Разработка фотоприемного устройства волоконно. Реферат. Пояснительная записка дипломного проекта на тему "Разработка фотоприемного устройства воспи диапазона дцв."

• Название: Реферат. Пояснительная записка дипломного проекта на тему "Разработка фотоприемного устройства воспи диапазона дцв."
• Анкор: Разработка фотоприемного устройства волоконно
• Дата: 15.09.2022
• Размер: 199.5 Kb.
• Имя файла: Разработка фотоприемного устройства волоконно.doc
• Тип: Реферат; #678656
• страница: 5 из 5

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.
Надежное зануление всех приборов обеспечит требуемую защиту рабочему персоналу.

6.4. Мероприятия по пожарной безопасности.

На рабочем месте могут быть следующие наиболее вероятные причины пожара:
- небрежное обращение с открытым огнем;
- короткое замыкание в силовой сети;
- короткое замыкание из-за недостаточной жесткости конструкции;
- искрение.
Короткое замыкание может произойти либо при пробое изоляции, либо при нарушении изоляции, вследствие посторонних причин, например: расплавлении при попадании провода на горячее жало паяльника. Сечение проводов в устройстве необходимо выбирать с учетом возможных перегрузок (для тока 0,1А требуется провод с площадью сечения не менее 0,05мм2 (диаметр 0,12мм), при плотности тока 5А/мм2, запас равен 2,5).
Искрение возникает в местах ненадежных соединений (разболтанные или окислившиеся контакты). Для его предотвращения необходимо постоянно следить за состоянием разъемов и контактов, вовремя их чистить или заменять.
Для предотвращения пожаров необходимо содержать рабочее место в чистоте и порядке, не допускать на рабочем месте скопления бумаги, а ЛВЖ хранить в специально отведенных местах.
Применение открытого огня на рабочем месте является нарушением техники безопасности и потому не рассматривается.
Необходимо нахождение в помещении одного - двух углекислотных огнетушителей типа ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, а также пожарной сигнализации ТЛО-30, которая подает сигналы о пожаре в случае, если люди в помещении отсутствуют.

6.5 Выводы.

1. Разработанное устройство отвечает эргономическим требованиям.
2. Применяемые меры по электробезопасности исключают поражения электрическим током.
3. Меры пожарной профилактики исключают возникновения пожара в разработанном устройстве.

7. Технико – экономические расчеты.

7.1. Расчет полной себестоимости.

Расчет проводим по следующим элементам затрат:
- материальные затраты (за вычетом стоимости возвратных отходов) ;
- затраты на оплату труда ;
- прочие расходы.

7.1.1. Расчет материальных затрат (Мз).
(за вычетом стоимости возвратных отходов)

а) Расчет сырья и основных материалов (Мс).

Здесь учитывается стоимость всех используемых материалов. К полученной сумме добавляется 20% (в соотв. с реком. Л.3. приним. от 10 до 30%) от стоимости материалов на транспортные и заготовительные расходы. Цены на сырье и материалы взяты из каталога 2001 года. Расчеты приведены в таблице 7.1.1.б.
Таб.7.1.1.б. Расчет стоимости основных материалов.
Наименование материала.Ед.изм. Норма расхода. Цена в рублях. За 1кг. Сумма в рублях.
Дюраль, кг. 0,1 80 8,0
Эмаль, кг. 0,05 84 4,2
Лак, кг. 0,05 68 3,4
Стеклотекстолит,кг. 0,05 87 4,35
Канифоль, кг. 0,02 48 0,96
Припой, кг. 0,05 153 7,65
Провод, кг. 0,05 2,3 0,2
Винт, кг. 0,03 70 2,1
Гайка, кг. 0,03 70 2,1
Итого : 32,96
Транспортн. и заготовит.расх.20% 6,6
Всего : 40,0

б) Расчет затрат на покупные комплектующие изделия.(П)

В этой статье учитываем стоимость всех покупных и комплектующих изделий. К полученной сумме добавляем расходы на транспорт (в соотв.с реком.Л.3.принимается от 20 до 30%) в размере 30% от суммы затрат на покупные комплектующие изделия. Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты приведены в таб.7.1.1.б.

Таблица 7.1.1.б Покупные изделия и полуфабрикаты.
Наименование изделий. Тип. Количество. Цена за единицу в руб. Сумма в руб.
ИМС М 45121-2 1 80 80
Транзисторы 2Т3114В-6 2 25 50
Фотодиод ФД ЛФДГ-7СП 1 360 360
Резисторы МЛТ- 0,125 22 0,3 6,6
Конденсаторы К10-42 3 2,6 7,8
КМ-5А-Н90 6 3 18
Корпус Металлический 1 110 110
Разъем ГРПМ 9-14 1 15 15
Итого 647,4
Транспортные расходы,30% 194,2
Всего 842,0

в) Возвратные отходы.(Мвозв)

Рассчитываем в соответствии с формулой :
Мвозв = Нотх·Мс (руб.)
Где Нотх – процент, учитываемый при расчете возвратных отходов. В расчетах принимаем Нотх = 1% (в соотв.с реком.Л.3)
Мвозв = 0,01·40 = 0,4 (руб.)
Вывод: Итого материальные затраты (за вычетом стоимости возвратных отходов) составляют:
Мз = Мс + П - Мвозв (руб.)
Мз = 40 + 842 – 0,4 = 881 (руб.)

7.1.2. Расчет затрат на оплату труда (З).

Под затратами на оплату труда понимают начисления на оплату труда по всем основаниям, включающие следующие статьи затрат: затраты на оплату труда основного производственного персонала предприятия и дополнительную заработную плату, включающую предусмотренные законодательством компенсирующие и стимулирующие надбавки.
а) Расчет затрат на оплату труда основного производственного персонала предприятия. (Зпр)
Найдем часовую ставку (Dt)
Dt = (МРОТ·Kt) / Ф,
где МРОТ – минимальный размер оплаты труда (450 руб.)
Kt – коэффициент, учитывающий тарифный разряд.
Ф – рабочие часы за 1 месяц( за май 159 часов)

Kt 3 = 1,59 (3-ий разряд)
Kt 4 = 1,73 (4-ый разряд)
Kt 5 = 1,82 (5-ый разряд)
Kt 6 = 2,0 (6-ой разряд)
тогда Dt3 = 4,5 (руб.)
Dt4 = 4,8 (руб.)
Dt5 = 5,1 (руб.)
Dt6 = 5,6 (руб.)

Расчет затрат на оплату труда производим в таблице 7.1.2 :

Таблица 7.1.2 Основная заработная плата.
Виды работ Тарифный разряд Часовая ставка Трудоемкость, час. Зарплата, руб.
Заготовительные 3 4,5 2,5 11,25
Слесарные 4 4,8 2,5 12,0
Изготовление печатной платы 4 4,8 3,0 14,4
Монтажно-сборочные 5 5,1 4,0 20,4
Настройка 5 5,1 3,0 15,3
Итого Зпр 74,0

б) Расчет дополнительной заработной платы (Здоп)

Дополнительная заработная плата составляет 20% (в соотв.с реком.Л..3.) от основной заработной платы производства.

Здоп = 0,2·Зпр = 0,2·74 = 15 (руб.)

в) Итого фонд оплаты труда (ФОТ):

З = Зпр+Здоп = 74+15 = 89 (руб.)

7.1.3. Прочие расходы.

а) Расчет отчислений на единый социальный налог (Рсоц).

Отчисления на единый социальный налог в соответствии с законодательством составляют 35,6 % от фонда оплаты труда, в том числе :
* В фонд государственного социального страхования РФ
* В пенсионный фонд РФ
* В государственный фонд занятости
* На обязательное медицинское страхование
Рассчитываем по формуле:

Рсоц = 0,356 · З = 0,356 · 89 = 32 (руб.)

б) Прочие расходы включают в себя : расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, цеховые расходы, общехозяйственные расходы, коммерческие расходы, которые составляют 150 % от расходов на оплату труда(З).

Рпроч’ = 1,5 · З = 1.5 ·89 = 134 (руб.)

Итого прочие расходы включая амортизацию основных расходов:

Рпроч = Рсоц + Рпроч’ (руб.)
Рпроч = 32 + 134 = 166 (руб.)

На основе выполненных расчетов составляем калькуляцию полной себестоимости и сводим ее в таблицу 7.1.3

Таблица 7.1.3 Полная себестоимость изделия.
Наименование статей затрат Сумма, руб Удельный вес, %
1. Материальные затраты(за вычетом возвратных отходов), в том числе : 881 77,5
- сырье и основные материалы 40
- комплектующие изделия и полуфабрикаты 842
2. Затраты на оплату труда, в том числе : 89 7,8
- основная зарплата 74
- дополнительная зарплата 15
3. Прочие расходы, в том числе : 166 14,6
- единый социальный налог 32
- расходы на содержание и эксплуатацию обор., цеховые, общехоз., коммерческие расходы. 134
ИТОГО полная себестоимость : 1136 100

7.2 Расчет отпускной и розничной цены.

а) Отпускная цена определяется как сумма цены предприятия и налога на добавленную стоимость (НДС).

Цотп = Цп + НДС

Цена предприятия это сумма себестоимости и плановой прибыли предприятия:

Цп = Сп + Ппл (руб.)

Плановая прибыль принимается 30 % от себестоимости и составляет:
Ппл = 0,3 · 1136 = 341 (руб.)

тогда Цп = 1136 + 341 = 1477 (руб.)

НДС составляет 20 % от цены предприятия :

НДС = 0,2 · Цп (руб.)

НДС = 0,2 ·1476 = 295 (руб.)

тогда Цотп = 1477 + 295 = 1772 (руб.)

б) Розничная цена определяется как :

Црозн = Цотп + Нторг (руб.),

где Нторг – наценка торговых организаций, она составляет 25 % от отпускной цены предприятия

Нторг = 0,25 · Цотп (руб.)
Нторг = 0,25 · 1772 = 443 (руб.)

тогда Црозн = 1772 + 443 = 2215 (руб.)

7.3. Технико-экономические показатели.

Технико-экономические показатели проектируемого ФПУ и аналога приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3. Технико-экономические показатели.
Наименование показателей, ед. измерений Условные обозначения Требования Т.З. Проектир. ФПУ ДЦВ Аналог ФПУ КВ
1. Динамический диапазон, дБ. D ? 50дБ 60 40
2. Диапазон частот, МГц. F 150 ? 450 150 ? 450 1,5 ? 10
3. Используемая длина волны, мкм. ? 1,3 1,3 1,3
4. Элементная база(тип микросх) М45121-2 —
5. Время наработки на отказ, ч. Т 50.000 50.000
6. Потребляемая мощность, мВт. Р 260 200
7. Габариты, мм. 90?55?30 100?50?35
8. Масса, кг. М 0,45 0,5
9. Отпускная цена, руб. Цопт. 1772 —

7.4. Анализ технико-экономического расчета.

В результате проведения технико-экономического расчета был сделан анализ себестоимости разрабатываемого ФПУ и сравнение его основных технических характеристик с коротковолновым аналогом “Базис – 5”.
Все расчеты сведены в таблицу. Калькуляция себестоимости изделия показала, что наибольший удельный вес затрат приходится на материальные затраты – 77,6 %. Поэтому снижение себестоимости связано со снижением цен на детали. Единственным путем, которым это можно осуществить, является улучшение технологичности производства.
Внедрение в эксплуатацию нового ФПУ открывает возможность для освоения нового диапазона с частотой – 450 МГц, что не мало важно при нынешней плотности загрузки линий связи.

Заключение.

Основными элементами при построении волоконно-оптической линии связи являются : усилитель модулятор, лазерный или светодиодный излучатель, волоконно-оптический кабель, фотоприемное устройство. ВОСПИ, используемые для передачи информации, не должны ухудшать характеристики электрических сигналов, т. е. удовлетворять заданному динамическому и частотному диапазонам.
Для удовлетворения этих требований всей ВОСПИ необходимо обеспечить их выполнения каждым элементом ВОСПИ: лазерным излучателем, УМ, ВОК, ФПУ.
В данном дипломном проекте разработано фотоприемное устройство, обеспечивающие необходимые требования: динамический диапазон ? 60 дБ, малые собственные шумы.
Технико-экономический расчет показал, что разработанное фотоприемное устройство целесообразно для внедрения в эксплуатацию.

Литература.

1.Р.Р. Убайдулаев “Волоконно-оптические сети”
- М., “Эко – трендз”, 2000 г.
2. Э.А. Швецов, М.Е. Белкин “Фотоприемные устройства волоконно-оптических систем передачи” –
М., “Радио и связь” 1992 г.
3. Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов, ЛЭИС, 1985 г.
4. П.К. Чео “Волоконная оптика” – М., Энергоиздат, 1988 г.
5. Д. Гауэр “Оптические системы связи” –
М., “Радио и связь”, 1989 г.
6. Под редакцией У. Генича “Техника оптической связи фотоприемника” – М., “Мир”, 1988 г.
7. С. Гонда, Д. Сэко “Оптоэлектроника в вопросах и ответах” – Л., Энергоиздат, 1989 г.
8. Н.А. Гроднев, С.М. Верник “Линии связи” – М., “Радио и связь”, 1988 г.
9. Г.В. Войшвилло “Усилительные устройства” – М., “Радио и связь”, 1989 г.
10. Методические указания по разработке вопросов охраны труда в дипломных проектах, ЛЭИС, 1982 г.
11. Н.И. Бакланов и др. “Охрана труда на предприятиях связи” – М., “Радио и связь”, 1985 г.
12. Т. Окоси и др. “Волоконно-оптические датчики” – Л., Энергоиздат, 1991г.

Приложение 1

ФПУ. Схема электрическая принципиальная.

Приложение 2