Введение
1. Генераторы стабильного тока и напряжения
1.1. Генераторы стабильного тока
1.2. Генераторы стабильного напряжения
2. Генератор прямоугольных импульсов
2.1. Описание работы схемы
2.2. Расчет схемы
2.3. Принципиальная схема
2.4. Выбор элементов схемы
2.5. Составление схем замещения
3. Генератор серий синхроимпульсов
3.1. Разработка структурной схемы генератора серий синхроимпульсов.
и обоснования принятых решений
3.2. Разработка принципиальной схемы
3.3. Расчет основных параметров и характеристик
3.4. Моделирование устройства
Заключение
Список использованной литературы


Введение

До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики. Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой. Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:
• Электростатическую индукцию
• Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков
По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.
В большинстве случаев класс генератора определяется используемым двигателем, а если более точно – его моторесусом. У промышленного бензинового двигателя время работы до первого возможного отказа – в среднем 3-5 тысяч часов. Бытовой генератор не может похвастаться такими характеристиками – время работы его мотора до возможного отказа исчисляется сотнями. Промышленные генераторы имеют возможность комплектации топливным баком большой ёмкости – производитель изначально предусматривает, что работа генераторной установки будет длительной.
Все генераторы (генераторные электростанции) можно классифицировать и разделить на несколько основных групп.
По назначению генераторы делятся на: промышленные и бытовые.
В зависимости от типа применения различают: основные; резервные; портативные.
По исполнению: открытые; в шумопоглощающем корпусе; в контейнере; в кунге.
По виду запуска: ручной (актуален для малогабаритных); электростартерный; автоматический.

1. Генераторы стабильного тока и напряжения

1.1. Генераторы стабильного тока

Для смещения и стабилизации режимов ИС широко используют генераторы стабильного тока (ГСТ): для стабилизации режимов и в качестве активной нагрузки усилительных каскадов; в качестве ИП эмиттеров Т дифференциальных усилителей; в интеграторах, генераторах пилообразного напряжения и т.д. Под ГСТ понимают двухполюсник, ток через который практически не зависит от приложенного напряжения. Если на такой двухполюсник подать сумму постоянного и переменного напряжений, то его сопротивление для переменной составляющей будет высоким. Сопротивление для постоянной составляющей обычно требуется небольшое. Важнейшими параметрами ГСТ являются выходное сопротивление (в идеале ), выходной постоянный ток и рабочий диапазон – диапазон выходного напряжения, в котором ГСТ сохраняет свои свойства.
Простейший ГСТ (рис. 1, а) обеспечивает ток , где , – напряжение база – эмиттер и коэффициент передачи тока Т. Для определения параметра напомним, что выходное сопротивление каскада с ОЭ (без учета нагрузки) составляет

, (1)



а б в г



д е ж

Рис. 1. Схемы генераторов стабильного тока
где – эквивалентное (с учетом делителя смещения) сопротивление генератора; – суммарное (с учетом дифференциального сопротивления ) сопротивление в цепи эмиттера.
Применительно к рассматриваемому ГСТ выражение (1) трансформируется в . При малых токах величина составляет десятки и сотни килоом. Рабочий диапазон соответствует изменению напряжения на коллекторе в пределах от до . Основными недостатками этого ГСТ являются: относительно невысокое выходное сопротивление; низкая температурная и режимная (при изменении напряжения ИП) стабильность выходного тока.
Для повышения стабильности с помощью дополнительных сопротивлений и вводится эмиттерная стабилизация ГСТ (см. рис.1, а), при которой ток . Она, как следует из соотношения (1), увеличивает сопротивление ГСТ, но уменьшает его рабочий диапазон на падение напряжения . Дальнейшее повышение температурной стабильности достигают включением Д последовательно с сопротивлением . Если характеристики Д согласованы с аналогичными Т, то это нейтрализует изменение тока под влиянием температурного приращения . Согласование характеристик обеспечивают диодным включением Т. Требуемое напряжение на базу Т ГСТ можно подавать также с помощью стабилитрона (вместо сопротивления ) или нескольких диодов. Иногда ГСТ, в которых ток вытекает из нагрузки, называют “поглотителями” тока, а со втекающим током – источниками(см. рис.1, а, б).
Реализация ГСТ на ПТ может быть проще: без отдельного источника смещения, т.е. по схеме двухполюсного включения. Такие ГСТ выполняют на ПТ с управляющим переходом и ПТ с изолированным затвором и встроенным каналом (рис. 1, в, г). Их выходное сопротивление равно , где , – внутреннее сопротивление и крутизна ПТ.
Существенный недостаток рассматриваемых ГСТ – относительно небольшое выходное сопротивление. Для его увеличения применяют двухтранзисторные ГСТ (рис. 1, д – ж). В генераторе на БПТ сопротивление и составляет сотни (тысячи) килоом, в ГСТ на ПТ оно определяется соотношением ( ( ), ( ) – внутреннее сопротивление и крутизна транзистора VT1 (VT2)) и достигает единиц (десятков) мегаом. Для повышения тока затвор ПТ VT1 можно подключить не к корпусу, а к истоку ПТ VT2, что уменьшает напряжение смещения ПТ VT1 и увеличивает его ток. Но выходное сопротивление ГСТ оказывается при этом меньше.
Напряжение на базе (затворе) Т приведенных ГСТ фиксировано. Если предусмотреть возможность его изменения, то получим программируемый ГСТ. В случае изменения этого напряжения по закону сигнала ток отслеживает его, что соответствует управляемому генератору тока.
От ГСТ со смещением на основе согласованной пары Т легко перейти к так называемому токовому зеркалу (ТЗ), широко применяемому в схемотех-нике аналоговых ИС. ТЗ (отражателем тока) называют функциональный узел, у которого токи двух сходящихся в одну точку ветвей равны, причем входной управляет выходным (рис. 2, а). В рассматриваемом случае общей точкой является заземление. В выходную ветвь включена нагрузка и подается питающее напряжение. Входное сопротивление ТЗ мало, выходное – велико (в пределе ). Поэтому ток не зависит от напряжения в точке 2, а определяется током . Коэффициент передачи является основным параметром ТЗ. В общем случае ТЗ можно рассматривать как частный случай управляемого генератора тока. У него коэффициент не обязательно равен 1.

а б

Рис. 2. Функциональная схема (а) и применение (б) токового зеркала
Наиболее часто ТЗ применяются в качестве ГСТ и динамических нагрузок Т дифференциального каскада, обеспечивая переход от симметричного выхода к несимметричному высокоомному. Рассмотрим последнее применение (рис. 2, б).
В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 имеют равные коллекторные токи . Когда на дифференциальный вход поступает некоторое напряжение , первый из них, например , увеличивается до значения , а второй ( ) уменьшается до величины . Ток повторяется ТЗ, поэтому выходной ток каскада составляет и равен сумме полезных составляющих обоих Т. Если же на базы транзисторов VT1 и VT2 поступит синфазное (относительно корпуса) приращение напряжения, то выходной ток будет равен нулю и ( – коэффициент ослабления синфазного напряжения (синфазной помехи), показывающий, во сколько раз коэффициент передачи синфазного входного напряжения меньше, чем дифференциального). На практике , поэтому синфазная помеха подавляется не полностью.

а б в

Рис. 3 Реализация токовых зеркал
Простейшая (основная) схема ТЗ представлена на рис. 3, а. Предполагается, что транзисторы VT1 и VT2 одинаковы. Входной ток вводится через добавочное сопротивление . Очевидно, в схеме , , , , а выходное сопротивление (с учетом формулы (1)) равно . Для уменьшения различия токов ветвей, что увеличивает значение параметра , в ТЗ вводят буферный Т VT3 (рис.3, б), который уменьшает разность токов в раз. Поэтому . Выходное сопротивление такое же, как и в предыдущей схеме. Коллекторный ток VT3 намного меньше токов Т VT1 и VT2, из-за чего коэффициент имеет низкое значение. Для увеличения тока иногда включают токоотводящее сопротивление .
Рассматриваемые ТЗ обладают относительно невысоким выходным сопротивлением. В результате ток зависит от выходного напряжения, которое при высокоомной нагрузке может быть значи

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ. 4
ВВЕДЕНИЕ. 5
ГЛАВА 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 11
1.1. Введение. 12
1.2. Техническое задание. 12
1.3. Место устройства в системе связи. 17
1.4. Требования по информационной безопасности. 20
1.4.1. Формирование требований по информационной безопасности. 20
1.4.2. Методы выполнения требований по информационной безопасности. 21
1.5. Протоколы связи. 22
1.5.1. Протокол связи с БУ. 22
1.5.2. Протокол связи с Кодеком. 27
1.6. Проектирование структурной схемы устройства. 30
1.6.1. Интерфейсы. 32
1.6.2. Модуль обработки данных. 34
1.7. Проектирование электрической принципиальной схемы. 34
1.7.1. Интерфейс с БУ. 34
1.7.2. Интерфейс с Кодеком. 44
1.7.3. Интерфейс с МКО. 45
1.7.4. Блок контроля питания. 45
1.7.5. Блок защиты от перепадов питания. 49
1.7.6. Модуль обработки данных. 54
1.7.7. Дополнительные требования. 62
1.7.8. Результаты проектирования. 62
1.8. Проектирование печатной платы. 63
1.9. Расчет количественных показателей. 64
1.9.1. Расчет потребляемой энергии. 64
1.9.2. Расчет показателей надежности. 65
1.9.3. Расчет показателей имитостойкости. 67
1.9.4. Расчет показателей закрытия информации. 67
1.9.5. Расчет толщины экрана 67
1.10. Выводы. 67
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 69
2.1. Постановка задачи. 70
2.2. Введение. 70
2.3. Способы монтажа навесных компонентов на печатных платах. 71
2.4. Способы пайки. 72
2.4.1. Пайка погружением в расплавленный припой. 73
2.4.2. Пайка волной припоя. 73
2.4.3. Пайка двойной волной припоя. 74
2.4.4. Пайка групповым микропаяльником. 76
2.4.5. Пайка с дозировкой припоя. 77
2.4.6. Пайка с параллельными электродами. 78
2.4.7. Пайка оплавлением дозированного припоя в ПГС. 79
2.5. Выбор варианта монтажа. 79
2.6. Выбор варианта пайки. 82
2.7. Разработка технологического процесса сборки и монтажа БЗИ. 82
2.7.1. Выбор технологических сред. 82
2.7.2. Выбор флюса. 83
2.7.3. Выбор припоя. 84
2.7.4. Выбор очистительных жидкостей. 85
2.7.5. Выбор клеев. 85
2.8. Алгоритм технологического процесса сборки и монтажа БЗИ. 86
2.9. Выводы. 88
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКААЯ ЧАСТЬ 89
3.1. Постановка задачи. 90
3.2. Введение. 90
3.2.1. Метод «сетевого планирования и управления». 90
3.2.2. Правила построения сетей. 93
3.2.3. Методика расчета. 94
3.2.4. Методы оптимизации. 95
3.3. Расчетная часть. 97
3.3.1. Категорирование рабочих. 97
3.3.2. Исходные данные о работах. 98
3.3.3. Построение сетевого графика. 99
3.3.4. Расчет резервов. 100
3.3.5. Составление диаграмм загруженности сотрудников. 100
3.3.6. Оптимизация разработки по критерию загруженности. 101
3.3.7. Сокращение критического пути. 102
3.3.8. Оптимизация использования резервов некритических работ. 104
3.3.9. Выбор оптимального варианта. 106
3.4. Выводы. 107
ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 108
4.1. Введение. 109
4.2. Анализ производственных опасностей и вредностей на участке проектирования блока защиты информации. 110
4.3. Рабочее место проектировщика. 111
4.4. Методы снижения влияния вредных и опасных факторов. 112
4.4.1. Требования к микроклимату. 112
4.4.2. Требования к уровням шума и вибрации. 113
4.4.3. Требования к освещению. 114
4.4.4. Требования к психофизическим факторам. 116
4.4.5. Требования к электромагнитным излучениям. 117
4.4.6. Требования к электробезопасности. 118
4.5. Эргономические требования. 120
4.6. Инженерный расчет защиты от статического электричества. 120
4.7. Экологическая безопасность. 126
4.8. Выводы. 126
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 127

Список сокращений.

В данном дипломном проекте используются следующие сокращения:
БЗИ - блок защиты информации
АССС - автоматизированная система спутниковой связи
ИВ - имитовставка
КУ - канал управления
СКУ - системный канал управления
ПО - программное обеспечение
БУ - блок управления
МКО - модуль ключевого обеспечения
РТР - ретранслятор
ЦС - центральная станция
АС - абонентская станция
БРТК - бортовой радиотехнический комплекс
ЗВК - запросно-вызывной канал

Введение.
В настоящее время, когда происходит коренная переоценка ценностей, многие традиционные ресурсы человеческого прогресса утрачивают свое первостепенное значение. Но информация как была, так и остается одним из главных ресурсов научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества. Мало того, очень скоро хорошо налаженная информационная сеть будет призвана сыграть в повседневной жизни такую роль, какую в свое время сыграли электрификация и телефонизация. Информация влияет не только на ускорение прогресса науки и техники, но и на обеспечение охраны общественного порядка, сохранности собственности, общение между людьми и другие социально значимые области. Она пронизывает все сферы жизнедеятельности людей, так как в основе любого решения – информация. И чем объем и достоверность имеющейся у вас информации выше, тем, как правило, выше вероятность принятия правильного решения. И наоборот, чем меньшим объемом информации обладает ваш конкурент, тем шире у вас простор для маневра [1].
Практически все современные государственные организации и частные предприятия имеют географически распределенную систему филиалов. Соответственно, у них возникает необходимость обмена информацией с удаленными местами. Возникает два решения:
• обмен информацией с использованием материальных носителей информации;
• обмен информацией с использованием нематериальных носителей информации.
В первом случае вы записываете информацию на лист бумаги (магнитный диск, аудио кассета, лазерный диск) и передаете этот носитель курьеру для доставки в нужное место. Во втором случае вы преобразуете информацию с материального носителя в вид электромагнитной энергии (свет, радиоволна, электромагнитные волны других диапазонов) и распространяете его по какому-либо каналу связи, например, провод или воздушное пространство.
Сразу же видны недостатки первого метода. В современном мире, когда счет времени идет если не на минуты, то на часы, задержка, появляющаяся за счет относительного медленного передвижения курьера, может привести к плачевным результатам. Также во многих случаях требуется практически мгновенный доступ к какому-либо хранилищу информации с возможностью ее изменения в реальном времени (примером может служить банковская система). Очевидно, что такие вопросы невозможно решить, используя первый метод передачи информации.
Поэтому на данный момент, государственные структуры и территориально распределенные предприятия практически отказались от передачи информации подобным методом и используют второй метод. Примером могут служить телефонные линии, телеграфные линии, радиосвязь, компьютерные сети. Время передачи информации в таких сетях может быть представлено в виде:
, где
- время, необходимое для преобразования информации с материального носителя на нематериальный.
- время, необходимое для обратного преобразования.
Время передачи по электромагнитному каналу практически равно скорости света ~300000 км/с. Поэтому для земных расстояний им можно пренебречь, так как окружность экватора равна ~40000 км. Следовательно, за одну секунду по такому каналу информация сможет облететь вокруг земли больше семи раз.
Время, которое тратится на преобразования информации тоже достаточно малая величина, часто не превышающая 0,5 – 1 секунду.
Но, когда люди начали использовать данный метод распространения информации, возникла другая проблема. Раньше при передаче важной и секретной информации можно было послать с ней большое число хорошо вооруженных охранников, чтобы ее не подменили или не своровали. Также применялись начальные методы закрытия информации простейшими шифрами.
При использовании второго метода передачи информации меры осуществить физическую охрану ее практически невозможно. Конечно, можно вдоль провода поставить охранников через два метра. Но это что-то в области фантастики. Да и чем больше людей вовлечено в операцию передачи информации, тем большее влияние на ее сохранность начинает оказывать человеческий фактор. А как физически защитить информацию, которая передается посредством электромагнитных волн в пространстве? В принципе, есть возможность отказаться от второго метода передачи для важной информации. Но, как правило, как раз такая информация очень критична ко времени ее передачи. Исходя из таких рассуждений, мы подошли к проблеме сохранения основных свойств информации с точки зрения защиты информации при передаче вторым методом:
• конфиденциальности;
• целостности;
• достоверности.
На данный момент разработано множество способов решения этой проблеме, но все они основываются на преобразовании информации до передачи и обратном преобразовании после получения. Причем это преобразование (или какой-либо параметр его) является неизвестным для лица, пытающегося осуществить несанкционированные действия с этой информацией. Можно выделить два основных способа осуществления данных преобразований:
• аналоговое;
• цифровое.
К аналоговым преобразованиям можно отнести преобразования, которые осуществляют какие-то изменения параметров информации, уже находящейся на нематериальном носителе. Примером могут служить различные частотные и временны

Счетное устройство видеоимпульсов на ПЛИС
содержание
Введение 3
1 Актуальность темы 3
2 Цели и задачи 5
3 Анализ задания и выбор платформы 5
1. Составление схемы устройства 7
2. Выбор элементов 9
2.1 Выбор ПЛИС. Описание внутренней структуры ПЛИС 9
2.2 Компаратор 13
2.3 Генератор тактовой частоты 15
2.4 Индикатор 16
2.4.1 Описание контроллера HD44780 17
2.4.2 Подключение ЖКИ-модуля 18
2.4.3 Программирование и управление ЖКИ-модуля: 25
2.5 Стабилизаторы 32
2.5 Программатор ByteBlaster 34
2.6 Сборка устройства 35
3. Конфигурирование ПЛИС 36
3.1 Система проектирования MAX+plus II 36
3.2 Описание программы конфигурации ПЛИС 36
3.2.1 Антидребезговая система (antibounce) 37
3.2.1,1 Встроенная макрофункция – счетчик lpm_counter 38
3.2.2 Двоичо-десятичный счетчик (counter10) 40
3.2.3 Устройство управлением индикатора (wh1602LCD) 41
3.2.3,1 Машина конечных автоматов 42
3.2.4 Делитель тактовой частоты для работы индикатора(divFreq) 46
3.2.5 Общая структура программы 46
Заключение 47
Литература 48
Приложение 1 (Принципиальная схема устройства) 49
Приложение 2 (Список портов ввода вывода ПЛИС epm 3256a) 50
Приложение 3 (Текст программы) 51

Введение
1 Актуальность темы
Реальная перспектива использования человеком огромных энергий, скрытых в недрах атома, появилась впервые в 1939 году. На сегодняшний день широ-кое практическое применение получают различного рода ядерные излучения, несмотря на то, что они опасны для организма человека и в то же время неощущаемы, поэтому для обнаружения и измерения ядерных излучений необходимы специальные приборы.
Основной частью приборов для регистрации ядерных излучений является элемент, воспринимающий излучения, - детектор излучения. Для этой цели используются счетчики разных типов, позволяющие зарегистрировать по-павшую в него частицу в виде кратковременного электрического тока – импульса. Наиболее широкое применение имеют газоразрядные счетчики, работа которых основана на ионизирующем действии ядерного излучения. Постепенно их начинают вытеснять сцинтилляционные счетчики (СС), действие которых основано на регистрации вспышек света, возникающих в некоторых веществах под ударами частиц. Основными элементами такого счетчика являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). В начале 20 века визуальные наблюдения световых вспышек (сцинтилляций) под действием ионизирующих частиц (-частиц, осколков деления ядер) были основным методом ядерной физики. Позднее СС был полностью вытеснен.
Его возвращение в ядерную физику произошло в конце 40-х гг., когда для регистрации сцинтилляций были использованы многокаскадные ФЭУ с боль-шим коэффициентом усиления, способные зарегистрировать чрезвычайно слабые световые вспышки. Принцип действия СС состоит в следующем: за-ряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое (основное) состояние, атомы испускают фотоны (Люминесценция). Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны (Фотоэлектронная эмиссия), в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется. Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, -квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и -квантов с атомами сцинтиллятора.
Для того чтобы световая вспышка была зарегистрирована ФЭУ, необходимо, чтобы спектр излучения сцинтиллятора совпадал со спектральной областью чувствительности фотокатода ФЭУ, а материал сцинтиллятора был прозрачен для собственного излучения. Для регистрации «медленных нейтронов» в сцинтиллятор добавляют Li или В. Для регистрации «быстрых нейтронов» используются водородсодержащие сцинтилляторы. Для спектрометрии -квантов и электронов высокой энергии используют Nal (Tl), обладающий большой плотностью и высоким эффективным атомным номером.
ФЭУ, предназначенные для СС, должны обладать высокой эффективно-стью фотокатода (до 2,5%), высоким коэффициентом усиления (108—108), малым временем собирания электронов (~ 10–8 сек), при высокой стабильно-сти этого времени. Последнее позволяет достичь разрешающей способности по времени СС 10–9 сек. Высокий коэффициент усиления ФЭУ наряду с малым уровнем собственных шумов делает возможной регистрацию отдельных электронов, выбитых с фотокатода. Сигнал на аноде ФЭУ может достигать 100 В в виде импульсов трапециевидной формы (видеоимпульсов).
Чтобы не только обнаружить ядерное излучение, но и измерить его интенсив-ность, недостаточно одного детектора излучения. Необходимы еще электрон-ные устройства, подсчитывающие число электрических импульсов, то есть число попавших в детектор частиц, и устройства, показывающие результат подсчета [1].
Данная работа посвящена разработке электронного устройства считающего число электрических импульсов.


2 Цели и задачи
1. Необходимо реализовать счетное устройство апериодических видеоим-пульсов с заданными параметрами:
• Диапазон изменения амплитуды входного сигнала 5…20В;
• Длительность импульса τ, не менее 10 нс;
• Минимальный интервал между импульсами , 10 мкс.
2. Для отображения счета необходимо наличие индикатора. Реализовать индикатор, на котором высвечивается число импульсов в непрерывном ре-жиме счета через некоторый промежуток времени.
3. Управление устройством осуществляется посредством кнопок: старт/стоп – (начало счета/конец счета), сброс – (сброс счетчика).
3 Анализ задания и выбор платформы
Конечно, реализовать простой счетчик на дискретных элементах (тригге-рах), что может быть проще? Однако сложность заключается в том, что разработка счетчика на дискретных элементах потребует сложной настройки, что увеличит время разработки и цену устройства. Для моих целей нужен высокоскоростной счетчик. Реализовать его нужно на современной элементной базе. Платформы, на которых можно реализовать счетчик, на сегодняшний день нашлось две ПЛИС и микроконтроллеры, был сделан выбор в пользу первой, то есть ПЛИС так как она легче поддается функциональным изменениям (в дальнейшем это устройство может быть использовано в других целях) и тактовая частота обработки сигнала не фиксирована как у микроконтроллера, её можно задавать аппаратно и делить её в зависимости от необходимости. Итак ПЛИС (Программируемая Логическая Интегральная Схема ).
Из наиболее известных производителей ПЛИС следует отметить фирму Al-tera. Небольшая, вначале, компания удачно решила задачи стоящие перед ними в начале (определить элементарные базис ПЛИС, разработать математические методы синтеза устройств в выбранном базисе, создать интегрированную систему проектирования цифровых устройств на ПЛИС), путем постепенного согласованного усложнения элементной базы и средств проектирования. Ее успех ко второй половине 90-х годов вывели её в число основных производства микросхем ПЛИС.
Была выбрана ПЛИС семейства MAX 3000 EPM3256A
Тип микросхе-мы Выходы I/O Триггеры Ячейки Мах частота MHz
EPM3032A 4 30 32 32 192
EPM3064A 4 30
62 64 64 192
EPM3128A 4 76
92 128 128 182
EPM3256A 4 112
154 256 256 156
Технология EEPROM обеспечивает сохранение конфигурации при отключе-нии питания. Число логических эквивалентных вентилей ПЛИС находится в диапазоне 600-5000, количество программируемых пользователем выводов 44-208. Микросхемы могут быть запрограммированы с помощью программатора, в этом случае можно использовать все линии Ввода/Вывода (I /O). Кроме того, все ПЛИС имеют возможность внутрисистемного программирования (in-system programmability) через порт типа JTAG с использованием устройств типа BitBlaster, ByteBlaster и MasterBlaster, тогда 4 порта JTAG резервируются для этой цели. Выводы имеют возможность эмуляции режимов открытого коллектора и третьего (высокоимпедансного) состояния [2].

1. Составление схемы устройства
Входной сигнал, подаваемый на счетное устройство, представляет собой случайные трапецвидные импульсы разной амплитуды и длительности. Обнаружения импульсов производиться по амплитуде, для этого необходим компаратор. Сигнал с выхода компаратора подается на цифровую микросхему (ПЛИС), работающую с TTL уровнями, т.е. логический ноль 0.8...1.6 В логическая единица 1.65...2.0 В.
Для счета количества импульсов, поступаемых с компаратора, необходим счетчик. Счетчик планируется реализовать на ПЛИС.
Еще понадобиться индикатор, который будет отображать число этих импульсов. Целесообразно выбрать LCD индикатор со встроенным контроллером TTL логики, для облегчения работы, и напряжением питания +5В.
Генератор тактовой частоты необходимо выбрать исходя их следующих критериев: максимальная частота определяется скоростью работы ПЛИС, минимальная частота определяется минимальным интервалом между импульсами входного сигнала. Следовательно, интервал частот будет в пределах от 10 МГц до 150 МГц.
Источник питания: Проще всего решить проблему питания, взять готовый источник от персонального компьютера, но он имеет широкий диапазон выходных токов, с выходными напряжениями +5В, -5В, +12В, -12В. Для питания счетного устройства выб

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ
1.1 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ
1.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ ОХРАНЫ
1.3 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
2.1 ПОСТРОЕНИЯ GSM КАНАЛА
2.2 ПРИНЦИП ШИФРОВАНИЯ GSM КАНАЛА
2.3 ФУНКЦИИ GSM КАНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СИСТЕМАМИ БЕЗОПАСНОСТИ
3. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
3.1 АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ И ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ GSM КАНАЛА
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ GSM КАНАЛА
3.3 АНАЛИЗ МОДЕЛИ GSM КАНАЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ ЗОНЫ ПОКРЫТИЯ
3.4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
4. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



4.2 Ширина полосы канала связи - 200 кГц, частотное разделение дуплексных каналов FDD с расстоянием между дуплексными каналами 45 МГц.
4.3 Модуляция сигнала - двоичная гауссова с минимальным частотным сдвигом (GSMK).
4.4 Анализ модели GSM канала по методике EUROCOST (модель Хата).
5. Перечень подлежащих разработке вопросов:
5.1. Обзор существующих систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.2. Анализ помехоустойчивости и помехозащищённости GSM канала.
5.3. Исследование скорости передачи данных и пропускной способности GSM канала.
5.4. Анализ модели GSM канала по обеспечению требуемой зоны по-крытия.
5.5. Разработка рекомендаций по улучшению технических характеристик систем безопасности, использующих GSM каналы.
5.5. Рассмотрение вопросов безопасности жизнедеятельности функ-ционирования
систем безопасности, использующих GSM каналы.
6. Перечень обязательного графического материала:
6.1. Название дипломной работы, цель, основные задачи.
6.2. Перечень систем безопасности, использующих GSM каналы, ос-новные технические характеристики, алгоритм работы систем.
6.3. Результаты анализа помехоустойчивости, помехозащищённости, скорости передачи, пропускной способности систем безопасности.
6.4. Рекомендации, выводы о проделанной работе.
АННОТАЦИЯ

В дипломной работе проводится сравнение различных беспроводных технологий, детально рассмотрен принцип построения GSM-канала в системах охраны, GSM сравнивается с другими беспроводными технологиями.
Проведен обзор нескольких основных беспроводных систем охраны, на их примере был проведен анализ его использования в различных системах охраны. Проведен анализ функционирования систем безопасности, использующих GSM каналы, рассмотрены принцип шифрования, помехоустойчивость и помехозащищенность в GSM-канале.
Сформулированы несколько основных принципов и рекомендаций по использованию GSM-канала в системах охраны. Обозначены основные пути развития сетей GSM.
Представлен один из возможных вариантов расчета зоны покрытия отдельно взятой базовой станции.

РЕФЕРАТ

Дипломная работа содержит 82 страницы, 8 рисунков, 4 таблицы, 27 источников.
Ключевые слова: GSM (Global System for Mobile Communications), DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), ContactID, GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), SMS, Voice, LAN/WAN, MSC (Mobile Switching Centre) BSS (Base Station System) ОМС (Operations and Maintenance Centre) MS (Mobile Stations), TCP/IP-соединение, помехоустойчивость, помехозащищенность, TDMA (Time Division Multiple Access).
Объектом анализа является применение GSM-канала в системах охраны.
Цель дипломной работы: анализ использования GSM-канала, разработка рекомендаций по их применению.
В данной дипломной работе были рассмотрены преимущества и недостатки использования GSM-канала в системах безопасности, возможные пути развития GSM технологий, проведено сравнение с другими каналами связи, возможность их взаимодействия.
На основании проведённого анализа были сформулированы основные принципы использования и рекомендации по применению GSM-канала в системах безопасности.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время рынок услуг и оборудования охранно-пожарной сигнализации стремительно растет. Однако до недавнего времени основным недостатком систем охранной и пожарной сигнализации (ОПС) было использование проводных телефонных линий. К основным недостаткам данных систем можно отнести неустойчивую работу городских телефонных линий, низкую физическую защищенность, отсутствие возможности охраны нетелефонизированных объектов (дачи, коттеджи и т.д.). Поэтому в качестве надежной альтернативы “проводным охранным системам“ появилось новое направление или “радиоканальные охранные системы“.
Преимущества радиоканальных охранных систем очевидны:
отсутствие зависимости от телефонной линии и качества работы сети;
простота монтажа;
возможность охраны любого объекта (в пределах зоны действия радиоканальной сети).
универсальность - из простых элементов можно построить сколь угодно сложную систему: высокая скорость монтажа и запуска в эксплуатацию, возможность оперативного изменения конфигурации, мобильность охранного пульта, возможность сосуществования нескольких пультов. Нет принципиальных ограничений для подключения в случае необходимости к существующей системе охраны.
Первоначально беспроводные системы не получили широкого распространения из-за низкой надежности (проводная связь в этом плане еще лет пять на зад была надежнее). Но в настоящее время появился широкий спектр различных дополнительны устройств, активно используются новые поколения беспроводных систем связи.
Повсеместное использование сотовых систем связи не могло не ска-заться на системах охраны. Возможности, предоставляемые операторами сотовой связи все активнее используются в системах охраны. Также можно видеть, что GSM каналы связи еще не исчерпали лимит своего развития. На сегодняшний день беспроводные охранные системы на базе GSM получили широкое распространение благодаря их относительно невысокой стоимости и простоте установки и эксплуатации. Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов России и стран СНГ.
Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану любых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Использование GSM избавляет от необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов - используются ретрансляторы GSM-операторов. Вследствие этого можно брать под охрану объект везде, где уверенно работает сеть GSM-оператора.
И, конечно, очень перспективным представляется использование новых протоколов и сетей 3G, специально предназначенных для корпоративных клиентов - виртуальные корпоративные сети передачи данных с имитостойкостью и защитой информации.
Однако существенным недостатком подобных систем является низкая помехозащищенность. Не секрет, что GSM-канал легко подавить, “GSM глушилки“ находятся сегодня в свободной продаже, да и работа сети GSM не всегда отличается высокой стабильностью и может отказать в самый неподходящий момент. Хотя последние разработки позволяют полностью контролировать GSM-канал, оперативно менять частоты, что заметно повышает помехозащищенность
Оптимально использовать GSM-канал в качестве дублирующего или дополнительного к проводным или другим радиоканальным системам. Ог-ромный плюс GSM-систем - возможность самим клиентом контролировать состояние объекта и управлять его охраной.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Сегодня в мировой практике охранных услуг определилась устойчивая тенденция на усиление роли технических средств. Тенденция эта не случайна: многочисленные исследования в области личной и имущественной безопасности показали, что широкое использование технических средств позволяет исключить либо свести к минимуму негативное влияние самого ненадежного звена в системе охраны - человека, которому присущи утомляемость, невнимательность, халатность и т.п. При этом, организация охраны с помощью технических средств обходится потребителю значительно дешевле, а надежность ее выше. Более чем 50-летний опыт работы вневедомственной охраны МВД России в этой области показал, что наиболее эффективным и экономически выгодным видом является централизованная охрана. Суть ее в том, что информация от технических средств, установленных на территориально рассредоточенных объектах, поступает непосредственно на центральный пульт, где в автоматизированном режиме производится ее анализ, обоб-щение и выдача заявки на реагирование, в зависимости от ситуации, мили-цейскому наряду либо технической службе.
Техническую основу централизованной охраны составляют системы централизованного наблюдения (СЦН).
Наиболее широкое применение, как у нас, так и за рубежом нашли СЦН, использующие в качестве каналов связи телефонные линии. Это вполне объяснимо. Оборудование таких систем сравнительно дешево, а почти повсеместная телефонизация позволяет подключать к ним практи

Аннотация

В данном дипломном проекте проводится разработка системы управления механизмом зажигания. В общей части рассматриваются принципы построения систем управления на микроконтроллерах.
В специальной части приведены разработка структурной и принципиальной схемы устройства, анализ семейств микрокон-троллеров, разработка программного обеспечения для микрокон-троллера и выполнен расчет надежности устройства.
В разделе организация производства представлены виды технической документации, необходимые при производстве радиоэлектронной аппаратуры и маршрутная карта технологического процесса на производство печатных плат.
В экономической части выполнен расчет себестоимости про-изводства проектируемого устройства и проведен анализ потре-бительского спроса на рынке.
В разделе техники безопасности перечислены правила техники безопасности, соблюдение которых необходимо при проведении электромонтажных работ.

Содержание
Введение………………………………………………………………….с
1 Системы управления на микроконтроллерах.
1.1 Применение микроконтроллеров в современной промышленно-сти…………………………………………………………………………. с
1.2 Принципы построения систем управления на микроконтрол-лерах………………………………………………………………………..с
2 Разработка системы управления механизмом зажигания.
2.1 Постановка задачи………………………………………………….с
2.2 Разработка структурной схемы………………………………...с
2.3 Разработка принципиальной схемы……………………………..с
2.4 Выбор элементов принципиальной схемы……………………..с
2.5 Разработка программного обеспечения………………………..с
2.6 Расчет надежности…………………………………………………с
3 Организация производства.
3.1 Виды конструкторско - технологической документации при производстве электронных устройств…………………………….с
3.2 Маршрутная карта технологического процесса при изготовлении печатной платы…………………………………………………с
4 Экономическая часть.
4.1 Расчет себестоимости изготовления устройства………...с
5 Мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике.
5.1 Меры безопасности при производстве электромонтажных ра-бот…………………………………………………………………………..с
Заключение……………………………………………………………..с
Список литературы………………………………………………….с
Приложение А Текст программы микроконтроллера…………с
Приложение В Маршрутная карта………………………………..с
Перечень элементов.

Микропроцессорные технологии уже давно вышли за рамки персональных компьютеров и супер-ЭВМ. Во всем мире широкое распространение получили микроконтроллеры, как в автоматизированных системах управления, так и в бытовых электроприборах, так как они отличаются надежностью, высокой степенью интеграции и небольшой стоимостью.
В данном дипломном проекте я планирую рассмотреть возмож-ность применения микроконтроллеров в системах зажигания двига-телей внутреннего сгорания. А так же описать этапы разработки этой системы зажигания и привести необходимую документацию для организации производства устройства, либо его изготовления в условиях малого предприятия.

1 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ.
1.1 Применение микроконтроллеров в современной промышленности.
Микроконтроллеры являются наиболее массовыми представителями микропроцессорной электроники. Интегрируя в одном корпусе микросхемы высокопроизводительный процессор, оперативную и постоянную память, а также набор периферийных устройств, микроконтроллеры позволяют с минимальными затратами реализовать широкую номенклатуру систем управления различными объектами и процессами.
Структурная организация, набор команд и аппаратурно-программные средства ввода/вывода информации микроконтроллеров лучше всего приспособлены для решения задач управления и регулирования в приборах, устройствах и системах автоматики, а не для решения задач обработки данных. Микроконтроллеры не являются классическими электронно-вычислительными машинами, так как физическая и логическая разделённость памяти программ и памяти данных исключает возможность модификации или замены (перезагрузки) прикладных программ микроконтроллеров во время работы, что сильно затрудняет их использование в качестве универсальных средств обработки данных.
Поэтому микроконтроллеры находят широкое применение в промышленной автоматике, контрольно - измерительной технике, аппаратуре связи, бытовой технике и многих других областях человеческой деятельности.

1.2 Принципы построения систем управления на микроконтрол-лерах.
В устройствах управления объектами (контроллерах) на основе микроконтроллеров аппаратурные средства и программное обеспечение существуют в форме неделимого аппаратурно - программного комплекса. При проектировании контроллеров приходится решать одну из самых сложных задач разработки, а именно задачу оптимального распределения функций контроллера между аппаратурными средствами и программным обеспечением. Решение этой задачи осложняется тем, что взаимосвязь и взаимовлияние аппаратурных средств и программного обеспечения в микропроцессорной технике претерпевают динамичные изменения. Если в начале развития микропроцессорной техники определяющим было правило, в соответствии с которым аппаратурные средства обеспечивают производительность, а программное обеспечение - дешевизну изделия, то в настоящее время это правило нуждается в серьезной корректировке. Так как микроконтроллер представляет собой стандартный массовый (относительно недорогой) логический блок, конкретное назначение которого определяет пользователь с помощью программного обеспечения, то с ростом степени интеграции и, следовательно, функционально-логических возможностей микроконтроллера резко понижается стоимость изделия в пересчете на выполняемую функ-цию, что в конечном итоге и обеспечивает достижение высоких технико-экономических показателей изделий на микроконтроллере. При этом затраты на разработку программного обеспечения изделия в 2-10 раз превышают (за время жизни изделия) затраты на приобретение и изготовление аппаратурных средств.
В настоящее время наибольшее распространение получил ме-тодологический прием, при котором весь цикл разработки контроллеров рассматривается как последовательность трех фаз проектирования:
1. анализа задачи и выбора аппаратурных средств контроллера;
2. разработки прикладного программного обеспечения;
3. комплексирования аппаратурных средств и программного обеспе¬чения в прототипе контроллера и его отладки.
Фаза разработки программного обеспечения, т.е. фаза получе-ния прикладных программ, в свою очередь, разбивается на два существенно различных этапа:
1. “от постановки задачи к исходной программе“;
2. “от исходной программы к объектному модулю“.
Этап разработки “от исходной программы к объектному модулю“ имеет целью получение машинных кодов прикладных программ, работающих в микроконтроллере. Этот этап разработки прикладного программного обеспечения легко поддается формализации и поддержан всей мощью системного программного обеспечения микроконтроллера, направленного на автоматизацию процесса получения прикладных программ. В состав средств системного программного обеспечения входят трансляторы с различных алгоритмических языков высокого уровня, ассемблеры, редакторы текстов, программы-отладчики, программы - документаторы и т.д. Наличие всех этих системных средств придает инженерной работе на этом этапе про-ектирования контроллеров характер ремесла, а не инженерного творчества. Так как в конечном изделии (контроллере) имеются только “голый“ микроконтроллер и средства его сопряжения с объ-ектом, то выполнять отладку разрабатываемого прикладного про-граммного обеспечения на нем невозможно (из-за отсутствия средств ввода, вывода, ОЗУ большой емкости и операционной системы), и, следовательно, разработчик вынужден обращаться к средствам вычислительной техники для выполнения всех формализуемых стадий разработки: трансляции, редактирования, отладки, загрузки объектных кодов в программируемую постоянную память микроконтроллера.
Совсем по - другому выглядит инженерный труд на этапе раз-работки программного обеспечения “от постановки задачи к исходной программе“, так как он практически не поддается формализации и, следовательно, не может быть автоматизирован.
Проектная работа здесь носит творческий характер, изобилует решениями, имеющими “волевую“ или “вкусовую“ окраску, и решениями, продиктованными конъюнктурными соображениями. В силу перечисленных обстоятельств именно на этапе проектирования “от постановки задачи к исходной программе“ разработчик сталкивается с наибольшим количеством трудностей.
Качество получаемого прикладного программного обеспечения контроллера всецело зависит от уровня проектных решений, принятых на этапе разработки “от постановки задачи к исходной программе“. Уровень проектных решений в свою очередь из-за отсутствия теории проектирования программируемых контроллеров определяется только опытом, квалификацией и интуицией разработчика. Однако накопленный опыт убеждает в том, что систематический подход к процессу разработки прикладных программ для контроллеров обеспечивает достижение хороших результатов даже начинающими разработчиками.
Типовая структура микропроцессорной системы управления показана на рис. 1.1 и состоит из объекта управления, микроконтроллера и аппаратуры их взаимной связи.

Рисунок 1.1 - Структура цифровой системы управления на основе МК

Микроконтроллер путем периодического опроса осведомительных слов (ОС) генерирует в соответствии с алгоритмом управления последовательности управляющих слов (УС). Осведомительные слова это сигналы состояния объекта (СС), сформированные датчиками объекта управления, и флаги. Выходные сигналы датчиков вследствие их различной физической природы могут потребовать про

Введение
1. Анализ технического задания
2. Математические модели радиоэлектронных элементов
2.1. Формальная модель многополюсного радиоэлемента
2.2. Структура ФММР
2.3. Базовый узел ФММР
2.4. Структура элементной базы
2.5. Модели РЭ для САПР электронных схем
3. Тестер для измерения параметров радиоэлектронных элементов
3.1. Методика измерения
3.2. Структурная схема тестера
3.3. Устройство интерфейса
3.4. Измерительно-контрольное устройство
3.5. Измерительные головки
4. Расчётная часть
4.1. Расчет площади и габаритов материнской платы
4.2. Расчёт теплового режима блока
4.3. Расчет надёжности блока
5. Технологическая часть
5.1. Качественный анализ конструкции
5.2. Проектирование технологического процесса сборки печатной платы
5.3. Определение количественных показателей технологичности конструк-ции разрабатываемой материнской платы
Заключение
Литература













Введение

Включение электронных вычислительных машин (ЭВМ) в цикл проектирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) выдвинуло на передний план задачи математического описания радиоэлементов (РЭ), составляющих эти РЭА, так как достоверность машинных расчетов параметров РЭА определяется, в первую очередь, достоверностью описания параметров РЭ. Комплексный характер работ в области моделирования РЭА наиболее полно сформулирован Логаном /1/, который связал неудачные попытки использования систем автоматизированного проектирования электронной аппаратуры (САПР РЭА) с системным подходом. Такой подход включает:
− разработку математических моделей радиоэлементов;
− проверку адекватности путем сравнения результатов, с характеристиками реализованных устройств радиоэлементов САПР РЭА;
− определение и описание технологических разбросов;
− оценку влияния изменений окружающей среды (температура, влажность, механические воздействия, радиация и т.п.);
− исследование эффектов старения с точки зрения надежности.
Если же при тщательном исследовании пренебрегают хотя бы одним из выше перечисленных аспектов с целью упрощения модели РЭА, то ре-зультат моделирования может быть сведён на нет. Например, при оптимизации без учёта климатических факторов или статических параметров.
Исторически потребность математического описания РЭА возникла одновременно с применением РЭА. Современные требования к описанию РЭА отличаются только в существенном повышении требований к адекват-ности моделей, что связано, в первую очередь, с усложнением функционального назначения и структуры РЭА.
Относительно простые по структуре РЭА и составляющие их РЭ по-зволяли разработчикам после несложных расчетов проверять результаты посредством натурного макетирования. Это привело к тому, что описание моделей РЭ было также ориентировано на корректировку их параметров в процессе проектирования РЭА. При необходимости простые модели и процессе проектирования усложнялись, если в этом возникала такая потребность.
Усложнение РЭА, связанное с применением полупроводниковых эле-ментов (ПЭ), особенно с началом развития микроэлектронных радиоэлементов (МРЭ), привело, во-первых, к повышению требований к описанию РЭ и МРЭ, во-вторых, к глобальному усложнению РЭА, в-третьих, к резкому ограничению, вплоть до полного исключения натурного макетирования.
Развитие ЭВМ и измерительной техники, широкое внедрение персо-нальных компьютеров (ПК), открыло качественно новые возможности в области САПР РЭА, в том числе и области моделирования РЭ и МРЭ. В практику внедрены:
− мощные методы САПР РЭА, например система Pspice /2/;
− модели РЭ и МРЭ, позволяющие производить адекватное описание характеристик реальных устройств;
− автоматизированные технические средства измерения (АТСИ) на базе ПК, применение которых позволяет идентифицировать параметры модели РЭА в ограниченное время с требуемой точностью.
Анализ как структуры принятых моделей РЭ и МРЭ, так и принятых методов измерения их параметров приходит к следующим выводам:
− повышение точности связано с усложнением структуры моделей, что в большинстве случаев для их эффективного практического использования приводит к их усечению (упрощению), например, модель биполярного транзистора, содержащая до 59 компонентов (модель Гуммеля-Пунна) упрощается до 12 компонентов (классическая модель Эберса-Молла);
− возникают естественные трудности аттестации сложных моделей (увеличение числа параметров приводит к увеличению времени и расходов на моделирование).
Разработчики САПР РЭА PSpice чётко представляют эти проблемы. В этой связи в системе PSpice предусмотрено применение проблемно ориентированных макромоделей. Эти модели, в том числе и транзистора, по желанию пользователя, путём ограничения области определения параметров по режиму электропитания, по постоянному току, частотному диапазону, температуре и другим условиям позволяют в конечном итоге повысить эффективность проектирования за счёт, во-первых, уменьшения числа параметров, во-вторых, резкого снижения количества расчётных операций, выполняемых в процессе расчета РЭА. Так, при использовании в PSpice встроенной малосигнальной модели биполярного транзистора (БТ) число необходимых параметров находится в пределах от 29 (модель Эберса-Молла в версии Логана) до 59 (модель Гуммеля-Пунна), тогда как использование в фиксированном режиме электропитания по постоянному току и ограниченном диапазоне частот макромодель БТ на основе Y- матрицы будет содержать 8Nj вещественных параметров, где Nj - число аттестуемых частотных точек. При этом определение параметров БТ на текущей частоте производится посредством элементарных вычис-лительных операций.
Если макромодель БТ определена по данным встроенной глобальной модели БТ, то её точность будет определена точностью исходной модели. Использование косвенных методов идентификации параметров встроенной модели неизбежно приводит к снижению точности моделирования.
Задачу по повышению точности моделирования можно решить, на-пример, путём использования прямых методов применения Y- матрицы транзистора. Современные измерительные приборы позволяют реализовать данные измерения только в первом приближении, так прямое измерение малосигнальных параметров "чёрного ящика" производят, как правило, в коаксиальном тракте с волновым сопротивлением 50 Ом. неизбежны существенные погрешности измерения параметров компонентов значительно отличаются от 50 Ом.
Основными препятствиями для осуществления эффективного измере-ния параметров малосигнальных макромоделей являются:
− необходимость выполнения сложных с технической точки зре-ния операций по согласованию измерительных цепей на предмет отсутствия отражённых волн;
− ошибки, связанные с использованием направленных ответвите-лей, которые нужно рассматривать как дополнительные неоднородности измерительного тракта, причём частотно-зависимые.
Недостатками применяемых измерительных приборов также является противоречия, связанные с внедрением классических "ручных" методов измерения в практику

СОДЕРЖАНИЕ
1 Введение ……………………….………………………………..
2 Особенности работы центробежных насосов …………………
3 Режим работы насосов и насосных установок
4 Общие данные насосной станции
5 Оснащение электроприводов преобразователями частоты
5.1 Регулирование скорости в системе преобразователь частоты – двигатель переменного тока
5.2 Преобразователи частоты SIMENS
6 Оснащение электроприводов устройствами плавного пуска
7 Потери электроэнергии в насосных установках
8 Экономико-организационный раздел
8.1 Обоснование необходимости разработки
8.2 Организация и планирование разработки
8.3 Расчет затрат на выполнение разработки
8.4 Оценка экономического эффекта
9 Автоматизация технологического процесса
9.1 Выбор структурной схемы контура регулирования тока
9.2 Выбор типа и параметров регулятора тока
9.3 Описание комплекса автоматизации
10 Силовая часть системы ТПН-АД
10.1 Выбор тиристоров
10.2 Проверка тиристоров по нагреву
11 Безопасность жизнедеятельности
11.1 Защита электропривода и особенности его эксплуатации
11.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов
11.3 Характеристика воздействия выявленных ОВПФ
11.4 Нормирование параметров ОВПФ
11.5 Производственная санитария
11.6 Техника безопасности
11.7 Эргономика, производственная эстетика и культура производства
11.8 Пожарная безопасность
12 Обеспечение безопасности при наладке электропривода
13 Заключение …………………………………………………
14 Список использованной литературы …………………..

1 Введение

1.1 В данном дипломном проекте необходимо разобрать пусковое устройство на базе тиристорного регулятора напряжения с фазовым управлением для частого пуска короткозамкнутых асинхронных электродвигателей насосов средней мощности.
1.2 Провести анализ и сравнение имеющихся (внедренных) способов регулирования подачи воды с разработанной системой регулирования на базе устройства для планового пуска асинхронных двигателей. На данном этапе в Челябинске на повысительных напорных станциях для микрорайонов в основном используется регулирование на повышенном давлении, но, в частности, на 63 насосной станции установлен преобразователь частоты фирмы «SIMENS», который позволяет регулировать давление воды на одном нужном уровне.
1.3 В последние годы резкое повышение цен на энергоносители делает актуальной проблему поиска высокоэффективных путей экономии электроэнергии и применения алгоритмов управления промышленными объектами, обеспечивающих повышенный срок службы технологического оборудования с целью снижения затрат на их обслуживание и ремонт.

2 Особенности работы центробежных насосов

2.1 Особенности работы центробежных насосов и требования их к электроприводу
2.1.1 Центробежные насосы являются массовыми и энергоемкими механизмами. На привод этих механизмов расходуется колоссальное количество энергии, составляющее около 20 % всей электроэнергии, вырабатываемой в стране [СП]
2.1.2 Мощность промышленных насосов лежит в пределах от единиц до нескольких десятков тысяч киловатт. Мощности питательных насосов тепловых электростанций и насосов гидротехнических сооружений доходят сегодня до 25 000 кВт и более [СП]
2.1.3 Насосы, как правило, работают на сеть с противодавлением, причем, статический напор в сети составляет обычно не менее 20 % полного напора. [СП] Исключением являются лишь циркуляционные насосы, которые могут работать на сеть, практически не имеющую статического напора.
2.1.4 Обычно напоры оснащаются нерегулируемым электроприводом. Регулировочные подачи осуществляются при этом практически единственным способом – дросселированием на стороне нагнетания.
2.1.5 Регулирование подачи насосов применяют при необходимости регулирования количества жидкости, подаваемой насосом, в связи с требованиями технологического процесса или в связи со случайным изменением потребности в жидкости. Например, подача насоса водоснабжения должна изменяться соответственно режиму водопотребления.
2.1.6 В том случае, когда не требуется регулирования подачи насоса во время работы, то обеспечение требуемого расхода связано с его первоначальной подрегулировкой. Например, если требуется для подачи жидкости на определенную высоту при постоянстве расхода и сопротивления гидросети насос с параметрами Q1 и H1, то выбирается по каталогу насос с ближайшим номинальным напором при данном расходе, т.е. Hном > H1, для работы с заданными параметрами напор насоса должен быть снижен с Hном до H1. Если насос работает при неизменной частоте вращения, то простейшим и повсеместно применяемым способом регулирования его подачи является дросселирование, т.е. неполное открытие задвижки на напорном трубопроводе насоса. Это соответствует увеличению вредного сопротивления сети.
Если задвижка открыта полностью, то рабочей точкой является точка А (рис. 2.1.), которой соответствуют максимальная подача Q1 и напор H1. Прикрывая задвижку, т.е. вводя дополнительное вредное сопротивление R3, вызывающее потерю напора ΔH3, можно снизить подачу и перейти к работе в новой точке В с параметрами Q2 и H2.
Этот способ регулирования подачи весьма прост, однако крайне невыгоден с энергетической точки зрения, поскольку ведет к существенному снижению КПД агрегата. Это происходит по двум причинам: из-за дополнительной потери мощности в задвижке; вследствие ухудшения КПД самого насосного агрегата, поскольку переход от работы в точке А к работе в точке В сопровождается ухудшением его КПД (рис. 2.2.).
2.1.7 Рассчитанные зависимости КПД от расхода при регулировании задвижкой и изменением частоты вращения приведены на рис. 2.1. Сравнение рассмотренных способов показывает чрезвычайную неэкономичность регулирования с помощью задвижек.[СП]

3 Режимы работы насосов и насосных установок

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ
1.1 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ
1.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ ОХРАНЫ
1.3 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
2.1 ПОСТРОЕНИЯ GSM КАНАЛА
2.2 ПРИНЦИП ШИФРОВАНИЯ GSM КАНАЛА
2.3 ФУНКЦИИ GSM КАНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СИСТЕМАМИ БЕЗОПАСНОСТИ
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
3.1 АНАЛИЗ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ И ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТИ GSM КАНАЛА
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ GSM КАНАЛА
3.3 АНАЛИЗ МОДЕЛИ GSM КАНАЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ ЗОНЫ ПОКРЫТИЯ
3.4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
ГЛАВА 4. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ GSM КАНАЛЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время рынок услуг и оборудования охранно-пожарной сиг-нализации стремительно растет. Однако до недавнего времени основным не-достатком систем охранной и пожарной сигнализации (ОПС) было использова-ние проводных телефонных линий. К основным недостаткам данных систем можно отнести неустойчивую работу городских телефонных линий, низкую физическую защищенность, отсутствие возможности охраны нетелефонизиро-ванных объектов (дачи, коттеджи и т.д.). Поэтому в качестве надежной альтер-нативы "проводным охранным системам" появилось новое направление или "радиоканальные охранные системы".
Преимущества радиоканальных охранных систем очевидны:
отсутствие зависимости от телефонной линии и качества работы сети;
простота монтажа;
возможность охраны любого объекта (в пределах зоны действия радиока-нальной сети).
универсальность - из простых элементов можно построить сколь угодно сложную систему: высокая скорость монтажа и запуска в эксплуатацию, воз-можность оперативного изменения конфигурации, мобильность охранного пульта, возможность сосуществования нескольких пультов. Нет принципиаль-ных ограничений для подключения в случае необходимости к существующей системе охраны.
Первоначально беспроводные системы не получили широкого распро-странения из-за низкой надежности (проводная связь в этом плане еще лет пять на зад была надежнее). Но в настоящее время появился широкий спектр раз-личных дополнительны устройств, активно используются новые поколения беспроводных систем связи.
Повсеместное использование сотовых систем связи не могло не сказаться на системах охраны. Возможности, предоставляемые операторами сотовой свя-зи все активнее используются в системах охраны. Также можно видеть, что GSM каналы связи еще не исчерпали лимит своего развития. На сегодняшний день беспроводные охранные системы на базе GSM получили широкое распро-странение благодаря их относительно невысокой стоимости и простоте уста-новки и эксплуатации. Сотовая сеть стандарта GSM-900/1800 обеспечивает лучшее качество связи и уже развернута в большинстве городов России и стран СНГ.
Системы, использующие GSM-связь, позволяют осуществить охрану лю-бых объектов, в том числе и нетелефонизированных. Использование GSM из-бавляет от необходимости развертывать свою сеть ретрансляторов - использу-ются ретрансляторы GSM-операторов. Вследствие этого можно брать под ох-рану объект везде, где уверенно работает сеть GSM-оператора.
И, конечно, очень перспективным представляется использование новых протоколов и сетей 3G, специально предназначенных для корпоративных кли-ентов - виртуальные корпоративные сети передачи данных с имитостойкостью и защитой информации.
Однако существенным недостатком подобных систем является низкая помехозащищенность. Не секрет, что GSM-канал легко подавить, "GSM глу-шилки" находятся сегодня в свободной продаже, да и работа сети GSM не все-гда отличается высокой стабильностью и может отказать в самый неподходя-щий момент. Хотя последние разработки позволяют полностью контролировать GSM-канал, оперативно менять частоты, что заметно повышает помехозащи-щенность
Оптимально использовать GSM-канал в качестве дублирующего или до-полнительного к проводным или другим радиоканальным системам. Огромный плюс GSM-систем - возможность самим клиентом контролировать состояние объекта и управлять его охраной.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1 ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Сегодня в мировой практике охранных услуг определилась устойчивая тенденция на усиление роли технических средств. Тенденция эта не случайна: многочисленные исследования в области личной и имущественной безопасно-сти показали, что широкое использование технических средств позволяет ис-ключить либо свести к минимуму негативное влияние самого ненадежного зве-на в системе охраны - человека, которому присущи утомляемость, невнима-тельность, халатность и т.п. При этом, организация охраны с помощью техни-ческих средств обходится потребителю значительно дешевле, а надежность ее выше. Более чем 50-летний опыт работы вневедомственной охраны МВД Рос-сии в этой области показал, что наиболее эффективным и экономически выгод-ным видом является централизованная охрана. Суть ее в том, что информация от технических средств, установленных на территориально рассредоточенных объектах, поступает непосредственно на центральный пульт, где в автоматизи-рованном режиме производится ее анализ, обобщение и выдача заявки на реа-гирование, в зависимости от ситуации, милицейскому наряду либо технической службе.
Техническую основу централизованной охраны составляют системы цен-трализованного наблюдения (СЦН).
Наиболее широкое применение, как у нас, так и за рубежом нашли СЦН, использующие в качестве каналов связи телефонные линии. Это вполне объяс-нимо. Оборудование таких систем сравнительно дешево, а почти повсеместная телефонизация позволяет подключать к ним практически любые объекты. Учи-тывая, что практически с самого начала образования вневедомственная охрана России в рамках одной структуры обеспечивала одновременное решение трех основных функций: технической (охрана с помощью технических средств), ми-лицейской (реагирование нарядами милиции) и страховой (возмещение матери-ального ущерба), именно к технической составляющей всегда предъявлялись повышенные требования по надежности с целью снижения затрат по двум ос-тальным.
В середине 90-х годов при создании СЦН основное внимание уделялось таким аспектам, как:
автоматизация, которая позволяет до минимума упростить процессы сда-чи/взятия объектов под охрану, сократить дежурный персонал пультов центра-лизованной охраны; существенно сократить количество ложных тревог из-за неправильных действий хозорганов;
контроль канала связи, обеспечивающий высокую достоверность переда-чи и исключающий потерю тревожной информации;
разработка широкой гаммы объектовых устройств с различными функ-циональными и сервисными возможностями, позволяющих удовлетворить по-требности самых широких слоев населения.
С учетом этих требований были разработаны и внедрены такие системы, как "Ахтуба", "Юпитер", "Приток-А", "Фобос-А", "Фобос-3" и другие.
С точки зрения организации защиты объектов от несанкционированного проникновения (как по оборудованию техническими средствами охраны, так и по тактике действий дежурных служб) все перечисленные СЦН не имеют ка-ких-либо существенных отличий, однако, каждая из них обладает своими дос-тоинствами и недостатками, которые определяют и ограничивают область их применения.
Однако главным недостатком указанных систем является разнородность технических и конструктивных решений, а также закрытая архитектура по-строения, что не позволяет провести их объединение в единый универсальный комплекс технических средств централизованной охраны в пределах одного ПЦО. Это, в конечном, итоге приводит к возникновению определённых про-блем для всех структур вневедомственной охраны во внедрении, эксплуатации, обслуживании и ремонте разнородных технических средств, в проведении еди-ной технической политики, обеспечении должного уровня качества и надежно-сти оборудования, а, следовательно, к дополнительным финансовым затратам и увеличению тарифов на охранные услуги.
Именно поэтому, наиболее актуальной остается на сегодняшний день проблема упорядочения парка эксплуатирующихся систем централизованного наблюдения, его обновления, замены устаревшего оборудования современным, более надежным. Именно поэтому, наиболее актуальной остается на сегодняш-ний день проблема упорядочения парка эксплуатирующихся систем централи-зованного наблюдения, его обновления, замены устаревшего оборудования со-временным, более надежным.
Поэтому в целях дальнейшего развития и совершенствования централи-зованной охраны к новым разработкам в последнее время предъявляются до-полнительные требования:
имитостойкость и криптозащита, обеспечивающие устойчивость системы к несанкционированному "обходу" и обусловленные появлением "квалифици-рованных" краж;
высокая информативность, обеспечивающая разделение сигналов о про-никновении и пожаре, аварии или изменении параметров линии связи и т.д.;
возможность сопряжения системы с оптоволоконными каналами связи, обусловленная внедрением предприятиями связи новых цифровых технологий передачи информации;
унификация создаваемых технических средств, т.е. возможность объеди-нения различных устройств в единый программно-аппаратный комплекс цен-трализованной охраны.
Приоритетной задачей технической политики в области развития центра-лизованной охраны является разработка отсутствующих на сегодняшний день единых требований на системы централизованного наблюдения, что в условиях многообразия существующих и вновь появляющихся предприятий-разработчиков и производителей средств охранно-пожарной сигнализации по