервной системы, сухость кожи
при длительном контакте. 6. Токсические свойства моющих средств,
класс опасности и ПДК в воздухе рабочейзоны. Токсичность и
характер действия ПДК в воздухе рабочей зоны, мг\ Обладает раздражающим действием и как наркотик…
Функциональные нервные расстройства, сопровождаемые мышечной слабостью,
вялостью, сонливостью или бессонницей. Расстройства пищеварительного тракта,
печени, дрожание пальцев и языка, поражение кожи. Характерно развитие
судорог, понижается кровяное давление, пульс замедляется. 300 (в
пересчёте на углерод) По
физической основе инфракрасное излучение представляет собой поток энергии,
обладающий волновыми и корпускулярными свойствами.На человека инфракрасное
излучение оказывает в основном тепловое воздействие. Эффект действия
инфракрасных излучений зависит от длинны волны ИК излучения иподразделяется на
три области: А,В,С, ( Эффект действия зависит от
принадлежности излучения к одной из областей инфракрасного излучения. Наиболее
опасным является излучениеобласти А, т.к. обладает большой проницаемостьючерез
кожу. Действие инфракрасных лучей при поглощении их в различных слоях кожи
приводит к еёперегреванию, что обуславливает переполнение кровеносных сосудов
кровью и усиление обмена веществ. Увеличивается содержание фосфора и натрия в
крови человека,происходит повышение максимального давлений, повышение
температуры тела, заболеваемость середчно-сосудистой системы и органов
пищеварения. Интенсивность облучения =85 для кожи человека и хлопчатобумажной
ткани; – температура излучающей поверхности,
складывающейся из температуры плавления припоя Тпп=483 К,избыточной температуры
жала паяльника Тж=70 К, тогда Т=Тпп + Тж=483 + 70=553 К. Данное излучение относится к области С. Допустимая плотность потока
энергии для нашего случая в соответствии стребованиями составляет 85 .
Приходим к выводу, что инфракрасное излучение не будетоказывать
вредного действия на организм человека. в воздухе рабочей зоны
– количество рабочих
мест, на которых ведётся пайка; – удельное образование аэрозоля свинца;
y=0.03мг/100паек. Концентрация
свинца в воздухе рабочей зоны в 7 раз превышает предельно допустимую
концентрацию, поэтому необходимо предусмотретьместную вентиляцию, расчёт которой
приведен далее. При монтаже печатных плат уровень освещённости
должен быть оптимальным. При излишне ярком освещении возникает быстрое
утомлениерабочего, что может привести к потере работоспособности и
травмы. Естественное освещение помещения осуществляется боковым светом
через световые проёмы в наружных стенах или через прозрачныечасти
стен. Основная величина для расчёта освещения (КЕО). Он зависит от широты
местности, времени года и погоды. По нему производится нормирование
естественногоосвещения. При одностороннем боковом освещении нормируется
минимальное значениеКЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 метр отнаиболее
удаленной от световых проёмов стены, на пересечении характерного размера
помещения и условной рабочей поверхности. Методика расчёта изложена в [8].
Согласно СНиП ІІ-4-79/85 нормированное значение КЕО для работ
высокойточности(объект различения от 0.3 до 0.5мм) со средним контрастом объекта
различения с фоном и средним фоном для ІІІ-гопояса .Для г.Киев (ІV пояс
световогоклимата) КЕО: ,где -
коэффициент солнечности климата по табл. 1.3. [8],для световых проёмов
ориентированных по азимуту 70град. коэффициент - геометрические КЕО
в расчётной точке при боковом освещении,учитывающие прямой свет неба и свет
отражённый от противостоящего здания соответсвенно; -
количество лучей по графикам І и ІІ [8] проходящим от неба и противостоящего
здания в расчётную точку на поперечномразрезе и плане
помещения; (7.5) (7.6) –коэффициент, учитывающий неравномерную яркость
облачного неба из таблицы 2.4. [8] дляугловой высоты середины светового проёма
над рабочей поверхностью ( – коэффициент
учитывающий относительную яркость противосто-ящего здания, для здания из кирпича
с учётом индексовпротивостоящего здания в плане - соответственно
длинна и высота противостоящего здания ; -расстояние от
расчётной точки в помещении до внешней поверхности наружной стены
здания; -
коэффициент учитывающий увеличение КЕО при боковом освещении из-за отражения
отповерхностей помещения и подстилающего слоя. Зависит от отношения глубины
и отношения длинны помещения длинныпомещения ,средневзвешенного коэфициента отражения поверхностей
помещения - коэффициенты
отражения соответственно потолка, стен, пола из таблицы 1.7 [8] - площади
соответсвенно потолка, пола и стен; - общий коэффициент
светопропускания; - коэффициент
светопропускания материалаостекления, берётся из таблицы 1.8 [8] для двойного
оконного листового стекла; - коэффициент
учитываующий потери впереплётах светопроёма из таблицы 1.9. [8] -
коэффициент запаса, определяемый потаблице 1.12 [8]. Значения параметров
определяемые по таблицам [8], а также по плану и разрезупомещения, результаты
промежуточных вычислений сведены в Исходные данные и значения
коэффициентов необходиых для расчёта КЕО.
1.24 10м 2,1м B/h1 0,1 2,5
Расчитанный
КЕО в 2 раза меньше нормированного. Следовательно рабочие места
следуетрасполагать ближе к окнам помещения, так чтобы они находились в зоне, в
пределах которой фактичесоке значение КЕОбольше или равно нормированному, либо
нужно применить совмещённое освещение при соответсвующей ему норме КЕО при этом по формуле (7.2) определяем: При этом нормы СНиП ІІ-4-79/85 будут выполнятся в пределах
всего помещения. Представлена схема для
определения условий применения методов расчёта . При рядах небольшой
протяжённости (ln/n <3),фактическую освещенность рабочей поверхности
определяем по формуле: - коэффициент
учитывающий увеличение освещённости; -
относительная освещённость в расчётной точке, создаваемая i-м полурядом
светильников. - коэффициент
запаса; Высота подвеса светильников
Для ламп типа ЛБ40, применяемых для освещения
данного помещения, световой поток по таблице 1.1.[9] n Для определения табличного значения
функции –
расстояние от расчётной точки до проекции ряда светильников на
горизонтальнуюплоскость. – расстояние до расчётной точки от
стены. =25 под которым падает свет
, Поставляя численные значения в
формулу (7.10), получаем: По таблице П1 [9] определяем значение нормированной
освещённости. Для работ высокой точности (объект различения от 0.3 до 0.5 мм)со
средним контрастом объекта различения с фоном при среднем фоне находим
Так как рассчитанное фактическое значение освещенности
больше нормированного, делаем вывод о пригодности системы освещения
впомещении. 8.5.1 Расчёт местного
отсоса Поскольку концентрация аэрозоля свинца в воздухе
превышает предельно допустимую норму, то необходимо применить
местнуювентиляцию. Вентиляционная установка включается до начала работы и
выключается после её окончания. Работа вентиляционных установок контролируетсяс
помощью световой сигнализации. Разводка вентиляционной сети и конструкция
местных отсосов обеспечивает возможность регулярной очистки
воздуховодов. Метеорологические условия на рабочих местах
должны соответствовать ГОСТ 12.1 005-88. Местная вентиляция при пайке
является наиболее эффективным и экономическим средством обеспечения санитарно-
гигиеническихпараметров воздушной среды в рабочей зоне. Широкое применение при
пайке имеет местная вытяжная вентиляция , которая условно разделяется на местные
отсосыоткрытого и закрытого типа. В данном случае, для улавливания
выделяющихся при пайке вредных паров используем местный отсос в виде
прямоугольного отверстия ( – площадь высасывающего отверстия, – большая сторона отверстия, м; -
скорость воздуха в зоне пайки. =0.6 Е выбираем в соответствии со
сборочным чертежом волоконнооптическогопередатчика как наибольшую и меньшую
стороны соответствующего блока. Габариты блока одноволоконного оптического
передатчика 304,5 х101мм. Принимаем
Площадь всасывающего отверстия: По формуле
(7.12) определяем количество отсасываемого воздуха: Определим допустимую концентрацию пыли в удаляемом воздухе. Так
как для всех рабочих мест помещения общее количество
отсасываемоговоздуха: <15000 то в
соответствии с [11] (7.14),
где – объём удаляемого воздуха,
y – количество рабочих мест. Так как
, то в
применении специальных мероприятий по охране окружающей среды нет
необходимости. Некоторые вещества и материалы, применяемые на
участке монтажа пожаровзрывоопасны. Эти вещества, некоторые их характеристики
исредства пожаротушения приведены в Для того чтобы
определить категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в
соответствии с ОНТП 24-86, необходиморассчитать избыточное давление взрыва в
помещении. Избыточное давление взрыва определим по формуле
[8]: Температура самовоспламе-нения Химическая и
воздушно-механическая пена, распыленная вода
Стекло-
текстолит Вода,
химическая пена - максимальное
давление взрыва стехиометрической газо-воздушной или паро-воздушной смеси
взамкнутом объёме m
– масса горючего вещества, кг; ; - Свободный объём
помещения; - плотность газа и
пара ( – стехиометрическая концентрация горючего газа или
- коэффициент учитывающий негерметичность
помещения и недиабатность процесса горения, Стехиометрическая концентрация попределяется по
формуле: -
стехиометрическийкоэффициент кислорода в реакции горения.
-
число атомов С, Н,О и галоидов в молекуле горючего; по вышеуказаннойметодике принимая Ежедневно на
участке монтажа расходуется 0.3л спирта; расчёт произведён для самого
неблагоприятного случая; все содержимое поступаетв помещение (для 0.3л легко
воспламеняющейся жидкости площадь Массу паров
жидкости определим по формуле: - интенсивность
испарения, Интенсивность испарения определим так: - коэффициент
выбираемый из [8] в зависимости от скорости и температуры над
поверхностьюжидкости ( Из справочных данных для В результате
расчёта делаем вывод о принадлежности помещения к категории В пожароопасное
(табл 10 [11]). Поскольку в помещениивзрывчатые смеси горючих газов и паров с
воздухом не образуется, а образуются они только в результате аварии или
неисправности, то помещение можно отнести кклассу В-lб взрывоопасных зон
[11]. -Нарушение
установленных правил пожарной безопасности и неосторожное обращение с
огнём; -неисправность вентиляционной системы, вызывающая
самовозгорания или взрыв пыли; -самовоспламенение хлопчатобумажной ткани пропитанной маслом,
бензином или спиртом; -грозовые разряды при
отсутствии или неисправности молниеотводов. В помещениях, где производится
монтаж печатных плат предусматриваем электрическую пожарную сигнализацию (пять
извещателей типаПОСТ-1), которая служит для быстрого извещения службы
пожаротушения о возникновении пожара. В рабочем
помещении выполнены все требования по пожарной безопасности в соответствии
стребованиями НАПБ А.01.001-95 «Правил пожежної безпеки в Україні». Вход
в помещение, проходы между столами и коридоры не разрешается загромождать
различными предметами и оборудованием. Для хранениявсех веществ и материалов
предусматриваем специальные шкафы и ёмкости. С рабочими и обслуживающим
персоналом предусматриваем проведение противопожарного инструктажа, занятий и
бесед. Здание по молниезащите можно отнести к категории 2,
как здание помещения в которых относятся к классу В-1б. Ожидаемое число
поражений молнией в год зданий и сооружений высотой не более 60м, не
оборудованных молниезащитой, определяют поформуле
[12]: –высота здания
по его боковым сторонам, м; – среднее число поражений молнией на 1кв.км. земной пов. за
год; =9; (так как годовая
продолжительность гроз для Киева – 60-80часов, что соответствует 9-типоражениям
на 1кв.км. за год) Согласно таблице 2 [12] тип защиты – зона Б, так как здание
относится к категории 2, а ожидаемое число поражений молнией в год
Здание должно быть защищено от прямых ударов молнии
электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциаловчерез
наземные и подземные металлические коммуникации. Используются сетчатые
молниеотводы. Защита зданий от электростатической индукции
обеспечиваетсяприсоединением всего оборудования и аппаратов, находящихся в
здании к защитному заземлению оборудования. 1. Брискер А.С., Гусев Ю.М., Ильин В.В. и другие.
Спектральное уплотнение волоконнооптических линийГТС. Электросвязь, 1990, №1,
с41-42. 2. Брискер А.С., Быстров В.В., Ильин В.В.. Способы увеличения
пропускной способности волоконнооптическихлиний ГТС. Электросвязь, 1991, №4,
с28-29. 3. М.М. Бутусов, С.М. Верник, С.Л. Балкин и другие. Волоконно
оптические системы передачи. -М.: Радиои связь, 1992 –416с. 5. Методичні вказівки до дипломного проєктування для студентів
спеціальності "Радіотехніка" К: КПІ, 1993. 6. Методические указания к
курсовому проектированию устройств радиоприёма и обработки сигналов подисциплине
«Радиотехнические устройства», для студентов специальности «Радиотехника». К:
КПИ, 1992. 7. Методические указания к выполнению контрольных работ по
курсу: «Охрана труда и окружающей среды».КПИ,1990г. 8. Методические
указания по выполнению расчёта естественного освещения в дипломных проектах с
применениемЭВМ. КПИ, 1987г. 9. Методические указания к выполнению расчёта
искусственного освещения в дипломных проектах с применением ЭВМ. КПИ,
1989г. 11. Методические указания к выполнению домашних заданий по
разделу «Мероприятия по охране труда при пайке», КПИ, 1984г. 13. Лазерная безопасность. Общие требования безопасности при
разработке и эксплуатации лазерных изделий.-М.:Издательство
стандартов,1995 14. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Группа 6341.
РД11.0799.2.-91. Сборник справочных листов –РНИИ № «Электростандарт».
1992г. 15. Микросхемы интегральные.Том 2. РД11.0488.2-88. Сборник
справочных листов –РНИИ № «Электростандарт». 1989г. 17. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. Под редакцией
К.Б. Круковского, Ю.Л. Мазора. –К.Высш.шк.,1992г. src="/images/education/referats/img/./13399766.gif" alt="Подпись: Формат"
class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399767.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399768.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399769.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399770.gif" alt="Подпись:
Формат" class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399771.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399772.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399773.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399774.gif" alt="Подпись:
Формат" class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399775.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399776.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399777.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96"> width=29 height=77 src="/images/education/referats/img/./13399779.gif"
alt="Подпись: Формат" class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399780.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399781.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399782.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399783.gif" alt="Подпись:
Формат" class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399784.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399785.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399786.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399787.gif" alt="Подпись:
Формат" class=shape v:dpi="96"> height=77src="/images/education/referats/img/./13399788.gif" alt="Подпись: Зона"
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399789.gif" alt="Подпись: Поз."
class=shape v:dpi="96"> src="/images/education/referats/img/./13399790.gif" alt="Подпись: Кол."
class=shape v:dpi="96">