Помощь студентам в учебе
Приемник системы контроля с цифровой настройкой гетеродина и АРУ РСБН-4НМ
|
Аннотация
Введение
1 Анализ технического задания 10
1.1 Анализ требований технического задания и сравнение с прототипом 10
1.2 Теоретические сведения 12
1.2.1 Принцип действия канала азимута 13
1.2.2 Принцип действия канала дальности 14
1.3 Анализ структурной схемы приемника-прототипа 15
1.4 Структурная схема проектируемого приемника 16
2 Разработка функциональной схемы 18
2.1 Анализ функциональной схемы приемника-прототипа 18
2.2 Функциональная схема проектируемого приемника 21
2.2.1 Требования к преселектору 21
2.2.2 Требования к гетеродину 22
2.2.3 Требования к тракту преобразования частоты 22
2.2.4 Требования к схеме детектирования 23
2.2.5 Требования к схеме управления 23
2.2.6 Требования к регулятору напряжения 24
3 Разработка схемы электрической принципиальной 25
3.1 Анализ схемы электрической принципиальной приемника-прототипа 25
3.1.1 Анализ преселектора приемника-прототипа 25
3.1.2 Анализ схемы гетеродина 27
3.1.3 Анализ тракта преобразования частоты 30
3.1.4 Анализ схема детектирования 31
3.1.5 Анализ схемы управления 33
3.1.6 Анализ схемы регулятора напряжения 36
3.2 Проектирование схемы электрической принципиальной нового приемника 38
3.2.1 Проектирование преселектора 38
3.2.2 Проектирование гетеродина 41
3.2.3 Проектирование тракта преобразования частоты 45
3.2.4 Проектирование схемы детектирования 46
3.2.5 Проектирование схемы управления 50
3.2.6 Проектирование регулятора напряжения 59
4 Разработка программного обеспечения 66
4.1 Настройка гетеродина 66
4.2 Настройка аттенюатора 71
4.3 Настройка пикового детектора 75
5 Организационно-экономический раздел 76
5.1 Сетевое планирование 76
5.1.1 Элементы сетевого графика (СГ) 76
5.1.2 Расчет параметров событий сетевого графика 78
5.1.3 Расчёт параметров работ сетевого графика 79
5.1.4 Расчёт параметров СГ в целом 82
5.2 Расчет затрат на проведение НИОКР 82
5.3 Расчет себестоимости разрабатываемого устройства 87
5.4 Экономический эффект 91
6 Безопасность жизнедеятельности 92
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) 92
6.2 Анализ условий эксплуатации 94
6.2.1 Рабочие условия эксплуатации 94
6.2.2 Контроль и сигнализация 94
6.3 Соответствие проектируемого устройства требованиям безопасности 95
6.3.1 Общим требования безопасности 95
6.3.2 Специальные меры безопасности для защиты от ОВПФ 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Код управления гетеродином 100
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Листинг программы
Введение
1 Анализ технического задания 10
1.1 Анализ требований технического задания и сравнение с прототипом 10
1.2 Теоретические сведения 12
1.2.1 Принцип действия канала азимута 13
1.2.2 Принцип действия канала дальности 14
1.3 Анализ структурной схемы приемника-прототипа 15
1.4 Структурная схема проектируемого приемника 16
2 Разработка функциональной схемы 18
2.1 Анализ функциональной схемы приемника-прототипа 18
2.2 Функциональная схема проектируемого приемника 21
2.2.1 Требования к преселектору 21
2.2.2 Требования к гетеродину 22
2.2.3 Требования к тракту преобразования частоты 22
2.2.4 Требования к схеме детектирования 23
2.2.5 Требования к схеме управления 23
2.2.6 Требования к регулятору напряжения 24
3 Разработка схемы электрической принципиальной 25
3.1 Анализ схемы электрической принципиальной приемника-прототипа 25
3.1.1 Анализ преселектора приемника-прототипа 25
3.1.2 Анализ схемы гетеродина 27
3.1.3 Анализ тракта преобразования частоты 30
3.1.4 Анализ схема детектирования 31
3.1.5 Анализ схемы управления 33
3.1.6 Анализ схемы регулятора напряжения 36
3.2 Проектирование схемы электрической принципиальной нового приемника 38
3.2.1 Проектирование преселектора 38
3.2.2 Проектирование гетеродина 41
3.2.3 Проектирование тракта преобразования частоты 45
3.2.4 Проектирование схемы детектирования 46
3.2.5 Проектирование схемы управления 50
3.2.6 Проектирование регулятора напряжения 59
4 Разработка программного обеспечения 66
4.1 Настройка гетеродина 66
4.2 Настройка аттенюатора 71
4.3 Настройка пикового детектора 75
5 Организационно-экономический раздел 76
5.1 Сетевое планирование 76
5.1.1 Элементы сетевого графика (СГ) 76
5.1.2 Расчет параметров событий сетевого графика 78
5.1.3 Расчёт параметров работ сетевого графика 79
5.1.4 Расчёт параметров СГ в целом 82
5.2 Расчет затрат на проведение НИОКР 82
5.3 Расчет себестоимости разрабатываемого устройства 87
5.4 Экономический эффект 91
6 Безопасность жизнедеятельности 92
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) 92
6.2 Анализ условий эксплуатации 94
6.2.1 Рабочие условия эксплуатации 94
6.2.2 Контроль и сигнализация 94
6.3 Соответствие проектируемого устройства требованиям безопасности 95
6.3.1 Общим требования безопасности 95
6.3.2 Специальные меры безопасности для защиты от ОВПФ 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Код управления гетеродином 100
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Листинг программы
На протяжении всей истории развитие военной и гражданской авиации неизменно стимулировалось расширением области применения и усложнением задач, возлагавшихся на них, и прежде всего ростом требований к их дальности действия и точности. Если в первые десятилетия радионавигационные системы (РНС) и устройства (РНУ) обслуживали лишь морские корабли и самолеты, то затем состав их потребителей значительно расширился, и в настоящее время охватывает все категории подвижных объектов, принадлежащих различным ведомствам .
В настоящее время в арсенале радионавигационной техники скопилось немало систем, отличающихся между собой дальностью действия и точностью, что предопределяет различие их в принципах действия. Средства ближней навигации (РСБН) в диапазоне УКВ используют импульсные дальномеры и фазовые или частотные угломерные устройства на примерах отечественной системы типа "РСБН" и зарубежных систем "VOR/DME" и "TACAN". Из средств дальней радионавигации (РСДН) можно отметить длинноволновые "Чайку" и "Лоран- O', работающие в импульсно-фазовом режиме, и сверхдлинноволновые "Омегу" и "РСДН-20" с фазовыми измерениями . Находят также применение амплитудные многолепестковые радиомаяки типа «ВРМ-5» и «Консоль». Низкоорбитные спутниковые РНС "Цикада» и «Транзит», основанные на доплеровских (частотных) измерениях, широко обеспечивают кораблевождение. Наконец, находятся в стадии интенсивного развертывания среднеорбитные сетевые (СРНС) «Глонасс» и «Навстар», обладающие самыми высокими показателями: глобальностью, высокой точностью, непрерывным обслуживанием неограниченного числа потребителей.
При разработке РНУ широко применяется современная микроэлектронная элементная база, позволяющая повысить надежность оборудования при резком снижении его массы и габаритных размеров. Повсеместно осуществляется переход к цифровым методам обработки на основе специализированных процессоров и ЭВМ.
В то же время требуемые характеристики российской радиоэлектронной аппаратуры обеспечиваются за счет использования электронной компонентной базы (ЭКБ), которая на 80% состоит из импорта. Поэтому создание импортозамещающей высоко интегрированной ЭКБ необходимо выполнять по аппаратуроориентированному принципу в рамках разработки и реализации технологических платформ по важнейшим направлениям радиоэлектронной продукции . В связи с взятием курса на усовершенствование российской выпускаемой продукции возникла необходимость в разработке отдельных устройств и узлов радиоаппаратуры с заменой зарубежных компонентов на отечественные аналоги и сохранением заявленных характеристик.
Целью данного проекта является модернизация приемника системы контроля радиотехнической системы ближней навигации, входящей в состав аппаратуры контроля изделия РСБН-4НМ, который производит прием и обработку азимутальных и дальномерных сигналов и представляет из себя синтез современных аналоговых и цифровых технологий. Данный приемник будет внедрен взамен действующего сейчас контрольного приемника.
В настоящее время в арсенале радионавигационной техники скопилось немало систем, отличающихся между собой дальностью действия и точностью, что предопределяет различие их в принципах действия. Средства ближней навигации (РСБН) в диапазоне УКВ используют импульсные дальномеры и фазовые или частотные угломерные устройства на примерах отечественной системы типа "РСБН" и зарубежных систем "VOR/DME" и "TACAN". Из средств дальней радионавигации (РСДН) можно отметить длинноволновые "Чайку" и "Лоран- O', работающие в импульсно-фазовом режиме, и сверхдлинноволновые "Омегу" и "РСДН-20" с фазовыми измерениями . Находят также применение амплитудные многолепестковые радиомаяки типа «ВРМ-5» и «Консоль». Низкоорбитные спутниковые РНС "Цикада» и «Транзит», основанные на доплеровских (частотных) измерениях, широко обеспечивают кораблевождение. Наконец, находятся в стадии интенсивного развертывания среднеорбитные сетевые (СРНС) «Глонасс» и «Навстар», обладающие самыми высокими показателями: глобальностью, высокой точностью, непрерывным обслуживанием неограниченного числа потребителей.
При разработке РНУ широко применяется современная микроэлектронная элементная база, позволяющая повысить надежность оборудования при резком снижении его массы и габаритных размеров. Повсеместно осуществляется переход к цифровым методам обработки на основе специализированных процессоров и ЭВМ.
В то же время требуемые характеристики российской радиоэлектронной аппаратуры обеспечиваются за счет использования электронной компонентной базы (ЭКБ), которая на 80% состоит из импорта. Поэтому создание импортозамещающей высоко интегрированной ЭКБ необходимо выполнять по аппаратуроориентированному принципу в рамках разработки и реализации технологических платформ по важнейшим направлениям радиоэлектронной продукции . В связи с взятием курса на усовершенствование российской выпускаемой продукции возникла необходимость в разработке отдельных устройств и узлов радиоаппаратуры с заменой зарубежных компонентов на отечественные аналоги и сохранением заявленных характеристик.
Целью данного проекта является модернизация приемника системы контроля радиотехнической системы ближней навигации, входящей в состав аппаратуры контроля изделия РСБН-4НМ, который производит прием и обработку азимутальных и дальномерных сигналов и представляет из себя синтез современных аналоговых и цифровых технологий. Данный приемник будет внедрен взамен действующего сейчас контрольного приемника.
В ходе выполнения дипломного проекта по данным технического задания был разработан приемник системы контроля с цифровой настройкой гетеродина и АРУ РСБН.
Рассмотрены варианты построения аналоговой части приемного тракта и выбран способ реализации на основе супергетеродинного приемника. Была тщательно разработана функциональная схема, сформированы технические требования к ее узлам и компонентам.
При разработке схемы электрической принципиальной был произведен подбор различных отечественных элементов схемы. Согласно техническим документациям были выбраны необходимые схемы включения микросхем. Далее была построена сама схема электрическая принципиальная, при помощи средств САПР P-CAD.
После подбора элементной базы была разработана программная часть для управляющего микроконтроллера. Составлен алгоритм работы программ по настройки гетеродина, аттенюаторов в системе АРУ и пикового детектора.
Экономические расчеты, проведенные по окончанию разработки печатной платы, позволили определить затраты на разработку и создание нового устройства. Подсчитав все затраты на изготовление нового устройства, его цена составляет 815171,36 рублей.
В конце работы были определены возможные опасные и вредные производственные факторы способные повлиять на жизнь и здоровье оператора прибора автоматизированного контроля электрических цепей изделия.
Принятые инженерные решения являются теоретически обоснованными и обеспечивают выполнение необходимых требований.
Основная цель проекта - модернизация существующего приемника: замена зарубежных компонентов на отечественные аналоги и сохранением заявленных характеристик была полностью выполнена. Разработанное устройство полностью удовлетворяет требованиям технического задания и имеет широкие возможности по модернизации без изменения аппаратной части.
Рассмотрены варианты построения аналоговой части приемного тракта и выбран способ реализации на основе супергетеродинного приемника. Была тщательно разработана функциональная схема, сформированы технические требования к ее узлам и компонентам.
При разработке схемы электрической принципиальной был произведен подбор различных отечественных элементов схемы. Согласно техническим документациям были выбраны необходимые схемы включения микросхем. Далее была построена сама схема электрическая принципиальная, при помощи средств САПР P-CAD.
После подбора элементной базы была разработана программная часть для управляющего микроконтроллера. Составлен алгоритм работы программ по настройки гетеродина, аттенюаторов в системе АРУ и пикового детектора.
Экономические расчеты, проведенные по окончанию разработки печатной платы, позволили определить затраты на разработку и создание нового устройства. Подсчитав все затраты на изготовление нового устройства, его цена составляет 815171,36 рублей.
В конце работы были определены возможные опасные и вредные производственные факторы способные повлиять на жизнь и здоровье оператора прибора автоматизированного контроля электрических цепей изделия.
Принятые инженерные решения являются теоретически обоснованными и обеспечивают выполнение необходимых требований.
Основная цель проекта - модернизация существующего приемника: замена зарубежных компонентов на отечественные аналоги и сохранением заявленных характеристик была полностью выполнена. Разработанное устройство полностью удовлетворяет требованиям технического задания и имеет широкие возможности по модернизации без изменения аппаратной части.
