Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы передачи информации (ВОСПИ) (стр. 9 из 11)

Схема выполняется по гибридно-пленочной технологии .

Сопротивления напыляются, а полупроводниковые приборы и емкости выполняются навесными. Для изоляционного основания выберем стеклотекстолит , как достаточно прочный в механическом плане и имеющий низкую проводимость в электрическом плане материал.

Толщина платы 2,5 мм, что достаточно для получения механической жесткости готовой печатной платы и ее размеров. Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода радио детали, что обеспечивает возможность свободной установки радио элементов. Отверстия на плате располагаются таким образом, чтобы расстояние между краями отверстий было не менее толщины платы. Иначе эта перемычка не будет иметь

достаточной механической прочности. Контактные площадки, к которым будут припаиваться выводы высокочастотных транзисторов, необходимо делать прямоугольными.

Разводка печатных проводников делается таким образом , чтобы они имели минимальную длину. При разработки усилителя, работающего на частотах выше 100 МГц необходимо предусматривать максимальное удаление друг от друга входных и выходных радиоэлементов. Такая технология изготовления позволяет снизить трудоемкость сборки усилителя, повысить срок службы.

Фотодиод и высокочастотные контакты находятся в уплотнительных отверстиях в стенках корпуса.

Готовая печатная плата устанавливается в корпусе, который наглухо закрывается жестяной крышкой. Стык пропаивается, что обеспечивает надежную защиту от наводок и помех. На этом корпусе также установлен проходной конденсатор, обеспечивающий ввод в конструкцию питающего напряжения.

Топология блока приведена в приложении 3, где тонкими линиями изображены перемычки, выполненные золотой проволокой.

6. Обеспечение безопасности жизнедеятельности.

6.1 Анализ характеристик объекта проектирования ,трудовой

деятельности человека , производственной среды.

Фотоприемное устройство является модулем приемной части волоконно-оптической системы передачи. Надежность и безопасность работы этого устройства очень важна. ФПУ устанавливается в стойку оконечного оборудования, или в подземном, в качестве ретрансляторов.

Нормальное функционирование ФПУ обеспечивается в диапазоне температур от -30ºС до +30ºС , относительной влажности от 20% до 99%,атмосферным давлением от 400 до 900 мм.рт.ст. Питающие напряжения равно +12В. Электропитание ФПУ осуществляется на оконечной станции от стабилизированного источника постоянного напряжения, подключенного к трехфазной, четырехпроходной с заземленной нейтрально 380/220 В, 50Гц Конструктивно, устройство размещается в фрезерованном латунном корпусе 70х55х30мм,что обеспечивает прочность конструкции. Масса устройства около 300г.

Трудовая деятельность человека при работе с устройством заключается либо в изготовлении, настройке , либо в ремонте .

Все эти виды деятельности являются алгоритмизированными. Настройка и ремонт производятся при использовании испытательного стенда (при настройке возможно применение слесарного инструмента ).

Все работы с устройством производятся в закрытом помещении, либо на специально оборудованных рабочих местах, снабженных вытяжной вентиляцией , для удаления вредных, для здоровья человека паров свинца, возникающих при пайке, либо на автоматических линиях.

Освещение рабочего места искусственное или совмещенное. В связи с тем, что питающие напряжения равны -12В и +12В, человек при работе с ними опасному воздействию не подвержен.

Особенностью технического процесса являются малые размеры элементов устройства.

Для ремонта и настройки ФПУ требуются следующие инструменты и приборы:

· Паяльник 42В, пинцет, отвертка, узкогубцы;

· Источник монохроматического света с длиной волны 1,3 мкм, модулируемый по интенсивности в диапазоне

до 1 ГГц;

· Измеритель комплексных коэффициентов передачи Р4-11;

· Ампервольтметр В7-22;

· Осциллограф С7-13;

· Измеритель оптической мощности;

· Стабилизированный источник питания, присоединенный у шине зануления в одной точке.

Для обеспечения здоровых условий труда работающих по настройке и ремонту необходимо определить параметры окружающей среды, воздействующей на человека, необходимые мероприятия для обеспечения безопасных условий труда, мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

6.2. Мероприятия по эргономическому обеспечению.

ФПУ работает в автоматическом режиме. В связи с этим вводятся следующие меры по обеспечению труда в процессе ремонта :

- на поверхности печатной платы нанесены позиционные обозначения элементов;

- выделенные контрольные точки для быстрого определения неисправного узла по характерным параметрам сигнала;

- конструкция выполнена в легко доступной форме, крышки экранов легко отпаиваются, открывая доступ к элементам ФПУ.

Простота схемного решения усилителя фотоприемника , удобная компоновка элементов на плате и соответствующая маркировка элементов сокращают время отыскания неисправностей и регулировки ремонтируемого изделия, не перегружая внимание регулировщика по чтению ремонтируемой схемы. Незначительное напряжение питания устройства и токи снижают опасность подведения действием электрического тока на ремонтника.

Все перечисленные факторы позволяют быстро , без ошибок найти неисправность и отрегулировать фотоприемное устройство специалистом четвертого разряда.

В зону рабочего места настройщика входят: стол ,стул и стеллаж. Конструктивно стол выполнен из гнутых по форме стальных труб, облицованных деревом и пластиком. Стол имеет секции общей вентиляции, а также секции электропроводки с колодками – зажимами для подключения измерительных приборов. Большие удобства дают выдвижные ящики стола с левой стороны от оператора , в них хорошо хранить различные элементы и к ним обеспечивается быстрый и легкий доступ (особенно, если они находятся в неглубоких ячейках). Стеллаж располагается над столом на высоте 300 мм, где устанавливается блок питания В5-12. Генератор сигналов расположен слева на столе, а справа помещается паяльник и инструмент, необходимый при настройке и регулировке ремонтируемого блока.

Рабочее пространство , высота и расположение органов управления измерительных приборов создают, удобную зону для работы настройщика в пределах досягаемости вытянутой руки.

В связи с тем, что при пайке выделяются вредные для человека пары свинца, рабочее место оборудовано вытяжной вентиляцией, а все помещение приточно-вытяжной .

Так как работоспособность человека снижается при низких и высоких температурах воздуха в помещениях, рационально применять кондиционеры.

Определим нормы на температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха. Характер выполняемых работ – легкий (механизированный, сидячий труд). Производственное помещение с незначительным избытком явного тепла, поэтому на рабочем месте оптимальными будут: температура 18÷21⁰C, относительная влажность 40÷60%, скорость движения воздуха 0,1..0,2 м/с, атмосферное давление 750..770 мм.рт.ст., содержание кислорода в воздухе 19-20% и 1% углекислого газа.

В помещении в котором производится настройка, регулировка блока предусмотрена система отопления. Она обеспечивает достаточное, постоянное и равномерное нагревание воздуха в помещении в холодный период года. При этом колебании температуры в течении суток недолжны превышать 2-3⁰С.

Нормы освещенности выбираются в соответствии с коэффициентом отражения фона и объекта, а также исходя из точности работы, определяемой по наименьшему объекту различимости в мм. Принимая для печатной платы коэффициент отражения равным

.Вычисляем коэффициент контрастности К:

; где - коэффициент отражения от светлого фона,

- коэффициент отражения от темного фона.

Данное значение соответствует средней контрастности. Исходя из этих данных, при размере объекта различимости равном

0,5 мм, наименьшая освещенность при комбинированном освещении должна составлять 300 лк.

Для обеспечения нормальных условий работы при настройке и регулировке ФПУ освещение используется искусственное или комбинированное. Для создания высокого уровня освещенности может быть использовано местное освещение.

Разработанное ФПУ выполнено по гибридной технологии на дискретных элементах с использованием ИМС. Это значительно улучшило повторяемость конструкции и позволило снизить затраты времени на настройке и ремонте ФПУ.

6.3. Мероприятия по технике безопасности.

В связи с тем , что питание измерительных приборов осуществляется от сети напряжением 220 В и не исключается возможность одновременного прикосновения человека к корпусам оборудования, имеющих соединения с землей и токоведущими частями, ремонтное помещение относится к категории помещений с повышенной опасностью поражения электрическим током.

Так как питающее напряжение ФПУ равно +12В оно практически безопасно для оператора. Однако , все приборы (а также их корпуса) ,применяемые в испытательном стенде , на котором производится настройка . должны быть обязательно занулены во избежании несчастных случаев с людьми .либо порчи устройства.

Применяемые на оконечных станциях блоки питания обязательно имеют электронную защиту по току, кроме того обязательно применение калибровочных, плавких вставок для ограничения токов в цепи питания 220 В. Для предотвращения случайных прикосновений к токоведущим частям высокого напряжения, все эти цепи надежно изолированы.