УСТРОЙСТВО ДУБЛИРОВАНИЯ ЗВОНКОВ ТЕЛЕФОННОГО АППАРАТА
Введение Начало 90-х в России было ознаменовано рождением информационного рынка в России. Свидетельством тому является множество фактов, таких как конец монополии государственной телефонной сети, появление ряда совместных с западными фирмами и других. Деятельность Министерства связи тоже изменилась. Если во времена до перестройки это была просто большая компания операторов и которая отвечала на жалобы, организовывала очереди, и т.п., то теперь Министерство оставило за собой только задачи регулирования развития общества, переведя все подведомственные структуры на хозрасчетные отношения. За последние годы Министерство связи выдала 353 лицензии на эксплуатацию средств связи, из них 151 - на средства электросвязи Другим ярким фактом рождения информационного рынка в России является появление множества сетевых структур, предлагающих своим пользователям большой спектр услуг. Между такими информационными предприятиями возникла конкуренция Процесс развития информационного рынка на Западе имеет некоторые отличия от того же процесса в России. В данный момент на Западе идет процесс коммерциализации систем компьютерной связи, ранее использовавшихся научными кругами. В России появляющиеся сетевые образования инвестируются исключительно крупным бизнесом, поэтому они заведомо коммерциализованы. Государственные инвестиции слишком малы, в то время как в развитых странах инвестиции в средство связи составляют существенную часть бюджетных расходов Существуют мировые тенденции развития сетей компьютерной связи, которые отражаются на характере развития отечественных сетевых структур. В частности, в современном мире важным условием конкурентной способности предприятия, оказывающего телекоммуникационные услуги, является представление пользователям возможности связи с компьютером, находящимся в любой точке планеты. Поэтому имеется общая тенденция объединения различных сетевых структур Современные информационные сети связывают электронные машины (серверы) использующие различные операционные системы. Это стало возможным в результате того, что в основу модели и архитектуры сетей положены международные стандарты. В результате большое число производителей во всех развитых странах мира начали выпуск разнообразных технических и программных средств территориальных локальных сетей нового вида - открытых сетей, удовлетворяющих требованиям международных стандартов Ценность любой информационной сети прежде всего определяется ее информационными ресурсами. Эти ресурсы должны как можно шире охватывать те области в которых работают пользователи сети. Вся современная обработка информации рассчитана на использование информационных банков, поэтому пользователи должны иметь в информационной сети доступ к ним Обоснование выбора электрической схемы. Принцип работы. Это устройство предназначено для дублирования звонков телефонного аппарата. Причем подключаться к телефону или линии не требуется. Принцип действия устройства изложен ниже Датчик L1 располагается вблизи телефонного аппарата. При появлении сигнала вызова возникает индуктивная связь между катушкой звонка телефонного аппарата и датчиком. В нем наводится переменная ЭДС, которая через конденсатор С1 поступает на вход двухкаскадного усилителя звуковой частоты, собранного на транзисторах VT1, VT2. Усиленное напряжение снимается с резистора R4 и выпрямляется с помощью детектора VT1. Положительные полуволны напряжения открывают транзистор VT3, являющийся первым каскадом усилителя постоянного тока, выполненного на транзисторах VT3, VT4 разной структуры. Пока сигнал на базе VT3 отсутствует (ждущий режим), оба транзистора закрыты и усилитель потребляет минимальный ток, определяемый неуправляемыми токами переходов. Но как только на VT3 поступит сигнал, оба транзистора открываются и на нагрузке VT4 - резисторе R10 выделяется напряжение, которое через диод VD5 поступает на управляющий электрод тринистора VS1, выполняющего роль бесконтактного выключателя. В анодную цепь VS1 - включены элементы сигнализации - лампа HL1 и звонок HA1. Когда тринистор открыт, в его анодной цепи протекает пульсирующий ток - горит лампа и звенит звонок, пока действуют сигналы вызова По окончании вызова транзисторы VT3, VT4 запираются, напряжение на R10 становится близким к нулю, тринистор VS1 закрывается, лампа и звонок отключаются: устройство готово к приему следующего сигнала вызова При необходимости можно подключить несколько звонков (до трех), соединив их параллельно Сигнализатор питается от бестрансформаторного выпрямителя на диодах VD3, VD4, конденсатор C7 выполняет функцию гасящего резистора. Выходное напряжение выпрямителя стабилизирует элемент VD2 и сглаживает конденсатор C6 От проникновения импульсных помех защищают конденсаторы C2, C4, C5
Выбор элементной базы Датчик - 4000 витков провода ПЭВ 0,1-0,12, намотанного на деревянной катушке от швейных ниток. В ее отверстие вставлен стержень из феррита марки Ф600, ø 8 мм и длинной 40 мм. Датчик соединен с усилителем экранированным проводом В качестве VT1-VT3 можно применять транзисторы КТ315 и КТ312 с любым буквенным индексом, VT4 - любой транзистор серий МП42, МП40, МП41, стабилитрон Д814Г допустимо заменить на Д813, а диоды Д218 - на КД105Г либо на два последовательно включенных диода Д226Б, зашунтированных резисторами сопротивлением 100 кОм. Вместо КУ201Л подойдут тринисторы КУ202Л или КУ223Ж Резисторы - МЛТ-0,5, конденсаторы: С2 - КТ1, КТ2; С4, С5 - МБМ; С7 - МБГЧ, МБГО; электролитические - К50-6, К50-12 Сигнализатор смонтирован на печатной плате размером 120х58 мм, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита или гетинакса толщиной 1,5 мм Световую сигнализацию осуществляет лампа тлеющего разряда ТН-0,3, МН-3, МН-6, ТЛ-1, ИНС-1, а звуковую - любой безыскровый звонок переменного тока, рассчитанный на напряжение 127 В Расчет надежности функционального узла Сначала дадим определения надежности и отказа. Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. Надежность характеризуется отказом. Отказ - нарушение работоспособности изделия. Отказы могут быть постепенные и внезапные. Постепенный отказ - вызывается в постепенном изменении параметров элементов схемы и конструкции. Внезапный отказ - проявляется в виде скачкообразного изменения параметров радиоэлементов (РЭ) Все изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые Ниже приведен график зависимости интенсивности отказов от времени эксплуатации:
Существует 3 периода работы: Период приработки, характеризуется приработочными отказами. Период нормальной эксплуатации, характеризуется внезапными отказами. Период износа - внезапные и износовые отказы. Понятие надежности включает в себя качественные и количественные характеристики Качественные: - безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени или некоторой наработки - ремонтопригодность - свойство изделия, приспособленность к : предупреждению возможных причин возникновения отказа обнаружению причин возникшего отказа или повреждения устранению последствий возникшего отказа или повреждения путем ремонта или технического обслуживания - долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (состояние при котором его дальнейшее применение или восстановление невозможно) - сохраняемость - сохранение работоспособности при хранении и транспортировке Количественные характеристики: - l t - вероятность безотказной работы: Р = e - средняя наработка на отказ: Тср. = 1/ l изд - интенсивность отказа: l изд. = l 1 + l 2 + ... + l n - вероятность отказа: q = 1 - P
Интенсивность отказов зависит так же от коэффициента нагрузки (Кн) и от температуры окружающей среды (tокр), которая влияет на коэффициент a (коэффициент влияния)
Как уже говорилось выше надежность характеризуется качественными характеристиками (безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостю) и количественными: - вероятность безотказной работы: - l сх*t Р = e , (2.1) где е - основание натурального логарифма; l сх - интенсивность отказа схемы; t - заданное время работы схемы - средняя наработка на отказ: Тср. = 1/ l сх (2.2) - интенсивность отказа схемы: l изд. = l nR + l nC + ... + l платы + l пайки, (2.3) где l n - интенсивность отказов всех элементов данной группы; l платы - интенсивность отказов печатной платы; l пайки - интенсивность отказа всех паек l n = l i * n , (2.4) где l i - интенсивность отказов i-того элемента данной группы l i = l o * a , (2.5) где l o - интенсивность отказов элемента при нормальных условиях; a - коэффициент влияния температуры, зависит от коэффициента нагрузки Kn Надежность элементов функционального узла является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказов изделия в целом. Интенсивность отказов элементов зависит от конструкции, качества из
