Аннотация

В дипломнойработе рассматриваетсяанализ радиоэлектронныхсхем, а такжевозможностьих моделированиясовременнымикомпьютернымиметодами, аименно припомощи программногокомплексаElectronics Workbench. 5.0С.

Electronics Workbench. 5.0Спредставляетсобой программныйпродукт, позволяющийпроизводитьмоделирование,тестирование,разработкуи отладкуэлектрическихцепей.

Для работыпрограммногокомплексанеобходим IBM– совместимый компьютер спроцессоромI486 ивыше.

Electronics Workbench имеетдостаточнопростой интерфейспользователяи прост в обращении.

ЕlectronicsWorkbench содержитв себе достаточнобольшое количествомоделей радиоэлектронныхустройств, атакже позволяетсоздаватьпользователюсвои модели.

В программномкомплексепредусмотренаработа не толькос «идеальными»элементами,но и с «реальными».Есть возможностьимитации различноговида шумов ипомех, что позволяетразработчикумаксимальноприблизитьмодель к реальной.

ТакжеЕlectronics Workbenchпозволяетпроводитьанализы электрическихцепей, выполнениекоторых пристандартномподходе являетсядостаточнотрудоемкимпроцессом.

1Анализ и обзормоделей радиоэлектронныхустройств напримере автогенераторов

1.1Автогенераторы

Автогенератор- этоисточникэлектромагнитныхколебаний,колебания вкотором возбуждаютсясамопроизвольнобез внешнеговоздействия.Поэтому автогенераторы,в отличие отгенераторовс внешнимвозбуждением(усилителеймощности), частоназывают генераторамис самовозбуждением.

Врадиопередатчикахавтогенераторыприменяютсяв основном вкачестве каскадов,задающих несущуючастоту колебаний.Такие генераторывходят в составвозбудителяпередатчикаи называютсязадающими.Главное требование,предъявляемоек ним, - высокаястабильностьчастоты. В некоторыхтипах передатчиков(особенно вдиапазоне СВЧ)автогенераторымогут бытьвыходнымикаскадами.Требованияк таким генератораманалогичнытребованиямк усилителяммощности- обеспечиватьвысокую выходнуюмощность и КПД.В настоящейглаве основноевнимание уделенозадающим генераторам;тем не менееизложенныездесь теоретическиесведения будутполезны и приизучении мощныхгенератороввыходных каскадовпередатчиков.

1.2 Общиесведения обавтогенераторах

Задающиегенераторыпроектируюттаким образом,чтобы в нихвозбуждалисьгармоническиеколебания.Основным элементомгенераторагармоническихколебанийявляется резонатор,главное свойствокоторого- колебательныйхарактер переходногопроцесса. Простейшийрезонатор- этоколебательныйконтур. Еслив колебательныйконтур ввестиэнергию, то придостаточновысокой егодобротности(Q >> 1) возникаютколебания тока,затухающиесо временем.Уменьшениеамплитудыколебанийобъясняетсяпотерями мощностив контуре /4/. Такимобразом, длясозданияавтогенераторагармоническихколебанийнеобходимоиспользоватьрезонатор сдостаточновысокой добротностьюи компенсироватьпотери.

Длявыполненияпоследнегоусловия достаточнопериодическидобавлять врезонаторпорции электромагнитнойэнергии синхроннос возбуждаемымиколебаниями.Источникомэнергии можетслужить постоянноеэлектрическоеполе; для преобразованияего энергиив энергию колебанийтребуетсяактивный элемент(АЭ). Структурнаясхема автогенератораизображенана рисунке 1.1.Обратная связьздесь нужнадля синхронизацииработы АЭколебаниями,существующимив резонаторе.

В качестверезонаторовв диапазоневысоких частотприменяют LC-контуры, кварцевыепластины; наСВЧ -отрезки линийс распределеннымипараметрами,диэлектрическиешайбы, ферритовыесферы и др. Активнымиэлементамимогут бытьбиполярныеи полевыетранзисторы,а также генераторныедиоды -туннельные,лавиннопролетные,диоды Ганнаи др.

Рисунок1.1 – Структурнаясхема автогенератора

Механизмработы автогенераторасостоит в следующем.При включенииисточникаэнергии в резонаторевозникаетпереходныйколебательныйпроцесс, воздействующийна АЭ. Последнийпреобразуетэнергию источникав энергию колебанийи передает еев резонатор.Если мощность,отдаваемаяактивным элементом,превышаетмощность,потребляемуюрезонатороми нагрузкой,т. е. выполняетсяусловие самовозбуждения,то амплитудаколебанийувеличивается.По мере ростаамплитудыпроявляетсянелинейностьАЭ, в результатерост отдаваемоймощности замедляетсяи при некоторойамплитудеколебанийотдаваемаямощность оказываетсяравной потребляемоймощности. Еслиэтот энергетическийбаланс устойчивк малым отклонениям,то в автогенератореустанавливаетсястационарныйрежим колебаний/4/.

Автогенераторысущественноотличаютсяот других каскадоврадиопередатчиковтем, что частотаи амплитудаколебаний здесьопределяютсяне внешнимисточником,а параметрамисобственнойколебательнойсистемы и активногоэлемента.

1.3 Транзисторныеи диодныеавтогенераторы

В зависимостиот типа АЭ различаюттранзисторныеи диодныеавтогенераторы.Идея созданиятранзисторногоавтогенератораоснована натом, чтобы обеспечитьрежим транзистораприблизительнотакой же, каки в усилителемощности. Приэтом на входтранзистораподаются колебанияне от внешнегоисточника, аиз собственногорезонаторачерез цепьобратной связи.

Диодныеавтогенераторыобеспечиваютстационарныеколебания засчет специфическихпроцессов вгенераторныхдиодах, обратнаясвязь здесьосуществляетсяавтоматическибез примененияспециальныхэлементов.

арисунке1.2, а изображенвариант схемытранзисторногоавтогенератора.Активный элемент(биполярныйили полевойтранзистор)представленв обобщенномвиде, он имееттри электрода:И -исток, К- коллектор,У - управляющийэлектрод. Резонатор,образованныйэлементамиL, C, R,подключен квыходным электродамАЭ, часть энергииколебаний спомощью трансформаторнойобратной связипоступает науправляющийэлектрод.

а)б)

Рисунок 1.2 –Принципиальнаяэлектрическаяи эквивалентнаясхемы транзисторногоавтогенератора

На рисунке1.2, б показанаэквивалентнаясхема автогенератора,полученнаяиз принципиальнойсхемы путемзамены активногоэлемента сэлементамицепи обратнойсвязи генераторомтока, которыйуправляетсянапряжениемна резонаторе.Векторнаядиаграмматоков, соответствующаясхеме на рисунке1.2, б изображенана рисунке1.3, а, гдеI_C1,I_L1,I_R1- амплитудыпервых гармониктоков ветвейэквивалентнойсхемы резонатора;I_а1,U_a1- амплитудыпервых гармониквыходного токаи напряженияАЭ.

Фазовыйугол (_aмежду колебаниямипервых гармониктока i_a(t) и напряженияu_a(t) зависит отфазовых сдвиговв АЭ и цепи обратнойсвязи. Если/2_a/2,то мощностьР_=0,5 I_а1U_a1*cos(_a)отрицательна;это означает,что АЭ отдаетее в резонатор/4/.

Поделиввсе компонентывекторнойдиаграммы,приведеннойна рисунке1.3, a,на общее напряжениеU_a1,получим диаграммупроводимостей.В соответствиис рисунком1.3, aI_а1=I'_а1+ I''_а1,где I'_а1=I_а1*cos(_a); I''_а1=I_а1*sin(_a), поэтому

Y_a= I_а1/U_a1= G_a +jB_a(1.1)

здесь

G_a= (I_a1/U_a1)*cos(_a)(1.2)

Ba =(I_a1/U_a1)*sin(_a)(1.3)

а)б)

Рисунок1.3 – Векторнаядиаграмма токов(а) и проводимостей(б) в автогенераторе

Активный элементотдает в резонатормаксимальнуюмощность

Р₁= |P_| = 0.5 U²_a1|G_a|(при заданнойамплитуде U_a1),если G_aотрицательнаи максимальнапо модулю, т.е. при _a= Вэтом случаеколебанияпервых гармоникI_a(t)и U_a(t)противофазныи B_a = 0.

Динамическаявыходная ВАХавтогенераторатакая же, какВАХ усилителямощности:при _a= онасодержит участокотрицательнойкрутизны. Такимобразом, правильновыбраннаяположительнаяобратная связьприводит кпоявлениюучастка отрицательнойдифференциальнойпроводимостиg_a= di_a/ du_aна динамическойвыходной ВАХ.

1.3.1 Диодныеавтогенераторы

Примерсхемы диодногоавтогенераторапредставленна рисунке1.4,генераторныйдиод здесьизображен вобобщенномвиде и имеетдва электрода:И -исток, К- коллектор.На динамическойВАХ генераторногодиода в режимеустановившихсяколебанийформируетсяучасток отрицательнойдифференциальнойпроводимости.Участок отрицательнойкрутизны генераторныхдиодов некоторыхтипов (например,туннельныхдиодов) имеетсяне только надинамической,но и на статическойВАХ.

Рисунок1.4 – Схема диодногоавтогенератора

Еслимгновенныеток и напряжениеАЭ соответствуютучастку отрицательнойкрутизны динамическойВАХ, то колебанияпервых гармоникi_a(t)и u_a(t)противофазны,поэтому начастоте генерациидиод эквивалентенотрицательнойпроводимости- |G_a|.Приучете временнойзадержки в АЭи влияния егореактивныхкомпонентов(межэлектроднойемкости, индуктивностивыводов) фазовыйсдвиг _aмежду i_a(t)и u_a(t)отличаетсяот .В соответствиис (1.3)в этомслучае B_a0 игенераторныйдиод может бытьзаменен комплекснойпроводимостьюY_a= G_a + jB_a.

Следовательно,как в транзисторных,так и в диодныхавтогенераторахАЭ на частотегенерацииэквивалентенкомплекснойвыходнойпроводимостиY_a= I_a1/U_a1,где I_a1,U_a1- Комплексныеамплитудыпервой гармоникивыходного токаи напряженияАЭ. Действительнаяи мнимая частиY_aопределяютсясоотношениями(1.2)и (1.3).Замена АЭ комплекснойпроводимостьюдает возможностьприменитьединый методанализа автогенераторовобоих типов/4/.

1.3.2 ДинамическиеВАХ активныхэлементов

СуществуютАЭ с динамическимиВАХ N- иS-типа(рисунок1.5).

а)б)в)

Рисунок1.5 – ДинамическиеВАХ активныхэлементовN-типа(а) и

S-типа(б, в)

БольшинствосовременныхАЭ (транзисторы,диоды Ганна,туннельныедиоды) имеютВАХ N-типа,у некоторыхприборов (например,со структуройр-п-р-п)существуютвыходные ВАХS-типа. В последующих

параграфахизлагаетсятеория автогенераторовна АЭ, имеющихвыходную динамическуюВАХ N-типа. Еерезультатыс некотороймодификациеймогут бытьиспользованыи для активныхэлементов сВАХ S-типа.

1.4Стационарныйрежим работыавтогенератора

Стационарнымназывают режимустановившихсяколебаний. т.е. режим, в которомамплитуда ичастота автоколебанийне изменяютсяво времени.Цель анализастационарныхрежимов состоитв отысканииусловий ихсуществования,поиске оптимальногорежима и получениисоотношений,связывающихамплитуду ичастоту колебанийс параметрамиАЭ и резонатора.

1.4.1 Квазилинейныйметод анализастационарногорежима

Как ипри изученииусилителеймощности иумножителейчастоты, применимквазилинейныйметод анализа.НелинейныйАЭ заменимусредненнойпо первой гармоникекомплекснойвыходнойпроводимостьюY_a(1.1).Если изменяетсяамплитудаколебаний U_a1,то в соответствиис (1.1)изменяетсяи проводимостьY_a,т. е. Y_aесть функцияамплитуды.Y_a(U_a1).

Какизвестно, применениеквазилинейногометода анализаоправданотолько в томслучае, когдалибо ток i_a(t),либо напряжениеu_a(t)- гармоническаяфункция времени.В схемах автогенераторов,изображенныхна рисунках1.2и1.4,гармоническимследует считатьнапряжениеu_a(t),так как АЭ подключенпараллельноколебательномуконтуру. Напряжениена контуреимеет гармоническуюформу, если егодобротностьдостаточновелика.

Линейнуючасть схемы(резонаторвместе с нагрузкой)в точках подключениявыходных электродовАЭ заменим еевходной проводимостьюY_k= G_k+ jB_k.Таким образомполучим эквивалентнуюсхему автогенератора(рисунок1.6).ПроводимостьY_kзависит отчастоты .Выходная проводимостьАЭ Y_aтакже в некоторойстепени зависитот частоты,однако этазависимостьобычно выраженаслабее, чемY_k(),поэтому дляпростоты анализаее учитыватьне будем /4/.

1.4.2 Условиясуществованиястационарногорежима автоколебаний

По первомузакону Кирхгофадля схемы рисунка1.6 U_a1Y_a1+ U_a1Y_k= 0 или

Y_k= -Y_a.(1.4)

Соотношение(1.4)может бытьзаписано в видедвух уравнений

C_k(G_a(U_a1),(1.5)

B_k(= -B_a(U_a1).(1.6)

Уравнения(1.5)и (1.6)являются условиямисуществованиястационарногорежима автоколебаний.Рассмотримих физическийсмысл. В соответствиис рисунком1.6 выходнаямощность АЭP_= 0.5U²_a1G_a(так как Ga +=0.5U²_a1G_k.При выполненииусловия(1.5) P_= -P₊.Такимобразом, (1.5)- этоусловие балансаактивных мощностей.

Рисунок1.6 – Обобщеннаяэквивалентнаясхема автогенератора

Соотношение(1.6)может бытьзаписано в видеB_k+ B_a = 0. Этоусловие резонансав полной колебательнойсистеме автогенератора,образованнойрезонатороми АЭ. Колебанияв автогенераторепроисходятна резонанснойчастоте _рсуммарногорезонатора.

Следуетотметить, чтоусловия(1.5)и (1.6)- необходимые,но не достаточныедля существованиястационарногорежима автоколебаний.

1.4.3 Применениеметода годографовдля анализастационарногорежима

Прианализе стационарныхрежимов удобнопользоватьсягодографамивыходной проводимостиY_aАЭ и входнойпроводимостиY_kколебательнойсистемы. ГодографпроводимостиY= G + jB - это линияна комплекснойплоскости G,jB, по которойперемещаетсяконец радиусвектораYпри измененииаргумента от0 до .Направлениегодографасоответствуетвозрастаниюаргумента.АргументомY_kявляется частота,аргументомY_a– амплитудаколебаний U_a1.

Еслина одной плоскостипостроитьгодографы Y_k()и - Y_a(U_a1),то в соответствиис (1.4)их пересечениеопределяетстационарныйрежим колебаний(рисунок1.7).Так как каждаяточка годографаY_k()соответствуетопределеннойчастоте, а каждаяточка годографа- Y_a(U_a1)- определеннойамплитудеколебаний, топересечениеY_kc - Y_aпозволяетодновременнонайти частотуи амплитудуU_стколебаний встационарномрежиме.

а)б)

Рисунок1.7 – ОпределениеРисунок1.8 – Определениечастоты и

стационарногорежима си амплитудыколебаний приB_a= 0

помощьюгодографов

ДляпостроениягодографовY_k()и – Y_a(U_a1)необходимознать зависимостиG_k(_,- G_a(U_a1)и –B_a(U_a1).

ФункцииG_k(и_легконайти, знаяструктурулинейной частиавтогенератора,методами расчеталинейных цепей.Для отысканиязависимостей- G_a(U_a1)и –B_a(U_a1)следуетрассчитатьрежим АЭ приразных амплитудахUa1 найти амплитудувыходного токаактивногоэлемента I_a1а также фазовыйсдвиг _амежду i_a(t)и u_a(t)как функцииU_a1и, наконец,воспользоватьсясоотношениями(1.2),(1.3).

Расчетчастоты и амплитудыколебанийоказываетсянаиболее простым,если выходнаяпроводимостьАЭ не содержитмнимой части,т.е. B_a= 0. В этом случаеусловие (1.6)принимает вид/4/

Bk((1.7)

откудаможно найтичастоту автоколебаний_р(она равнарезонанснойчастоте колебательнойсистемы, подключеннойк АЭ). Зная зависимостьG_k(,легко рассчитатьдействительнуючасть проводимостиколебательнойсистемы начастоте генерацииG_k(_ри, решая уравнение(1.8), найтиамплитуду U_ст(рисунок1.8).

1.5Устойчивостьстационарногорежима

Выполнениеусловия(1.4)указывает навозможностьсуществованиястационарногорежима колебаний,однако установитсяли он на практике,зависит от егоустойчивостик малым электрическимвозмущениям.

Допустим,амплитудаколебанийизмениласьна малую величинуU: U' = U_ст+ U,в результатечего нарушилисьусловия(1.5), (1.6.)и возник переходныйпроцесс. В дальнейшемамплитуда можетпродолжатьизменятьсяс тем же знакомлибо останетсяравной U',либоначнет изменятьсяс другим знакоми вернется кпрежнему значениюU_ст.Будем считать,что лишь в последнемслучае режимустойчив кмалым возмущениям.

Переходныйпроцесс, возникающийпри отклоненииамплитуды отстационарногозначения, можетбыть описанприближеннымвыражением

Ua(t) U' e^^tcos(t),(1.8)

де

относительнаяскорость измененияамплитуды;=t);t);

U(t)= U'e^^t.

Из(1.8)следует, чтов случае U> 0 режимустойчив приU 0,то для устойчивостирежима необходимо,чтобы > 0.Анализ устойчивостистационарныхрежимов удобнопроводить спомощью обобщенногогодографа.

1.5.1 Обобщенныйгодограф проводимостиколебательнойсистемы

По аналогиис гармоническимиколебания вида(1.8)могут бытьзаписаны ввиде/4/

Ua(t) = Re[U'e⁽^^j^^t] (1.9)

Еслидля гармоническихколебанийприменяетсяпонятие годографапроводимостиколебательнойсистемы Y_к(),то для колебанийпереходногопроцесса(1.8) вводитсяпонятие обобщенногогодографапроводимостиY_к(р),аргументомкоторого всоответствиис (1.9)является комплекснаячастота p= j.

Обобщенныйгодограф Y_к(р)определеннымобразом связанс годографомY_к().В приложении10 показано,что годографY_к(р)имеет приблизительнотакую же форму,что и годографY_к(),и расположенсправа от него(если смотретьпо направлениювозрастанияпри > 0 и слева приобобщенныйгодограф перемещаетсяв комплекснойплоскостипараллельносамому себе.Таким образом,если известенгодограф Y_к(),то можно мысленнозаполнить егоокрестностиобобщеннымигодографамиY_к(р)(рисунок1.9).

Рисунок1.9 – Обобщенныегодографыколебательнойсистемы

1.5.2 Анализустойчивостистационарногорежима автоколебанийметодом годографов

На рисунке1.10представленыварианты графическогорешения уравнения(1.4), определяющегостационарныережимы колебаний.Проверим, будетли устойчивстационарныйрежим для случая,изображенногона рисунке1.10.Допустим, врезультатеслучайнойфлуктуацииамплитудаколебаний U_a1уменьшилась,т. е. рабочаяточка переместиласьпо годографу- Y_aвлево. Черезновую точкупроходит обобщенныйгодограф Y_к(р),соответствующийколебаниямвида (1.8)при > 0.Таким образом,при уменьшенииамплитудыколебанийвозникаетпереходныйпроцесс, стремящийсяувеличить U_a1ивосстановитьстационарныйрежим. Аналогично,при увеличенииU_a1переходныйпроцесс такжевосстанавливаетпрежний режим,поскольку вэтом случае

Рассуждаятаким же образом,можно показать,что стационарныйрежим, соответствующийрисунку1.10,б, неустойчив.На рисунке1.10,в изображенгодограф входнойпроводимостидвухконтурнойколебательнойсистемы; здесьтри стационарныхрежима (точки1-3),из которыхпервый и второйустойчивы, атретий неустойчив.Подобным жеобразом устанавливаем,что режим,представленныйна рисунке1.7устойчив.Естественно,что неустойчивыережимы на практикене существуют.

1.5.3 Аналитическоеусловие устойчивости

Из рисунков1.7и 1.10следует чтоустойчивымстационарнымрежимам соответствуютследующие парынеравенств:

где производныевзяты в точкестационарногорежима, т. е. при

U_a1= U_ст,_р.При другихсочетанияхзнаков производныхрежим неустойчив.

Итак,общее условиеустойчивостистационарногорежима автогенератораможет бытьзаписано в виде

(1.10)

Необходимостьвыполненияусловия(1.10) приводитк важным практическимследствиям.В генераторахгармоническихколебаний либоток, либо напряжениена выходе АЭимеют синусоидальнуювременнуюформу. Если АЭимеет выходнуюдинамическуюВАХ N-типа,то ток i_a-однозначнаяфункция напряженияu_a(см. рисунок1.5,а) и целесообразноприменить режимработы АЭ сгармоническимвыходным напряжением.В противномслучае (пригармоническойформе выходноготока) возможныскачкообразныеизменениянапряжения,спектр колебанийобогащаетсягармониками,что существенноснижает стабильностьчастоты.

а)б)в)

Рисунок1.10 – Примерыопределенияустойчивостистационарныхрежимов вавтогенераторах

Гармоническаяформа напряженияполучаетсяпри параллельномрезонансе вколебательнойсистеме, когдаdB_k/d> 0. В соответствиис (1.10)для устойчивостистационарногорежима требуетсявыполнениеусловияd|G_a| / dU_a1к/dвычисляетсяна резонанснойчастоте полнойколебательнойсистемы, включающейемкости ииндуктивностиАЭ.

1.6Возбуждениеколебаний

Колебанияв автогенераторевозбуждаютсясамопроизвольнопри включениинапряженияпитания. Условиесамовозбужденияможно получить,сравниваямощность, отдаваемуюактивным элементом,и мощность,потребляемуюрезонатором.Так как колебанияначинаютсяс малых амплитуд,то для полученияусловия самовозбужденияможно пренебречьнелинейностьюАЭ и заменитьего линейнойпроводимостьюY₀= G₀+ jB₀, где G₀= G_a|_Ua1_₀;B0 = Ba|_Ua1_₀.В соответствиис рисунком1.6 прималых амплитудахмощность активногоэлемента Р_= 0,5, мощность,потребляемаярезонатором,P_=0,5U²_a1G_к.Амплитудаавтоколебанийнарастает, еслиАЭ отдает мощностьв резонатор,т. е. P_P₊.Таким образом,для возбужденияавтоколебанийнеобходимовыполнениеусловий

G₀

|G₀|> G_к (1.12)

где G₀- действительнаячасть выходнойпроводимостиАЭ в режимемалого сигнала;G_к- действительнаячасть проводимостиколебательнойсистемы в точкахподключениявыходных электродовАЭ.

1.6.1 Мягкий ижесткий режимывозбужденияколебаний

Рассмотренныйрежим возбуждения,в котором колебаниявозникаютсамопроизвольно,называют мягким.В автогенераторес мягким возбуждениемсостояние покоя(т. е. состояниес нулевой амплитудой)неустойчиво.При определенныхусловиях вавтогенератореможет бытьосуществленжесткий режимвозбужденияколебаний.Жестким называюттакой режимвозбуждения,в котором генерациявозникаеттолько приналичии внешнеговоздействия,создающегоколебания самплитудой,большей некоторогопороговогозначения. Такимвоздействиемможет быть,например,радиоимпульс,подаваемыйна автогенераторот внешнегоисточника. Вавтогенераторес жесткимвозбуждениемсостояние покояустойчиво.

Особенностиавтогенераторовс мягким и жесткимирежимами возбужденияудобно изучать,используянагрузочную характеристикуАЭ, т. е. ЗависимостьU_a1(R’_к),где R’_к= 1/G_к.Построим нагрузочную характеристикуАЭ в автогенераторес мягким возбуждением.Предположимдля простоты,что B_a= 0,тогда зависимостьU_a1(R’_к)может бытьполучена путемрешения уравнения(1.5) приразличных G_к.На рисунке1.11, а изображеназависимость|G_a|от U_a1,характернаядля мягкогорежима возбужденияколебаний, тамже показаныграфическиерешения уравнения(1.5). Каквидно, стационарныйрежим существуеттолько при G₀> G_к, что одновременносовпадает сусловиемсамовозбуждения(1.12). На рисунке1.11, б представленанагрузочнаяхарактеристикаАЭ автогенераторас мягким режимомвозбужденияколебаний.

Особенностимягкого режима:плавный виднагрузочнойхарактеристики,отсутствиескачков амплитуды;однозначнаясвязь U_a1и R’_к, монотонныйвид зависимости|G_a|(U_a1),при которомобеспечиваетсявозможностьполучения самыхмалых амплитуд/4/.

а)б)

Рисунок1.11 - Зависимости,характерныедля мягкогорежима возбужденияколебаний

а)б)

Рисунок1.12- Зависимости,характерныедля жесткогорежима возбужденияколебаний

На рисунке1.12,а изображеназависимость|G_a|(U_a1),характернаядля автогенератора,в котором возможентолько жесткийрежим возбужденияколебаний. Изрисунка видно,что в данномслучае условиесамовозбуждения(1.12)не выполняетсяни при какихG_к,однако при G_кк_max|возможносуществованиестационарныхрежимов, некоторыеиз которыхоказываютсяустойчивыми.Так как к АЭ схарактеристикойN-типа необходимоподключитьрезонатор, длякоторого нарезонанснойчастоте справедливосоотношениеdBк/d> 0, то всоответствиис (1.10)из двух стационарныхрежимов (рисунок1.12), а оказываетсяустойчивымрежим с амплитудойU''_ст.

а)б)

Рисунок1.13 - Зависимости,характерныедля автогенераторасо скачкообразнымвозбуждениеми срывом колебаний

Длявозбужденияколебаний вуказанномрежиме нужноподвести кавтогенераторуна короткоевремя колебанияот внешнегоисточника,амплитудакоторых превышаетU'_ст.Как видно изрисунка 1.12,а, в этом случае|G_a|> G_ки Р_ > Р₊, поэтомуамплитудаколебаний врезонаторебудет возрастатьдо значенияU''_стПри снятиивнешнего воздействиястационарныйрежим сохраняется,посколькуусловия егосуществованияи устойчивостисохраняются,а выполненияусловия самовозбужденияуже не требуется.Если теперьизменять G_к, тоамплитудаколебаний будетследовать поправой ветвизависимости|G_a|(U_a1).В результатеполучим нагрузочнуюхарактеристику,изображеннуюна рисунке1.12,б.

Автогенераторыс жесткимвозбуждениемколебанийприменяют лишьв специальныхслучаях, поэтому,как правило,зависимость|G_a|(U_a1),изображеннаяна рисунке1.12,а, неприемлема.Однако этахарактеристикачасто имеетформу, представленнуюна рисунке1.13, а. Легко заметить,что здесь возможносамопроизвольноевозбуждениеколебаний приG_к0|.НагрузочнаяхарактеристикаАЭ для данногослучая показанана рисунке1.13, б. Ееособенности:скачкообразныйхарактер возбужденияи срыва колебаний;наличие диапазоназначений R’_к(от 1/|G_max|до 1/|G₀|),где колебаниямогут существоватьили отсутствоватьв зависимостиот начальныхусловий; невозможностьполучения малыхамплитуд /4/.

Сравниваярисунки1.11 и1.13, замечаем,что предпочтительнойявляется зависимость|G_a|(U_a1),изображеннаяна рисунке1.11, а,при которойсуществуеттолько мягкийрежим возбуждения.В большинствеслучаев такойрежим можетбыть обеспеченприменениемкомбинированногосмещения(фиксированногои автоматического).

Перечисленныеусловия справедливыдля автогенераторов,построенныхна АЭ с динамическойвыходной ВАХN-типа.

Запишеманалогичныесоотношениядля АЭ с динамическойВАХ S-типа. Какследует изрисунка1.5, а, б,проведенныйанализ (безучета инерционностиАЭ) будет справедливи для АЭ с ВАХS-типа, если вполученныхсоотношенияхпоменять местамиток и напряжение.Более того,можно показать,что если инерционностьпроцессов вАЭ с ВАХ N-типаприводит кпоявлениюемкостнойсоставляющейвыходной проводимостиАЭ, то в АЭ с ВАХS-типа мнимаясоставляющаяпроводимостиимеет индуктивныйхарактер. Такимобразом, можнозаключить, чтоактивные элементы,имеющие динамическиевыходные ВАХN и S-типа,дуальны, т. е.уравненияотносительнотока для одногоиз них аналогичныуравнениямотносительнонапряжениядля другого.

В результате,заменив проводимостисопротивлениями,амплитудувыходногонапряженияU_a1амплитудойвыходного токаI_a1получим условиявозбужденияи существованияустойчивыхколебаний вавтогенераторена АЭ с динамическойвыходной ВАХS-типа:

ЗдесьАЭ и колебательнаясистема представленыкомплекснымисопротивлениямиZ_a=R_a+ jX_а,Z_к= R_к+ jX_к, причемR_аи X_а–функции амплитудыпервой гармоникивыходного токаI_а1;R_к,X_к– функции частоты; R₀ = R_апри I_а10.

Таккак выходноенапряжениеАЭ, имеющегодинамическуюВАХ S-типа,однозначнаяфункция выходноготока, то во избежаниевозбуждениярелаксационныхколебанийцелесообразноприменять режимс гармоническимвыходным током..Это достигаетсяпоследовательнымвключениемАЭ в высокодобротныйколебательныйконтур. ПрипоследовательномрезонансепроизводнаяdX_к/dположительнаи для устойчивостистационарногорежима требуетсявыполнениеусловия d|R_а|/dI_а1

1.7 Стабильностьчастоты колебаний

Стабильностьючастоты колебанийназывают постоянствоее во времени.Под действиемразличныхдестабилизирующихфакторов частотаколебаний стечением времениизменяетсясложным образом.Влияние шумов,пульсацийнапряженийисточниковпитания, вибрацийприводит кбыстрым случайнымизменениямее около среднегозначения. В тоже время среднеезначение частотымедленно меняетсяиз-за старенияэлементов,измененияклиматическихусловий и т.п.Различаюткратковременнуюи долговременнуюстабильностьчастоты.

Кратковременнаястабильностьчастоты- этопостоянствоее в течениекоротких промежутковвремени (секундили долей секунды).Она характеризуетсясреднеквадратическимотклонениемизмереннойчастотыfот среднегозначения f₀,вызванным еебыстрыми изменениями.Измерителичастоты фиксируютне мгновенноезначениеf, а некоторуюусредненнуючастоту

где_уср— интервалусреднения.Так какf (t) - случайнаяфункция времени,то f_усртакже меняетсяс течениемвремени.

Дляоценки кратковременнойстабильностичастоты проводятсерию измеренийf_усрв течение некотороговремени t_набл, называемогоинтерваломнаблюдения(t_набл> _уср),и вычисляютсреднеквадратическоеотклонение

– числоизмерений.Обычно значения_усрравнысотым или десятымдолям секунды,а Т_наблсоставляетдоли -десятки секунд.

Учитываяслучайныйхарактер быстрыхизмененийчастоты, частоих рассматриваюткак шум и дляоценки кратковременнойстабильностичастоты применяютне величинуf,а энергетическиепараметры,например спектральнуюплотностьмощности.

Долговременнойстабильностьюназывают постоянствочастоты в течениедлительноговремени (минут,часов, суток).Ее оцениваютотносительнойнестабильностьюf/f_р,где f- максимальноеотклонениеизмереннойчастоты отзаданногозначения f_р,обусловленноемедленнымиизменениямичастоты поддействием всехдестабилизирующихфакторов.

В настоящемпараграферассмотренадолговременнаястабильностьчастоты, кратковременнаястабильностьизучается впункте1.8.

1.7.1 Основныепричины нестабильностичастоты

Частотаколебанийавтогенератораопределяетсяусловием резонанса(1.6) в полнойколебательнойсистеме, включающейрезонатор сподключеннымик нему элементами(нагрузка, монтажныеемкости, индуктивности)и активныйприбор. Вариантыграфическогорешения уравнения(1.6)представленына рисунке1.14.

а)б)

Рисунок1.14 – Нестабильностьчастоты колебанийавтогенератора,обусловленнаянестабильностьюрезонанснойчастоты резонатора(а) и изменениеммнимой частивыходной проводимостиАЭ (б).

Если мнимаячасть выходнойпроводимостиАЭ B_а= 0, то генерируемаячастота -это резонанснаячастота резонатора_р= 2f_р(рисунок1.14, а). Вэтом случаеотносительнаянестабильность частоты обусловленаизменениямипараметровэлементов,образующихрезонатор, подвлиянием колебанийтемпературы,влажности,атмосферногодавления,механическихи других внешнихвоздействий.Например, еслирезонаторомявляется LC-контур,то при измененияхL и C на LCр= 1/(2LC), становясьравной

Относительнаянестабильностьчастоты /4/

f /fр = - 0,5(L/L+C/C).(1.13)

Другойпричинойнестабильностичастоты могутбыть измененияемкостей ииндуктивностейэлементов,подключенныхк резонатору.Так, частьюрезонатораявляется входнаяемкость каскада,следующегоза автогенератором.Допустим, чток LС-контурунеполностьюподключенанекотораяшунтирующаяемкость С_ш,амплитуданапряженияна которойравна U_ш1.Пересчитаемее в эквивалентнуюемкость С_ш,подключеннуюк контуру полностью.Максимальнаяэлектрическаяэнергия, запасаемаяв емкости

W_E= C²_ш1/2= C'_шU²_конт1/2,

гдеU_конт1- амплитуданапряженияна контуре, т.е. в точкахсоединенияL и C.Отсюда C'_ш=p²C_ш,где p = Uш1/U_конт1- коэффициентподключенияемкости C_шк контуру. ПриизмененияхC_шчастота колебанийменяется всоответствиис (1.13):f/ f_р= - 0,5 C'_ш/ C_,где C_= C+ C'_ш,или

(1.14)

Ещеодной причинойнестабильностичастоты колебанийявляется изменениемнимой частивыходной проводимостиАЭ B_a(см. рисунок1.14, б),обусловленнойвыходной емкостьюАЭ, индуктивностьювыводов, наличиемгармоник основнойчастоты в выходномтоке и напряжении.Она изменяетсяпри колебанияхнапряженийисточниковпитания и смещения,температурыи других внешнихвоздействиях.

ПриB_aчастота колебанийможет бытьнайдена какточка пересечениялиний Bк()и -B_а(зависимостьюB_аот частотыможно пренебречь).Как видим, частотагенерируемыхколебаний можетизменятьсявесьма существеннодаже при постояннойрезонанснойчастоте резонатора.

1.8 Шумыв автогенераторах

В стационарномрежиме амплитудаи частота колебанийсовершаютслучайныефлуктуацииоколо среднихзначений. Случайныебыстрые измененияамплитудыназывают амплитуднымиили амплитудно-модулирующими(АМ) шумами.Случайныебыстрые изменениячастоты колебанийназывают частотнымиили частотно-модулирующими(ЧМ)шумами.Посколькуизменениячастоты вовремени сопровождаютсяизменениямимгновеннойфазы колебаний,то существованиечастотных шумовэквивалентносуществованиюфазовых, илифазомодулирующих(ФМ) шумов.

изическисуществованиешумов в автогенераторахобъясняетсятем, что приподаче постоянныхнапряженийна АЭ в отсутствиеколебанийвыходной токсовершаетслучайныеотклоненияот среднегозначения, т. е.является случайнойфункцией времени.Это связанос вероятностнымхарактеромдвижения носителейзаряда в полупроводнике.При наличиистационарныхколебанийшумовые флуктуациивыходного токаАЭ модулируютпо амплитудеи частоте основные,неслучайныеколебания.

а)б)

Рисунок 1.15 –Энергетическийспектр шума(а) и выходныхколебанийавтогенератора(б)

Важнойхарактеристикойшума являетсяего энергетическийспектрN(f). Какпоказываютизмерения,энергетическийспектр шумовоготока АЭ I_ш(t)в отсутствиестационарныхколебаний имеетвид, представленныйна рисунке1.15, а.В результатеамплитуднойи частотноймодуляциистационарныхколебанийчастоты f_ршумовыми флуктуациямиспектральнаялиния выходныхколебаний «размывается»(рисунок 1.15,б).

Количественно уровень шумаавтогенератораоцениваютмощностью,содержащейсяв некоторойдостаточномалой полосечастот f_ш.отстоящей отf_рна частоту F(рисунок1.15, б). Дляразличныхрадиотехническихсистем важенуровень АМ -либо ЧМ-шумов,поэтому измерениямощности проводятотдельно длякаждого видашума.

1.8.1 Амплитудныешумы

Если колебанияавтогенераторапропуститьчерез амплитудныйдетектор, тона его выходеполучим амплитудныйшум, мощностькоторого можноизмерить спомощью анализатораспектра илиселективногомикровольтметра.Обычно уровеньАМ-шума оцениваютвеличиной (дБ)

гдеP_AMмощностьАМ-шума в полосеf_ш= 1 Гц, отстоящейот частотыгенерации f_рна величинуF; P_ВЫХ- выходнаямощностиавтогенератора.Типичные значенияk_AMдля АЭ,применяемыхв генераторах,составляют-100 ... -180 дБ/Гцпри отстройкеот f_рна F = 10 ...100 кГц.

1.8.2 Частотныешумы

Пропустивколебания свыхода автогенераторачерез частотный детектор, получимчастотный шум,который можнооценить величиной(дБ)

гдеР_ЧМ- мощностьЧМ-шума в полосеf_ш= 1 Гц, отстоящейот f_рна частоту F.Обычно k_Ч_M= -80... -140дБ/Гц при F=- 10 ... 100 кГц,т. е. уровеньчастотногошума выше, чемамплитудного.

Мгновенныйток на выходечастотногодетектора i_детпропорционаленотклонениючастоты колебанийот средней f_р.Так как мощностьP_ЧМпропорциональнаi²_дет,то среднеквадратическоеотклонениечастотыfпропорциональноР_ЧМ.Иногда уровеньЧМ-шума оцениваютвеличинойf(F)при измерениимощности шумав полосе1 Гц, отстроеннойна Fот частотыгенерации f_р.Можно показать,что обе характеристикиЧМ-шума: Р_ЧМ/ P_выхи f(F) - связаны соотношением

P_ЧМ(F)/P_ВЫХ= f(F)/F^

1.8.3 Фазовыешумы

Знаячастотный шум,легко рассчитатьуровень фазовогошума, воспользовавшисьсоотношениеммежду мгновеннойчастотой и фазой колебаний: (t) = t)dt.Так как мгновенныйток частотногодетекторапропорционаленотклонениючастоты колебанийот среднегозначения, тоинтеграл отнего пропорционаленотклонениюфазы.

Дляизмеренияуровня частотногошума его пропускаютчерез узкополосныйфильтр с полосойf_ш,настроенныйна частоту F.Ток на выходеузкополосногофильтра можетбыть представленв виде i(t)= I(t) cos |t+ (t)|, гдеI(t), (t) -случайные,медленно меняющиесяфункции времени:F.Если в первомприближениине учитыватьизмененияI(t) и (t),то после интегрированияполучим зарядq(t) (I/sin(t+.Так как амплитудаI пропорциональнадевиации(максимальномуотклонению)частоты, тоI/пропорциональнадевиации фазы.

Итак,если известносреднеквадратическоеотклонениечастоты f(F), тоаналогичноеотклонениефазы может бытьрассчитанопо формуле(F)=f(F)/F.Величинаизмеряетсяв радианах (илиградусах) иопределяетсреднеквадратическоезначение случайныхизменений фазыколебанийавтогенераторапри измерениифазового шумав полосе1 Гц, отстроеннойот среднейчастоты навеличину F.

1.8.4 Стационарныйрежим колебанийпри наличиишумов

Еслипредставитьшумы независимымгенераторомшумового токаI_ш(t),случайнуюамплитуду ифазу, то эквивалентнаясхема автогенератораимеет вид рисунка1.16. По первомузакону КирхгофаI_ш(t)= Y_кU_а1+ Y_аU_а1или Yк= -Y_а+ I_ш/U_а1.Полученноевыражение естьусловие существованиястационарногорежима автоколебанийпри наличиишумов.

Найдемамплитуду ичастоту колебаний,воспользовавшисьметодом годографов(рисунок1.17). Каквидим, стационарныйрежим колебанийсоответствуетне точке пересечениягодографов–Y_а(U_a1)и Y_к(),а точкам1 и2, однаиз которыхрасположенана годографе-Y_а(U_a1)и определяетамплитудуколебаний, адругаяY_а(U_a1)и определяетамплитудуколебаний, адругая – нагодографе Y_к()и определяетчастоту колебаний.При случайномизмененииамплитуды ифазы вектораI_ш/U_a1(штриховыелинии на рисунке1.17) амплитудаи частота колебанийв автогенератореявляются случайнымифункциямивремени.

Рисунок 1.16 -Эквивалентнаясхема автогенераторапри наличиишумов

Рисунок1.17- Определениестационарного режима колебанийпри наличиишумов

1.9 Транзисторныеавтогенераторы

Наиболеепростой автогенератор,выполненныйна транзисторе,содержит одинколебательныйконтур. Схемыодноконтурныхавтогенераторовразличаютсяспособомосуществлениявнешней обратнойсвязи. На рисунке1.2 показанасхема с трансформаторнойобратной связью.Однако наиболеепросто реализуютсясхемы с емкостной(рисунок1.18) илииндуктивной(рисунок1.19) обратнойсвязью. В схемеизображеннойна рисунке1.18 напряжениеобратной связиснимается семкости C₁,а в схеме изрисунка1.19 - с индуктивностиL₁.Перекрещиваниепроводов обеспечиваетфазу, необходимуюдля созданияположительнойобратной связи.

ляполучениявысокостабильныхколебанийпредпочтительнасхема с емкостнойобратной связью.Напряженияu_yи u_aздесь снимаютсяс емкостей,сопротивлениякоторых, какизвестно, падаютс ростом частоты.В результате,содержаниевысших гармоникв напряженияхu_y,u_aв схеме на рисунке1.18 существенноменьше, чем всхеме рисунка1.19. Дляснижения уровнягармоник всхеме с индуктивнойобратной связьюиндуктивностиобычно шунтируютсядополнительнымиемкостями.Таким образом,схема рисунка1.19 справедливалишь на основнойчастоте колебаний.

а)б)

Рисунок1.18- Схема автогенераторас емкостнойобратной связью(а) и ее болеекомпактноеизображение(б)

а)б)

Рисунок1.19- Схема автогенераторас индуктивнойобратной связью(а) и ее болеекомпактноеизображение(б)

Используемметодику, изложеннуюв 1.3- 1.6,для анализатранзисторныхавтогенераторов.Введем следующиепараметры:

усредненнуюпо первой гармонике переходнуюкрутизну АЭ

S₁=I_а1/U_у1,(1.15)

гдеI_а1,U_у1— комплексныеамплитудыпервых гармониквыходного токаи управляющегонапряженияАЭ;

коэффициентобратной связи

K_ос=U_у1/U_a1, (1.16)

гдеU_a1-комплекснаяамплитудапервой гармоникивыходногонапряженияАЭ Если дляпростоты пренебречь шунтирующимвлиянием АЭна колебательныйконтур, то, каквидим из рисунка1.18, б,U_у1=I_конт/(jC₁),U_к1=I_конт1/(jC₂),где I_конт1- комплекснаяамплитудапервой гармоникиконтурноготока. ПодставивU_у1и U_к1в(1.16) получимK_ос=- K_ос,где

K_ос= С₂/C₁.(1.17)

Аналогично,для схемы изрисунка1.19

K_ос= L₁/L₂.(1.18)

Каквидим, при сделанномдопущении K_осне зависит отпараметровАЭ.

Подставивв выражениеY_a= I_а1/ U_a1амплитуду токаI_а1из (1.15)и амплитудунапряженияU_a1из (1.16),получим

Y_а1= S₁K_ос. (1.19)

1.9.1 Условиясуществованиястационарногорежима колебаний

Учитывая(1.19), условиесуществованиястационарногорежима колебаний(1.4) запишемв виде

S₁K_осZ_к= -1(1.20)

гдеZ_к= 1/Y_к-сопротивлениеколебательногоконтура в точкахподключениявыходных электродовАЭ. Сомножителив (1.20) могутбыть представленыв показательнойформе: S1= S1e ^j^^^s,K_ос=K_осe ^j^^^ос,

Z_к=Z_кe ^j^^^кВ этом случае(1.20) эквивалентнодвум уравнениям:

S₁K_осZ_к= 1,(1.21)

_s+ _ос+_к= (2m– 1), m = 1, 2, 3, …(1.22)

Уравнение(1.21) обычноназывают балансомамплитуд, а(1.22) - балансомфаз.

В1.7 дляувеличениястабильностичастоты былорекомендованоприменять такиережимы работыАЭ, при которыхмнимая частьвыходной проводимостиY_а1равна нулю. Приэтом генерацияпроисходитна резонанснойчастоте резонатора,когда _к= 0,и (1.22) упрощается:_s+ _ос= (2m– 1). Наиболеепросто этотбаланс фаздостигаетсяв том случае,когда i_k(t)и u_y(t)синфазны, т. е._с= 0 (это можноосуществить,применяя цепькоррекции), аu_y(t)и u_а(t)противофазны(_ос= ).Тогда Y_а= G_а,B_а= 0, где

G_а= -S₁K_ос(1.23)

Устойчивостьстационарногорежима обеспечиваетсявыполнениемусловия(1.10).

1.9.2 Условиясамовозбуждения

Представимусловия самовозбуждения(1.11) и(1.12) в форме,удобной дляанализа транзисторныхавтогенераторов.Так как G₀= G_aпри малых амплитудах,т.е.

|G₀|= SK_ос,(1.24)

гдеG_а= - S₁K_оскрутизна переходнойхарактеристикиАЭ.

Таккак S >0, то условие(1.11) выполняетсяпри правильномвыборе фазыкоэффициентаобратной связи,т. е. _ос= (положительнаяобратная связь).Условие(1.12) принимаетвид

SK_ос> G_к(1.25)

Длянадежноговозбужденияколебанийнужно, чтобынеравенство(1.25)обеспечивалосьс запасом:

SK_ос= (3 ... 5)G_к.(1.26)

1.9.3 Режимтранзисторапо постоянномутоку

Режимтранзисторапо постоянномутоку определяетсянапряжениямиисточниковпитания E_пи смещения E_см.Для исключениявозбужденияпаразитныхколебаний вцепи подачипитания в качествеэлемента,блокирующегоисточник E_пот токов высокойчастоты, применяютне блокировочныеиндуктивности,как в усилителемощности, аблокировочныесопротивленияR_бл(рисунок1.20). В этомслучае постоянноенапряжениена коллекторетранзистораU_ко= E_п– I_коR_бл.

Напряжениесмещения науправляющемэлектродетранзисторавыбираетсяиз условияполучениямягкого режимавозбужденияколебаний. Сэтой цельюнеобходимообеспечитьвид зависимости|G_а|(U_а1),как на рисунке1.11, а.Варианты выборанапряжениясмещения показанына рисунке1.21. Легковидеть, что дляполучениямягкого режимавозбужденияколебанийследует устанавливатьнапряжениясмещения,соответствующееучастку максимальнойкрутизны переходнойВАХ транзистора(точка 1на рисунке1.21, а).

По меренарастанияамплитудыколебанийнапряженияU_у1(и U_а1)ограничиваетсяразмах токаi_к(t)вследствиенелинейностидинамическойпереходнойхарактеристикиi_к(u_у)(рисунок1.21). В результатес ростом U_а1модуль |G_а|уменьшается,причем этоуменьшениеобусловлено,с одной стороны,уменьшениемугла отсечкиимпульсовi_к(t),а с другой- переходомв перенапряженныйрежим и появлениемпровала в импульсахтока. При работетранзисторав недонапряженномрежиме I_к1= ₁()SU_у1и

|G_а| = (I_к1/U_у1)K_ос= ₁()SK_ос

илис учетом(1.23) и(1.24)

S1= S₁(),(1.27)

| G_а| = | G₀|₁().(1.28)

Рисунок1.20-Схема автогенераторапо постоянномутоку

Еслинапряжениесмещения установленоравным U⁽⁰⁾_см(вариант 1на рисунке1.21, а, г), тов процессенарастанияамплитуды уголотсечки импульсовi_куменьшаетсяот 180до 90°.При этом в согласиис рисунком1.6 коэффициент₁()уменьшаетсяот 1до 0,5.Так же изменяетсяи | G_а| - штриховаялиния на рисунке1.21, г.Дальнейшееуменьшение| G_а| (рисунок1.21, г) обусловленопереходомтранзисторав перенапряженныйрежим.

Такимобразом, привыполненииусловия(1.26) в автогенераторес фиксированнымсмещениемреализуетсяперенапряженныйрежим работытранзистора.Однако длявысокостабильныхавтогенераторовперенапряженныйрежим недопустим,ибо он связанс существеннымвозрастаниемгармоник ввыходном токетранзистора,а следовательно,с резким уменьшениемстабильностичастоты. Такимобразом, в задающихавтогенераторахприменениефиксированногосмещениянецелесообразно.

Можнопопытатьсяприменитьавтоматическоесмещение нарядус фиксированным.Для мягкоговозбужденияколебанийнужно, как ипрежде, установитьфиксированноесмещение научастке максимальнойкрутизны зависимостиi_к(u_у).Если выполняетсясоотношение

I⁽⁰⁾_к0(0)_к0(1.29)

деI⁽⁰⁾_к0и I⁽⁰⁾_к0- постоянныйколлекторныйток в моментвозбужденияколебаний ив стационарномрежиме колебанийсоответственно),то по мере ростаамплитудыколебанийнапряжениесмещения уменьшаетсяиз-за наличия,например,сопротивленияавтосмещенияв эмиттере(истоке) транзистора.В результатеамплитудаколебанийограничиваетсятолько путемуменьшенияугла отсечкибез захода вперенапряженныйрежим. В приложении11 показано,что неравенство(1.29). выполняется.

Рисунок1.21- Выборнапряжениясмещения втранзисторномавтогенераторе

Итак,в высокостабильныхавтогенераторахнеобходимоприменятькомбинированноесмещение- фиксированноеи автоматическое.На рисунке1.20 представленасхема включениятранзисторапо постоянномутоку. Фиксированноесмещение создаетсяисточникомпитания E_пи делителемнапряженияR₁R₂.Автоматическоесмещениеобеспечиваетсячастично засчет протеканиятока I_у0через параллельносоединенныесопротивленияR₁и R₂,а частично засчет падениянапряженияна сопротивленииR_смпри протеканиитока I_э0.

1.9.4 Возможностьпрерывистойгенерации

Чтобырезистор автосмещенияR_смне создавалотрицательнуюобратную связьпо высокойчастоте, оншунтируетсяконденсаторомС_бл,поэтому скоростьнарастанияпостоянногонапряженияавтосмещенияU_автна R_смопределяетсяпостояннойвремени зарядаС_бл.При большомзначении С_бл.,увеличение|U_авт|отстает отроста амплитудыколебаний U_а1и U_у1.В результатеможет получитьсяследующаяситуация: напряжениеавтосмещениябудет продолжатьувеличиватьсяпо модулю, в товремя как амплитудаколебаний ужедостигнетстационарногозначения.

Продолжающеесяувеличение|U_авт|смещает рабочуюточку в сторонумалых значенийкрутизныS переходнойхарактеристики,при этом всоответствиис (1.27)уменьшаетсякрутизнаS₁и, как следуетиз (1.23),модуль |G_а|. Вследствиеэтого мощность|P_| = 0,5 U²_а1|G_а|, отдаваемаяАЭ в колебательныйконтур, окажетсяменьше потребляемоймощности P+= 1/2 U²_а1G_ки колебанияпрекратятся.При разрядеемкости C_блуменьшающеесяпо модулю напряжениеU_автвозвратитрабочую точкуна участоккрутизныS, гдевыполняетсяусловие самовозбуждения(1.25) и вновьпроизойдетвозбуждениеколебаний.Возбуждениеи срыв колебаниймогут образоватьпериодическийпроцесс.

Такимобразом, можноотметить, чтоемкость конденсатораC_бл,шунтирующегоR_смне должна бытьслишком большой.Для ее расчетаможно рекомендоватьсоотношение[1]: R_смC_бл_рили 1/_рС_блR_см/Q,где _р= 2Q/_р- постояннаявремени резонатора;Q - егодобротность.

1.9.5 Задающиеавтогенераторына биполярныхтранзисторах

Наиболеераспространеннымизадающимиавтогенераторамиявляются генераторына биполярныхтранзисторах.Чаще всегоприменяют схемус емкостнойобратной связью.Рассмотримособенноститранзисторныхавтогенераторовна примере этойсхемы.

1.Уже на относительнонизких частотах(f > 0,5 f_)в биполярномтранзисторепроявляетсяинерционностьпроцессов,вызывающаяфазовый сдвигмежду коллекторнымтоком i_к(t)и управляющимнапряжениемна базе u_б(t).При этом крутизнаS₁становитсявеличинойкомплексной (_s)и согласно(1.19) появляетсямнимая составляющаяB_авыходной проводимоститранзистора.Появление B_аобусловленотакже существованиембарьернойемкости C_кк коллекторногоперехода, котораяфактическиоказываетсяподключеннойпараллельновыходной цепитранзистора.Как было отмечено,наличие B_аснижает стабильностьчастоты колебаний.

Фазовыйсдвиг междуi_к(t)и u_у(t)можноустранить, еслив базовую илиэмиттернуюцепь транзисторавключитькорректирующуюцепочку. Чтобыпри этом ослаблялосьи влияние С_к,целесообразноиспользоватьне базовую, аэмитернуюкоррекцию (какправило, применяютупрощенныйвариант эмиттернойкоррекции).

2.Практика показывает,что стабильностьчастоты колебанийувеличиваетсяпри уменьшениисредней температурытранзистора,которая взначительнойстепени определяетсяпостояннойсоставляющейколлекторноготока I_к0.Для снижениясредней температурыследует применятьтранзисторымалой мощности(с допустимоймощностью,рассеиваемойна коллекторе,порядка единицили десятковмилливатт).

1.9.6 Схемаавтогенераторана биполярномтранзисторе

На рисунке1.22изображенапринципиальнаяэлектрическаясхема транзисторногоавтогенераторас емкостнойобратной связьюи дополнительнойемкостью C_дв индуктивнойветви (схемаКлаппа) /4/. Дополнительнаяемкость необходима,во первых, дляразвязки попостоянномутоку цепейпитания и смещения.Во вторых, онаобеспечиваетеще одну степеньсвободы дляполученияоптимальногорежима транзистора.

Резонаторв схеме изображеннойна рисунке1.22 образованэлементамиL, C₁,C₂,C₃.Цепочка R’_корC_кор- корректирующая,R_см- сопротивлениеавтосмещения,C_бл1и C_бл2- блокировочныеемкости, R_бл- блокировочноесопротивление.Емкость C_свобеспечиваетоптимальноесопротивлениенагрузки навыходных электродахтранзистораи препятствуетпрохождениюв нагрузкупостоянноготока источникапитания. Фиксированноесмещениеосуществляетсяпутем подачина базу транзисторачасти напряженияE_пчерез резистивныйделитель R₁,R₂.

Рисунок1.22-Принципиальнаяэлектрическаясхема транзисторногоавтогенератора

Чтобы спроектироватьсхему автогенератора,следует выбратьтранзистор,определитьпараметрыкорректирующейцепочки, рассчитатьрежим транзистора,а также цепипитания и смещения.

2ИнтерфейспрограммногокомплексаElectronicsWorkbench

2.1Внешний интерфейспользователяElectronicsWorkbench

Рисунок1 – Внешний видэкрана компьютерапри работе спрограммойEWB

ПриложениеElectronicsWorkbench представляетсобой средствопрограммнойразработкии имитацииэлектрическихцепей.

Интерфейспользователясостоит изполоски меню,панели инструментови рабочей области.

Полосаменю состоитиз следующихкомпонент:меню работыс файлами (File),менюредактирования(Edit),менюработы с цепями(Circut),менюанализа схем(Analysis), меню работыс окнами (Window),менюработы с файламисправок (Help).

Панельинструментовсостоит из“быстрыхкнопок”,имеющих аналогив меню, кнопокзапуска иприостановкисхем, наборарадиоэлектронныханалоговыхи цифровыхдеталей, индикаторов,элементовуправленияи инструментов/2/.

2.2 МенюFile

енюFileпозволяетосуществитьоперации работыс файлами.

Рисунок2 – внешний видменю File

2.2.1 File/New

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+N.

Даннаяоперацияпредназначенадля закрытиятекущей схемыи созданияновой. При этомсоздаетсябезымянноеокно, котороеможет использоватьсядля созданиясхемы. Еслиперед этим выпроделаликакие-либоизменениятекущей схемы,вам будет предложеносохранитьтекущую схемуперед ее закрытием.При запускеElectronics workbench операциявыполняетсяавтоматически.По умолчаниюсхема именуетсякак Default.ewb.

2.2.2 File/Open

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+O.

Операцияпредназначенадля открытияуже существующегофайла схемы.Отображаетстандартноедиалоговоеокно открытияфайла, в которомнеобходимовыбрать диски каталог, содержащийфайл схемы,который выхотите открыть.Открывать можнотолько файлыс расширениями.ca,.сa3, .сd3, .сa4 и .Ewb.

2.2.3 File/Save

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+S.

Сохраняеттекущий файлсхемы. Отображаетсястандартноедиалоговоеокно сохраненияфайла, в которомнеобходимовыбрать диски каталог, гдевы хотите сохранитьсхему и названиефайла. Расширения.Ewb добавляютсяк имени файлаавтоматически.Например, схемас именем Mycir, будетсохранена какMycir.ewb.

2.2.4 File/Saveas

Командааналогичнаоперации Save,носохраняеттекущую схемус новым именемфайла, оставляяпервоначальнуюсхему неизменной.

Используйтеэту команду,чтобы безопасноэкспериментироватьна копии схемы,без измененияоригинала.

2.2.5 File/Revertto Saved (Revert)

Этакоманда восстанавливаетсхему к виду,который онаимела в моментпоследнегосохранения.

2.2.6 File/Import

Командапреобразуетнестандартныефайлы схем(расширение.net или .сir) и преобразовываетих к стандартномувиду ElectronicsWorkbench.

2.2.7 File/Export

Сохраняетфайл схемы содним из следующихрасширений:.net, .scr, .cmp, .cir, .plc.

2.2.8 File/Print

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+P.

Командапредназначенадля полной иличастичнойраспечаткисхемы и/илиприборов. Длявыполненияоперации необходимовыбрать элементы,которые будутнапечатаны,в порядке, вкотором выхотите их напечатать.

2.2.9 File/PrintSetup (Windows)

Этаоперацияпредназначенадля настройкипринтера. Отображаетстандартноедиалоговоеокно Print Setup, из которогоВы можете выбратьустановленныйпринтер и определятьориентациюизображения,бумажный размер,бумажный источники другие параметры.Для схем, которыепо ширине большечем по высоте,используйтеальбомнуюориентацию.Если схемаслишком великадля печати наодном листе,печать будетавтоматическипроизводитьсяна несколькихстраницах.

2.2.10 File/Exit

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишALT+F4.

Операцияпредназначенадля завершенияработы с пакетомElectronicsWorkbench. ЕслиВы не сохранилиизменения всхеме, то будетсделан запросна сохранение.

2.2.11File/Install (Windows)

Операцияпредназначенадля установкидобавочныхкомпонентElectronics workbench. Для еевыполнениябудет запрошендиск, содержащийдополнительныекомпоненты.

2.3 МенюEdit

енюEditпозволяетосуществитьоперацииредактирования.

Рисунок3 – Внешний видменю Edit

2.3.1 Edit/Cut

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+X.

Командаиспользуетсядля удалениявыбранныхкомпонент, схемили текста. Приэтом выбранноепомещаетсяв буфер обмена,откуда егоможно вставлятьв нужное место.Команда несработает, есливыбор включаетв себя инструментальныепиктограммы.

2.3.2 Edit/Copy

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+C.

Командапредназначенадля копированиявыбранныхкомпонент,схемы или текста.Копия помещаетсяв буфер обмена.Затем вы можетеиспользоватькоманду Paste, чтобывставить копиюв нужном месте.Операция такжене выполнится,если выборвключаетинструментальныепиктограммы.

2.3.3 Edit/Paste

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+V.

Командапомещает содержаниеБуфера обменав активное окно(содержаниеостается вБуфере обмена).Для успешноговыполненияоперации Буфердолжен содержатькомпонентыElectronicsWorkbench илитекст. СодержимоеБуфера обменаможет вставлятьсятолько в окна,способныесодержатьподобную информацию.Например, Выне можете вставитькомпонентэлектрическойсхемы в окноописания.

2.3.4 Edit/Delete

Операциютакже можновызвать нажатиемклавишиDEL.

Этакоманда полностьюудаляет выбранныекомпонентыили текст.Используйтекоманду Delete состорожностью.Удаленнаяинформацияне может бытьвосстановлена.

2.3.5 Edit/SelectAll

Командавыбирает всеэлементы вактивном окне(окно схемы,окно подсхемыили окно описания).Если прибор- часть выбора,команды Edit/Copy иEdit/Paste становятсянедоступными.Для того, чтобывыбрать все,кроме несколькихэлементов,используйтекоманду Select All, изатем снимитевыделение слишних элементов,нажимая CTRL с левойкнопкой мыши.

2.3.6 Edit/Copyas Bitmap

Командапредназначенадля копированиярастровогоизображенияэлементов вБуфер обмена.Вы можетеиспользоватьэти изображенияв текстовыхпроцессорахили программахобработкиизображений.

Чтобыскопироватьрастровоеизображениеэлементовнеобходимо:

а) выбратьEdit/Copy as Bitmap (курсоризменится наcrosshair),

б) нажатьи удерживатькнопку мышиперемещаякурсор, чтобысформироватьпрямоугольник,включающийнеобходимыедля копированияэлементы,

в) отпуститькнопку мыши.

2.3.7 Edit/ShowClipboard

КомандаотображаетсодержаниеБуфера обмена.Буфер обмена- временноеместо хранениядля компонентовили текста,которые Выхотите поместитьпозже в другомместе в схеме.Вы можете такжеиспользоватьБуфер обмена,чтобы передатьинформациюот Electronics workbench к другойприкладнойпрограмме.Буфер обменаможет содержатьграфику (компонентыили схемы) итекст. Еслиактивное окноне может содержатьтип информации,которая находитсяна Буфере обмена,или если Буферобмена пуст,команда Edit/Paste будетне доступна.Например, еслиБуфер обменасодержит компоненты,а текущим являетсяокно описания,команда Paste будетнедоступна.Чтобы закрытьБуфер обмена,дважды щелкнитеменю Control(Windows).

2.4 МенюCircut

енюCircutпозволяетосуществитьоперации работыс цепями.

Рисунок4 – Внешний видменю Circut

2.4.1Circuit/Rotate

Операциютакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+R

Командапозволяетвращать выбранныекомпонентына 90 градусовпо часовойстрелке. Текст,связанный скомпонентом(метки, значенияи информацияо модели), можетбыть повторноустановлен,но при выполнениикоманды невращается. Вслучае необходимости,провода, приложенныек компонентуперенаправляютсяавтоматически.Когда Вы вращаетеамперметр ивольтметр,вращаютсятолько их терминалы.

2.4.2Circuit/Flip Vertical

Командазеркальноотражает выбраннуюсхему по вертикалив окне схемы.Обратите внимание,любые провода,приложенныек зеркальноотражаемомукомпонентуперенаправляютсяпо мере необходимости.Текст, связанныйс компонентом(метки, значенияи информацияо модели), можетбыть повторно установлен,но не отражается.

2.4.3Circuit/Flip Horizontal

Командазеркальноотражает выбраннуюсхему по горизонталив окне схемы.Любые провода,приложенныек зеркальноотражаемомукомпонентуперенаправляютсяпо мере необходимости.Текст, связанныйс компонентом(метки, значенияи информацияо модели), можетбыть повторно установлен,но не отражается.

2.4.4Circuit/Component Properties

Командапредназначенадля изменениясвойств выбранногокомпонента.Также выводитсяпри двойномнажатии накомпоненте.При вызове спомощью всплывающегоменю, посленажатия правойкнопкой мыши,назначаютсязаданные поумолчаниюсвойства длявсех выбранныхкомпонентов,впоследствиииспользуемыхв этой схеме.Это не воздействуетна уже размещенныекомпоненты.

Привыполнениикоманды открываетсядиалоговоеокно Circuit/Component Properties, закладкикоторого зависятот типа выбранногокомпонента.

Возможныследующие типызакладок:

-Label,

- Value,

- Models,

- Schematic Options,

- Fault,

- Node,

- Display,

- Analysis Setup.

2.4.4.1 ЗакладкаLabel (Свойствакомпонента)

Закладкутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+L.

Используйтеэту закладку,чтобы установитьили заменитьметку компонентаи идентификатор(компонентытипа соединителей,заземлений,измерителейне имеют идентификаторов).

ЕслиВы вращаетеили зеркальноотражаетекомпонент,метка можетбыть установленаповторно. Если,в результате,провод проходитчерез метку,Вы можете сдвинутьметку направо,добавляя несколькопробелов передметкой.

Чтобывставить общуюинформациюв схему, введитетекст в окноописания, доступноеиз меню Window.

Обратитевнимание,идентификаторыназначаютсясистемой уникальноидентифицируякомпонент. Выможете изменятьих в случаенеобходимости,но они должныоставатьсяуникальными.Идентификаторыне могут бытьудалены.

2.4.4.2 Value Tab(Свойства компонента)

Закладкутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+U.

Поляна этой закладкеразличаютсяв зависимостиот компонента.

2.4.4.3 ЗакладкаModels (Свойствакомпонента)

Закладкутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+М.

Используйтеэту закладку,чтобы выбратьмодель, используемуюдля компонентаи для редактирования,добавленияили удалениямоделей илибиблиотек.Компонентыпо умолчанию«идеальны»,что для большинствасхемотехническихмоделированийможет бытьдостаточным.Однако, есливы хотите увеличитьточность результатовтеста, используйте«реальную»модель.

2.4.4.4Закладка SchematicOptions(Свойства компонента)

Закладкаиспользуется,чтобы установитьцвет провода.

2.4.4.5Закладка Fault(Свойства компонента)

Закладкутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+F.

Используйтеэту закладку,чтобы назначитьнеисправностьна терминалкомпонента.

Leakage- помещает значениесопротивления,определенноев смежных полях,параллельнос выбраннымитерминалами.Это заставляетток течь мимотерминаловвместо того,чтобы пройтиих.

Short- помещает оченьнизкое сопротивлениемежду двумятерминалами,так что компонентне имеет никакогоизмеримогоэффекта насхеме.

Open- помещает оченьвысокое сопротивлениена терминале,как будто проводноесоединениена терминалбыло разбито.

2.4.4.6Закладка Node(Свойствакомпонента)

Закладкаиспользуетсядля изменениясвойств узла.

NodeID- назначенноесистемой имяузла.

Useas Testpoint -определяет,должен ли узелрассматриватьсякак тестоваяточка.

SetNode Color -отменяет наборцветов дляотдельныхпроводов.

2.4.4.6Закладка Display(Свойства компонента)

Закладкаиспользуетсядля отображения/скрытиятех или иныхэлементовElectronicsWorkbench.

Когдавыбрано UseSchematic Options используютсянастройкипараметровдисплея иззакладки Show/Hideдиалоговогоокна Circuit/Schematic Options.

Showlabels, Show models, Show reference ID -когда не выбраноUseSchematic Options,используютсяпараметрыдисплея какони были определены.

2.4.4.7Закладка Setup(Свойствакомпонента)

Закладкаиспользуетсядля настройкипараметровэлементов,таких как рабочаятемпература.

Useglobal temperature -если выбрано,используетсянабор температурустановленныйв Analysis/AnalysisOptions.Если не выбрано,используютсяте температуры,которые былиопределены.

Setinitial conditions -устанавливаетначальныезначения длякомпонента.

Некоторыекомпонентыотображаютдополнительныепараметры наэтой закладке,для использованиявместе с параметрами,описаннымив техническомсправочникеElectronicsWorkbench.

2.4.5Circuit/CreateSubcircuit

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+B.

Командаобъединяетвыбранныеэлементы схемыв подсхему, вдействительностисоздавая интегральнуюсхему.

Подсхемаможет содержатьтак многокомпонентов,как требуется.Любая подачапроводов кдругим компонентамили соединителямв схеме станеттерминаламина пиктограммеподсхемы.

Чтобысоздать подсхему:

а) Выберитеэлементы, которыенужно использоватьдля подсхемы.

б) ВыберитеCircuit/CreateSubcircuit,и завершитедиалог, которыйпоявляется:

Copyfrom Circuit- помещает копиювыбранныхкомпонентовв подсхеме.Первоначальныекомпонентыостаются, посколькуони находятсяв окне схемы.

Movefrom Circuit- удаляет выбранныекомпонентыиз схемы, такчто они появляютсятолько в подсхеме.

Replacein Circuit,помещает выбранныекомпонентыв подсхему изаменяет выбранныекомпонентыв схеме прямоугольником,помеченнымименем подсхемы.

Выбранныекомпонентыпоявляютсяв новом окне,окне подсхемы.Имя новой подсхемыдобавляетсяк списку доступныхподсхем, которыйотображается,когда пиктограммаподсхемы перемещатьсяиз инструментальнойпанели Favorites.Подсхема доступнатолько длятекущей схемы.

2.4.6Circuit/Zoom

Командаотображаетподменю выборадля увеличенияили уменьшенияразмера дисплеяокна схемы.

2.4.7Circuit/SchematicOptions

Командапредназначенадля управлениявсем дисплеемсхемы. Измененияотносятсятолько к текущейсхеме.

Вокне командывыводитсяследующий наборзакладок:

-Grid,

-Show/Hide,

-Display,

-Value.

2.4.7.1Закладка Grid

Закладкауправляетдисплеем ииспользованиемсетки, лежащейв основе окнасхемы. Использованиесетки упрощаетвыравниваниеэлементов всхеме. Вы можетеиспользоватьсетку без ееотображения.Отображениесетки осуществляетсяна заднем планеокна схемы.Сетку удобноиспользоватьпри расстановкеобъектов.

2.4.7.2Закладка Show/Hide

Закладкауправляетдисплеем информациив окне схемы.Ее параметрыполезно использоватькогда нужноскрыть обьект.

2.4.7.3Закладка Display

Закладкауправляетшрифтом, используемымдля меток иссылок наидентификаторы.

2.4.7.4Закладка Value

Закладкауправляетшрифтом, используемымдля значенийи моделей.

2.5Меню Analysis

МенюAnalysisпозволяетвыполнитьразличныеанализы. Внешнийвид меню приведенна рисунке 2.5.Перед выполнениемкаждого из нихпользователюбудет предложенозаполнитьпараметрованализа. Анализбудет выполнентолько в томслучае когдаэто возможнодля даннойсхемы.

Рисунок5 – Внешний видменю Analysis

2.5.1Analysis/Activate

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+G.

Командаактивизируетсхему (включаетпереключательпитания). Активизациясхемы начинаетпоследовательностьматематическихопераций, чтобывычислитьзначения длятестовых точекв схеме.

Переключательпитания остаетсявключенным,пока Вы неостанавливаетеили не приостанавливаетемоделирование.

2.5.2Analysis/Pauseand Analysis/Resume

Командутакже можновызвать нажатиемклавишиF9.

Командавременно прерываетили продолжаетмоделирование(управляетсякнопкой Pause/Resume).Приостановкаполезна, есливы хотите рассмотретьформу волны(форму кривой,форму сигнала)или сделатьизменения винструментальныхнастройках.(Имитация простыхсхем можетоказатьсяслишком быстройдля приостановки.)

2.5.3Analysis/Stop

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+T.

Командавручную останавливаетмоделирование.Имеет тот жесамый эффекткак щелчокпереключателяпитания.

Обратитевнимание, чтовыключениеэнергии стираетданные и инструментальныеследы и сбрасываетвсе значенияк начальным.

2.5.4Analysis/Analysis Options

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+Y.

ElectronicsWorkbench позволяетВам управлятьмногими аспектамимоделирования,типа сбросатерпимостиошибки, выборметодов моделированияи просмотрарезультатов.Эффективностьмоделированиятакже зависитот параметров,которые Вывыбираете.Большинствопараметровимеет значенияпо умолчанию.

Чтобырассмотретьили изменитьлюбые из параметров,выберитеAnalysis/AnalysisOptions.

2.5.5Analysis/DCOperating Point

Командавыполняетанализ DCOperating Point.

2.5.6Analysis/AC Frequency

КомандавыполняетанализACFrequency.

2.5.7Analysis/Transient

КомандавыполняетанализTransient.

2.5.8Analysis/Fourier

КомандавыполняетанализFourier.

2.5.9Analysis/Noise

КомандавыполняетанализNoise.

2.5.10Analysis//Distortion

КомандавыполняетанализDistortion.

2.5.11Analysis/Parameter Sweep

КомандавыполняетанализParameter Sweep.

2.5.12Analysis/Temperature Sweep

КомандавыполняетанализTemperature Sweep.

2.5.13Analysis/Pole-Zero

КомандавыполняетанализPole-Zero.

2.5.14Analysis/Transfer Function

КомандавыполняетанализTransfer Function.

2.5.15Analysis/Sensitivity

КомандавыполняетанализSensitivity.

2.5.16Analysis/Worst Case

КомандавыполняетанализWorst Case.

2.5.17Analysis/Monte Carlo

КомандавыполняетанализMonte Carlo.

2.5.18Analysis/Display Graph

Командавыводит графическиерезультатыанализа.

2.6Window Menu

енюWindowпозволяетосуществитьоперации работыс окнами.

Рисунок6 – Внешний видменю Window

2.6.1Window/Arrange

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+W.

Командааккуратнорасставляетоткрытые окна.

2.6.2Window/Circuit

Командапереносит окносхемы на переднийплан.

2.6.3Window/Description

Командутакже можновызвать одновременнымнажатием клавишCTRL+D.

Командаоткрывает окноописания. (Еслиокно описанияуже открыто,переносит егона переднийплан.) Вы можетенапечататькомментарииили указанияв окне описания,а также вставитьтекст из другойприкладнойпрограммы илиописания схемы.

2.7Меню Help

енюHelpпредоставляетвызов файла-справки.Вызовсправки такжеможно осуществитьнажатием клавишиF1.

Рисунок7 – Внешний видменю Help

2.8Порядок проведенияработы дляразработкипринципиальнойэлектрическойсхемы

2.8.1ЗапуститеElectronics Workbench.

2.8.2Подготовьтеновый файл дляработы. Дляэтого необходимовыполнитьследующиеоперации изменю: File/New иFile/Save as.При выполненииоперации Saveas будетнеобходимоуказать имяфайла и каталог,в котором будетхранитьсясхема. Рекомендуетсяназывать схемупо фамилииисполнителя.

2.8.3Перенеситенеобходимыеэлементы иззаданнойпреподавателемсхемы на рабочуюобласть ElectronicsWorkbench. Дляэтого необходимовыбрать разделна панелиинструментов(Sources, Basic, Diodes, Transistors,Analog Ics, Mixed Ics, Digital Ics, Logic Gates, Digital, Indicators,Controls, Miscellaneous, Instruments),в котором находитсянужный вамэлемент,затемперенести егона рабочуюобласть.

2.8.4Соединитеконтакты элементови расположитеэлементы врабочей областидля получениянеобходимойвам схемы. Длясоединениядвух контактовнеобходимощелкнуть поодному из контактовосновной кнопкоймыши и , не отпускаяклавишу, довестикурсор до второгоконтакта. Вслучае необходимости можно добавитьдополнительныеузлы (разветвления).Нажатием наэлементе правойкнопкой мышиможно получитьбыстрый доступк простейшимоперациям надположениемэлемента, такимкак вращение(rotate), разворот(flip), копирование/вырезание(copy/cut), вставка(paste).

2.8.5 Проставьтенеобходимыеноминалы исвойства каждомуэлементу. Дляэтого нужнодважды щелкнутьмышью на элементе.

2.8.6 Когда схемасобрана и готовак запуску, нажмитекнопку включенияпитания напанели инструментов.В случае серьезнойошибки в схеме(замыканиеэлемента питаниянакоротко,отсутствиенулевого потенциалав схеме) будетвыдано предупреждение.

2.8.7Произведитеанализ схемы,используяинструментыиндикации.Вывод терминалаосуществляетсядвойным нажатиемклавиши мышина элементе.В случае надобностиможно пользоватьсякнопкой Pause.

2.8.8При необходимостипроизведитедоступныеанализы в разделеменю Analysis.

3Моделированиерадиоэлектронныхустройств припомощи программногокомплексаElectronics Workbench

3.1Подготовкак работе ElectronicsWorkbench

Для работыс программнымкомплексомElectronics WorkbenchV.5.0C необходим IBM -совместимыйперсональныйкомпьютер спроцессоромI486 ( рекомендуетсяPentium ) иоперационнойсистемой Windows 3.1( рекомендуетсяWindows 95 илиWindows 98 ).

Для началаработы с программнымпакетом необходимозагрузитьсистему установитьElectronics Workbench, еслиэто не былосделано ранее.Затем при помощи«диспетчерафайлов» ( дляWindows3.1 ) или «проводника»( для Windows 95 илиWindows 98 ) открытьрабочий каталог,в котором установленпакет и запуститьисполняемыйфайл WEWB32.EXE.Далееможно произвестинастройкиинтерфейсапользователя, если это необходимо.

3.2 МоделированиеинтегрирующейRC – цепи

Для началаразработкинеобходимозагрузитьфайл-схему всреду Electronics Workbench,еслиэтот файл ужесоздан и находитсяна одном изнакопителейкомпьютера.Это делаетсяпосредствомвыполнениякоманды менюFile/Open либонажатием насоответствующей«горячей кнопке»на панелиинструментови дальнейшимвыбором накопителя,каталога, иимени файла.Если же файлеще не созданнеобходимосоздать егопосредствомвыполнениякоманды File/Newи командыFile/Save as. Привыполнениипервой командыбудет созданновый файл-схемаи в случае есликакая либосхема уже загруженав Electronics Workbench,пользователюбудет предложеносохранитьпредидущуюсхему. Втораякоманда предназначенадля записифайла на накопительи установкикаталога иимени, под которымбудетхранитьсяданная схема/1/.

Далеенужно нанестина рабочуюобласть ElectronicsWorkbench моделидеталей необходимыедля моделированияданной схемы.Это делаетсяпосредствомнажатия левойкнопкой мышина нужном наборедеталей, послечего будетвыведенодополнительноеокно включающеев себя деталинабора, выборомсоответствующейдетали, приэтом на кнопкес рисункомэлемента нажимаетсялевая кнопкамыши и элементпереноситсяна рабочуюобласть (кнопкумыши необходимодержать нажатойдо выбора местарасположенияэлемента. Вданном случае

Рисунок3.1 – RC-цепьв Electronics Workbench

необходимы:источник импульсов(Function Generator), резистор(Resistor), конденсатор(Capacitor), осциллограф(Oscilloscope) и заземление(Ground). Резистор и конденсаторнаходятся внаборе Basics,заземление- в наборе Sources, осциллографи генераторимпульсов - внаборе Instruments.

Каждыйэлемент имеетточки соединения,которые нужносоединить дляполучениянужной схемы.Это делаетсявыбором контакталевой кнопкоймыши и переносомее к другомуконтакту, приэтом создаетсяпровод, соединяющийих. При необходимостина провод можнонанести узел( Connector внаборе Basics). Затемдля наглядностиможно перенестиэлементы внеобходимыеместа рабочейобласти. Этодействие такжеосуществляетсянажатием наэлементе левойкнопкой мышии переносомпри удержаннойв нажатом состояниикнопке. Приэтом соединительныепровода будутперемещеныавтоматически.При необходимостипровода можнотакже перемещать.На рисунке 3.1представленвид интерфейсаElectronics Workbench послесборки RC– цепи.

Когдасхема созданаи готова к работедля началаимитации процессаработы необходимовыполнитькоманду менющелкнуть кнопкувключенияпитания напанели инструментов.Данное действиеприведет врабочее состояниесхему и в одномиз окон строкисостояния будетпоказыватьсявремя работысхемы, котороене соответствуетреальному изависит отскорости процессораи системыперсональногокомпьютера,именно поэтомудля разработкисложных схемрекомендуетсяиспользоватькомпьютерыPentium II c тактовойчастотой процессора266 MГц. Прерватьимитацию можнодвумя способами.Если вы закончилиработу и просмотррезультатовимитации можноповторно щелкнутьпереключательпитания. Еслиже нужно временнопрервать работусхемы, напримердля детальногорассмотренияосциллограммы,а затем продолжитьработу можновоспользоватьсякнопкой Pause,которая такжерасположенана панелиинструментов.Возможностьприостановкипроцесса такжеявляется большимдостоинствомпо сравнениюс традиционнымтестированиемрадиоэлектронныхустройств /1/.

Теперь,для произведенияанализа имитацииможно изменятьноминалы элементов,выводить инастраиватьтерминалыприборов. Вданном случаеможно просмотретьосциллограммуна выходе RC-цепи.Для этого нужновывести окнотерминалаосциллографадвойным нажатиемна компонентеOscilloscope.Вид панелиосциллографапредставленна рисунке 3.2.

Рисунок3.2 – Вид нормальнойпанели осциллографаElectronics Workbench

При использованииосциллографав Electronics Workbench естьвозможностьпросмотрасигнала напротяжениивсего времениимитации. Дляэтого можновоспользоватьсякнопкой Expandи воспользоватьсяполосами прокруткиизображения,чтобыперевестипанель в нормальныйрежим используетсякнопка Reduce.

Вид расширеннойпанели осциллографапоказан нарисунке 3.3.

Рисунок 3.3 –Расширеннаяпанель осциллографа

Т

еперьдля изучениясвойств RC-цепиможно изменитьсигнал на еевходе. Для этогонужно вывестипри помощидвойного нажатиякнопкой мышина компонентена экран панельгенератораимпульсов. Еевид представленна рисунке 3.4

Рисунок3.4 – Панель генератораимпульсов

При помощигенератораимпульсов можноформироватьтри вида сигналов:синусоидальный,пилообразныйи прямоугольный.В данном случаедля анализанужен прямоугольныйимпульс. Дляперевода генераторав нужный режимтребуетсянажать соответствующуюкнопку на панели.Также можноизменить другиепараметры –частоту и амплитудусигнала.

Перед изменениемкаких либопараметровследует отключатьисточникипитания схемы,иначе возможнополучениеневерных результатов.

Выходнойсигнал интегрирующейцепи показанна рисунке3.5.

Рисунок3.5 – Сигнал навыходе интегрирующейRC – цепи

Для того,чтобы изменитькаие-либо параметрыэлементов схемынужно дваждыщелкнуть левойкнопкой мышина нужном элементе,при этом будетвыведено окносвойств элемента.Пример такогоокна приведенна рисунке 3.6.

Рисунок3.6 Окно параметроврезистора

Кромеанализа прямогонаблюденияза терминаламиинструментовElectronics Workbench позволяетвыполнитьдополнительныевиды анализа.В качествепримера дляданной схемыможно привестиполучение АЧХи ФЧХ схемы какчетырехполюсника.Т.е. при расчетена вход схемыбудет подаватьсясигнал различнойчастоты и будетпроизведенанализ зависимостивида выходногосигнала отвходного. Приэтом нужнобудет задатьначальную иконечную частоты,на которыхбудет произведенанализ. Дляпроведенияэтого анализанужно остановитьработу цепи, т.е. воспользоватьсяпереключателемпитания иликнопкой Pauseи выполнитькоманду менюAnalysis / AC Frequency.Перед расчетомбудет выведеноокно параметрованализа. Видэтого окнаприведен нарисунке 3.7. Принеобходимостиможно изменитьнекоторые изпараметров:Start frequency (начальнаячастота), Endfrequency (конечнаячастота), Sweeptype (типгоризонтальнойоси на конечномграфике), Numberof points (количествоточек анализа).В данном случаеудобно установитьколичествоисследуемыхточек равным1000 для полученияболее гладкогографика, типгоризонтальнойоси – логарифмическими диапазончастот от 1Гцдо 100 КГц.

Рисунок3.7 – Параметрыанализа AC Frequency

Для полученияграфиков АЧХи ФЧХ нужнонажать кнопкуSimulate вокне параметрованализа, послечего будетвыведено окнорезультатовпредставленноена рисунке 3.8.

Рисунок3.8 – АЧХ и ФЧХинтегрирующейRC - цепи

3.3МоделированиедифиренцирующейRC – цепи

Для моделированиядифференцирующейRC – цепи можно воспользоватьсяуже готовымфайлом схемыинтегрирующейцепи, описаннойв пункте 3.2. Дляэтого необходимозагрузить всреду ElectronicsWorkbench этотфайл, воспользовавшиськомандой менюFile/Openи выбрав соответствующийкаталог и файл,и поменятьрасположениев схеме резистораи конденсатора.При этом будетудобно пользоватьсякомандой Rotate,котораядоступна принажатии правойкнопкой мышина соответствующемэлементе ипередвижениемэлементов ипроводов путемвыбора и переносаконтактов принажатой левойклавише мыши.Если же файлсхемы, описаннойв пункте 3.2 отсутствуетна накопителях,то можно повторитьоперации подготовкисхемы к работе,описанные впункте 3.2. Видсозданной схемыприведен нарисунке 3.8.

Рисунок3.9 – ДифференцирующаяRC - цепь

С дифференцирующейRC – цепьюможно проделатьте же виды анализа,что были описаныв пункте 3.2. Нарисунке 3.10 показансигнал на выходецепи, а на рисунке3.11. АЧХ и ФЧХ схемы.

Рисунок3.10 – Сигнал навыходе дифференцирующейRC - цепи

Послевнесения измененийили окончанияработ схемуможно сохранить,воспользовавшиськомандой менюFile/Save, еслинужно сохранитьв том же файле,либо File/Save Asеслинужно сохранитьсхему под другимименем или вдругом каталоге.

Рисунок3.11 – АЧХ и ФЧХдифференцирующейRC - цепи

3.4 Моделированиетранзисторногоавтогенератора

Для моделированиятранзисторногоавтогенераторанеобходимособрать схему,представленнуюна рисунке3.12. Для этого нужнонанести всекомпонентысхемы на рабочуюобласть ElectronicsWorkbench и соединитьвсе контактыпроводниками.Модель транзисторанаходится внаборе деталейTransistors, а источникпитания в набореSources. Послесоединениямоделей деталейв схему необходимонастроитьпараметрыкаждого компонентапутем двойногонажатия на немлевой клавишеймыши и заполнениемокон параметров.Боле подробноданная схемаописана в разделе1. После настройкипараметровможно попытатьсявключить источникпитания путемнажатия клавишипереключенияпитания и проверитьнаблюдениемза панельюосциллографа,выходит лигенератор врежим генерации.Если же на выходене появляетсясигнал переменногонапряжения,то нужно повторитьрасчет параметровсхемы и изменитьих соответствующимобразом.

Рисунок 3.12 – Модельтранзисторногоавтогенератора

За сигналомна выходе генератораудобно наблюдать,используярасширенноеокно терминалаосциллографа.На рисунке 3.13показан моментначала генерациисигнала и моментустановкистабильногорежима транзисторногоавтогенератора.Для более детальногоизучения можнопользуясьполосами прокруткии изменениямипараметровтерминала.

Для полученияболее точноймодели можнозаменить компонентыреальнымимоделямисуществующих,т.е. напримерзаменить идеальныйтранзистормоделью реальносуществующеготранзистора.Electronics Workbench включаетв себя достаточнобольшое количествореальных моделейдеталей широкоизвестныхпроизводителей.

Рисунок 3.13 – Сигнална выходетранзисторногоавтогенератора

После завершенияработы с программнымкомплексомнужно закрытьпрограмму,предварительносохранив схему,если это необходимо.

4Бизнес-план

Целью данногобизнес планаявляется получениекредита наразработкуобучающегопособия поработе с программнымпакетом ElectronicsWorkbench.

Программныйпакет ElectronicsWorkbench представляетсобой системуразработки,имитации иотладки электрическихсхем. Обучающееруководствопредназначенодля высших исредних учебныхзаведений ипредприятий,ведущих какиелибо разработкиили изучающихразличныеэлектрическиесхемы и планирующихиспользоватьпрограммноеобеспечениеElectronics Workbench и можетбыть полезнымв получениинавыков работыс пакетом и вусвоениитеоретическогоматериала по различнымкурсам , связаннымис разработкойи изучениемэлектрическихсхем.

4.1 Компания

Алматинскийинститут энергетикии связи основан10 января 1997 годана базе АлматинскогоЭнергетическогоинститута. Онзанимаетсяподготовкойспециалистовразличныхспециальностей:инженеровэлектроэнергетиков,теплоэнергетиков,экономистов,а также инженероврадиотехников.В данное времяв институтезанимается2800 студентов,преподаваниеведут 160 докторови кандидатовнаук.

Помимо подготовкиспециалистовинститут занимаетсянаучно-исследовательскойи конструкторскойработами. Набазе исследований,выполненныхна кафедрахи в лабораторияхАИЭС защищено9 докторских,более 150 кандидатскихдиссертаций,опубликованоболее 420 монографий,учебников иучебных пособий,получено свыше400 патентов иавторскихсвидетельствна изобретения.

4.2 Продукция

Программныйпродукт ElectronicsWorkbench являетсясредствомразработкии имитаторомэлектрическихцепей ипредставляетсобой программус несложныминтерфейсоми встроеннымисредствамипомощи. Работас этой программойпозволяетинженеру производитьизучение, разработкуи отладкуэлектрическихсхем. Разрабатываемоеучебное пособиепоможет инженерубыстро освоитьинтерфейсданного программногосредства и напримерах позволитизучить особенностипрограммы ипринципы разработкии анализа схем.Работая с этойпрограммойинженер составляетсхему из компонентовEWB, и задаваяи изменяя ихпараметрыпроизводитнастройку идиагностикуработы той илииной схемы.

Отличительнойособенностьюданного руководстваявляется егоуникальностьна Казахстанскомрынке, посколькуподобныеописания EWBна текущиймоментсуществуюттолько на английском,французскоми немецкомязыках разработкаруководстваявляется достаточносложной задачей,требующейразработчикавладения английскимтехническимязыком, операционнойсистемой Windowsи знания принциповработы электрическихсхем и методиких анализа.Также даннаяпрограмма можетработать налюбых IBM-совместимыхкомпьютерах,не требуя приэтом мощныхвычислительныхмашин, что вданное времявесьма привлекательно,так как не каждаяорганизацияимеет мощныеЭВМ.

4.3 Оценка реализационнойцены метода,а также затратна его разработку

При оценкереализационнойцены разработкинеобходимоучитыватьзатраты на еевыполнение,стоимостьчеловеко-дня,трудоемкость(в чел/днях),лимитную ценупродукта, атакже ценуреализации.Расчет данныхпоказателейприведен вышев пункте экономическойчасти.

Затраты наматериалы –2165 т.,

Фонд оплатытруда – 16411,27 т.,

Отчисленияна социальноестрахование– 4923,38 т.,

Амортизационныеотчисления– 2227,27 т.,

Затраты наэлектроэнергию– 431,98 т.,

Косвенныерасходы – 10443,53т.,

Общеинститутскиерасходы – 22379,0 т.,

ИТОГО СОБСТВЕННЫЕРАСХОДЫ – 58981,43т.,

Отчисленияв фонд занятости– 298,39 т.,

Отчисленияв дорожный фонд– 1179,63 т.,

ИТОГО СЕБЕСТОИМОСТЬРАЗРАБОТКИ– 60459 т.,

Лимитная цена– 84643,23 т ,

Цена рефлизации– 101571,88 т.

4.4 Рынок

В связи соспецифичностьюпрограммногообеспеченияElectronics Workbench рынокраспространенияпродукта -руководствапо применениюEWB невелики составляетпорядка несколькихдесятковзаинтересованныхинститутови организаций.

На сегодняшнийдень даннаяпродукция нарынке Казахстана не имеет аналогов,следовательноне имеет конкурентов.Единственнойпроблемой внастоящее времяявляется нелегальноекопированиеруководстваи примеровсхем, “пиратство”,что предполагаетпотерю примерно30% потенциальныхпокупателей,приобретшихпиратскиекопии. Клиентыприобретшиелицензионныекопии продуктаполучают скидкув цене при каждомпоследующемобновлениии уведомляютсяо внесенииизменений илидополненийв продукт.

4.5 Маркетинг

Конечнымипотребителямипредлагаемогопродукта являютсяпредприятиязанимающиесяподготовкойспециалистовв области радио-электротехнике,так как руководствопо EWB позволяетбыстро освоитьосновные принципы и нюансы работыс данным программнымпродуктом.Также в приобретениируководствабудут заинтересованыорганизациизанимающиесяразработкойразличноговида электрическихсхем.

Продажа программыбудет осуществлятьсякак непосредственносамим институтом,так и черезсеть магазинов,занимающихсяреализациейкомпьютернойпродукцией,посредствомзаключениядоговоров нареализациюпродукции.

Одним из основныхспособов продвиженияпрограммы нарынок будетреклама. Планируетсяиспользоватьследующиеканалы распространениярекламы:

-реклама в средствахмассовой информации;

-реклама наупаковке продукции;

-распространениев сети Internet информациио существованииданного продукта;

- рассылка информациио продуктепотенциальнымзаказчикампосредствомобычной и электроннойпочты.

Политика поддержкипродукциизаключаетсяв информированиипотенциальныхпокупателейо выпуске новыхверсий и дополненийк продукту, апостояннымклиентампредоставлениескидки при егопокупке.

4.6 Менеджмент

Для разработкируководствапо работе спрограммным комплексомEWB выделено70 человеко-дней.Состав исполнителейпо теме “ПрименениепрограммногокомплексаElectronics Workbench длямоделированияработы радиоэлектрическихустройств”определенграфиком проведенияосновных этаповразработкии представленв таблице 4.1.Персонал занимающийсянепосредственнойразработкойпрограммысостоит изинженера,руководителяи консультанта.

Таблица4.1 - График основныхэтапов проведенияразработки

Наименование работ	Исполнитель	Трудоем., Чел/дни
1 Выдача задания.	Руководитель	1
2 Составление плана проведенияработ.	Инженер	1
3 Обзор научно- технической литературы.	Инженер	10
4 Постановказадачи разработкируководствапользователя.	Консультант	5
5 Подготовкадокументациик EWB.	Инженер	3
6 Перевод документацииEWB “Интерфейспользователя”	Инженер	5

Продолжениетаблицы 4.1

Наименование работ	Исполнитель	Трудоем., Чел/дни
7 Перевод документацииEWB “Элементысхем EWB иих параметры”	Инженер	5
8 Перевод документацииEWB “Интерфейспользователя”	Инженер	5
9 Задание электрическихцепей и параметровдля примеров.	Руководитель	1
10 Составлениесхем примеровв EWB.	Инженер	1
11 Анализ полученныхрезультатов.	Консультант	1
12 Отладка схемпримеров.	Инженер	5
13 Составлениеруководствапо использованиюинтерфейсаEWB.	Инженер	5
14 Составлениеруководства“EWB в примерах”	Инженер	5
15 Формированиебиблиотекипримеров вфайловом виде.	Инженер	1
16 Анализ полученныхрезультатов.	Консультант	2
17 Разработкатехнико-экономической части.	Инженер	3
18 Оформление необходимойдокументации.	Инженер	4
19 Подведение итогов проделанной работы.	Инженер Консультант	2 2
20 Защита работы.	Инженер Руководитель	1 1
Итого:		70

4.7 Оценка рискаи страхование

Шансы на успехможно оценитькак очень высокиевследствиеналичия малогоколичестваконкурентови их местонахождения.Виды риска,которым можетбыть подвергнутаданная разработказаключаетсяв измененииналоговойполитики, колебанияхвалютного курсаи сужениипотребительскогорынка.

Организационныемеры по профилактикерисков и мерыпо сокращениюпотерь:

а) установкасистемы сигнализациипомещений иприобретениесейфов и несгораемыхшкафов,

б) организацияслужбы наемнойохраны,

в) страхованиеимущества,

г) обязательноерезервноекопированиеи защита отнесанкционированногодоступа.

4.8 Финансирование

Полные затратына выполнениеразработки складываются из следующихкомпонентов/6/:

- З_м - затратына материалы;

- З_з.п. - затратына зарплату;

- З_а - затратына амортизацию оборудования;

- З_э - затраты на электроэнергию;

- З_пр. - прочиезатраты и отчисления;

т.е.

З = З_м + З_з.п.+ З_а + З_э + З_пр.

Затраты наматериалыопределяются исходя из нормрасхода и изстоимоститребуемыхматериалов.

Составим таблицурасхода материалов(таблица 4.2)

Таблица 4.2 - Затратына материалы

Наименование	Единица измерения	Количе- ство	Цена за Единицу	Стои- мость
1 Бумага писчая	упаковка	3	200	600
2 Бумага дляпринтера	упаковка	1	500	500
3 Ручки шариковые	шт.	10	30	300
4 Карандаши	шт.	4	25	100
5 Картридж	проценты	10	6650	665
ИТОГО:				2165

Труд исполнителейразработкируководстваоплачиваетсясогласно штатно-окладной системе: месячныйоклад руководителя6000 тенге, инженера4000 тенге, консультанта 4500 тенге. Дляопределениястоимостичеловеко-дня,месячный должностнойоклад делитсяна среднемесячноеколичестворабочих дней - 25,4 дня. Оплататруда исполнителяопределяетсякак произведениетрудозатратна стоимостьчеловеко-дня.Оплата трудаисполнителейпредставленав таблице.

Таблица 4.3 - Оплататруда исполнителей

Исполнитель	Месячный оклад,тенге	Стоимостьчел/дня, тенге	Оплата труда,тенге
1 Руководитель	6000	236,22	708,66
2 Инженер	4000	157,48	8818,88
3 Консультант	4500	177,17	1948,87

Основная заработнаяплата определяетсякак сумма оплатытруда всехисполнителейи премии в размере30% /6/:

З_осн = (708,66 + 8818,88+1948,87)*(1 + 0,3) = 14919,33 тенге.

Фонд оплатытруда (ФОТ) - каксумма основнойзаработнойплаты и дополнительной заработнойплаты. Дополнительнаязаработнаяплата беретсяв размере 10% отосновной заработнойплаты:

ФОТ = З_осн +0,1* З_осн(4.1)

ФОТ =1,1* 14919,33 = 16411,27 тенге.

Отчисления в фонд специальногострахованияберутся в размере 30% от ФОТ /6/:

О_фсс= 0,3* ФОТ(4.2)

О_фсс = 0,3* 16411,27 = 4923,38тенге.

Амортизационныеотчисленияберутся исходяиз того, чтостоимость ПЭВМ,на которой выполняласьразработка(PENTIUM 166), составляла94000 тенге на моментпроведенияработ, а стоимостьпринтера LJ-4L равнялась 53000тенге. С учетомнорм амортизациина компьютер- 8%, а на принтер- 20%, амортизационныеотчисленияза 70 рабочих дней составляют:

А = (94000* 0,08* 50+ 53000* 0,2* 20) / 264 = 2227,27 тенге.

Затраты на электроэнергиюрассчитываютсяпо формуле:

З_Э = W * T * S,(4.3)

где W - потребляемая мощность;

T - количествочасов работы оборудования;

S - стоимостькиловатт-часаэлектроэнергии.

Для компьютера:W = 0,5кВт, Т = 180 ч.

Для принтера:W= 0,05кВт, Т = 50 ч.

Стоимостькиловатт-часаэлектроэнергиина 01.03.98 года составляла 4,5 тенге.

З_Э = ((0,5* 180) + (0,05* 50))* 4,5= 372,78 тенге.

Косвенныерасходы рассчитываютсякак 70% от З_осн:

З_косв. = 0,70* 14919,33 =10443,53 тенге

Общеинститутскиерасходы рассчитываютсякак 150% от З_осн:

З_ои = 1,5* 14919,33 = 22379,0 тенге.

Собственныезатраты составляют:

З_{суммар.} =58922023 тенге.

Отчисленияв на медицинскоестрахованиеберутся как1% от З_осн:

О_дф = 0,02* З (4.4)

О_дф = 0,01* 14919,33 = 149,19 тенге.

Отчисленияв фонд занятостисоставляют2% от З_осн:

О_фз = 0,02* З_осн(4.5)

О_фз = 0,02* 14919,33 = 298,39 тенге.

Таким образом,себестоимость(общая суммазатрат) разработкиопределяетсякак сумма всехзатрат, включаянакладныерасходные иотчисленияв дорожный фонди фонд занятости.

С = 58922,23 + 298,39 + 298,39 = 59519,0 тенге.

Сводная сметазатрат на проведениеразработкина тему “ПрименениепрограммногокомплексаElectronics Workbench длямоделированияработы радиоэлектрическихустройств” приведена втаблице.

Таблица 4.4 - Своднаясмета затратна проведениеразработки

Наименованиестатей затрат	Сумма,тенге
1. Затраты наматериалы	2165
2. Фонд оплатытруда	16411,27
3. Отчисленияна социальноестрахование	4923,38
4. Отчисленияна медицинскоестрахование	149,19
5. Отчисленияв фонд занятости	298,39
6. Амортизационныеотчисления	2227,27
7. Затраты наэлектроэнергию	372,78
8. Косвенныерасходы	10443,53
9. Общеинститутскиерасходы	22379,0
ИТОГО СЕБЕСТОИМОСТЬРАЗРАБОТКИ:	59370,32

Лимитная ценаразработкискладываетсяиз себестоимостинаучно-исследовательскойпродукции иприбыли:

Ц_л = С + П(4.6)

Прибыль рассчитываетсякак 40% от себестоимостиразработки:

П = 0,4* С(4.7)

П = 0,4* 59370,32= 23748,13тенге.

Ц_л = 59370,32+ 23748,13= 83118,45 тенге.

Цена реализации,с учетом налогана добавленнуюстоимость(НДС), в размере 20% от стоимостипродукции,вычисляетсяпо формуле:

Ц_р = Ц_л + НДС= Ц_л + Ц_л* 0,2(4.8)

Ц_р = 1,2* 83118,45 = 99742,14 тенге.

В условияхрыночных отношенийцена реализациинаучно-исследовательскойпродукции будетизменятьсяпо многим причинам,в частности,с ростом инфляции.Рыночная стоимостьразработкинапрямую зависитот состояниярынка и спросана научно-исследовательскуюпродукцию ипопулярностипрограммногопродукта натекущий момент.

Для финансированияразработкипредлагаетсявзять кредитв НациональномБанке Казахстана10% годовыхна 6 месяцев.Предлагаемыйразмер кредита60000.

График возвратакредита представленв таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Графиквозврата кредита

Месяц	Кредит	Затраты	% по кредиту	Долг по кредиту	Доход	Баланс
1	60000	25444	500	60500	-	Отр.
2	-	25444	500	61000	-	Отр.
3	-	8481	500	61500	99742	Отр.
4	-	-	500	62000	-	Полож.
5	-	-	500	62500	-	Полож.
6	-	-	500	63000	-	Полож.

Т.е. в случаеуспешной разработкии продаже продуктавозврат кредитавозможен через3 месяца но учитываяспецифичностьразработкипредлагаетсязапланироватьсрок возврата6 мес.

Продукт полностьюокупается припродаже дажеодного комплекта.Изготовлениепоследующихкомплектовпрактическине требуетзатрат.

Таблица4.6 – График полученияприбыли

Время	Долг по кредиту	Доход	Баланс
1 мес	60500	-	Отр.
1 мес	61000	-	Отр.
1 мес	61500	99742	Полож
1 мес	62000	-	Полож
1 мес	62500	-	Полож
1 мес	63000	-	Полож
Продажа 2-гопакета	-	99742	Полож
Продажа 5-типакетов	-	498710	Полож
Продажа 10-типакетов	-	997420	Полож

рафик,соответствующийтаблице 4.6 приведенна рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Графикпродажи продукта

рипродаже большегочисла пакетоврекомендуетсяснизить стоимостьпродукта длярасширениярынка продажи.

5 Безопасностьжизнедеятельности

5.1 Безопасностьтруда при работес дисплеем

Работас программнымпакетом ElectronicsWorkbench представляетсобой работуза компьютером.Для организацииработы необходимы: персональныекомпьютерыс соответствующейпериферией.При работе наЭВМ операторвыполняетследующиефункции: вводданных и ихобработку,запрос и приёминформации.

При работена оператораоператоравоздействуютследующиефакторы:радиациямонитора, шуми вибрацияработы вентиляторовблока питанияи принтеров,мерцание монитора(50-120Гц), монотонностьработы, длительноенахождениев сидячем положениии постоянноенапряжениезрительнойсистемы.

Ввод данныхможет осуществлятьсямножествомспособов: вводданных с помощьюклавиатуры,считываниес различныхнакопителей(CD-ROMов, флоппи-дисков,магнитооптическихдисков, и др.),с помощью сканерови другогооборудования.Наиболее важными распространённымявляется вводданных посредствомклавиатуры,но он являетсяи самым утомительным.Если операторне обладаетнавыками печативслепую десятипальцевымметодом, тобольшой объёмвводимой информацииявляется довольнотяжёлой и сложнойзадачей. Приэтом усталостьпоявляетсяуже через короткийпромежутоквремени. И напротяжениидлительногопериода этоможет привестик неблагоприятнымпоследствиям,изменениямв костной ткани,болезням суставов.

Кромеввода данных,оператор осуществляетзапрос и приёминформации.Приём информацииможет осуществлятьсякак в письменнойформе, так и вэлектронной.В письменной–информацияпоставляетсяна бумаге, вэлектронной–информацияпоставляетсяс помощьюкомпьютерныхсетей и различныхнакопителей(дискет). Скоростьобработкипоступающейинформацииво многом зависитот профессиональнойподготовленностиоператора иего индивидуальныхкачеств. Дляприёма и обработкиинформацииоператор кромеаппаратныхсредств используети программноеобеспечение,которое требуетпрофессиональнойподготовкии умственногонапряжениядля работы ссамой программойобработкиинформации(базы данных,текстовыередакторы идр.). С учётомизложенного,на эту работутребуетсяпрофессиональноподготовленныйоператор.

При работес дисплеемоператор подвергаетсявоздействиюнекоторыхвредных факторов:радиации, излучаемойэлектронно-лучевойтрубкой, монотонностьювыполняемойработы, длительномупребываниюв сидячем положениии постояннойнагрузке назрительнуюсистему. Кромеэтого, операторподвергаетсяшумовому воздействию,которое возникаетвследствиеработы вентиляторов,установленныхвнутри корпусасистемногоблока компьютера,работы принтеров(особенно матричных),работы кондиционерови т.д.

Для уменьшениявоздействиярадиации, излучаемойэлектронно-лучевойтрубкой дисплея,применяютстеклянныеили сеточныефильтры, уменьшающиемерцание, повышающиеконтрастностьи чёткостьизображения,или используютсовременныемониторы соспецификацией“low radiation”, которыеможно использоватьбез защитныхэкранов, таккак они покрытыспециальнымантибликовымсоставом длялучшего восприятияизображенияи для уменьшенияотражениявнешнего освещения.

Кроме утомлениязрительнойсистемы, идётутомление шеии спины. Дляуменьшениявоздействияэтих факторовследует придерживатьсяследующегорежима работы:

1) периодическиделать короткиеперерывы дляотдыха (через30 минут работы)

2) периодическиделать разминку.Выполнитьнесколькопростых физкультурныхупражненийдля неработающихмышц.

Размещениетехническихсредств и креслаоператора врабочей зонедолжно обеспечиватьудобный доступк основнымфункциональнымузлам и блокамаппаратурыдля проведениятехническойдиагностики,профилактическогоосмотра и ремонта;возможностьбыстро заниматьи покидатьрабочую зону;исключениеслучайногоприведенияв действиесредств управленияи ввода информации;удобную рабочуюпозу и позуотдыха /9/.

Для уменьшениявоздействиянагрузки назрительнуюсистему и дляуменьшениявоздействиямонотонностиработы дисплейразмещаем настоле или подставкетак, чтобы расстояниеот глаз до экранане превышало700 мм (оптимальноерасстояние460-500 мм). В общемслучае расстояниенаблюдениявыбираетсяв зависимостиот высоты (Н) иугловых размеров()знака: L=H/tg(/2)- расстоянието глаз до дисплея.Для букв и цифррекомендуетсязначение от 15 до 18. Экрандисплея повысоте располагаемтак, чтобы уголмежду нормальюк центру экранаи горизонтальнойлинией взглядасоставлял 20⁰.В горизонтальнойплоскости уголнаблюденияэкрана не долженпревышать 60⁰.Клавиатуруразмещаем настоле или подставкетак, чтобы высотарасположенияклавиатурыпо отношениюк полу составляла650-720 мм. При размещениипульта на стандартномстоле высотой750 мм необходимоиспользоватькресло с регулируемойвысотой сидения(380-450мм) и подставкудля ног. Желательноиспользованиестула с жёсткойспинкой вместомягкого, воизбежаниесутулостиоператора /9/.

Документ(бланк) для ввода данных располагаемна расстоянии450-500мм от глазоператора,преимущественнослева, при этомугол междуэкраном дисплеяи документомв горизонтальнойплоскостидолжен составлять30-40⁰.Угол наклонаклавиатурыустанавливаетсяравным 15⁰.

Экрандисплея, документыи клавиатурурасполагаемтак, чтобы перепадяркостейповерхностей,зависящий отих расположенияотносительноисточникасвета, не превышал1:10 (рекомендуемоезначение 1:3). Приноминальныхзначенияхяркостей изображенияна экране 50-100кд.м³освещённостьдокументадолжна составлять300-500 лк.

Устройствадокументированияи другие, нечастоиспользуемыетехническиесредства, располагаемсправа от операторав зоне максимальнойдосягаемости,а средствасвязи слева,чтобы освободитьправую рукудля записей.

Рабочий столи клавиатуруосвещаем сбокунастольнойлампой накаливания,при этом оставимобщее освещениевключеннымдля уменьшениярезкости.

Произведёмрасчёт общегоискусственногоосвещения,необходимогодля даннойработы.

Светильникив помещениирасполагаемв соответствиис правиламипожарнойбезопасности.для даннойработы (работас программнымкомплексомElectronics Workbench)используемпомещение,длина которогосоставляет6м, ширина 5м, высота4м, с побеленнымпотолком исветлыми стенами.Расчёт ведёмна основанииметодическихуказаний порасчёту производственногоосвещения /10/.Разряд зрительнойработы определяемс учётом того,что наименьшийразмер объектаравен 1-5мм. Потаблице 1.2 /10/ находим,что в данномслучае разрядзрительнойработы VI. По этойже таблицеопределяемнормируемуюосвещённость,которая равна150 лк.

Коэффициентыотраженияпотолка, стен,пола из таблицы2.4 /10/ соответственно70%, 50% и 30%. Рабочаяповерхностьнаходится навысоте 1 м отпола. Так какпринимаемсистему общегоосвещениялюминесцентнымилампами, товысота свесаравна 0,7м.

Рассчитаемрасстояниеот светильникадо рабочегоместа:

h=4-1-0,7=2,3 м.

Необходимыйсветовой потоккаждого светильникарассчитываетсяпо формуле:

Ф=(E*K_З*S*Z)/(N*),(5.1)

где E - заданнаяминимальнаяосвещённость;

К_З-коэффициентзапаса;

S - освещаемаяплощадь, м²;

Z - коэффициентнеравномерностиосвещения,равный 1,1-1,2;

N - числосветильников(намеченноедо расчёта);

 - коэффициентиспользования.

Для нахождениярассчитаеминдекс помещенияI по формуле:

I=A*B/(h*(А+B)),(5.2)

где А - длинапомещения, м;

В - ширинапомещения, м;

h - расчетнаявысота, м.

Тогда I=6*5/(2,3*11)=1,2 и =0,5из таблицы 2.5/10/.

Коэффициентзапаса находимпо таблице 1.10/10/ К_З=1,5;Z принимаемравным 1,2. Числосветильниковопределяемпо формуле N=S/L²,где S - площадьпомещения, м²; L=*h, выбираетсяв пределах от1,2 до 1,4; h - расчётнаявысота от светильникадо рабочегоместа.

Тогда N=30/(1,2*2,3)²4 (светильника).

По вышеприведённойформуле рассчитаемнеобходимыйсветовой потоккаждого светильника:

Ф=(E*K_З*S*Z)/(N*)=(150*1,5*30*1,2)/(4*0,5)=397лм.(5.3)

На основанииэтого из таблицы2.2 /10/ выбираемлампу ЛДЦ мощностью15 Вт с номинальнымсветовым потоком500 лм.

С учётом того,что длина лампыпримерно 450 мм,можно предложитьследующую схемурасположениясветильников.

Рисунок 5.1 -Схема расположениясветильниковв помещении.

При работеоператора нанего действуютразличные шумы,создаваемыеработающимипринтерами(в основномматричными),вентиляторами,установленнымив системномблоке компьютера,звуковымиплатами илидинамиками,встроеннымив компьютер,кондиционерамии прочим оборудованием.Для уменьшениявоздействияшума на организмоператораследует применятьболее современноеоборудование(замена матричныхпринтеров налазерные), атакже производитьсвоевременнуюпрофилактикуоборудования.

Микроклиматпомещенияоказываетзначительноевлияние наоператора.Отклонениеотдельныхпараметровмикроклиматаот рекомендованныхзначений снижаютработоспособность,ухудшают самочувствиеи могут привестик профессиональнымзаболеваниям.

В зависимостиот энергозатраторганизма ГОСТ12.1.005-88 ССБТ ”Воздухрабочей зоны,общие санитарно-гигиеническиетребования”предусматриваеттри категорииработ. В соответствиис ГОСТ, работаоператора ЭВМможет бытьотнесена клёгкой физическойработе категории1б сэнергозатратамиорганизма138-172 Дж/с или 120-150ккал/час. Следуетпомнить, чтов тёплый периодгода среднесуточнаятемпературанаружноговоздуха составляетвыше +10⁰С,в холодныйпериод годасреднесуточнаятемпературанаружноговоздуха составляет-10⁰Си ниже. Оптимальнаяотносительнаявлажностьколеблетсяв пределах40-60%.

Оптимальныенормы параметровмикроклиматас учётом категорииданной работыследующие: вхолодный периодгода температуравоздуха 21-23⁰С,скорость движениявоздуха неболее 0,1 м/c; в тёплыйпериод годатемпературавоздуха должнасоставлять22-24⁰С,скорость движениявоздуха неболее 0,2м/с. Допустимыезначенияотносительнойвлажности вхолодный периодгода 75% и 60% в тёплыйпериод годапри температуре27⁰С.Для обеспеченияданных условиймикроклиматав холодноевремя годаприменяютсистему центральногоотопления, ав тёплое времягода кондиционеры.

5.2 Электробезопасность

Помещение,в которомосуществляетсяработа надпрограммой,по степениэлектроопасностиотносятся кпомещениямбез повышеннойопасности -помещениясухие, с нормальнойтемпературой,изолированнымиполами, беспыльные,имеющие малоеколичествозаземлённыхпредметов.Компьютерпитается отоднофазнойсети переменноготока промышленнойчастоты с заземлённойнейтралью,напряжением220В.

Системныйблок компьютераимеет напряжениясигналов ТТЛуровней (-1,+4 В), цифровыеи аналоговыемикросхемызапитываютсяпостоянныминапряжениями5 и 12В, которые получаютсяпутем преобразования переменногонапряжения220В в блоке питания.Блок питаниясодержит в себесхемы преобразованиянапряжения,схемы стабилизациии схему защитногоотключенияпри короткомзамыкании. Таккак корпускомпьютеравыполнен изметалла, тосуществуетопасностьпробоя фазына корпус. Мониторысовременныхкомпьютеровпрактическивсегда изготовляютсяиз пластика,поэтому несмотряна большоенапряжение,присутствующеев мониторе,поражение токомчеловека практическиисключено.

Посколькупопаданиечеловека подвоздействиевысокого напряженияв данном устройствевозможно толькопо причинеаварии (пробойизоляции), торассчитаемвозможный токчерез телочеловека (I_h)при касаниичастей схемы,находящихсяпод напряжением220В /9/.

;(5.4)

(5.5)

где U-напряжениетоковедущихэлементов, В,

R_h=1000Ом- сопротивлениетела человека.

Полученноезначение вышесмертельногопорога (0.1А дляпеременноготока), значитнеобходимопредусмотретьмеры по защитечеловека отпораженияэлектрическимтоком.

1) Посколькусетевое напряжениепреобразуетсяв отдельномблоке (блокепитания), тонеобходимовыполнить егов закрытомметаллическомкорпусе иэлектрическисоединить егос корпусомвсего устройствав целом;

2) Заземлитькорпус всегокомпьютера,посредствомзаземляющеговывода в сетевомшнуре или отдельнымзаземляющимпроводом;

3) Применитьсетевой шнурс двойной изоляцией.

Произведёмрасчёт защитногозаземлениякомпьютеровв ВЦ.

Для защитыот опасногонапряженияприкосновениянеобходимоиспользоватьзащитное заземление.Наиболее эффективнымявляетсяиспользованиеконтурногозаземлителя,размещённогопо периметруздания ВЦ.

Требуемоесопротивлениезащитногозаземляющегоустройствадля данногослучая должнобыть не более4 Ом, т.е.

R_з4 Ом.

С учётом планаздания и егоразмеров строимпредварительнуюсхему заземлителя(рисунок5.2).

Рисунок5.2 -Схемаконтурногозаземлителя

При этомвертикальныеэлектродыразмещаютсяна расстоянииа=5 м одинот другого.Расчёт производимдля однороднойземли, где грунтомявляется суглинок,с удельнымсопротивлениемгрунта р=100Ом /м.

Заземлительвыполняетсяиз вертикальныхстержневыхэлектродовдлиной l_в= 2,5 м, диаметромd = 12 мм, верхниеконцы которыхсоединяютсяс помощьюгоризонтальныхэлектродов- стальных полоссуммарнойдлиной

L = 2 A 2 B ;(5.6)

L = 2 20 2 15 = 70 м. (5.7)

и сечением254мм. Горизонтальныеэлектродыуложены наглубину t₀= 0,8 м. Количествовертикальныхэлектродовn = 70/5 = 14 шт.

Расчётныесопротивлениярастеканиютока электродов- вертикальногоR_в игоризонтальногоR_гопределяютсяпо соотношениям/8/ :

где t=t₀+l_B/ 2 = 2,05 м;(5.8)

Ом(5.9)

гдеb =25 мм;(5.10)

Ом.(5.11)

Так как заземлительконтурный иn = 14 шт., то отношение

.(5.12)

По справочнымданным /8/ определяемкоэффициентыиспользованияэлектродовзаземлителя- вертикальныхи горизонтальных

_в =0,66

_г = 0,36

Сопротивлениерастеканиютока групповогозаземлителярассчитываетсяпо формуле :

Ом.(5.13)

Это сопротивлениеменьше допустимогосопротивлениязаземления ( 4 Ом ), чтоповышает безопасностьэксплуатацииоборудования.

В целях профилактикирекомендуетсяодин раз в годопределятьсопротивлениегрунта.

5.3 Противопожарныемероприятия

Здания, гдеустановленыкомпьютеры,можно отнестик категорииД пожарнойопасности стретьей степеньюогнестойкости- здания с несущимии ограждающимиконструкциямииз естественныхили искусственныхматериалов,бетона илижелезобетона.

Пожары навычислительныхцентрах представляютособую опасность,т.к. сопряженыс большимиматериальнымипотерями. Какизвестно, пожарможет возникнутьпри взаимодействиигорючих веществ,окислителяи источниказажигания. Впомещенияхвычислительныхцентров присутствуютвсе три фактора,необходимыедля возникновенияпожара.

Возникновениепожара в рассматриваемомпомещениинаиболее вероятнопо причинамнеисправностиэлектрооборудования,к которым относятся:искрение вместах соединенияэлектропроводки,короткие замыканияв цепи, перегрузкипроводов иобмоток трансформаторов,перегрев источниковбесперебойногопитания и другиефакторы. Поэтомуподключениекомпьютеровк сети необходимопроизводитьчерез распределительныещиты, позволяющиепроизводитьавтоматическоеотключениенагрузки приаварии.

ОсобенностьюсовременныхЭВМ являетсяочень высокаяплотностьрасположенияэлементовэлектронныхсхем, высокаярабочая температурапроцессораи микросхемпамяти. Следовательно,вентиляцияи система охлаждения,предусмотренныев системномблоке компьютерадолжны бытьпостоянно висправномсостоянии, т.к.в противномслучае возможенперегрев элементов,не исключающийих воспламенение.

Надёжнаяработа отдельныхэлементов иэлектронныхсхем в целомобеспечиваетсятолько в определённыхинтервалахтемпературы,влажности ипри заданныхэлектрическихпараметрах.При отклоненииреальных условийэксплуатацииот расчётных,также могутвозникнутьпожароопасныеситуации.

Серьёзнуюопасностьпредставляютразличныеэлектроизоляционныематериалы.Широко применяемыекомпаунды наоснове эпоксидныхсмол состоятиз горючихсмол, выделяющихпри горенииудушающие газы.Материнскиеплаты электронныхустройств, атакже платывсех дополнительныхустройств ЭВМизготавливаютиз гетинаксаили стеклотекстолита.Пожарная опасностьэтих изоляционныхматериаловневелика, ониотносятся кгруппе трудногорючих, и могутвоспламенитьсятолько придлительномвоздействииогня и высокойтемпературы/9/.

Посколькув рассматриваемомслучае привозгоранияхэлектроустройствамогут находитьсяпод напряжением,то использоватьводу и пену длятушения пожаранедопустимо,поскольку этоможет привестик электрическимтравмам. Другойпричиной, покоторой нежелательноиспользованиеводы, являетсято, что на некоторыеэлементы ЭВМнедопустимопопаданиевлаги. Поэтомудля тушенияпожаров врассматриваемомпомещении можноиспользоватьлибо порошковыесоставы, либоустановкиуглекислотноготушения. Нопосколькупоследниепредназначенытолько длятушения небольшихочагов возгорания,то область ихпримененияограничена.Поэтому длятушения пожаровв данном случаеприменяютсяпорошковыесоставы, таккак они обладаютследующимисвойствами:диэлектрики,практическине токсичны,не оказываюткоррозийноговоздействияна металлы, неразрушаютдиэлектрическиелаки.

Установкипорошковогопожаротушениямогут быть какпереносными,так и стационарными,причем стационарныемогут быть сручным, дистанционными автоматическимвключением.

Автоматическаяустановка иустановка смеханическимвключениемотличаетсятолько средствамиоткрытия запорногокрана. В автоматическихустановкахиспользуютсяразличныедатчики обнаруженияпожара (по дыму,тепловому исветовомуизлучению), ав механическихспециальныетросовые системыс легкоплавкимизамками. В настоящеевремя освоенымодульныепорошковыеустановкиОПА-50, ОПА-100, УАПП/9/.

Для обеспечениятушения пожарав рассматриваемомпомещенииприменяетсяавтоматическаястационарнаяустановкапорошковогопожаротушенияУПС-500. Установкапорошковоготушения состоитиз сосуда дляхранения порошка,баллонов сосжатым газом,редуктора,запорной аппаратуры,трубопроводови порошковыхоросителей.

В рассматриваемомпомещенииприменим извещателитипа ИП 104, которыесрабатываютпри превышениитемпературыв помещении+60 ⁰С. Иизвещателитипа ИП 212, которыесрабатываютпри скоплениидыма в помещении.

Для профилактикипожарной безопасностиорганизуемобучениепроизводственногоперсонала(обязательныйинструктажпо правилампожарной безопасностине реже одногораза в год), изданиенеобходимыхинструкций с доведениемих до каждогоработникаучреждения,выпуск и вывескаплакатов справиламипожарной безопасностии правиламиповедения припожаре. Такженеобходимоналичие плакатов,информирующихлюдей о расположенииаварийныхвыходов изздания в случаевозникновенияпожара, планаэвакуации людейв аварийныхситуациях.

План эвакуациилюдей в случаепожара долженбыть составлентаким образом,чтобы за кратчайшеевремя людимогли покинутьздание, не создаваяпробки во времядвижения. Путьот дверей каждогопомещения довыхода из зданиядолжен бытьпо возможностиминимальным.Для этого необходимоучесть расположениекомнат и всехвыходов изздания, включаяаварийные. Нарисунке5.3 приведен планэваукациилюдей при пожарев вычислительномцентре.

Рисунок5.3 -План эваккуациипри пожаре

На данномплане показаныкратчайшиепути выходаиз здания, включаяаварийныйвыход. При этомне создаютсяпробки в коридорахи в дверныхпроходах, чтопозволяетпокинуть помещениев кратчайшеевремя.

АЛМАТИНСКИЙИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИИ СВЯЗИ

Кафедрарадиотехники

УТВЕРЖДАЮ

И.о.проректорапо учебнойработе

Э.А.Сериков

“____”_____________1998г.

С.В.Коньшин

ИЗУЧЕНИЕРАБОТЫ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХСХЕМ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВ СПОМОЩЬЮ ПРОГРАМНОГОКОМПЛЕКСАELECTRONICS WORKBENCH

Методическиеуказания клабораторнойработе

( для студ.Специальностей38.03, 38.04 )

Согласовано: Рассмотренои одобрено

НачальникУМО назаседаниикафедры

___________О.З.Рутгайзер “Радиотехника”

“____”_____________1998 протокол№ от . .98

Инженер постандартизации Заведующийкафедрой

___________Л.Г.Дедик ______А.З.Айтмагамбетов

“____”_____________1998 “____”_____________1998

Редактор Составитель(разработчик)

___________Н.Д.Латыпова ___________С.В.Коньшин

“____”_____________1998

Алматы 1998

Св. План, 1998, поз.

Коньшин СергейВладимирович

ИЗУЧЕНИЕРАБОТЫ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХСХЕМ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВ СПОМОЩЬЮ ПРОГРАМНОГОКОМПЛЕКСАELECTRONICS WORKBENCH

Методическиеуказания клабораторнойработе

( для студ.Специальностей38.03, 38.04 )

РедакторН.Д.Латыпова

Подписанов печать

Тираж 50 экз.Формат60x84 1/16.

Объем 2 п.л.Бумагатипографская№1.

Заказ №

Цена тенге.

РотапринтАлматинскогоинститутаэнергетикии связи,

480013 Алматы,Байтурсынова,126.

Составитель:C.В.Коньшин.Изучениеработы

принципиальныхсхем радиоэлектронныхустройств спомощью програмного

комплексаElectronics Workbench

Методическиеуказания клабораторнойработе

( для студ.Специальностей38.03, 38.04 )

Алматы: АИЭиС,1998.- 26с.

Данное пособиепредназначенодля ознакомлениястудентов спроцессамипроисходящимив радиоэлектронныхсхемах с помощьюпрограмногокомплекса EWB.Студенты выполняютлабораторнуюработу,в которойизучаетсяинтерфейспользователяElectronics Workbenchv.5.0 и примерыпостроенияразличныхэлектрическихсхем. Крометого, студентыпо заданиюпреподавателяразрабатываютконкретнуюпринципиальнуюсхему и проверяютее работу спомощью EWB.

Методическиеуказанияпредназначеныдля студентовспециальностей38.03 “Радиотехника”и 38.04 “Радиосвязь,радиовещаниеи телевидение”.

Ил.3 , библиогр.- 4 назв.

Рецензент:Доцент,канд. техн. Наук,доц.Г.Г.Сабдыкеева.

Печатаетсяпо плану изданияМинистерстваобразованияРеспубликиКазахстан на1998г.

 Алматинскийинститут энергетикии связи, 1998

АЛМАТИНСКИЙИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИИ СВЯЗИ

Кафедрарадиотехники

ИЗУЧЕНИЕРАБОТЫ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХСХЕМ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВ СПОМОЩЬЮ ПРОГРАМНОГОКОМПЛЕКСАELECTRONICS WORKBENCH

Методическиеуказания клабораторнойработе

( для студ.Специальностей38.03, 38.04 )

Алматы 1998

Обоснование

ЕlectronicsWorkbench можетприменятьсякак на предприятиях,занимающихсяразработкойэлектрическихцепей так и ввысших учебныхзаведениях,занимающихсяизучением иразработкойрадиоэлектронныхустройств.

ЕlectronicsWorkbench можетприменятьсякак заменадорогостоящегооборудования.

Список литературы

Файлсправка Electronicsworkbench 5.0C
Internet: http://www.intsyseurope.fr/ElectronicsWorkbench/facts.html
БаскаковС.И. Радиотехническиецепи и сигналы.– M. Высш.шк.,1988.
ПетровБ.Е., РоманюкВ.А. Радиопередающиеустройствана полупроволниковыхприборах.- M.: Высш.шк.,1989.
ПавловецВ.И. Экономическаяэффективностьновой техникив электронномприборостроении.– М.: Советскоерадио, 1974.
Экономикарадиотехническойпромышленности/ Под ред. В.К.Беклешева –М.: Высшая школа,1987.
СтуколовП.М. Экономикаэлектроннойпромышленности.– М.: Высшая школа,1987.
ДолинП.А. Основы техникибезопасностив электроустановках.– М.: Энергоатомиздат,1984.
Охранатруда на предприятияхсвязи и охранаокружающейсреды. / Н.И. Баклашев,Н.Ж. Китаева,П.Д. Терехов.– М.: Радио и связь,1989.
КошулькоЛ.П., СуляеваН.Г., Генбач А.А.Производственноеосвещение. –Алма-Ата: МинистерствонародногообразованияКазахской ССР,1989.

Введение

При разработкесовременногорадиоэлектронногооборудования невозможнообойтись безкомпьютерныхметодов разработки,ввиду сложностии объемностивыполняемыхработ.

Разработкарадиоэлектронныхустройствтребует высокойточности иглубокогоанализа.

ЕlectronicsWorkbench применяетсяв большинствевысших учебныхзаведений мира.

ЕlectronicsWorkbench можетприменятьсякак заменадорогостоящегооборудования.

ЕlectronicsWorkbench можетпроизводитьбольшое количествоанализоврадиоэлектронныхустройств,занимающихдостаточномного временипри стандартныхметодах разработки.

ЕlectronicsWorkbench включаетв себя большоеколичествомоделей радиоэлектронныхустройствнаиболее известныхпроизводителей,таких как Motorolla.

ЕlectronicsWorkbench проств обращениии не требуетглубоких знанийв компьютернойтехнике.

ИнтерфейсЕlectronics Workbenchможно освоитьбуквально занесколько часовработы.

ЕlectronicsWorkbench можетработать сбольшим числомкомпьютернойпереферии, атакже имитироватьее работу.

ЕlectronicsWorkbench можетна данный моментне имеет себеаналогов попростоте интерфейсаи числу выполняемыхфункций.

Заключение

Вдипломнойработе былапродемонстрированаработа и простотаинтерфейсапользователякомплексаElectronics Workbench.

На примерахбыло рассказаноо возможностяханализа радиоэлектронныхустройств.

ElectronicsWorkbench являетсямощным средствомразработкимоделированияи отладкирадиоэлектронныхустройств иможет бытьрекомендованк использованиюв высших учебныхзаведениях, школах и напредприятиях, занимающихсяразработкой.

Применение программного комплекса Electronics Workbench для разработки радиоэлектронных устройств

1Анализ и обзормоделей радиоэлектронныхустройств напримере автогенераторов

1.1Автогенераторы

1.2 Общиесведения обавтогенераторах

Рисунок1.1 – Структурнаясхема автогенератора

1.3 Транзисторныеи диодныеавтогенераторы

Ya= Iа1/Ua1= Ga +jBa (1.1)

здесь

Ga= (Ia1/Ua1)*cos(a)(1.2)

Ba =(Ia1/Ua1)*sin(a)(1.3)

Активный элементотдает в резонатормаксимальнуюмощность

Р1= |P_| = 0.5 U2a1|Ga|(при заданнойамплитуде Ua1),если Gaотрицательнаи максимальнапо модулю, т.е. при a= Вэтом случаеколебанияпервых гармоникIa(t)и Ua(t)противофазныи Ba = 0.

Рисунок1.4 – Схема диодногоавтогенератора

Рисунок1.6 – Обобщеннаяэквивалентнаясхема автогенератора

Рисунок1.9 – Обобщенныегодографыколебательнойсистемы

2.8Порядок проведенияработы дляразработкипринципиальнойэлектрическойсхемы

Рисунок3.4 – Панель генератораимпульсов

Рисунок3.6 Окно параметроврезистора

Рисунок3.7 – Параметрыанализа AC Frequency

Рисунок 3.12 – Модельтранзисторногоавтогенератора

Рисунок 3.13 – Сигнална выходетранзисторногоавтогенератора

4Бизнес-план

Таблица4.1 - График основныхэтапов проведенияразработки

Исполнитель

Продолжениетаблицы 4.1

Исполнитель

Наименование

Наименованиестатей затрат

Сумма,тенге

Таблица4.6 – График полученияприбыли

5 Безопасностьжизнедеятельности

5.1 Безопасностьтруда при работес дисплеем

Y_a= I_а1/U_a1= G_a +jB_a(1.1)

G_a= (I_a1/U_a1)*cos(_a)(1.2)

Ba =(I_a1/U_a1)*sin(_a)(1.3)